CN201458826U - 短程硝化反硝化生物反应器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种短程硝化反硝化生物反应器,它是由生物反应区、回流区、和气提区组成的一体化装置;所述的生物反应区中有曝气装置、和溶氧探头;所述回流区包括沉淀区、和排水管;在生物反应区和回流区之间设有隔板;所述气提区位于生物反应区和回流区之间。

Description

短程硝化反硝化生物反应器
技术领域
本实用新型涉及污水处理装置,尤其涉及一种短程硝化反硝化生物反应器。
背景技术
氧化沟工艺作为一种同时硝化反硝化污水处理工艺,其对于低浓度有机废水(一般设计负荷为:0.16-0.35BOD5kg/(m3d))具有良好的除碳脱氮效果,并具有污泥龄长、污泥产率低、运行费用省等优点,但同时,由于自身工艺的局限,如:转刷动力以及曝气系统,无法提供足够的循环回流量,以保证高浓度进水水质的稀释量,因此,氧化沟工艺COD负荷低,无法处理高浓度有机废水。
对于处理高浓度有机废水,特别是高浓度含氮有机物废水来说,污水处理工艺主要有:厌氧法有IC厌氧反应器法、UASB法等等;好氧法有接触氧化法、曝气生物滤池、SBR法、膜生物反应器等等。厌氧法处理效果较好,运行费用也不高,但一般是作为好氧法的前处理阶段,并不能处理到达标排放水平,后面必须辅以好氧生化处理。而对好氧法来讲,各种方法都有它的无法避免的缺点,如:(1)传统活性污泥法一般泥龄较短,世代期较长的硝化细菌(20d左右)在系统中被洗刷出去,很难形成高浓度的硝化菌,高浓度的有机物使异养菌在生长竞争中占绝对优势;(2)传统的活性污泥工艺中,混合液进入二沉池缺氧环境后,立刻进入反硝化阶段,尤其在高温条件下,导致污泥上浮而难以沉降。
现有短程硝化反硝化技术有在A/O工艺通过特定手段进行控制而实现(专利号:CN 1837091A),该工艺通过在好氧池中设置DO传感器和pH传感器,在缺氧池中设置ORP传感器,内循环控制器动态控制系统的内循环回流量,曝气器控制器动态控制系统的曝气量;曝气量控制低溶解氧浓度,控制为0.3-0.6mg/L;缺氧池出水ORP设定值维持在-120--130mV之间。
因此,本领域迫切需要提供一种新的生物反应器,它可以控制溶解氧浓度处于更低的水平,从而大大节省能耗,并且占地面积小。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种短程硝化反硝化生物反应器。
本实用新型提供了一种短程硝化反硝化生物反应器,所述短程硝化反硝化生物反应器是由生物反应区、回流区、和气提区组成的一体化装置;
所述生物反应区中设有曝气装置、和溶氧探头;
所述回流区包括沉淀区、和排水管;
在生物反应区和回流区之间设有隔板;所述气提区位于生物反应区和回流区之间。
在另一优选例中,所述的溶氧探头在生物反应区邻近回流区的地方。
在另一优选例中,所述的曝气装置在生物反应区的底部;所述曝气装置包括干管和曝气软管。
在另一优选例中,所述隔板和生物反应区的墙面之间有通道联通。
在另一优选例中,所述气提区包括空气提升器单元。
在另一优选例中,所述空气提升器单元的供气管连接有空气动力装置。
在另一优选例中,所述空气动力装置与曝气装置共用。
在另一优选例中,所述空气动力装置是鼓风机,并由变频电机控制。
在另一优选例中,所述的溶氧探头通过弱电信号控制变频电机。
据此,本实用新型提供了一种新的生物反应器,它可以控制溶解氧浓度处于更低的水平,从而大大节省能耗,并且占地面积小。
附图说明
图1显示了工艺流程简图。
图2显示了反应器结构简图;
图中标号说明如下:
短程硝化反硝化生物反应器(1),污水区(2),溶氧探头(3),生物反应区(12);供气管(123);回流区(13);气提区(14);隔板(15);沉淀区(131);进水管(121);曝气软管(122);排水管(132);排泥管(133)。
具体实施方式
发明人经过广泛而深入的研究,发明了一种一体化的短程硝化反硝化生物反应器,它不将所谓的厌氧区、缺氧区、好氧区通过物理方式相互阻隔,而是使其处于同一空间中,只是随着泥水混合物(微生物)的流动,在一体化的生物反应器中自然形成相对稳定的厌氧区、缺氧区、和好氧区,例如进水端耗氧高,形成缺氧区,在出水端溶氧高,形成好氧区。
另外,发明人将溶氧探头(例如溶解氧在线分析仪)放置在生物反应区接近回流区的地方,通过发出弱电信号控制变频电机,从而控制空气动力装置(如鼓风机),相应的也就影响了气提水量,使进水端和出水端的化学需氧量(COD)的比值处于5-100之间。
