CN105293834B - 一体式iods反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式IODS反应器，缺氧区、好氧区和沉淀区形成一个并行三廊道的形式布置于反应器一端，预脱硝+选择区和厌氧区布置于反应器的另一端，所有功能区巧妙、紧凑的布置在一个一体式结构中。污水采用分段进入的方式进入反应器，一部分污水和回流污泥先进入预脱硝+选择区充分接触反应后再进入厌氧区，另一部分污水直接进入厌氧区。厌氧区污水通过穿孔墙进入缺氧区起端，缺氧区和好氧区之间通过空气推流区提供的循环动力形成第一循环（脱氮循环），好氧区和沉淀区之间通过空气推流区提供的循环动力形成第二循环（沉淀循环），处理后出水从沉淀区排出反应器。

Description

一体式IODS反应器

技术领域

本发明涉及一种污水处理反应器，尤其是一种一体式IODS反应器及对应的污水处理方法。

背景技术

1、总氮（TN）和总磷(TP)是水体受营养性物质污染程度的主要指标，水中氮、磷物质超标时，将引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，水质恶化，鱼类及其它生物大量死亡。

2、2015年2月，中央政治局常务委员会会议审议通过《水污染防治行动计划》简称“水十条”，并于4月2日出台。“水十条”对狠抓工业污染防治和强化城镇生活污染治理提出了具体要求：要求制定造纸、焦化、氮肥、有色金属、印染、农副食品加工、原料药制造、制革、农药、电镀等行业专项治理方案，实施清洁化改造。新建、改建、扩建上述行业建设项目实行主要污染物排放等量或减量置换。集聚区内工业废水必须经预处理达到集中处理要求，方可进入污水集中处理设施。新建、升级工业集聚区应同步规划、建设污水、垃圾集中处理等污染治理设施。

要求加快城镇污水处理设施建设与改造。现有城镇污水处理设施，要因地制宜进行改造，2020年底前达到相应排放标准或再生利用要求。敏感区域(重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域)城镇污水处理设施应于2017年底前全面达到一级A排放标准。建成区水体水质达不到地表水Ⅳ类标准的城市，新建城镇污水处理设施要执行一级A排放标准。

3、目前国内建成污水处理厂普遍采用氧化沟、SBR、A/A/O和BAF等工艺，随着“水十条”的出台大多面临着提标改造的问题，由于设计时采用排放标准较低和工艺本身的短板限制，提标改造对三级强化处理段提出了更高的要求，比如需要增加投药量、增加碳源投加和装机容量增加等。

4、对于新建污水处理厂如采用传统的污水处理工艺，要达到更高的脱氮除磷效率和其他污染物降解程度，必须要增大反应器容积、强化预处理、强化深度处理、增大装机容量和增大投药量才能达到，大大的增加了污水处理成本和水厂的运行维护难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有污水处理工艺的不足，在此提供一种一体式IODS反应器及其对应的污水处理方法。本反应器中，缺氧区、好氧区和沉淀区形成一个并行三廊道的形式布置于反应器一端，预脱硝+选择区和厌氧区布置于反应器的另一端，上述所有功能区巧妙、紧凑的布置在一个一体式结构中。污水采用分段进入的方式进入反应器，一部分污水和回流污泥先进入预脱硝+选择区充分接触反应后再进入厌氧区，另一部分污水直接进入厌氧区。厌氧区污水通过穿孔墙进入缺氧区起端，缺氧区和好氧区之间通过空气推流区提供的循环动力形成第一循环（脱氮循环），好氧区和沉淀区之间通过空气推流区提供的循环动力形成第二循环（沉淀循环），处理后出水从沉淀区排出反应器。本发明提供的一体式IODS反应器前置预脱硝+选择区和厌氧区，从好氧区末端排出剩余污泥，除磷更加彻底；原污水从缺氧区起端进入缺氧区，充分利用原污水中的碳源脱氮，采用低溶解氧运行控制理论，实现短程硝化反硝化，使得反应器具有极高的脱氮效率；采用一体式设计理念，节省占地，运行管理更便捷。

