CN107162178B - 一种全混合mbbr反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全混合MBBR反应器，该反应器传质效果好，处理效果高效稳定。本发明包含筒体和气液分离罐，筒体由外筒体和内导流筒构成，内导流筒两端开口，内部设有集气罩与气提管，集气罩通过气提管与安装在筒体上部的气液分离罐连接，集气罩下方设有挡板，挡板固定在内导流筒内壁上，挡板与集气罩之间设有导流缝，内导流筒体高度方向中部设置曝气系统，内导流筒正下方安装布水器，实现底部进水及环形均匀布水；气液分离罐体上设置有排气口与落水管，落水管上端与气液分离罐连通，底部接入外筒体下部；外筒体上部设有沉淀过滤区，沉淀过滤区内设有填料层，四周设置出水堰，出水堰上设置出水口，外筒体的底部设置有排泥口。

Description

一种全混合MBBR反应器
技术领域
本发明涉及一种反应器，具体涉及一种全混合MBBR反应器。
背景技术
随着我国工业的发展，工业废水的排放量日益增加，达不到排放标准的工业废水排入水体后，会污染地表水和地下水。水体受到污染后，随之而来的是各种各样的环境问题。生物法技术是污水处理的主要技术之一，其中好氧处理法是利用好氧微生物(包括兼性微生物)有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法，是生物法污水处理的主要方法之一。
现阶段污水的主要处理技术包括：A/O、SBR、CASS等等，目的是去除污水中的有机污染物、氮、磷，从而减少对环境的污染。这些技术占地面积大、建设周期长、投资大、运行管理复杂，较难适应高浓度有机废水。
在处理废水时现有技术中使用的各种结构形式的好氧反应器，采用空气作为反应器内泥水混合的动力，整个反应过程，动力消耗大。
传统好氧反应器只采用空气作为反应器内活性污泥与污水混合的动力，当活性污泥浓度高时，活性污泥会悬浮于污水表面，并随水流出，因而传统好氧反应器内活性污泥浓度一般为3000mg/L左右，单位体积的污泥浓度较低，有机负荷低，处理效果不佳；有机负荷低会导致处理较高有机物浓度的废水，整个反应器的体积增加，建设投资加大。
传统好氧反应器的曝气器离池内液面的高度在3000～5000mm,由于水的静压比较高，再加上曝气管道及曝气器的压力损失，因而曝气风机功率大、曝气能耗高。其他也有一些相关的好氧反应器研究，如专利号为201520258685.X的中国专利公开了一种好氧反应器，其内部泥水混合均匀效果有限，排水过程会导致部分污泥的流失，因此，研究开发新型、高效、稳定的反应器以适用于高浓度工业废水处理势在必行。
发明内容
本发明的针对上述问题，提供一种全混合MBBR反应器，该反应器传质效果好，处理效果高效稳定。MBBR是英文Moving Bed Biofilm Reactor的简称，意思为移动床生物膜反应器。
本发明所采用的技术方案是：
本发明的全混合MBBR反应器，包含筒体和气液分离罐，筒体由外筒体和内导流筒构成，其中所述的内导流筒两端开口，内部设有集气罩与气提管，集气罩通过气提管与安装在筒体上部的气液分离罐连接，集气罩下方设有挡板，挡板固定在内导流筒内壁上，沿壁板环绕一圈，同时挡板与集气罩之间设有泥水通行的导流缝，内导流筒体高度方向中部设置曝气系统并与外部风机配套的进气管连接，内导流筒正下方安装布水器，实现底部进水及环形均匀布水；所述的气液分离罐体上设置有排气口与落水管，落水管上端与气液分离罐连通，底部接入外筒体下部；所述的外筒体上部设有沉淀过滤区，沉淀过滤区内设有填料层，四周设置出水堰，出水堰上设置出水口，外筒体的底部设置有排泥口。
本发明上述的全混合MBBR反应器，其进一步的技术方案是全混合MBBR反应器整体呈圆柱状，上端敞口，反应器内填充MBBR填料，在环流与曝气的作用下，填料整个处于流化的状态；更进一步的技术方案还可以是所述的MBBR填料材质为亲水性聚乙烯，比表面积800m2/m3～1500m2/m3，比重0.98～1.02g/cm3，整体投配率20％～50％。
本发明上述的全混合MBBR反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的内导流筒数量以内导流筒与外筒体有效面积比为1:1进行调整，所述的气液分离罐容积为整个反应器装置容积的0.1％～1％，高度300mm～1500mm。
本发明上述的全混合MBBR反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的沉淀过滤区宽度500mm～2000mm，装有填料层，填料层为波纹管填料、斜板填料、斜管填料或蜂窝填料，高度500mm～1800mm，出水堰宽200mm～800mm。
