CN112250186A - 一种高效同步硝化反硝化反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效同步硝化反硝化反应器，所述反应器包括缺氧区、好氧区、隔板、污泥回流管和气提装置，所述缺氧区、好氧区设置在隔板的水平两侧，该隔板将缺氧区、好氧区分隔设置；所述缺氧区包括缺氧区本体、配水渠、配水管、空气搅拌系统和缺氧区集水槽，所述好氧区包括好氧区本体、曝气装置、泥水处理装置、出水渠和出水管。本发明反应器在反应器内进行污水处理，对污水有较好的脱氮效果，本发明反应器在缺氧区和好氧区内均形成不同的溶解氧浓度梯度，提高同步硝化反硝化效率，解决传统同步硝化反硝化反应器配水不均匀、反应效率低的问题，使得污水与污泥充分混合、反应无死区，实现高效同步硝化反硝化处理的目的。

Description

一种高效同步硝化反硝化反应器

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其是一种高效同步硝化反硝化反应器。

背景技术

传统生物脱氮技术的理论基础是微生物的硝化和反硝化作用，同步硝化反硝化是指硝化反应和反硝化反应在同一反应器中、相同操作条件下同时发生的现象。

目前大多数的生物脱氮工艺都将好氧区和缺氧区分隔开，分别在不同的反应器中运行，或者采用间歇的好氧和缺氧条件来实现。传统的硝化与反硝化方式是先进入缺氧区，充分反应后进入好氧区进行硝化反应，将好氧区的硝化液回流至缺氧区进行反硝化反应，若要提高脱氮效率，必须加大硝化液回流量，同时硝化液来自好氧区，含有一定的溶解氧，使缺氧区难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。

现有技术多采用活性污泥法或者其改良工艺的水处理设施，主要包括缺氧区、好氧区、沉淀池以及污泥回流系统等，各个单元独立运行且分别具有特定的处理功能。污水处理通过采用同步硝化反硝化技术进行生物脱氮除磷，通常是在反应器内设置缺氧区和好氧区来控制溶解氧浓度梯度，使得污水在不同溶解氧浓度条件下依次进行硝化反硝化，好氧区出水进入沉淀池进行泥水分离，沉淀后的污泥进行污泥回流。然而传统的同步硝化反硝化反应器需控制硝化液和污泥回流来控制缺氧区内的反硝化反应，反硝化效率较低。

另外，现有技术中还存在如下的缺陷：

(1)缺氧区采用机械搅拌，污泥回流采用泵回流方式，含有水下用电设备，需提起维护与维修，在日常运营过程中维护较为复杂、成本高。

(2)现有反应器配水不均匀，大多是采用池体一端进水，自反应区另一端出水，可能在反应区域内形成死角，导致污水和污泥无法混合均匀。

(3)传统工艺缺氧区和好氧区是单独的处理单元，污泥和消化液回流可能带有较高浓度的溶解氧，导致缺氧区内溶解氧浓度不易保持在缺氧状态，影响反硝化效果。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高效同步硝化反硝化反应器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高效同步硝化反硝化反应器，所述反应器包括缺氧区、好氧区、隔板、污泥回流管和气提装置，所述缺氧区、好氧区设置在隔板的水平两侧，该隔板将缺氧区、好氧区分隔设置；

所述缺氧区包括缺氧区本体、配水渠、配水管、空气搅拌系统和缺氧区集水槽，所述缺氧区本体的上部一侧设置配水渠，所述配水管设置于缺氧区本体内的底部，该配水管能够进行均匀配水，所述配水渠的输出端、配水管的输入端通过连接管道紧密相连接设置；

靠近配水管的上方的缺氧区本体内设置空气搅拌系统，该空气搅拌系统能够对污水和污泥进行搅动与混合；所述缺氧区本体的上部相连接设置缺氧区集水槽，该缺氧区集水槽能够进行收水；

所述好氧区包括好氧区本体、曝气装置、泥水处理装置、出水渠和出水管，所述好氧区本体的底部设置曝气装置，所述好氧区本体的上部相连接设置泥水处理装置，该泥水处理装置具有沉淀功能，该泥水处理装置包括第一挡板、第二挡板、第三挡板和进水口，所述第一挡板、第二挡板相连接设置形成进水口，所述缺氧区的配水渠的输出端能够与好氧区的进水口相连接设置；

所述第二挡板、第三挡板的底部相连接设置且形成锥形底部，该锥形底部通过污泥回流管、气提装置与配水渠的输入端相连接设置；

所述生物选择器的一侧相连接设置出水渠，该出水渠与出水管相连接设置，该出水管能够与下一处理单元相连接设置。

而且，所述空气搅拌系统为穿孔曝气管、曝气软管、微孔曝气器或管式曝气器。

而且，所述配水管、空气搅拌系统的数量设置为多个。

而且，所述曝气装置为曝气器。

而且，所述缺氧区集水槽均布间隔设置多个。

而且，所述泥水处理装置为具有沉淀功能的生物选择器或具有沉淀功能的内置二沉池。

本发明取得的优点和效果是：

1、本发明反应器在反应器内进行污水处理，对污水有较好的脱氮效果，本发明反应器在缺氧区和好氧区内均形成不同的溶解氧浓度梯度，提高同步硝化反硝化效率，解决传统同步硝化反硝化反应器配水不均匀、反应效率低的问题，使得污水与污泥充分混合、反应无死区，实现高效同步硝化反硝化处理的目的。