本发明是这样实现的，构造一种一体式IODS反应器，其特征在于：反应器内设置多个功能分区，分别包括预脱硝+选择区、厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区和空气推流区；这些功能区集成在一个一体式结构中；本反应器中，缺氧区、好氧区和沉淀区形成一个并行三廊道的形式布置于反应器一端，预脱硝+选择区和厌氧区布置于反应器的另一端，空气推流区布置于好氧区的起端。

根据本发明所述的一体式IODS反应器，其特征在于：污水采用分段的方式进入预脱硝+选择区和厌氧区，回流污泥进入预脱硝+选择区；预脱硝+选择区和厌氧区之间采用过水孔或溢流堰过水。

根据本发明所述的一体式IODS反应器，其特征在于：所述预脱硝+选择区和厌氧区内设置搅拌器进行搅拌混合。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：所述好氧区位于缺氧区和沉淀区之间，混合液沿水流方向从好氧区的末端分别进入缺氧区和沉淀区。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：所述反应器的剩余污泥从好氧区的末端，沉淀区的起端排出反应器，剩余污泥能够采用潜水排污泵或气提污泥泵抽排。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：所述厌氧区出水通过隔墙过水孔进入缺氧区的起端，过水孔沿水平方向均布开于隔墙的中下部，于缺氧区的起端设有潜水推流器。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：所述缺氧区和好氧区之间的第一循环（脱氮循环）的回流比为100%~600%；好氧区和沉淀区之间的第二循环（沉淀循环）的回流比为100%~300%。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：所述好氧区底部均布高效曝气装置，曝气装置氧转移效率不低于35%，曝气装置采用“丰”字形或通长布置。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：空气推流区中下部设置空气扩散装置，空气扩散装置采用管式微孔曝气器或穿孔曝气管，气水比为1~6。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：反应器供气采用离心风机或罗茨风机，鼓风机采用变频控制，气水比为1~10。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：沉淀区内填充斜板斜管组合填料，填料切面净距为Φ50~100mm，填料倾角为45~65°，填料斜长0.8~1.5m，填料采用乙丙共聚、PP、PVC或不锈钢材质。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：沉淀区上方设有溢流堰集水槽，集水槽溢流堰板采用三角堰、矩形堰或穿孔堰，堰口距斜板斜管组合填料顶部0.5~2.0m，集水槽采用通长、平行于短边或“丰”字形布置。

根据本发明所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：沉淀区上方设有桁车往复式吸泥机作为回流污泥的动力设备，污泥回流比为50%~150%。

根据本发明上述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：运行方式如下：

其一；污水分段从预脱硝+选择区和厌氧区进入反应器，回流污泥在预脱硝+选择区内利用污水中的碳源进行反硝化反应以耗尽回流污泥中的溶解氧，同时污泥中的特性微生物在预脱硝+选择区内得以选育和增强；预脱硝+选择区的存在保证了厌氧区的近似绝氧状态，回流污泥中的聚磷菌在次得以充分的释放磷，保证了反应器具有更彻底的除磷效果；

其二；污水从缺氧区的起端进入缺氧区，实现了前置反硝化脱氮目的，充分利用污水中的碳源脱氮，尽量避免外加碳源；同时采用低溶解氧控制理论，反应器稳定运行后控制好氧区末端溶解氧为0.1~1.0mg/L，实现短程硝化反硝化，大大节省了曝气能耗和减少脱氮对碳源的需求，使得反应器具有极高的脱氮效率；

其三；处理后水从沉淀区排出反应器，沉淀区底部为通长廊道，和好氧区之间通过空气推流区提供的循环动力形成第二循环（沉淀循环），第二循环的存在避免了沉淀区底部形成死水区，很好的解决了普通二沉池污泥腐化、污泥上浮和磷二次释放的问题；斜板斜管组合填料利用浅池沉淀理论，大大提升了泥水分离效率。

