CN202124538U - 一体化污水生物处理反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化污水生物处理反应器，包括位于反应器最前端的生物流化床段、生物流化床段后部的生物滤床段，所述生物流化床段通过生物滤床段底部的滤层水力形成装置与生物滤床段相通；所述生物流化床段和生物滤床段循环共用同一种多孔高分子复合载体；在所述生物滤床段下方设有集成机房，所述生物滤床段末端紧接沉淀段和深度处理段，所述深度处理段设有深度处理集成模块；一体化污水生物处理反应器集成工艺与控制系统于一体，实现了产品的设备化、系列化、制式化和一体化，集成度高，降低了成本，操作简单，方便管理；一体化污水生物处理反应器内各类装置模块化，标准化，极大地增强了反应器的适用性和灵活性。

Description

一体化污水生物处理反应器

技术领域

本实用新型涉及一种高效污水处理及资源化设备，尤其是一种一体化污水生物处理反应器。

背景技术

近年来，基于生化反应机理，国内外研制开发了多种类型的好氧反应器、厌氧生物反应器及厌氧好氧一体化生物反应器等。比较常见的好氧反应器有周期循环活性污泥系统反应器、膜生物反应器、生物流化反应器等。传统的厌氧反应器有UASB、生物流化床、生物滤床等 ，在此基础上随着科学技术的发展，国内外又先后研制开发出膨胀颗粒污泥床反应器、内循环厌氧反应器等诸多形式的高效厌氧反应器。近年来，人们已经意识到将好氧处理单元和厌氧处理单元一体化，设备化可以大大减少基建和管路设备投资，是一种经济、高效、占地省的工艺要求，因此厌氧好氧一体化生物反应器的研制已成为生物反应器发展的必然趋势。

常见反应器中，生物流化床是目前污水生物处理系列产品中效率最高的产品，发达国家生物流化床产品及技术运用较为成熟，已成为污水处理设备化发展的主导产品和主要工艺，国产流化床生物污水处理成套设备的生产和应用还处在起步阶段。

反应器结构、微生物载体是影响反应器效率和运行能耗及稳定性的重要因素。目前，因内反应器结构较为固定单一，微生物载体多采用砂子、生物陶粒、活性炭、聚乙烯颗粒等物质，运行过程中，常见载体易流失，流化能耗大，控制管理不方便等特点，直接影响污水生化处理效率和运行成本，具体表现为：

1、微生物载体流失。设备内的载体流失虽然量很小,但经长期运行后,已生长生物膜的微生物载体逐渐减少，使反应器的处理效率不断下降，重新补充载体或增加载体沉降回流措施，增加了投资成本和运行费用，设备运行也不稳定。

2、生物载体利用率不高。由于流化床设计结构上存在死区，依然有部分载体滞留在死区内，虽然大部分生物载体能够参与流态化活动，但死区内滞留的载体没有全部充分流化利用，影响生物载体利用率，由于载体价值高，使反应器的性价比下降。

3、曝气设备配套难。虽然流化床的高径比较大，有利于传质，但目前国内还没有与之相匹配的气体压缩机（风机）产品，所以常采用“大马拉小车”供气形式，增加了曝气系统的动力消耗，使污水处理系统的运行成本增高。

4、设备基础建设要求高。由于流化床高径比较大，设备基础荷载大，同时系统内的三相分离器和出水堰的安装要求高，对基础建设要求也比较高,所以也增加了污水处理系统建设难度和建设成本。

5.操作技术要求高。运行情况观察比较困难，需要较高的自动化控制水平才能保障系统的正常运行，所以要求操作者具有一定的专业技术水平，不仅增加了操作运行的技术难度，也增加了建设成本和运行成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述情况，提供一种结构优化的、将生物流化床技术与生物滤床技术有机结合的一体化污水生物处理反应器。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现： 

一种一体化污水生物处理反应器，包括位于反应器最前端的生物流化床段、生物流化床段后部的生物滤床段，所述生物流化床段通过生物滤床段底部的滤层水力形成装置与生物滤床段相通；所述生物流化床段和生物滤床段循环共用同一种多孔高分子载体；在所述生物滤床段下方设有集成机房，所述生物滤床段末端紧接沉淀段和深度处理段，所述深度处理段设有深度处理集成模块。