本发明上述的全混合MBBR反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的集气罩直径500mm～1500mm，扩张角α10°～60°，挡板与集气罩之间的导流缝宽度为500mm～1500mm。
本发明上述的全混合MBBR反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的气提管混合液上升流速为0.5～2.0m/s。
本发明上述的全混合MBBR反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的排泥口距底部300mm～500mm，尺寸DN100～DN800。
本发明上述的全混合MBBR反应器，其进一步的技术方案还可以是所述的曝气系统的曝气方式为鼓风曝气或射流曝气。
本发明的全混合MBBR反应器运行时，废水由进水管从底部均匀布水进水内筒体中，依靠曝气提升作用，水流向上运动，实现环流。同时通过曝气，内筒中的气提管有效收集气体，在外界压力的作用下各个集气罩的气液沿气提管向上提升，进入气液分离罐内，在气液分离罐中气体进行释放并通过排放口排出，泥水混合液沿落水管进入筒体底部，扰动下部的水流。在曝气的作用下，混合液通过内筒体实现环流，且混合液在气提管内保证连续的气提，形成循环。混合液经过沉淀区排出池体，保证筒体内污泥浓度，污泥经底部排泥管定期排出筒体外。
本发明的有益效果如下：
本发明的全混合MBBR反应器的优点在于结合内筒循环传质与气提环流，传质变得更为强烈，有效避免污泥的沉积，整个反应器COD的容积负荷高，特别适合于高浓度有机废水的处理。特点还在于整个反应器曝气系统的下部可视为缺氧区，可实现好氧、缺氧的交替运行，显著提高处理效果。在筒体内部填充MBBR填料，材质聚乙烯，亲水性好，比表面积800m2/m3～1500m2/m3，比重0.98～1.02g/cm3，整体投配率20％～50％，填料作为微生物附着的载体，有效增加污泥浓度，具有更高的处理负荷，显著提高处理效果。整个反应器曝气系统的下部可视为缺氧区，可实现好氧、缺氧的交替运行，实现连续运行，出水水质长效稳定。
附图说明
图1是本发明全混合MBBR反应器的结构示意图。
图2是图1的横剖视图(落水管在罐体内的分布示意图)。
图中：1、外筒体，2、内导流筒，3、集气罩，4、气提管，5、气液分离罐，6、排气口，7、落水管，8、沉淀过滤区，9、出水口，10、出水堰，11、挡板，12、曝气系统，13、进水管，14、排泥口，15、布水系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1
如图1、2所示，本发明的全混合MBBR反应器，包含筒体和气液分离罐，筒体由外筒体和内导流筒构成，其中所述的内导流筒两端开口，内部设有集气罩与气提管，集气罩通过气提管与安装在筒体上部的气液分离罐连接，集气罩下方设有挡板，挡板固定在内导流筒内壁上，沿壁板环绕一圈，同时挡板与集气罩之间设有泥水通行的导流缝，内导流筒体高度方向中部设置曝气系统并与外部风机配套的进气管连接，内导流筒正下方安装布水器，实现底部进水及环形均匀布水；所述的气液分离罐体上设置有排气口与落水管，落水管上端与气液分离罐连通，底部接入外筒体下部；所述的外筒体上部设有沉淀过滤区，沉淀过滤区内设有斜板类填料层，四周设置出水堰，出水堰上设置出水口，外筒体的底部设置有排泥口。全混合MBBR反应器整体呈圆柱状，上端敞口，反应器内填充MBBR填料，在环流与曝气的作用下，填料整个处于流化的状态。所述的内导流筒数量为7个，内导流筒与外筒体有效面积比为1:1，所述的气液分离罐容积为整个反应器装置容积的0.5％，高度1000mm；所述的沉淀过滤区宽度1000mm，装有填料层，填料层为波纹管填料，高度1200mm，出水堰宽500mm；所述的集气罩直径1000mm，扩张角45°，挡板与集气罩之间的导流缝宽度为1000mm；所述的气提管混合液上升流速为1.0m/s；所述的排泥口距底部400mm，尺寸DN500，筒体内部填充MBBR填料，材质聚乙烯，比重0.98g/cm3，投配率30％；所述的曝气系统的曝气方式为鼓风曝气。
某高浓度有机工业废水中试实验，进水COD在8000mg/L，采用上述全混合MBBR反应器运行8h后，出水COD降到515mg/L，去除率为93％。
本发明的全混合MBBR反应器的运行过程如下所述：
废水由底部进水管13进入，通过布水系统15配合内导流筒2实现向上流均匀布水。依靠内导流筒5中间的曝气系统12鼓入空气，实现混合液的向上运动。由于空气的带入，使得筒体内与外界形成密度差，在外界压力的作用下，混合液通过气提管4处于集气罩3内的下端口向上提升，进入气液分离罐5内，在气液分离罐5内气体进行释放从排放口6排出，混合液在重力的作用下沿落水管7回落至外筒体1的底部，加速了底部的搅动。通过曝气，整个系统形成良好的环流，达到最优的传质效果。