本发明所述的一体式IODS反应器，整套工艺反应器可为矩形、圆角矩形或其它特异变形，内设有多个功能分区。污水分段进入预脱硝+选择区和厌氧区，预脱硝+选择区和厌氧区内设有潜水搅拌机，回流污泥在预脱硝+选择区中得以预脱硝和特性微生物的选育培养；预脱硝+选择区出水进入厌氧区，聚磷菌在厌氧区近似绝氧的条件下充分释放磷，保证了反应器稳定的除磷效果；厌氧区出水和好氧区回流混合液从缺氧区起端进入缺氧区，缺氧区起端设有潜水推流器用于混合污水和好氧区回流混合液，以及引导水流按照第一循环（脱氮循环）方向流动，达到了充分利用污水碳源脱氮的目的；好氧区底部设有高效曝气装置，采用低溶解氧控制理论，污泥絮凝体颗粒较传统活性污泥法更为细小密实，减小了污染物的传质助力，使得污染物降解效率更高，反应器采用较高的污泥龄，污泥产量较传统活性污泥法低，污泥稳定性更好，减少了后续污泥处理的难度，对溶解氧的精准控制让短程硝化反硝化在反应器内得以实现，减少了脱氮对碳源的需求程度；沉淀区底部为通长廊道，和好氧区之间通过空气推流区提供的循环动力形成第二循环（沉淀循环），第二循环的存在避免了沉淀区底部形成死水区，很好的解决了普通二沉池污泥腐化、污泥上浮和磷二次释放的问题；斜板斜管组合填料利用浅池沉淀理论，大大提升了泥水分离效率；剩余污泥从好氧区的末端和沉淀区的起端排出反应器，剩余污泥中的含磷量更高，污泥更稳定；反应器供气采用变频控制的鼓风机，增强了反应器抗冲击负荷的能力和减少了反应器的运行功耗。

本发明所述的一体式IODS反应器以及对应的污水处理方法，具有如下优点：

（1）、采用一体式设计理念，节省占地；

（2）、主要用电设备变频控制，能耗更低，抗冲击负荷能力更强；

（3）、机电设备少，自动化程度高，系统运行稳定可靠；

（4）、具有更高的脱氮除磷和有机物降解效率；

（5）、剩余污泥产量少。

附图说明

图1是本发明一体式IODS反应器平面图

具体实施方式

下面将结合附图1对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了克服传统污水处理反应器的不足，本发明在此提供一种一体式IODS反应器及对应的污水处理方法。如图1所示，整套工艺反应器可为矩形、圆角矩形或其它特异变形，内设有多个功能分区。

所述反应器本体可采用钢结构或土建构筑物制作，反应器内设有多个功能分区，分别包括预脱硝+选择区1、厌氧区2、缺氧区3、好氧区4、沉淀区5和空气推流区6；缺氧区3、好氧区4和沉淀区5形成一个并行三廊道的形式布置于反应器一端，预脱硝+选择区1和厌氧区2布置于反应器的另一端，上述所有功能区巧妙、紧凑的布置在一个一体式结构中。

所述预脱硝+选择区1和厌氧区2设置潜水搅拌器进行搅拌；所述缺氧区3起端设有潜水推流器；所述好氧区4设置曝气装置进行曝气供氧；所述沉淀区5设有斜板斜管组合填料、污泥回流设施和上清液收集设施进行高效泥水分离；所述空气推流区6设有空气扩散装置为第一循环（脱氮循环）和第二循环（沉淀循环）提供环流动力。

所述反应器污水采用分段的方式进入预脱硝+选择区1和厌氧区2，回流污泥进入预脱硝+选择区1；预脱硝+选择区1和厌氧区2之间采用过水孔或溢流堰过水。

所述好氧区4底部均布高效曝气装置，曝气装置氧转移效率不低于35%，曝气装置可“丰”字形或通长布置。

所述缺氧区3和好氧区4之间的第一循环（脱氮循环）的回流比为100%~600%；好氧区4和沉淀区5之间的第二循环（沉淀循环）的回流比为100%~300%。

所述空气推流区6中下部设置空气扩散装置，空气扩散装置采用管式微孔曝气器或穿孔曝气管，气水比为1~6。

所述反应器供气采用离心风机或罗茨风机，鼓风机采用变频控制，气水比为1~10。

所述沉淀区5内填充斜板斜管组合填料，填料切面净距为Φ50~100mm，填料倾角为45~65°，填料斜长0.8~1.5m，填料采用乙丙共聚、PP、PVC或不锈钢材质。

