CN201003003Y - 反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集反应、沉淀、曝气环流于一体，气、液、固三相混合充分的反应－沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置。所述反应器壳体构成水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板依次分隔为沉淀区、外环流区、内环流区、外环流区、沉淀区五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板，外导流板与反应器壳壁之间构成沉淀区，两外导流板之间沿纵向设有构成内环流区的两平行设置的内导流板，内导流板与外导流板之间构成外环流区，沉淀区底部与外环流区连通，若干曝气器安装在内导流板低端偏上的位置，污泥斗底部连接排泥管。
Description
反应-沉淀一体^形环流生物反应器污水处理装置 技术领域
本实用新型涉及一种生物法污水处理的反应-沉淀一体式矩形环流生物反 应器污水处理装置。 背景技术
目前，活性污泥法是废水处理的重要方法之一，具有降解彻底、操作简便、 成本低廉等优点。活性污泥法可以通过多种形式的反应器来实现。常用的反应
器有：完全混合式曝气池、推流式曝气池、氧化沟等。这些反应器大多与分建 的沉淀池联合使用，占地面积较大，其最大的缺点是污泥（微生物）浓度不高， 一般在3000mg/L左右，因而水力负荷不高，这是造成占地面积大的根本原因。 要想进一步提高水力负荷，必须提高反应器的供氧速率。而普通的生物反应器 的供氧速率已经无法有所提高，因此应开发新型结构的生物反应器，以满足越 来越髙的环保要求。
环流生物反应器具有很高的供氧速率，已经在甘油发酵等生化产品的生产 中应用成功。近期该技术开始应用于污水处理，效果显著，显示了良好的应用 前景。例如，应用于活性污泥法处理废水时，其污泥浓度可达6000mg/L以上， 是一般生物反应器的2倍。可见，环流生物反应器在活性污泥法废水处理领域 是很有推广价值的。由于现阶段的环流生物反应器是圆形设备，所以对于大型 水处理工程，其放大还存在困难，而且，它同样要与分建的沉淀池联合使用， 其占地面积虽有所减少，但还未达到理想的程度。由于要与分建的沉淀池联合 使用，所以也需要污泥回流系统，因而其用于污泥回流的能耗是无法避免的。
中国专利CN200510010218.6公开了"组合式交替流一体化生物反应器及利 用其处理污水的方法"。它的目的是提供一种占地面积小、出水水质稳定、处理 负荷和效率高。该组合式交替流一体化生物反应器包括活性污泥曝气池、生物 接触氧化池和曝气生物滤池，由活性污泥曝气池、生物接触氧化池和曝气生物 滤池组成的一体化生物反应器在结构上分为八个部分，按水流顺序依次为第
活性污泥曝气池、第二活性污泥曝气池、第一生物接触氧化池、第二生物接触 氧化池、第三活性污泥曝气池、第四活性污泥曝气池、第一曝气生物滤池和第
二曝气生物滤池，上述各池容积比例依次为1.5 : 2.5 : 1:1: 2.5 : 1.5 : 1 : 1; 所述第一活性污泥曝气池、第二活性污泥曝气池、第一生物接触氧化池、第二 生物接触氧化池、第三活性污泥曝气池和第四活性污泥曝气池的底部依次通过 孔洞连通，第四活性污泥曝气池与第一曝气生物滤池之间以及第一活性污泥曝 气池与第二曝气生物滤池之间采用进水导流管连通，所述第一曝气生物滤池与 第二曝气生物滤池之间通过顶部水下潜子L相连通；所述第一活性污泥曝气池、 第二活性污泥曝气池、第一生物接触氧化池、第二生物接触氧化池、第三活性 污泥曝气池和第四活性污泥曝气池上都设有进水点；所述生物接触氧化池内设 有球型悬浮生物填料，或者软性填料、半软性填料、组合填料；所述曝气生物 滤池内设有双层滤料，上层为陶粒滤料，粒径范围5〜8mm，下层为颗粒活性炭 滤料，粒径范围2〜5mm;在所有池中都设置有溶解氧含量在线检测仪，在第 一活性污泥曝气池和第四活性污泥曝气池内设置有氧化还原电位在线检测仪和 水下搅拌器。其不足之处在于：占地面积大，结构较为复杂，处理时间长，能
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术中的不足之处而提供一种集反应、 沉淀、曝气环流于一体，气、液、固三相混合充分，内、外环流区交替曝气的
情况下形成振荡环流，提高了溶氧效率和污水处理效率；方型池体、底部曝气， 整个反应器的长度不限，因而其更易于放大；将沉淀池与反应池有机地结合成 一个整体，省去污泥回流系统，可以进一步减少能耗的反应-沉淀一体式矩形环 流生物反应器污水处理装置。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：
这种反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污7jC处理装置，包括反应器壳体 及设置于该反应器壳体内的曝气器等，其特f朱之处在于：所述反应器壳体构成