曝气使得混合液通过集气罩3与内导流筒2之间的导流缝上升，整个混合液形成环流。在气提管4气提过程中，气液上升速度快，集气罩3内形成负压，内导流筒2内的混合液自下而上快速补充，气液混合快，使得高浓度有机废水可在短时间内与微生物充分混合接触，同时借助高速的剪切、冲刷能力，大大提高了混合效率与传质效率，微生物与有机物充分吸附降解，污染物快速分解去除。
混合液经过沉淀过滤区8进入出水堰10，通过出水口9排出筒体，污泥通过沉淀过滤区8的阻挡，在重力作用下向池底沉降，经过排泥口定期排出筒外。
实施例2
本实施例中所述的内导流筒数量为5个，内导流筒与外筒体有效面积比为1:1，所述的气液分离罐容积为整个反应器装置容积的1％，高度800mm；所述的沉淀过滤区宽度1000mm，装有填料层，填料层为波纹管填料，高度1000mm，出水堰宽500mm；所述的集气罩直径1000mm，扩张角60°，挡板与集气罩之间的导流缝宽度为500mm；所述的气提管混合液上升流速为2.0m/s；所述的排泥口距底部400mm，尺寸DN500，筒体内部填充MBBR填料，材质聚乙烯，比重0.98g/cm3，投配率20％；所述的曝气系统的曝气方式为鼓风曝气。其它同实施例1。
某高浓度有机工业废水中试实验，进水COD在8000mg/L，采用上述全混合MBBR反应器运行8h后，出水COD降到755mg/L，去除率为90.6％。
实施例3
本实施例中所述的内导流筒数量为5个，内导流筒与外筒体有效面积比为1:1，所述的气液分离罐容积为整个反应器装置容积的0.1％，高度500mm；所述的沉淀过滤区宽度500mm，装有填料层，填料层为波纹管填料，高度500mm，出水堰宽200mm；所述的集气罩直径1500mm，扩张角60°，挡板与集气罩之间的导流缝宽度为500mm；所述的气提管混合液上升流速为0.5m/s；所述的排泥口距底部400mm，尺寸DN500，筒体内部填充MBBR填料，材质聚乙烯，比重0.98g/cm3，投配率50％；所述的曝气系统的曝气方式为鼓风曝气。其它同实施例2。
某高浓度有机工业废水中试实验，进水COD在8000mg/L，采用上述全混合MBBR反应器运行8h后，出水COD降到595mg/L，去除率为92.6％。

Claims (9)

1.一种全混合MBBR反应器，包含筒体和气液分离罐，筒体由外筒体和内导流筒构成，其特征在于所述的内导流筒两端开口，内部设有集气罩与气提管，集气罩通过气提管与安装在筒体上部的气液分离罐连接，集气罩下方设有挡板，挡板固定在内导流筒内壁上，沿壁板环绕一圈，同时挡板与集气罩之间设有泥水通行的导流缝，内导流筒体高度方向中部设置曝气系统并与外部风机配套的进气管连接，内导流筒正下方安装布水器，实现底部进水及环形均匀布水；所述的气液分离罐体上设置有排气口与落水管，落水管上端与气液分离罐连通，底部接入外筒体下部；所述的外筒体上部设有沉淀过滤区，沉淀过滤区内设有填料层，四周设置出水堰，出水堰上设置出水口，外筒体的底部设置有排泥口。
2.根据权利要求1所述的全混合MBBR反应器，其特征在于全混合MBBR反应器整体呈圆柱状，上端敞口，反应器内填充MBBR填料，在环流与曝气的作用下，填料整个处于流化的状态。
3.根据权利要求1所述的全混合MBBR反应器，其特征在于所述的内导流筒数量以内导流筒与外筒体有效面积比为1:1进行调整，所述的气液分离罐容积为整个反应器装置容积的0.1％～1％，高度300mm～1500mm。
4.根据权利要求1所述的全混合MBBR反应器，其特征在于所述的沉淀过滤区宽度500mm～2000mm，装有填料层，填料层为波纹管填料、斜板填料、斜管填料或蜂窝填料，高度500mm～1800mm，出水堰宽200mm～800mm。
5.根据权利要求1所述的全混合MBBR反应器，其特征在于所述的集气罩直径500mm～1500mm，扩张角α10°～60°，挡板与集气罩之间的导流缝宽度为500mm～1500mm。
6.根据权利要求1所述的全混合MBBR反应器，其特征在于所述的气提管混合液上升流速为0.5～2.0m/s。
7.根据权利要求1所述的全混合MBBR反应器，其特征在于所述的排泥口距底部300mm～500mm，尺寸DN100～DN800。
8.根据权利要求2所述的全混合MBBR反应器，其特征在于所述的MBBR填料材质为亲水性聚乙烯，比表面积800m2/m3～1500m2/m3，比重0.98～1.02g/cm3，整体投配率20％～50％。
9.根据权利要求1所述的全混合MBBR反应器，其特征在于所述的曝气系统的曝气方式为鼓风曝气或射流曝气。
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