所述沉淀区5上方设有溢流堰集水槽，集水槽溢流堰板可采用三角堰、矩形堰或穿孔堰，堰口距斜板斜管组合填料顶部0.5~2.0m，集水槽可通长、平行于短边或“丰”字形布置。

所述沉淀区5上方设有桁车往复式吸泥机作为回流污泥的动力设备，污泥回流比为50%~150%。

所述反应器的剩余污泥从好氧区4的末端，沉淀区5的起端排出反应器，剩余污泥可采用潜水排污泵或气提污泥泵抽排。

根据本发明所述的一体式IODS反应器及对应的污水处理方法，布置紧凑合理，占地少，机电设备少，自动化程度高，能耗、药耗低，抗冲击负荷能力强，运行稳定可靠。污水分段进入预脱硝+选择区1和厌氧区2，预脱硝+选择区1和厌氧区2内设有潜水搅拌机，回流污泥在预脱硝+选择区1中得以预脱硝和特性微生物的选育培养；预脱硝+选择区1出水进入厌氧区2，聚磷菌在厌氧区近似绝氧的条件下充分释放磷，保证了反应器稳定的除磷效果；厌氧区2出水和好氧区4回流混合液从缺氧区3起端进入缺氧区3，缺氧区3起端设有潜水推流器用于混合污水和好氧区4回流混合液，以及引导水流按照第一循环（脱氮循环）方向流动，达到了充分利用污水碳源脱氮的目的；好氧区4底部设有高效曝气装置，采用低溶解氧控制理论，污泥絮凝体颗粒较传统活性污泥法更为细小密实，减小了污染物的传质助力，使得污染物降解效率更高，反应器采用较高的污泥龄，污泥产量较传统活性污泥法低，污泥稳定性更好，减少了后续污泥处理的难度，对溶解氧的精准控制让短程硝化反硝化在反应器内得以实现，减少了脱氮对碳源的需求程度；沉淀区5底部为通长廊道，和好氧区4之间通过空气推流区6提供的循环动力形成第二循环（沉淀循环），第二循环的存在避免了沉淀区5底部形成死水区，很好的解决了普通二沉池污泥腐化、污泥上浮和磷二次释放的问题；斜板斜管组合填料利用浅池沉淀理论，大大提升了泥水分离效率；剩余污泥从好氧区4的末端和沉淀区5的起端排出反应器，剩余污泥中的含磷量更高，污泥更稳定；反应器供气采用变频控制的鼓风机，增强了反应器抗冲击负荷的能力和减少了反应器的运行功耗。

根据本发明所述的一体式IODS反应器及对应的污水处理方法，运行方式如下：

其一；污水分段从预脱硝+选择区1和厌氧区2进入反应器，回流污泥在预脱硝+选择区1内利用污水中的碳源进行反硝化反应以耗尽回流污泥中的溶解氧，同时污泥中的特性微生物在预脱硝+选择区1内得以选育和增强；预脱硝+选择区1的存在保证了厌氧区2的近似绝氧状态，回流污泥中的聚磷菌在次得以充分的释放磷，保证了反应器具有更彻底的除磷效果；

其二；污水从缺氧区3的起端进入缺氧区3，实现了前置反硝化脱氮目的，充分利用污水中的碳源脱氮，尽量避免外加碳源；同时采用低溶解氧控制理论，反应器稳定运行后控制好氧区4末端溶解氧为0.1~1.0mg/L，实现短程硝化反硝化，大大节省了曝气能耗和减少脱氮对碳源的需求，使得反应器具有极高的脱氮效率；

其三；处理后水从沉淀区5排出反应器，沉淀区5底部为通长廊道，和好氧区4之间通过空气推流区6提供的循环动力形成第二循环（沉淀循环），第二循环的存在避免了沉淀区5底部形成死水区，很好的解决了普通二沉池污泥腐化、污泥上浮和磷二次释放的问题；斜板斜管组合填料利用浅池沉淀理论，大大提升了泥水分离效率。