水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形腔体， 上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板依次分隔为沉淀区、夕卜环流 区、内环流区、外环流区、沉淀区五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射 缓冲板的两块板为外导流板，外导流板与反应器壳壁之间构成沉淀区，两外导 流板之间沿纵向设有构成内环流区的两平行设置的内导流板，内导流板与外导 流板之间构成外环流区，沉淀区底部与夕卜环流区连通，若干曝气器安装在内导 流板低端偏上的位置，污泥斗底部连接排泥管。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：
所述外导流板的顶端比溢流堰高，底端设有向外倾斜且折角为120° ~ 135°
倾角的缓冲折射板。
所述缓冲折射板底部与反应器壳壁之间的间距不小于100mm。 所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁的顶端在同一水平面上构成溢流堰，并
与其外侧的L形挡板之间成型为溢流槽。
所述反应器的内导流板底端位于污泥斗上方Omm ~ 500mm处。 所述内导流板的顶端比溢流堰低，其高差为内导流板与外导流板之间距离
的l〜5倍c
所述导流板与反应器壳体均选用金属板材制造。 所述导流板与反应器壳体均采用砖、灰、水泥材料制造。 所述污泥斗是可拆卸的，由上部为矩形下部为锥形的腔体、腔体壁上设有
的供若干曝气管插入的通孔、腔体底部设的排泥管组成；所述污泥斗与反应器
壳4本通过法兰连接。
所述污泥斗是可拆卸的，由整体为锥形的腔体、腔体壁上设有的供若干曝
气管插入的通孔、腔体底部设的排泥管组成；所述污泥斗与反应器壳体通过法
兰连接。
本实用新型相比现有技术具有如下优点： 1.结构简单、操作方便、流型规整。
2.污泥浓度高、溶氧效率高、能耗少、运行成本低。
3该反应器放大容易，具有高的容积负荷和较低的污泥负荷，使得其节省占 地面积较传统方法大大降低。
4. 该装置具有设计独特的曝气区，环流区、沉淀区，在对城市污水的处理 中污泥浓度可达到6000mg/L以上。
5. 在实际工程中，长方形反应池的建造更方便，占地面积相对较小，也容 易规划。
6. 采用本结构的生物反应器集反应、沉淀、环流于一体，大大减少了占地 面积，节省了土地资源；
7. 污水在循环过程中，经过振荡传质延长气泡在水中停留时间，延长了传 质时间，溶氧效率高。
8. 较高的溶氧效率和较高的污泥浓度提高了对污水的降解效率。
9. 很容易对传统活性污泥法设备进行技术改造，与传统活性污泥法相比， 可节省占地50 % ，节省运行费用20 %以上。
10. 本技术经过小试和中试反复实验证明，与传统活性污泥法相比，可节省 占地50%，节省运行费用20%以上。
11. 在内循环区和外循环区设置的曝气器可以交替循环工作，使反应区形成 振荡式环流，提高溶氧效率。
12. 周期性实现气、液、固三相多次混和，达到理想的传质效果和沉淀分离 功能。
附图说明
图l是本实用新型生物反应器的主视图。 图2是本实用新型生物反应器的俯视图。 图3是本实用新型生物反应器的侧视图。 图4是图2 A-A向剖面的侧视立体图。 图5是图4的俯视图。
图6是本实用新型带有可拆卸式污泥斗的生物反应器结构示意图。 图7是本实用新型可拆卸式污泥斗的第一种结构示意图。 图8是本实用新型可拆卸式污泥斗的第二种结构示意图。 具体实施方式
本实用新型下面将结合附图作进一步详述：
图1、图2、图3、图4、图5示出了本实用新型的第一个实施例，系应用 于污泥斗与生物反应器不可分离的大型结构的实施例。
该反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置的反应器壳体构成 水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形的污泥 斗腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、夕卜导流板l、 2依次分隔为沉
淀区iii、外环流区n、内环流区i、外环流区n、沉淀区迈五个连通腔体，与
壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板1 ，所述外导流板1的底端 设有向外倾斜且折角为120° ~ 135°倾角的缓冲折射板71 ，该缓冲折射板底部71 与反应器壳壁之间的间距不小于lOOmm。外导流板1与反应器壳壁之间构成沉 淀区见，两外导流板1之间沿纵向设有构成内环流区I的两平行设置的内导流 板2，内导流板2与外导流板1之间构成外环流区n ，沉淀区IH底部与外环流区 n连通，四根曝气器4安装在内导流板低端偏上的位置，曝气器4上垂直布设 若干个曝气头6 ，污泥斗5底部连接排泥管51 。
所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁3的顶端在同一水平面上构成溢流堰31 ， 并与其外侧的L形挡板7之间成型为溢流槽71 。
所述反应器的外导流板1的顶端比溢流堰31高200 mm ~600mm。
所述内导流板2的顶端比溢流堰31低，其高差为内导流板2与外导流板1 之间距离的1 ~ 5倍，所述内导流板2的底端位于污泥斗上方0 ~ 500mm处。
