CN107963782B - 一种强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统，包括生物接触氧化反应器和沉淀池，所述的生物接触氧化反应器和沉淀池通过反应器出水管道连通，所述的生物接触氧化反应器包括反应器主体，所述的反应器主体内部通过挡板分为第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区，所述的好氧反应区内部设置接触氧化填料层，所述的沉淀池通过污泥回流管与反应器主体的上部连通。本发明的反应系统中，利用此生物接触氧化反应器内流体的自发循环，在不需要回流泵的情况下完成硝化液回流。此外，利用曝气系统的交替运行，促进污泥和填料的充分接触，既能降低电能的消耗，也能提高污染物去除效率。

Description

一种强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统
技术领域
本发明涉及一种强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统，属于污水处理设备领域。
背景技术
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的工艺，是指在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，降解废水中有机污染物的方法。其特点是：生物填料比表面积大，池内充氧条件好，池内单位容积的生物固体量较高，因而容积负荷高；抗冲击能力强，且剩余污泥量少，不存在污泥膨胀等问题。
常规的生物接触氧化工艺本身具有生物脱氮功能，其主要是由于生物膜存在一定的厚度，因而可以从内到外形成溶解氧至低到高的梯度，氨氮在生物膜外侧在亚硝酸盐氧化菌和硝酸盐氧化菌的作用下形成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮在生物膜内层厌氧环境下在反硝化菌作用下生成氮气，从而实现生物脱氮。然而在实际工程运行中单纯通过一个生物接触氧化反应器很难实现总氮的去除。因此在实际工程中，常常需要在反应器内通过串联的方式，设置厌氧区和好氧区，厌氧区一般需设置水力搅拌器实现混合，好氧区通过曝气头实现混合。混合液(硝化液)的内回流通过硝化液回流泵实现，出水需要在二沉池中沉淀，上清液排出，污泥一部分回流至系统内，另一部分需排出系统外进行浓缩压滤处理。
这种常规的生物接触氧化池处理厌氧段需要靠搅拌才能保持污泥悬浮状态，硝化液回流也需要消耗大量的电能。且其所需曝气量大于普通的活性污泥法，这又增加了曝气风机耗电量的增加。
发明内容
本发明提供了一种强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统，解决了常规的生物接触氧化池脱氮效果不好，硝化液回流需要消耗大量电能，反应器所需曝气量大等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统，
包括生物接触氧化反应器和沉淀池，所述的生物接触氧化反应器和沉淀池通过反应器出水管道连通；
所述的生物接触氧化反应器包括反应器主体，所述的反应器主体内部通过挡板分为第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区，所述的好氧反应区的上部通过溢流口与第一缺氧反应区、第二缺氧反应区的上部连通，所述的第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区的底部相连通，所述的好氧反应区内部设置接触氧化填料层，好氧反应区上部有反应器出水管道，好氧反应区的下方设置有曝气装置，所述反应器主体的上部设置有进水管道；
所述的沉淀池通过污泥回流管与反应器主体的上部连通；
所述的曝气装置包括两个曝气器，两个曝气器通过三通电磁阀与空气管道连通，空气管道与曝气风机连接。
进一步，本发明的一种优选方案：所述的沉淀池包括沉淀池主体，沉淀池主体的中心导流筒与反应器出水管道连通，所述的沉淀池主体的上部设置有沉淀池出水管道，所述的沉淀池主体的底部设置有排泥泵，排泥泵的出口设置有排泥管和污泥回流管，所述的污泥回流管与反应器主体的上部连通。