同时,生物反应区和回流区之间的隔板同生物反应器墙面之间的距离可根据进水端流入的来水的COD进行调整,一般控制水流大于0.3m/s。
本实用新型在生物处理池中直接采用高效空气动力装置,将混合液从末端回流到进水端,使不同的循环回流量都几乎成为可能,能够适应并处理高浓度高氨氮有机废水。
如本文所用,“污水处理”是为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求而进行净化的过程。一般可分为物理化学处理和生物处理两种。
如本文所用,“生物反应器”和“反应器”可互换使用,都是指污水处理生化技术中的核心装置,微生物与污水中的可生化污染物在生物反应区内发生反应,降解污水中的污染物质。
如本文所用,“短程硝化反硝化”是指一种微生物处理技术,即污水处理微生物处理技术的一种。它通过控制反应中特定的溶解氧条件来实现的一种高效脱氮除碳技术。
本实用新型以空气动力装置替代氧化沟工艺转刷动力装置,使不同的混合液的循环回流量都几乎成为可能,这样能够适应并处理高浓度石油化工有机废水,特别是高浓度含氮有机物废水,同时增加动力消耗不多;同时,发明人将短程硝化反硝化理论应用于改进的高负荷氧化沟工艺中,使能够达标处理高浓度含氮有机物废水的同时,极大地降低了能耗,节约了运行成本.
本实用新型提供的反应器可通过设置在装置中的溶解氧在线分析仪以及变频调节器控制池中溶解氧浓度,进而动态控制鼓风量大小及内循环量大小;曝气量控制低溶解氧浓度,控制为0.05-0.5mg/L;不设置ORP传感器。本实用新型提供的短程硝化反硝化自控系统主要是生物反应区溶解氧浓度的控制,即水中溶解氧浓度和供风量调节回路。
本实用新型提供一种短程硝化反硝化生物反应器1,它包括生物反应区12、回流区13、和气提区14;所述的生物反应区中设有曝气装置122、和溶氧探头123;所述回流区包括沉淀区131、和排水管132;在生物反应区和回流区之间有一隔板15;所述气提区位于生物反应区和回流区之间。
所述的曝气装置在生物反应区的底部;所述曝气装置包括供气管123和曝气管122。
本实用新型提供一种用于向液体中分布气体的曝气管,曝气管的管体包括曝气孔区和非曝气孔区,所述的曝气孔区位于管体横截面圆心角180°-300°位置的管壁(即管体的1/2-5/6区域为曝气孔区);所述的曝气孔区分布有多个贯穿管体壁的曝气孔;所述的非曝气孔区位于管体上除生物反应区以外的管壁。所述的曝气孔在管体的管壁上的开孔方向可以是垂直开孔或者是倾斜开孔。作为本实用新型的一种优选方式,采用其上进行倾斜开孔曝气软管,且软管在安装时略微拉伸,拉伸方向与微孔的开孔方向一致,倾斜开孔的曝气孔使软管在停止曝气时微孔的自闭性能提高,从而增加曝气软管的抗阻塞性;而在进行曝气时,由于气流的压力而使得微孔张开。曝气管上通常设置小而密集的曝气孔有利于提高曝气的效率。所述的曝气孔大小和密度可以使得曝气时产生大量的微细小气泡,总表面积更大,上升速度缓慢,与水接触时间更长,从而增加了氧的传递率,可以实现大面积均匀曝气。曝气管管体的大小及长短没有特别的限制,一般可根据需要曝气的场所的规模及其气体需要量而定。
由于生物反应区中设有曝气装置和溶氧探头,通过控制合适的运行条件,特别是溶解氧的控制,从而实现缺氧反应和好氧反应,达到短程硝化反硝化的目的。所述的缺氧反应在溶解氧小于0.5mg/L的条件下发生。
气提区包括空气提升器单元。所述空气提升器单元的个数可以是两个或两个以上。单个空气提升器单元的支气孔通过曝气管道连接其它空气提升器单元的支气孔,不同连接方式可得到不同的组合结构。例如,可包括两个空气提升器单元,其通过多条互相平行的曝气管道组合而得到框架式结构。其中,曝气管道的两端分别与两个空气提升器管道的支气孔连接。显然,所述污水回流装置也可以根据支气孔的位置不同和空气提升器单元的个数不同而形成其它不同的结构,例如,形成三维立体式结构。
所述空气提升器单元包括:设在空气提升器单元下部的空气提升器供气管;和设在空气提升器单元上部的空气提升器出气口;所述空气提升器供气管和空气提升器出气口之间设置空气提升管道,使得空气从空气提升器供气管排入空气提升器出气口;所述空气提升管道的侧面设置一个或多个支气孔。
所述供气管连接空气动力装置。所述空气动力装置没有具体限制,只要可以提供所需的气源即可。通常,所述空气动力装置为鼓风机。
