CN202440363U

CN202440363U - 新型污水处理生物反应器

Info

Publication number: CN202440363U
Application number: CN2011205429320U
Authority: CN
Inventors: 李凌; 黄海翼
Original assignee: 李凌
Current assignee: Yueyang Tai Tian Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2021-12-22

Abstract

本实用新型涉及一种新型污水处理生物反应器，包括反应器本体、生物载体、微生物、曝气装置和污泥回流装置，其中反应器本体由钢壁焊接而成，钢壁内设置有至少二层支架，生物载体设置在每二层支架之间，呈网孔结构；钢壁的一侧下部设置有进水管，另一侧钢壁上部设置有出水管；曝气装置设置在钢壁内，包括至少二根曝气管，且每根曝气管两端均与环式供气管连接贯通并构成环式网状结构，环式供气管还与设置在钢壁外壁下部的总进气管连通；污泥回流装置包括污泥回流立管和污泥回流横向管，两管相贯通。本实用新型处理负荷高、占地面积小。本实用新型工艺流程简捷，组成简单，运行管理方便；生化池容积较小，可不设二沉池，整体工艺流程较短。

Description

新型污水处理生物反应器

技术领域

本实用新型涉及污水生化处理工艺装置，特别指一种新型污水处理生物反应器。

背景技术

目前国内外比较通用的污水处理工艺有：活性污泥法、生物接触氧化法和曝气生物滤池等工艺。其技术特征和存在的主要问题如下：

1、活性污泥法：普通活性污泥法又称普曝法，是采用普通曝气池为主体构筑物，对污水进行生化处理的方法。污水及回流污泥从曝气池首端进入，沿池长方向推流式前进，需氧量首端高，末端低，利用好氧微生物对污水中有机物进行降解，达到净化污水的目的。其工艺比较简单，运行经验成熟，此工艺对COD、BOD的去除率均可达到预期效果。缺点： BOD负荷低，抗冲击负荷的能力较弱，产泥量大，污泥容易上浮，出水SS超标；后端需连接二沉池，水力停留时间长，占地面积大。

2、生物接触氧化法：好氧工艺近年流行的处理方法有生物接触氧化法，其代表性工艺有A/O工艺。所谓生物接触氧化池即淹没式生物滤池，它是在池内设置填料，污水浸没全部填料，采用与曝气池相同的曝气方法，提供微生物所需的氧量。填料上长满生物膜，污水中的有机物被生物膜上的微生物所降解，使污水得到净化。由于填料上附着的生物膜有限，有机物容积负荷即处理能力便不能太大和有大的变化，因此对于小负荷并恒定负荷的有机污水，该方法是有效的。但生物接触氧化法的正常BOD容积负荷值不宜超过0.8kg/m3.d，且进水COD不可过高。生物接触氧化法由于生物群体是附着在填料表面的，过高负荷的有机物相应要求有足够的生物量存在才能完成其代谢过程所期望降解的BOD，简单的说就是填料上所附着的生物膜要求足够厚，而这却因该方法的机理限制而难以做到，因为过厚的生物膜将阻止氧向填料深层扩散，导致内部生物膜因厌氧而造成所有生物膜脱落，生物膜大量流失，系统崩溃。也就是说填料上所附着的生物膜必有一最大定值，而与该最大值所对应的COD值一般为800-1000 mg/L。过高的COD使得生物接触氧化法单元根本无法运行。缺点：生物接触氧化工艺BOD负荷较低，抗冲击负荷能力不强；后续同样需建沉淀池，停留时间长，土建投资大。

3、曝气生物滤池：曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用。曝气生物滤池集生物氧化和截留悬浮固体一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用少的特点。作为一种崭新的水处理工艺——曝气生物滤池正处在推广之中。根据目前的研究和应用情况，今后仍有很多问题有待研究：生物膜的特点及其快速启动的方式；生物氧化功能和过滤功能之间的相互关系；反冲洗过程中生物膜的脱落规律；进一步拓宽曝气生物滤池的应用范围，研究其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理问题中如何与其他工艺相结合。缺点：生物滤料的适应性选择问题，针对不同介质须选择不同的生物滤料；运行过程中需反冲洗，反冲洗水量及方式对处理效果有影响；一次性投资大，运行能耗高。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺陷和问题加以改进和创新，提供一种新型污水处理生物反应器。

本实用新型的技术方案是构造一种包括反应器本体、生物载体、微生物、曝气装置和污泥回流装置的反应器，其中：

反应器本体由钢壁焊接而成，钢壁内设置有至少二层支架，生物载体设置在每二层支架之间，呈网孔结构；钢壁的一侧下部设置有进水管，与进水管对应的另一侧钢壁上部设置有出水管；

所述的曝气装置设置在钢壁内，包括至少二根曝气管，且每根曝气管两端均与环式供气管连接贯通并构成环式网状结构，环式供气管还与设置在钢壁外壁下部的总进气管连通；

所述的污泥回流装置包括污泥回流立管和污泥回流横向管，其中污泥回流立管设置在钢壁内一侧，且底端伸入钢壁内下部；污泥回流横向管设置在污泥回流立管上部并伸出至钢壁外，且两管相贯通。

本实用新型的优点及有益效果：

1、本实用新型处理负荷高、占地面积小。本实用新型为D-BR反应器（Double Biological Reactor），生物量大（25-50g/l），最高容积负荷可达20kgCOD/m3·d以上，氧气利用率>15%，占地面积只有一般工艺的2/3～1/2，投资省。