进一步，本发明的一种优选方案：所述的反应器主体为卧式罐体结构，罐体两头采用圆形封头。
进一步，本发明的一种优选方案：所述的挡板包括垂直板和倾斜板，所述的垂直板和倾斜板的夹角为120-150度。
本发明也提供了一种污水生物接触氧化的处理方法，采用本发明的强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统，包括以下步骤：
(1)污水通过进水管道进入至反应器内，通过重力作用沿反应器主体的内壁滑落至反应器底部；
(2)曝气风机通过空气管道对两组曝气器进行供气，两组曝气器的运行通过三通电磁阀控制，间歇运行，三通电磁阀每隔10-20s进行切换运行；
(3)污水通过曝气作用被抬升至溢流口以上高度，之后通过溢流口流至缺氧反应区，缺氧反应区的污水在底部与好氧反应区联通，再次进入好氧反应区反应，通过连续的循环，实现氨氮和总磷的去除；
(4)多次循环反应后的出水通过反应器出水管道连通自流至沉淀池，经过沉淀后的上清液通过污泥池出水管道排出，沉淀池中污泥可通过污泥回流管及污泥泵回流至生物接触氧化反应器前端，以补充污泥浓度；剩余污泥可通过排泥管排出系统外；
(5)运行过程中，在气泡连续的高速剪切作用下，接触氧化填料层上厚重的生物膜外层被冲刷掉，有效实现生物的循环，切换间歇运行使曝气区域上方水位间歇抬高或降低，加大水流的传质，促进反应效果的提升。
本发明的有益效果：
本发明的反应系统中，利用此生物接触氧化反应器内流体的自发循环，在不需要回流泵的情况下完成硝化液回流。此外，利用曝气系统的交替运行，促进污泥和填料的充分接触，既能提高反应效率，也能降低电能的消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明的一个实施例的结构示意图。
图中，1为进水管道，2为反应器主体，3为第一缺氧反应区，4为好氧反应区，5为反应器出水管道，6为接触氧化填料层，7为溢流口，8为厌氧反应区，9为垂直板，10为倾斜板，11为沉淀池主体，12为沉淀池出水管道，13为排泥管，14为排泥泵，15为污泥回流管，16为曝气器，17为三通电磁阀，18为空气管道，19为曝气风机，a为垂直板和倾斜板的夹角。
具体实施方式
下面将结合本发明附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的内容仅仅是本发明一个实施例，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作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。
如图1所示，一种强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统，包括生物接触氧化反应器和沉淀池，所述的生物接触氧化反应器和沉淀池通过反应器出水管道5连通，
所述的生物接触氧化反应器包括反应器主体2，所述的反应器主体2内部通过挡板分为第一缺氧反应区3、好氧反应区4和第二缺氧反应区8，所述的好氧反应区4的上部通过溢流口7与第一缺氧反应区3、第二缺氧反应区8的上部连通，所述的第一缺氧反应区3、好氧反应区4和第二缺氧反应区8的底部相连通，所述的好氧反应区内部设置接触氧化填料层6，所述好氧反应区4上部有反应器出水管道5，所述好氧反应区17的下方设置有曝气装置，所述反应器主体2的上部设置有进水管道1；
沉淀池包括沉淀池主体11，污泥沉淀池主体11的上部与反应器出水管道5连通，所述的沉淀池主体11的上部设置有污泥池出水管道12，所述的污泥沉淀池主体11的底部设置有排泥泵14，排泥泵14的出口设置有排泥管13和污泥回流管15，所述的污泥回流管15与反应器主体2的上部连通。
曝气装置包括两个曝气器16，两个曝气器16通过三通电磁阀17与空气管道18连通，空气管道18与曝气风机19连接。
反应器主体2为卧式罐体结构，罐体两头采用圆形封头。
挡板包括垂直板9和倾斜板10，所述的垂直板和倾斜板的夹角a为120-150度，本实施例中为135度。
运行过程：
一种污水生物接触氧化的处理方法，采用上述强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统，包括以下步骤：