为了节省能源,所述空气动力装置可以与曝气装置的空气动力装置共用。
本实用新型提到的上述特征,或实施例提到的特征可以任意组合。
本实用新型的主要优点在于:
1、本实用新型通过设置在装置中的溶解氧在线分析仪以及变频调节器控制池中溶解氧浓度,进而动态控制鼓风量大小及内循环量大小,简化了控制手段,易于管理;传统活性污泥法污泥浓度一般为2-3g/L,短程硝化反硝化工艺通过工艺改进与技术创新,使生物处理池中的污泥浓度可达6-10g/L,可有效提高单位体积的容积负荷,减少占地面积,减少建设投资,并具有较强的抗冲击负荷能力。
2、本实用新型提供的短程硝化反硝化反应器通过进行曝气系统设计优化,使生物处理池中的溶解氧仅控制在0.3mg/L左右(0.05-0.5mg/L),而不是传统活性污泥工艺要求的2-4mg/L,以保证硝化反硝化得以同时进行。超过这个范围就需调节鼓风机供风量,降低供氧量,仅此项就节省了30%氧气的能源消耗。在这样的溶解氧浓度条件下,使得微生物对水中COD、氨氮等污染物质均有较好的去除效果。同时,采用如此低的溶解氧浓度,可以提高两方面的工作:一是加速氧气从气泡到水中的转移,二是提高微生物培养的生长环境。
3、污泥浓度值高,生物处理池中的污泥浓度可达6-10g/L。
下面结合具体实施例,进一步阐述本实用新型。应理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则所有的百分比和份数按重量计。
除非另行定义,文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本实用新型方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1
短程硝化反硝化生物反应器
见图2。反应器分为生物反应区、回流区、气提区,微生物在生物反应区利用氧将水中的有机物氧化分解,在兼氧条件下,硝化菌反硝化菌共同作用将水中的氨氮最终分解为氮气,生物池内设曝气软管来提供系统所需的氧气。在回流区进行泥水分离,并在气提区将污泥重新回流至生物反应区。
实施例2
废水处理
工艺流程为:废水由潜污泵送至短程硝化反硝化曝气池进水端(双向同时进水),经过大比例回流液混合均匀后,进入生物反应区进行生化处理,然后在回流区进行泥水分离,污泥从沉淀器底部经过空气动力装置回流至生物反应区,清水由上部的收水管收集后排出,剩余污泥经污泥泵提升后送至污泥处理设施。见图1。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用以限定本实用新型的实质技术内容范围,本实用新型的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中,任何他人完成的技术实体或方法,若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同,也或是一种等效的变更,均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

Claims (9)

1.一种短程硝化反硝化生物反应器,其特征在于,所述短程硝化反硝化生物反应器是由生物反应区、回流区、和气提区组成的一体化装置;
所述生物反应区中设有曝气装置、和溶氧探头;
所述回流区包括沉淀区、和排水管;
在生物反应区和回流区之间设有隔板;所述气提区位于生物反应区和回流区之间。
2.如权利要求1所述的生物反应器,其特征在于,所述的溶氧探头在生物反应区邻近回流区的地方。
3.如权利要求1所述的生物反应器,其特征在于,所述的曝气装置在生物反应区的底部;所述曝气装置包括干管和曝气软管。
4.如权利要求1所述的生物反应器,其特征在于,所述隔板和生物反应区的墙面之间有通道联通。
5.如权利要求1所述的生物反应器,其特征在于,所述气提区包括空气提升器单元。
6.如权利要求5所述的生物反应器,其特征在于,所述空气提升器单元的供气管连接有空气动力装置。
7.如权利要求6所述的生物反应器,其特征在于,所述空气动力装置与曝气装置共用。
8.如权利要求6所述的生物反应器,其特征在于,所述空气动力装置是鼓风机,并由变频电机控制。
9.如权利要求7所述的生物反应器,其特征在于,所述的溶氧探头通过弱电信号控制变频电机。
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