CN201809222U - 气升回流并旋转混合回流液的a/o反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，包括容器体，其特征是容器体是由内桶壁和外桶壁同轴套装固定于同一底板上构成，并分成内桶体和外桶体，内桶壁包括圆柱面内桶壁，内倾锥面桶壁及内桶口，外桶壁包括圆柱面外桶壁，外倾锥面桶壁及外桶口；内桶壁底部设置底部导流孔，微孔曝气器组对应底部导流孔设于内桶体底部形成气升好氧区，圆柱面内桶壁上部设置若干上部导流孔，且上部导流管倾斜设置；固液分离澄清区设在上部导流管上方的外桶体内，其中设有由斜板构成的固液分离器及V形截面环状污泥加速沉降槽；缺氧区设在固液分离澄清区下方的外桶体内。本实用新型的优点是：节能，减少设备容量，降低运行成本，减少占地。

Description

气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器

技术领域

本实用新型涉及污、废水处理设施，尤其涉及一种气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器。

背景技术

A/O法是缺氧/好氧(Anoxic/Oxic)工艺的简称。该方法通过采取在常规的好氧生物处理系统前增加一段缺氧生物处理过程，实现了在去除有机污染物的同时脱氮除磷的效果。在好氧生化段，微生物在溶解氧充分的条件下氧化分解污、废水中的有机物并同时进行硝化和聚磷反应，通过排放剩余活性污泥实现除磷；在缺氧生化段，由好氧段回流一部分混合液与进入系统的原水进行混合，回流混合液中的硝化液被反硝化细菌利用并进行反硝化反应，通过释放氮气达到脱氮目地。因此，A/O工艺在好氧生化段和缺氧生化段必须拥有一套混合液回流系统。一般情况下，增大回流比可以提高脱氮除磷的效果。由于A/O工艺所具有的上述特点和比较好的经济性，目前已成为一种比较成熟的生化水处理方法，在城市污水及工业废水处理中得到广泛应用。但目前该工艺的缺点是：从好氧段向缺氧段回流混合液，需要设置诸如回流泵等动力设备并增大动力消耗，同时，为使缺氧段回流混合液与进水充分混合，也需设置搅拌机、推流装置等动力设备同样增大动力消耗。此外，现有的固液分离澄清区是在A/O反应器容器外独立设置，因此占地面积大、建设资金高。

从A/O工艺整体发展看，目前，正朝着充分利用生化脱氮除磷机理，进一步提升水处理效果，节能，并减少占地和建设资金以及简单低成本运行方式的方向发展。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对上述问题，在现有A/O反应器基础上进行改进，提供出一种气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，通过在反应器内部配置充分利用其结构和流态的固液分离装置，实现A/O系统与固液分离装置的一体化；并充分利用好氧区曝气气升原理实现无须外加动力设备回流混合液、无须设置搅拌设备完成缺氧区搅拌，从而达到A/O工艺的节能、减少设备容量、简化操作、降低运行成本以及减少占地的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，包括容器体、设有微孔曝气器组的好氧区、缺氧区、固液分离澄清区、进水管、收水堰、集水槽、出水管及混合液排放管，其特征在于所述容器体是由圆桶形内桶壁和圆桶形外桶壁保有间隔同轴套装固定于同一底板上构成，容器体由内桶壁分隔成圆桶形内桶体和环形外桶体，所述内桶壁包括由下至上依次连接的圆柱面内桶壁、内倾锥面桶壁及圆环内桶口三部分，所述外桶壁与内桶壁对应包括依次连接的圆柱面外桶壁、外倾锥面桶壁及圆环外桶口三部分；在内桶壁底部环周均匀设置底部导流孔，所述微孔曝气器组对应底部导流孔设置于内桶体底部并在内桶体中形成气升好氧区，在圆柱面内桶壁上部环周均匀设置若干上部导流孔，与上部导流孔连接的上部导流管顺应水流方向沿水平面或向斜下方倾斜设置；所述固液分离澄清区设置在所述上部导流管上方的外桶体区域，该区域中设有：由在圆柱面内桶壁与圆柱面外桶壁间的环形空间内环周分布的若干顺应水流方向设置的斜板构成的固液分离器，由所述内倾锥面桶壁与外倾锥面桶壁形成截面为V形的环状污泥加速沉降槽及设置在所述圆环内桶口与圆环外桶口之间的所述集水槽与收水堰；所述缺氧区设置在固液分离澄清区下方的外桶体环形区域内，在外桶体底部通过设置由若干对应底部导流孔的V形槽构成的环形收泥槽形成底部收泥回流区。