作为优选方式，所述生物流化床段内设蝶形流化导流装置。

作为优选方式，所述沉淀段的中部设有带喇叭口的中心筒、反射板。

作为优选方式，一体化污水生物处理反应器为混凝土或钢制材料反应器。

作为优选方式，所述的集成机房为把工艺设备和控制系统集成在一起的机房。

作为优选方式，所述的集成机房机房内设有风机、水泵、阀体。

作为优选方式，在所述生物流化床底部设有空气曝气器。

一体化污水生物处理反应器正常运行时，污水经布水器进入生物流化床反应区，空气曝气器布置在生物流化床底部，采用专用穿孔曝气器进行曝气，为微生物提供溶氧，为多孔高分子生物载体提供流化动力。多孔高分子生物载体表面及内部附着有大量微生物，对污水中的污染物进行降解。在曝气器的流化动力作用下，微生物随载体经导流板形成蝶形均匀流化，保证传质均匀。 

污水经生物流化床与生物滤床间的过水通道进入生物滤床，在过水通道及生物滤床的水力作用下，多孔高分子载体及微生物因自身重力形成一定厚度的生物滤层，对进入生物滤床底部的载体进行网捕，实现载体不流失，同时在污水流经滤层过程中，对污水中的污染物进行进一步降解和去除。在载体自重和水力作用下，生物流化床与生物滤池内的多孔高分子载体通过过水通道不断地进行交换共用，载体上的微生物得到更新。

由于载体附着生物膜上溶氧的传质梯度，载体表面生长大量好氧微生物，内部吸附兼氧和厌氧微生物，使反应区内同时实现了反应区内好氧缺氧一体化、硝化反硝化一体化作用，使污水总氮污染物得到有效去除。污水经生物滤床处理后进入沉淀池等后续构筑物，达标出水。

本实用新型的有益效果：一体化污水生物处理反应器通过优化结构，将生物流化床技术与生物滤床技术有机结合，使污水生物处理反应器形成两个不同的反应区，即生物流化床反应区和生物滤床反应区，两个反应区循环共用同一载体，即同一多孔高分子复合载体，不仅解决了生物流化床载体流失及流化能耗大的问题，也解决了生物滤床滤层易堵塞及需定时反冲洗而不能连续运行的问题，实现了同步硝化反硝化去除污水总氮污染物的重大技术创新；多孔高分子复合载体生物亲和力强，采用其微生物固定化技术，有效地增加了反应器内的微生物浓度，极大地提高了污水处理效率。一体化污水生物处理反应器集成工艺与控制系统于一体，实现了产品的设备化、系列化、制式化和一体化，集成度高，降低了成本，操作简单，方便管理；一体化污水生物处理反应器内各类装置模块化，标准化，极大地增强了反应器的适用性和灵活性。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

其中， 1为生物流化床段，2为生物滤床段，3为沉淀段，4为深度处理段，5为集成机房，6为蝶形流化装置，7为曝气器，8为多孔高分子载体，9为滤层水力形成装置，10为固着相滤层，11为悬浮相滤层，12为带喇叭口的中心筒，13为反射板，14为深度处理集成模块。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种一体化污水生物处理反应器，包括位于反应器最前端的生物流化床段1、生物流化床段1后部的生物滤床段2，所述生物流化床段内设蝶形流化导流装置6，所述生物流化床段1通过生物滤床段底部的滤层水力形成装置9与生物滤床段2相通；所述生物流化床段1和生物滤床段2循环共用同一种多孔高分子载体8；在所述生物滤床段2下方设有集成机房5，所述的集成机房为把工艺设备和控制系统集成在一起的机房。包括风机、水泵、阀体等，所述生物滤床段末端紧接沉淀段3和深度处理段4，所述沉淀段的中部设有带喇叭口的中心筒12、反射板13，所述深度处理段4设有深度处理集成模块14。在所述生物流化床底部设有空气曝气器7，该一体化污水生物处理反应器为混凝土或钢制材料反应器。

一体化污水生物处理反应器正常运行时，污水经布水器进入生物流化床反应区，空气曝气器7布置在生物流化床底部，采用专用穿孔曝气器进行曝气，为微生物提供溶氧，为多孔高分子生物载体提供流化动力。多孔高分子生物载体表面及内部附着有大量微生物，对污水中的污染物进行降解。在曝气器的流化动力作用下，微生物随载体经导流板形成蝶形均匀流化，保证传质均匀。 