2、本发明反应器在缺氧区底部均匀配水，上部均匀集水，保证处理系统混合均匀，可用于大规模项目。本反应器无水下用电设备，且所有用电设备均可以与中控系统连接，操作方便。

3、本发明反应器无水下用电设备，方便日常维护与维修。本发明反应器采用气提回流的形式，回流不破坏污泥性状。本发明反应器的气提装置和曝气装置分开设置，避免产生气量不均匀的问题。

4、本发明反应器通过配水系统和空气搅拌系统的设计，水流在上升过程中，形成不同的溶解氧浓度梯度，在缺氧区内自下而上形成溶解氧由高至低的浓度梯度，控制溶解氧浓度，在反应器内实现同步硝化反硝化、短程硝化反硝化，提高反应效率。

5、本发明反应器在好氧区内安装具有沉淀功能的生物选择器设备，可以改善污泥性状，同时设备具有集水系统，即出水渠，在设备内进行泥水分离，减少后续二沉池的处理，减少水厂占地面积。

6、本发明反应器采用上流式污泥床系统，底部进水，充分利用水流特征，改善污泥性能。

附图说明

图1为本发明反应器的一种结构连接剖视示意图；

图2为图1的结构连接俯视示意图；

图3为图1中的缺氧区的一种结构连接剖视示意图；

图4为本发明反应器的一种使用状态结构连接示意图。

具体实施方式

下面结合通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的结构，如无特殊说明，均为现有技术中常用的结构；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。

一种高效同步硝化反硝化反应器，如图1、图2和图3所示，所述反应器包括缺氧区、好氧区、隔板17、污泥回流管8和气提装置9，所述缺氧区、好氧区设置在隔板的水平两侧，该隔板将缺氧区、好氧区分隔设置；

所述缺氧区包括缺氧区本体1、配水渠3、配水管4、空气搅拌系统5和缺氧区集水槽6，所述缺氧区本体的上部一侧设置配水渠，所述配水管设置于缺氧区本体内的底部，该配水管能够进行均匀配水，所述配水渠的输出端、配水管的输入端通过连接管道(图中未标号)紧密相连接设置；

靠近配水管的上方的缺氧区本体内设置空气搅拌系统，该空气搅拌系统能够对污水和污泥进行搅动与混合；所述缺氧区本体的上部相连接设置缺氧区集水槽，该缺氧区集水槽能够进行收水；

所述好氧区包括好氧区本体2、曝气装置7、泥水处理装置10、出水渠15和出水管16，所述好氧区本体的底部设置曝气装置，所述好氧区本体的上部相连接设置泥水处理装置，该泥水处理装置具有沉淀功能，该泥水处理装置包括第一挡板11、第二挡板12、第三挡板13和进水口14，所述第一挡板、第二挡板相连接设置形成进水口，所述缺氧区的配水渠的输出端能够与好氧区的进水口相连接设置；

所述第二挡板、第三挡板的底部相连接设置且形成锥形底部，该锥形底部通过污泥回流管、气提装置与配水渠的输入端相连接设置；

所述生物选择器的一侧相连接设置出水渠，该出水渠与出水管相连接设置，该出水管能够与下一处理单元相连接设置。

在本实施例中，所述空气搅拌系统为穿孔曝气管、曝气软管、微孔曝气器或管式曝气器。

在本实施例中，所述配水管、空气搅拌系统的数量设置为多个。

在本实施例中，所述曝气装置为曝气器。

在本实施例中，所述缺氧区集水槽均布间隔设置多个。

在本实施例中，所述泥水处理装置为具有沉淀功能的生物选择器或具有沉淀功能的内置二沉池。

本反应器的缺氧区采用底部配水，上部集水槽收水到好氧区，防止污水在缺氧区内形成短流，反应不均匀。

生物选择器的进水口由第一挡板和第二挡板形成，具有导流功能，引导水流在具有沉淀功能的生物选择器中下部进水。

本高效同步硝化反硝化反应器的一种工作原理为：

污水首先进入配水渠，连通至缺氧区底部的配水管，采用底部进水达到均匀配水的目的，缺氧区底部安装有空气搅拌系统，可利用微孔曝气器、曝气软管、曝气穿孔管等来实现，在空气搅拌系统进行污水和污泥的搅动与混合，使得污水和污泥充分混合。