所述底部导流孔为拱形孔，各拱形孔过流面积之和为所述上部导流孔过流面积之和的一倍以上。

所述内倾锥面桶壁与外倾锥面桶壁相对于水平面倾斜的锐角值为45°-75°。

所述固液分离器的斜板相对于水平面的倾斜角度为45°-75°。

所述上部导流管相对于水平面向下倾斜的角度小于等于45°。

所述环形收泥槽的V形槽的两槽面间夹角为30°-90°。

所述混合液排放管设置在圆柱面内桶壁中上部并穿过外桶体由圆柱面外桶壁伸出；所述进水管低于上部导流管设置在对应缺氧区上部的圆柱面外桶壁上，所述出水管与集水槽连通并通过所述圆环外桶口的壁体伸出。

本实用新型的有益效果是：(1)增加了自动澄清的固液分离装置，通过在固液分离区顺应水流方向设置由斜板构成的固液分离器，使斜板沉降区不积泥，提高了固液分离的效果，实现了A/O工艺与固液分离器的一体化；(2)运用气升推流原理，利用好氧区溶气水所产生水头的推动作用，将好氧区混合液通过上部导流管送至缺氧区，实现了不施加外部动力设备的前提下混合液大比例回流，节省设备成本和运行费用；(3)利用好氧区底部曝气气体上升产生的负压，采用底部回流区收泥并将缺氧区混合液通过底部过流孔送至好氧区的方式，解决了缺氧区向好氧区送水和缺氧区底部积泥的问题；(4)通过上部导流管沿水平面或向斜下方倾斜设置的导流方式，使缺氧区整体形成旋转流，解决了进水及缺氧区搅拌的问题，省却搅拌设备并为提高固液分离效果提供了有利条件。综上所述，与现有技术比，本实用新型减少设备容量、简化操作、节能、节省占地面积、降低建造成本与运行成本，同时具有良好的的氨氮和总氮去除效果，提高了出水水质，有效提升了A/O工艺的经济性和适用性。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是图1的C-C剖视图；

图5是本实用新型的俯视结构示意图。

图中：1微孔曝气器组，2底部导流孔，3环形收泥槽，31V形槽，4放空管，5内桶壁，51圆柱面内桶壁，52内倾锥面桶壁，53圆环内桶口，54内桶体，6外桶壁，61圆柱面外桶壁，62外倾锥面桶壁，63圆环外桶口，64外桶体，7好氧区，8混合液排放管，9固液分离器，91斜板，10出水管，11收水堰，12固液分离澄清区，13集水槽，14进水管，15上部导流口，16上部导流管，17缺氧区，18底板，19底部收泥回流区。

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。

具体实施方式

图1-图5示出一种气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，包括容器体、设有微孔曝气器组的好氧区、缺氧区、固液分离澄清区、进水管、收水堰、集水槽、出水管及混合液排放管，其特征在于所述容器体是由圆桶形内桶壁5和圆桶形外桶壁6保有间隔同轴套装固定于同一底板18上构成，容器体由内桶壁5分隔成圆桶形内桶体54和环形外桶体64，上述内桶壁5包括由下至上依次连接的圆柱面内桶壁51、内倾锥面桶壁52及圆环内桶口53三部分；上述外桶壁6与内桶壁对应包括依次连接的圆柱面外桶壁61、外倾锥面桶壁62及圆环外桶口63三部分；在内桶壁51底部环周均匀设置底部导流孔2，上述微孔曝气器组1对应底部导流孔2设置于内桶体54的底部并在内桶体中形成气升好氧区7，在实际设置微孔曝气器组时，根据需要，对应一个底部导流孔2，可设置1个以上微孔曝气器，同时，在底板中部也可设置微孔曝气器，以获得更充足的氧气。在圆柱面内桶壁51上部环周均匀设置若干上部导流孔15，与上部导流孔连接的上部导流管16顺应水流方向沿水平面或向斜下方倾斜设置；如图1所示，上部导流管相对于水平面向下倾斜的角度θ3小于等于45°。上述底部导流孔2为拱形孔，各拱形孔过流面积之和为上述各上部导流孔15过流面积之和的一倍以上，以提供充足的导出流量。