污水经生物流化床与生物滤床间的过水通道进入生物滤床，在过水通道及生物滤床的水力作用下，多孔高分子载体及微生物因自身重力形成一定厚度的生物滤层，对进入生物滤床底部的载体进行网捕，实现载体不流失，同时在污水流经滤层过程中，对污水中的污染物进行进一步降解和去除。在载体自重和水力作用下，生物流化床与生物滤池内的多孔高分子载体通过过水通道不断地进行交换共用，载体上的微生物得到更新。

由于载体附着生物膜上溶氧的传质梯度，载体表面生长大量好氧微生物，内部吸附兼氧和厌氧微生物，使反应区内同时实现了反应区内好氧缺氧一体化、硝化反硝化一体化作用，使污水总氮污染物得到有效去除。污水经生物滤床处理后进入沉淀池等后续构筑物，达标出水。

一体化污水生物处理反应器使用范围广，使用方式灵活，其技术产品既可直接用于生活污水的生化处理，也可应用于其他有机污水的生化处理；可根据人员编制、生活污水排放量等情况灵活设计、制造和安装，使产品设备化、系列化、制式化。与国内外同类技术产品相比，该技术具有投资省、占地面积小，吨水处理综合成本费用低、技术先进、操作简便、处理效率高、抗冲击负荷能力强、实用范围广等特点，为推动水环境治理和水资源开发利用提供了新方法。具体表现在：

1、产品设备化，可车载移动、重复使用，特别适用于城市市政民生工程中短期、临时应急等生活污水处理项目建设规划，方便解决现行规划中近期与远期、集中与分散、排放与利用的关系问题，实现污水就近收集处理，就近排放回用等环保节能目标，避免二次规划重复建设，减少投资浪费。

2、产品系列化，实用范围广，单体设备最大可满足1500～2000人口区域生活污水处理，单体处理规模达到200m³/（d·套），产品应用生物流化床与生物滤床复合式污水处理工艺和多孔高分子生物载体及其微生物固定化专利技术，技术先进，处理效率高，抗冲击负荷能力强，特别适用于镇（乡）村生活污水排放量少、污水源复杂，水质水量波动大的区域使用。对于人口多、生活污水排放量大的区域，不同设备可自由组合、灵活使用。 

3、产品制式化，管理维护方便，运行噪音低，外观美观，出水水质好，可融入区域景观环境规划综合利用，特别适用于小区域（社区、学校、军营、景区、车站、机场、医院、工厂等区域）的生活污水处理，是目前大型污水处理设施的有效补充。

4、产品一体化，集污水处理工艺及电气设备于一体，占地面积小，自控化程度高，吨水处理综合成本费用低，操作简便，设备内置，可实现无人值守，特别适用于人员较少、土地稀少、社会经济发展欠发达地区使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种一体化污水生物处理反应器，包括位于反应器最前端的生物流化床段（1）、生物流化床段（1）后部的生物滤床段（2），其特征在于：所述生物流化床段（1）通过生物滤床段底部的滤层水力形成装置（9）与生物滤床段（2）相通；所述生物流化床段（1）和生物滤床段（2）循环共用同一种多孔高分子复合载体（8）；在所述生物滤床段（2）下方设有集成机房（5），所述生物滤床段末端紧接沉淀段（3）和深度处理段（4），所述深度处理段（4）设有深度处理集成模块（14）。

2.如权利要求1所述的一体化污水生物处理反应器，其特征在于：所述生物流化床段内设蝶形流化导流装置（6）。

3.如权利要求2所述的一体化污水生物处理反应器，其特征在于：所述沉淀段的中部设有带喇叭口的中心筒（12）、反射板（13）。

4.如权利要求1所述的一体化污水生物处理反应器，其特征在于：一体化污水生物处理反应器为混凝土或钢制材料反应器。

5.如权利要求1所述的一体化污水生物处理反应器，其特征在于：所述的集成机房为把工艺设备和控制系统集成在一起的机房。

6.如权利要求4所述的一体化污水生物处理反应器，其特征在于：所述的集成机房机房内设有风机、水泵、阀体。

7.如权利要求1所述的一体化污水生物处理反应器，其特征在于：在所述生物流化床底部设有空气曝气器（7）。

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