对所公开的实施例的上述说明：使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种一体式IODS反应器，其特征在于：该反应器内设置多个功能分区，分别包括预脱硝+选择区（1）、厌氧区（2）、缺氧区（3）、好氧区（4）、沉淀区（5）和空气推流区（6）；这些功能区集成在一个一体式结构中；本反应器中，缺氧区（3）、好氧区（4）和沉淀区（5）形成一个并行三廊道的形式布置于反应器一端，预脱硝+选择区（1）和厌氧区（2）布置于反应器的另一端，空气推流区（6）布置于好氧区（4）的起端；

污水采用分段的方式进入预脱硝+选择区（1）和厌氧区（2），回流污泥进入预脱硝+选择区（1）；预脱硝+选择区（1）和厌氧区（2）之间采用隔墙过水孔或溢流堰过水；厌氧区（2）出水通过隔墙过水孔进入缺氧区（3）的起端，过水孔沿水平方向均布开于隔墙的中下部，缺氧区（3）的起端设有潜水推流器；好氧区（4）位于缺氧区（3）和沉淀区（5）之间，混合液沿水流方向从好氧区（4）的末端分别进入缺氧区（3）和沉淀区（5）；所述反应器的剩余污泥从好氧区（4）的末端，沉淀区（5）的起端排出反应器，剩余污泥能够采用潜水排污泵或气提污泥泵抽排；

所述的一种一体式IODS反应器运行方式如下：

其一；污水分段从预脱硝+选择区（1）和厌氧区（2）进入反应器，回流污泥在预脱硝+选择区（1）内利用污水中的碳源进行反硝化反应以耗尽回流污泥中的溶解氧，同时污泥中的特性微生物在预脱硝+选择区（1）内得以选育和增强；预脱硝+选择区（1）的存在保证了厌氧区（2）的近似绝氧状态，回流污泥中的聚磷菌在次得以充分的释放磷，保证了反应器具有更彻底的除磷效果；

其二；污水从缺氧区（3）的起端进入缺氧区（3），实现了前置反硝化脱氮目的，充分利用污水中的碳源脱氮，尽量避免外加碳源；同时采用低溶解氧控制理论，反应器稳定运行后控制好氧区（4）末端溶解氧为0.1~1.0mg/L，实现短程硝化反硝化，大大节省了曝气能耗和减少脱氮对碳源的需求，使得反应器具有极高的脱氮效率；

其三；处理后水从沉淀区（5）排出反应器，沉淀区（5）底部为通长廊道，和好氧区（4）之间通过空气推流区（6）提供的循环动力形成第二循环（沉淀循环），第二循环的存在避免了沉淀区（5）底部形成死水区，很好的解决了普通二沉池污泥腐化、污泥上浮和磷二次释放的问题；斜板斜管组合填料利用浅池沉淀理论，大大提升了泥水分离效率。

2.根据权利要求1所述的一体式IODS反应器，其特征在于：所述预脱硝+选择区（1）和厌氧区（2）内设置搅拌器进行搅拌混合。

3.根据权利要求1所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：所述缺氧区（3）和好氧区（4）之间的第一循环（脱氮循环）的回流比为100%~600%；好氧区（4）和沉淀区（5）之间的第二循环（沉淀循环）的回流比为100%~300%。

4.根据权利要求1所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：所述好氧区（4）底部均布高效曝气装置，曝气装置氧转移效率不低于35%，曝气装置为“丰”字形或通长布置。

5.根据权利要求1所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：空气推流区（6）中下部设置空气扩散装置，空气扩散装置采用管式微孔曝气器或穿孔曝气管，气水比为1~6。

6.根据权利要求1所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：反应器供气采用离心风机或罗茨风机，鼓风机采用变频控制，气水比为1~10。

7.根据权利要求1所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：沉淀区（5）内填充斜板斜管组合填料，填料切面净距为Φ50~100mm，填料倾角为45~65°，填料斜长0.8~1.5m，填料采用乙丙共聚、PP、PVC或不锈钢材质。

8.根据权利要求1所述的一种一体式IODS反应器，其特征在于：沉淀区（5）上方设有溢流堰集水槽，集水槽溢流堰板采用三角堰、矩形堰或穿孔堰，堰口距斜板斜管组合填料顶部0.5~2.0m，集水槽为通长、平行于短边或“丰”字形布置；沉淀区（5）上方设有桁车往复式吸泥机作为回流污泥的动力设备，污泥回流比为50%~150%。