上述固液分离澄清区12设置在上述上部导流管16上方的外桶体区域，该区域中设有：由在圆柱面内桶壁51与圆柱面外桶壁61间的环形空间内环周分布的若干顺应水流方向设置的斜板91构成的固液分离器9，由上述内倾锥面桶壁52与外倾锥面桶壁62形成截面为V形的环状污泥加速沉降槽56及设置在圆环内桶口53与圆环外桶口63之间的上述集水槽13与收水堰11。在本实施例中，集水槽13由多个沿径向设置的条形槽及与其连通的沿圆环外桶口63内侧设置的环形槽构成，出水管10与集水槽13连通并通过圆环外桶口63的壁体伸出。如图1所示，上述斜板91相对于水平面的倾斜角度θ2为45°-75°；上述内倾锥面桶壁52与外倾锥面桶壁62相对于水平面倾斜的锐角θ1值为45°-75°，上述缺氧区17设置在固液分离澄清区12下方的外桶体64环形区域内，在外桶体底部通过设置由若干对应底部导流孔2的V形槽31构成的环形收泥槽3形成底部收泥回流区19，如图1所示，上述V形槽31的两槽面间夹角θ4为30°-90°

上述混合液排放管设置在圆柱面内桶壁51的中上部并穿过外桶体64由圆柱面外桶壁61伸出；上述进水管14低于上部导流孔15设置在对应缺氧区上部的圆柱面外桶壁61上；在外桶壁61底部设置放空管4。

综上所述，概括本实用新型的特点：

(1)反应器容器体由内桶壁5分隔成圆桶形内桶体54和环形外桶体64两部分，气升好氧区7设置在内桶体，缺氧区17设置在外桶体，使反应器水体形成内外立体循环的流态，它是A/O反应器向节能发展的重要技术手段，使A/O反应器实现了无须外加动力设备依靠势能自动回流的节能效果。

(2)根据气升的原理，充分利用了水下微孔曝气器充气所产生的含气水整体比重远小于水的比重而体积膨胀和液下气泡挟水加速度垂直上升的物理效果，在A/O反应器内桶体设置了曝气气升区，该区域在供氧的同时，所产生的水头即水势力能推动水体整体流动，也即势能转换为动能，在选择氧传质非常优秀的微孔曝气器为气源，只提供硝化和去除碳源污染物所需气量的前提下，不增加其它任何动力和设备，使A/O反应器在保证活性污泥不下沉沉淀的流速下整体流动。它的能耗水平只在单一的系统生化需氧量范围内，而它的设备仅为微孔曝气器组单一设备，在省掉高污泥回流设备的前提下，即可实现整个A/O反应器生化系统的供氧、高污泥回流量的完整的水处理过程。它在创造了良好的缺氧环境、好氧环境和固液分离环境的同时，节能效果得以充分体现。

(3)在A/O反应器外桶体64设置缺氧区17，在缺氧区前端设置进水管14，混合液进入缺氧区后不与空气接触，同时还得到原水营养的补充，良好的缺氧环境使反硝化过程非常彻底，氮气的析出量很大，体现出很好的氨氮和总氮去除效果。

(4)在A/O反应器内桶壁上设置连通缺氧区的过流导流管16，过流导流管采用与水平面形成夹角的倾斜导流方式，使缺氧区整体形成旋转流，解决了进水及缺氧区搅拌的问题，使混合液在缺氧区内可以充分混合均匀，延长混合液水流路径，同时加大旋转流流速，解决污泥沉降问题。

(5)在A/O反应器外桶体底部设置由V形槽31构成的环形收泥槽3，并形成底部收泥回流区19，提高了活性污泥的回流量及回流效率，使因重力作用沉降到缺氧区底部的污泥可以迅速通过底部导流孔回流到气升好氧区7内。