所述导流板1与反应器壳体3均采用建筑材料制造，建筑材料系指砖、灰、 水泥等。
使用过程：当内曝气的时候，污水从底部进入，压縮空气从曝气器4喷出，
推动污水在内环流区i内向上提升，翻过内导流板2进入外环流区n ，由于液 体密度差的形成，在反应器内形成环流，同时，密度大的固体颗粒沉淀至污泥
斗5，而从外环流区n进入沉淀区l的污水经过沉淀沿着溢流槽71流出；当外
曝气的时候，污水沿着外环流区n上升，翻过内导流板2进入内环流区i ，然
后在缓冲区IV进行固液分离，形成环流。这样，周期性实现气、液、固三相多
次混和，达到理想的传质效果和沉淀分离功能。当污泥堵塞排泥管51时，可将 排泥管51作为进水管使用，以高压水冲开排泥管51中堵塞的污泥。
图6、图7示出了本实用新型的第二个实施例，系应用于污泥斗与生物反应 器可分离的小型结构的实施例。
该反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置的反应器壳体构成 水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形的污泥 斗腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板l、 2依次分隔为沉
淀区n、外环流区n、内环流区i 、外环流区n、沉淀区in五个连通腔体，与 壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板i ，所述外导流板i的底端
设有向外倾斜且折角为120° ~ 135°倾角的缓冲折射板71 ，该缓冲折射板底部71 与反应器壳壁之间的间距不小于100mm。外导流板1与反应器壳壁之间构成沉 淀区m，两外导流板1之间沿纵向设有构成内环流区I的两平行设置的内导流
板2，内导流板2与外导流板i之间构成外环流区n ，沉淀区瓜底部与外环流区
n连通，四根曝气器4分别纵向安装在反应器壳体3下部临近污泥斗5部位设 有的供四根曝气管4插入的通孔53上，该四根曝气管4经反应器壳体3通孔53 连接两平行设置且相互贯通的并联进气管54，并联的进气管54上分别设有阀门 55 ，该进气管54上位于污泥斗5安装位的高度设有接头56。 污泥斗5底部连接排泥管5]，排泥管51上设有两串联的阀门5U，所述曝气器 4上垂直布设有若干个曝气头6。
所述可拆卸的污泥斗5由上部为矩形下部为锥形的腔体52、腔体壁上设有 的供若干曝气管4插入的通孔53 、腔体底部设的排泥管51组成；所述可拆卸的
污泥斗5与反应器壳体3通过法兰连接（图中未示），其连接端57设于污泥斗5
上部的矩形腔体52上。
所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁3的顶端在同一水平面上构成溢流堰31 ，
并与其外侧的L形挡板7之间成型为溢流槽71。
所述反应器的外导流板1的顶端比溢流堰31高200 mm ~600mm。 所述内导流板2的顶端比溢流堰31低，其高差为内导流板2与外导流板1
之间距离的1 ~ 5倍，所述内导流板2的底端位于污泥斗上方0 ~ 500mm处。 所述内导流板2、夕卜导流板1与反应器壳体3均采用金属板材制造。 使用过程：当内曝气的时候，污水从底部进入，压縮空气从曝气器4喷出，
推动污水在内环流区i内向上提升，翻过内导流板2进入外环流区n ，由于液
体密度差的形成，在反应器内形成环流，同时，密度大的固体颗粒沉淀至污泥
斗5，而从外环流区n进入沉淀区ni的污水经过沉淀沿着溢流槽7i流出；当外
曝气的时候，污水沿着外环流区n上升，翻过内导流板2进入内环流区I ，然 后在缓冲区iv进行固液分离，形成环流。这样，周期性实现气、液、固三相多 次混和，达到理想的传质效果和沉淀分离功能。当污泥堵塞排泥管51时，可将 排泥管51作为进水管使用，以高压水冲开排泥管51中堵塞的污泥。
图8示出了本实用新型的第三个实施例，系应用于污泥斗与生物反应器可 分离的小型结构的实施例。
该反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置的反应器壳体构成 水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形的污泥 斗腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、夕卜导流板l、 2依次分隔为沉
淀区di、外环流区n、内环流区I 、外环流区H、沉淀区di五个连通腔体，与
壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板1 ，所述夕得流板1的底端
设有向外倾斜且折角为120°~ 135。倾角的缓冲折射板71。夕卜导流板1与反应器
壳壁之间构成沉淀区m，两外导流板i之间沿纵向设有构成内环流区i的两平 行设置的内导流板2，内导流板2与外导流板i之间构成外环流区n，沉淀区iii
底部与外环流区n连通，四根曝气器4分别纵向安装在反应器壳体3下部临近