(1)污水通过进水管道进入至反应器内，通过重力作用沿反应器主体的内壁滑落至反应器底部；
(2)曝气风机通过空气管道对两组曝气器进行供气，两个曝气器的运行通过三通电磁阀控制，间歇运行，三通电磁阀每隔10-20s进行切换运行；
(3)污水通过曝气作用被抬升至溢流口以上高度，之后通过溢流口流至缺氧反应区，缺氧反应区的污水在底部与好氧反应区联通，再次进入好氧反应区反应，通过连续的循环，实现氨氮和总磷的去除，溢流口出水流量可达进水流量的3-10倍，此过程相当于硝化液回流，硝化液回流比大于300％；
(4)多次循环反应后的出水通过反应器出水管道连通自流至沉淀池，经过沉淀后的上清液通过污泥池出水管道排出，沉淀池中污泥可通过污泥回流管及污泥泵回流至生物接触氧化反应器前端，以补充污泥浓度；剩余污泥可通过排泥管排出系统外，可以有效的提高反应系统的运行效率，避免大量的污泥集聚到生物接触氧化反应器，导致其反应效率低；
(5)运行过程中，在气泡连续的高速剪切作用下，接触氧化填料层上厚重的生物膜外层被冲刷掉，有效实现生物的循环，切换间歇运行使曝气区域上方水位间歇抬高或降低，加大水流的传质，促进反应效果的提升。
采用上述装置和方法，分别对生活污水和工厂污水进行处理，具体数据如下：
Figure BDA0001485536920000061
Figure BDA0001485536920000062
Figure BDA0001485536920000063
由上述数据可知，本发明的装置和方法可有效的去除污水中的COD、氨氮等物质，效率高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种污水生物接触氧化的处理方法，其特征在于：
采用强化脱氮功能的生物接触氧化反应系统，所述生物接触氧化反应系统包括生物接触氧化反应器和沉淀池，所述的生物接触氧化反应器和沉淀池通过反应器出水管道连通；
所述的生物接触氧化反应器包括反应器主体，所述的反应器主体内部通过挡板分为第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区，所述的好氧反应区的上部通过溢流口与第一缺氧反应区、第二缺氧反应区的上部连通，所述的第一缺氧反应区、好氧反应区和第二缺氧反应区的底部相连通，所述的好氧反应区内部设置接触氧化填料层，好氧反应区上部有反应器出水管道，好氧反应区的下方设置有曝气装置，所述反应器主体的上部设置有进水管道；
所述的反应器主体为卧式罐体结构，罐体两头采用圆形封头；
所述的挡板包括垂直板和倾斜板，所述的垂直板和倾斜板的夹角为120-150度；
所述的沉淀池包括沉淀池主体，沉淀池主体的的中心导流筒与反应器出水管道连通，所述的沉淀池主体的上部设置有沉淀池出水管道，所述的沉淀池主体的底部设置有排泥泵，排泥泵的出口设置有排泥管和污泥回流管，所述的污泥回流管与反应器主体的上部连通，所述的沉淀池通过污泥回流管与反应器主体的上部连通；
所述的曝气装置包括两组曝气器，两组曝气器通过三通电磁阀与空气管道连通，空气管道与曝气风机连接；
所述处理方法包括以下步骤：
(1)污水通过进水管道进入至反应器内，通过重力作用沿反应器主体的内壁滑落至反应器底部；
(2)曝气风机通过空气管道对两组曝气器进行供气，两个曝气器的运行通过三通电磁阀控制，间歇运行，三通电磁阀每隔10-20s进行切换运行；
(3)污水通过曝气作用被抬升至溢流口以上高度，之后通过溢流口流至缺氧反应区，缺氧反应区的污水在底部与好氧反应区连通，再次进入好氧反应区反应，通过连续的循环，实现氨氮和总磷的去除，溢流口的出水流量可达进水流量的3-10倍，此过程相当于硝化液回流，硝化液回流比大于300%；
(4)多次循环反应后的出水通过反应器出水管道连通自流至沉淀池，经过沉淀后的上清液通过污泥池出水管道排出，沉淀池中污泥可通过污泥回流管及污泥泵回流至生物接触氧化反应器前端，以补充污泥浓度；剩余污泥可通过排泥管排出系统外；
(5) 运行过程中，在气泡连续的高剪切作用下，接触氧化填料层上厚重的生物膜外层被冲刷掉，切换间歇运行使曝气区域上方水位间歇抬高或降低。
2.根据权利要求1所述的一种污水生物接触氧化的处理方法，其特征在于：所述的垂直板和倾斜板的夹角为135度。
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