污水经底部配水管进入缺氧区本体内，水流呈直线上升，缺氧区上部设置有出水渠道，即缺氧区集水槽，出水渠道均匀排列在池体内，达到均匀收水的目的。

同时由于空气搅拌系统的搅拌作用，缺氧区本体内底部周围溶解氧浓度较高，在水流上升过程中，溶解氧浓度逐渐减小，在缺氧区溶解氧由高到低的浓度梯度，实现同步硝化反硝化、短程硝化反硝化，提高反应速率，使得生物脱氮反应彻底。

污水自缺氧区集水槽均匀收水进入好氧区，好氧区底部设置曝气装置，使得污水可以充分地进行硝化反应，好氧区上部安装具有沉淀功能的生物选择器，生物选择器内设计有上流式污泥床系统，污水通过进水口进入，充分利用水流特征，改善污泥性能，进行微生物优选和泥水分离，出水渠位于生物选择器一侧，连接一根出水管出水至下一处理单元。

回流污泥自生物选择器底部回流至缺氧区，污泥和硝化液回流采用气提回流方式，不破坏污泥性状，污泥和混合液回流管至缺氧区进水渠，与新进来的污水进行均匀混合，减少对污水的扰动，更充分地进行同步硝化反硝化反应。

更具体地，在实际使用中，如图4所示(其中，18为进水井，19为缺氧回流区，20为曝气干管)，缺氧回流区及缺氧区底部设穿孔管搅拌、回流管。第一隔板21与池底部留有进水口，控制缺氧区底部进水，上部出水。缺氧区和好氧区通过第二隔板22、隔板分开，好氧区底部设配水、回流和曝气系统，上部为泥水分离区，主要包括生物选择器和出水渠。

缺氧区底部均匀布置回流管，回流管上部布置穿孔搅拌系统，缺氧区从底部进水，水流由下向上流动，形成不同的溶解氧浓度梯度，实现同步硝化反硝化、短程硝化反硝化；缺氧区底部设置回流管，通过气提的方式使污泥回流至前端，与进水井新自流进入的污水充分混合，回流不破坏污泥性状；

好氧区采用底部进水，上部出水的方式。好氧区进水口由第二隔板和隔板组成，好氧区布水管穿过第三隔板向好氧区均匀配水，水流呈水平上升状态，上部设置生物选择器和出水渠，改善污泥性能，在好氧区内进行微生物优选和泥水分离。

此实施案例中，反应器内缺氧区通过均匀配水、回流控制和溶解氧控制，营造同步硝化反硝化的环境，提高污水处理同步脱氮效率，好氧区设置生物选择器，充分利用水流特征，改善污泥性能，进行微生物优选和泥水分离。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种高效同步硝化反硝化反应器，其特征在于：所述反应器包括缺氧区、好氧区、隔板、污泥回流管和气提装置，所述缺氧区、好氧区设置在隔板的水平两侧，该隔板将缺氧区、好氧区分隔设置；

所述缺氧区包括缺氧区本体、配水渠、配水管、空气搅拌系统和缺氧区集水槽，所述缺氧区本体的上部一侧设置配水渠，所述配水管设置于缺氧区本体内的底部，该配水管能够进行均匀配水，所述配水渠的输出端、配水管的输入端通过连接管道紧密相连接设置；

靠近配水管的上方的缺氧区本体内设置空气搅拌系统，该空气搅拌系统能够对污水和污泥进行搅动与混合；所述缺氧区本体的上部相连接设置缺氧区集水槽，该缺氧区集水槽能够进行收水；

所述好氧区包括好氧区本体、曝气装置、泥水处理装置、出水渠和出水管，所述好氧区本体的底部设置曝气装置，所述好氧区本体的上部相连接设置泥水处理装置，该泥水处理装置具有沉淀功能，该泥水处理装置包括第一挡板、第二挡板、第三挡板和进水口，所述第一挡板、第二挡板相连接设置形成进水口，所述缺氧区的配水渠的输出端能够与好氧区的进水口相连接设置；

所述第二挡板、第三挡板的底部相连接设置且形成锥形底部，该锥形底部通过污泥回流管、气提装置与配水渠的输入端相连接设置；

所述生物选择器的一侧相连接设置出水渠，该出水渠与出水管相连接设置，该出水管能够与下一处理单元相连接设置。

2.根据权利要求1所述的高效同步硝化反硝化反应器，其特征在于：所述空气搅拌系统为穿孔曝气管、曝气软管、微孔曝气器或管式曝气器。

3.根据权利要求1所述的高效同步硝化反硝化反应器，其特征在于：所述配水管、空气搅拌系统的数量设置为多个。

4.根据权利要求1所述的高效同步硝化反硝化反应器，其特征在于：所述曝气装置为曝气器。

5.根据权利要求1所述的高效同步硝化反硝化反应器，其特征在于：所述缺氧区集水槽均布间隔设置多个。

6.根据权利要求1至5任一项所述的高效同步硝化反硝化反应器，其特征在于：所述泥水处理装置为具有沉淀功能的生物选择器或具有沉淀功能的内置二沉池。

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