污泥斗5部位设有的供四根曝气管4插入的通孔53上，该四根曝气管4经反应 器壳体3通孔53连接两平行设置且相互贯通的并,气管54，并联的进气管 54上分别设有阀门55，该进气管54上位于污泥斗5安装位的高度设有接头56。 污泥斗5底部连接排泥管51 ，排泥管51上设有两串联的阀门511 ，所述曝气器 4上垂直布设有若干个曝气头6。
所述可拆卸的污泥斗5由上部为矩形下部为锥形的腔体52、腔体壁上设有 的供若干曝气管4插入的通孔53、腔体底部设的排泥管51组成；所述可拆卸的 污泥斗5与反应器壳体3通过法兰连接（图中未示），其连接端57设于污泥斗5 下部的锥形腔体52上。
所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁3的顶端在同一水平面上构成溢流堰31 ， 并与其外侧的L形挡板7之间成型为溢流槽71。
所述反应器的夕卜导流板1的顶端比溢流堰31髙200 mm ~600mm。 所述内导流板2的顶端比溢流堰31低，其高差为内导流板2与外导流板1 之间距离的1 ~ 5倍，所述内导流板2的底端位于污泥斗上方0 ~ 500mm处。 所述内导流板2 、夕卜导流板1与反应器壳体3均采用金属板材制造。 使用过程：当内曝气的时候，污水从底部进入，压縮空气从曝气器4喷出，
推动污水在内环流区i内向上提升，翻过内导流板2进入外环流区n ，由于液
体密度差的形成，在反应器内形成环流，同时，密度大的固体颗粒沉淀至污泥 斗5 ，而从外环流区II进入沉淀区IE的污水经过沉淀沿着溢流槽71流出；当外
曝气的时候，污水沿着外环流区n上升，翻过内导流板2进入内环流区I ，然
后在缓冲区IV进行固液分离，形成环流。这样，周期性实现气、液、固三相多 次混和，达到理想的传质效果和沉淀分离功能。当污泥堵塞排泥管51时，可将 排泥管51作为进水管使用，以高压水冲开排泥管51中堵塞的污泥。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所 做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，包括反应器壳体及设置于该反应器壳体内的曝气器等，其特征在于：所述反应器壳体构成水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板依次分隔为沉淀区、外环流区、内环流区、外环流区、沉淀区五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板，外导流板与反应器壳壁之间构成沉淀区，两外导流板之间沿纵向设有构成内环流区的两平行设置的内导流板，内导流板与外导流板之间构成外环流区，沉淀区底部与外环流区连通，若干曝气器安装在内导流板低端偏上的位置，污泥斗底部连接排泥管。
2. 根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装 置，其特征在于：所述外导流板的顶端比溢流堰高，底端设有向外倾斜且折角 为120°~ 135M顷角的缓冲折射板。
3. 根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理 装置，其特征在于：所述缓冲折射板底部与反应器壳壁之间的间距不小于 IOO醒。
4. 根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应#1亏水处理装 置，其特征在于：所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁的顶端在同一水平面上构 成溢流堰，并与其外侧的L形挡板之间成型为溢流槽。
5.應据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装 置，其特征在于：所述反应器的内导流板底端位于污泥斗上方Omm ~ 500mm处。
6.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装 置，其特征在于：所述内导流板的顶端比溢流堰低，其高差为内导流板与外导流板之间距离的1 ~ 5倍。
7. 根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装 置，其特征在于：所述导流板与反应器壳体均选用金属板材制造。
8. 根据权利要求1所述的反应-沉淀1式矩形环流生物反应器污水处理装 置，其特征在于：所述导流板与反应器壳体均采用砖、灰、水泥材料制造。
9. 根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装 置，其特征在于：所述污泥斗是可拆卸的，由上部为矩形下部为锥形的腔体、 腔体壁上设有的供若干曝气管插入的通孔、腔体底部设的排泥管组成；所述污 泥斗与反应器壳体通过法兰连接。
10. 根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理 装置，其特征在于：所述污泥斗是可拆卸的，由整体为锥形的腔体、腔体壁上 设有的供若干曝气管插入的通孔、腔体底部设的排泥管组成；所述污泥斗与反 应器壳体通过法兰连接。
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