(6)采用斜板结构的自动澄清固液分离器，有效地提高了活性污泥的沉淀效果，提高了出水水质。

本实用新型的工作原理和工作工程如下：

如图1所示，是一种气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，包括缺氧区17、设有微孔曝气器组的气升好氧区7及固液分离澄清区12共3个功能区。图中箭头为流体流动方向。内桶壁51将容器体分割成内桶体和外桶体两部分，形成内外立体循环流态；气升好氧区7的作用是在提供氧气的同时辅助推流动力；内桶壁51上设有上部导流管16及底部导流孔2，上部导流管的作用是将气升好氧区内混合液直接送入缺氧区17，并提供旋转流流态，底部导流孔的作用是将缺氧区17内混合液及沉淀污泥直接送入气升好氧区，形成无外加动力设备的循环。

本实用新型工作过程是：待处理的原水通过进水管14进入缺氧区17，完成水力停留和缺氧区生化过程即反硝化过程，主要去除以氨氮、总氮为标志的相关污染物质，并完成聚磷微生物的释磷过程。缺氧区17的混合液在完成缺氧停留和生化过程后，通过底部导流孔2，在负压的作用下进入气升好氧区7，在该区完成水力停留和好氧生化，在此过程中主要以去除COD、BOD为标志的碳源相关污染物质并完成聚磷微生物的聚磷过程，然后通过上部导流管16进入固液分离澄清区12。在固液分离澄清区，相当于原水进水量的一小部分混合液在水力静压作用下，分流升入固液分离澄清区12进行固液分离，分离后的上清液则通过收水堰11进入集水槽13并由出水管10排出反应器。固液分离后的污泥通过自身重力作用进入缺氧区17，分散融入混合液实现污泥无泵自动回流，参与下一个周期的循环，周而复始完成净化。本实用新型运行的各个阶段均体现了高效和节能。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型的结构和形状作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，包括容器体、设有微孔曝气器组的好氧区、缺氧区、固液分离澄清区、进水管、收水堰、集水槽、出水管及混合液排放管，其特征在于所述容器体是由圆桶形内桶壁和圆桶形外桶壁保有间隔同轴套装固定于同一底板上构成，容器体由内桶壁分隔成圆桶形内桶体和环形外桶体，所述内桶壁包括由下至上依次连接的圆柱面内桶壁、内倾锥面桶壁及圆环内桶口三部分，所述外桶壁与内桶壁对应包括依次连接的圆柱面外桶壁、外倾锥面桶壁及圆环外桶口三部分；在内桶壁底部环周均匀设置底部导流孔，所述微孔曝气器组对应底部导流孔设置于内桶体底部并在内桶体中形成气升好氧区，在圆柱面内桶壁上部环周均匀设置若干上部导流孔，与上部导流孔连接的上部导流管顺应水流方向沿水平面或向斜下方倾斜设置；所述固液分离澄清区设置在所述上部导流管上方的外桶体区域，该区域中设有：由在圆柱面内桶壁与圆柱面外桶壁间的环形空间内环周分布的若干顺应水流方向设置的斜板构成的固液分离器，由所述内倾锥面桶壁与外倾锥面桶壁形成截面为V形的环状污泥加速沉降槽及设置在所述圆环内桶口与圆环外桶口之间的所述集水槽与收水堰；所述缺氧区设置在固液分离澄清区下方的外桶体环形区域内，在外桶体底部通过设置由若干对应底部导流孔的V形槽构成的环形收泥槽形成底部收泥回流区。

2.根据权利要求1所述的气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，其特征在于所述底部导流孔为拱形孔，各拱形孔过流面积之和为所述上部导流孔过流面积之和的一倍以上。

3.根据权利要求1所述的气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，其特征在于所述内倾锥面桶壁与外倾锥面桶壁相对于水平面倾斜的锐角值为45°-75°。

4.根据权利要求1所述的气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，其特征在于所述固液分离器的斜板相对于水平面的倾斜角度为45°-75°。

5.根据权利要求1所述的气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，其特征在于所述上部导流管相对于水平面向下倾斜的角度小于等于45°。

6.根据权利要求1所述的气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，其特征在于所述环形收泥槽的V形槽的两槽面间夹角为30°-90°。

7.根据权利要求1所述的气升回流并旋转混合回流液的A/O反应器，其特征在于所述混合液排放管设置在圆柱面内桶壁中上部并穿过外桶体由圆柱面外桶壁伸出；所述进水管低于上部导流管设置在对应缺氧区上部的圆柱面外桶壁上，所述出水管与集水槽连通并通过所述圆环外桶口的壁体伸出。

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