2、本实用新型对高难度有机污水和高氨氮污水有独特的处理效果。本实用新型D-BR反应器由于载体的内部独特结构，在载体不同空间附着有大量硝化菌和反硝化菌以及降解芳烃类、多环和杂环类的专性菌种，具有较高的活性和较强的抗冲击性能，对多种难降解污染物有极好的处理效果。工程应用表明，本实用新型对氨氮去除率高达99%以上，处于国际先进水平。

3、本实用新型有较强的抗冲击性能。基于相当可观的比表面积和较强的微生物吸附固定能力，本实用新型D-BR工艺单位容积载体内的生物量约为25g-50g/L，因而对水质、水量在大范围内波动具有较强的适应能力。

4、本实用新型有优异的除臭性能。能够有效分解废水的含硫、含氮有机物，将其氧化成为N2、CO2，H2O和SO42-，在生化反应过程中不会出现异味，消除了污水处理过程中（特别是含硫的石化污水）散发的强烈臭味，改善了污水处理装置区域的空气环境。

5、本实用新型污泥产量低，污泥处理系统规模小。污泥产率仅为普通工艺的10%-20%，污泥处理的投资与处理费用大幅降低。通过采用气提回流的组合工艺，能大幅度加速高效微生物的驯化过程，并且提高D-BR工艺处理效率。

6、本实用新型为模块化组合。根据不同水质和处理要求，单独建成M组N级处理系统；也可套接于其他污水处理工艺的前端或末端，承担不同的处理功能；并适合对原有污水处理装置进行功能化提质改造。

综上所述，本实用新型工艺流程简捷，运行管理方便；生化池容积较小，可不设二沉池，整体工艺流程较短；工艺组成简单，对现场人员的操作技能要求较少。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是图1A-A剖面图。

图3是图1俯视图。

具体实施方式

由图1至3可知，本实用新型包括反应器本体、生物载体、微生物、曝气装置和污泥回流装置，其中：

反应器本体由钢壁1焊接而成，钢壁1内设置有至少二层支架2，生物载体12设置在每二层支架2之间，呈网孔结构；钢壁1的一侧下部设置有进水管6，与进水管6对应的另一侧钢壁1上部设置有出水管11；

所述的曝气装置设置在钢壁1内，包括至少二根曝气管7，且每根曝气管7两端均与环式供气管16连接贯通并构成环式网状结构，环式供气管16还与设置在钢壁1外壁下部的总进气管17连通；

所述的污泥回流装置包括污泥回流立管15和污泥回流横向管10，其中污泥回流立管15设置在钢壁1内一侧，且底端伸入钢壁1内下部；污泥回流横向管10设置在污泥回流立管15上部并伸出至钢壁1外，且两管相贯通。

本实用新型所述的钢壁1设计为圆形体，或者矩形体。所述的钢壁1内设置的液面9高度平行于出水管11的高度。所述的曝气管7底部设置有起支撑作用的曝气管支撑8。所述的生物载体12为亲水性高分子材料制成的网状体，设置至少二层于钢壁1内。

本实用新型的结构原理：

本实用新型主要由反应器本体、生物载体、微生物和曝气装置组成，其中：反应器本体：可视不同污水介质或场地限制，建成圆形或矩形结构；材质可为钢、钢砼或玻璃钢。生物载体：亲水性高分子材料加工而成，空间结构呈网状，比表面积大于1.0×10⁴ m²/m³，孔隙率大于85%，生物量25-50g/l。载体层数可根据实际情况，分为2-4层，多层式的载体结构，使优势微生物群落逐级分层。微生物：为自然驯化或特殊投加的高效生物菌种。曝气装置：采用环式网状曝气管，增加氧利用率，降低D-BR反应器能耗。污泥回流装置：独特的气提式污泥回流系统，D-BR反应器无需进行反冲洗，系统产泥量仅为活性污泥的五分之一。

本实用新型的设计原理：

本实用新型是在综合传统活性污泥法、生物接触氧化法和曝气生物滤池（BAF）等多种污水处理工艺的技术特点的基础上，摒弃各自工艺的缺陷优化组合的一种新工艺。其主要原理是：利用化学或物理手段将游离微生物自然依附或人工固定于一定的受限区域—载体，并在载体上形成高密度的生物反应床，“水过泥（微生物）不过”；通过在不同级配的DBR反应器上培养或投加优势菌种，可适应不同介质、不同负荷的有机废水，具有广谱、快速、高效的特点。

本实用新型是一种新型生物膜法污水处理工艺设备，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池（二沉池），其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好，运行能耗低，运行费用省。本D-BR工艺吸取了BAF工艺的优势，在生物载体与接种生物方法取得了两项突破。D-BR工艺采用的载体比表面积大，载体区域分层，给微生物创造了多元化的生长环境，不同类型的微生物如厌氧菌、好氧菌、兼性菌均可形成适宜的生长环境，丰富了生物菌种的多样性。在载体结构上既具有软性填料的悬浮特性，又具备多孔结构填料的比表面积大的优点，是BAF工艺载体领域的一项创新性发展。D-BR工艺根据不同的水质特点选择不同的接种方法，易降解污水及处理标准低的污水可采用污泥接种，难降解污水或处理标准要求高的污水可接种高效专属生物酶制剂（内含高效菌种及生物酶）。接种的高效专用生物制剂对其针对的污水处理能力高。微生物与载体长期接触后，由于载体上的化学健作用，微生物及生物酶被吸附固定在载体表面，由于载体比表面积大，吸附固定的微生物数量多，去除能力高。

本实用新型由于结构简单，可实行模块化组合。根据不同水质和处理要求，单独建成M组N级处理系统；也可套接于其他污水处理工艺的前端或末端，承担不同的处理功能；并适合对原有污水处理装置进行功能化提质改造。

本专业普通技术人员可根据用户提供的污水水质水量条件，通过小时实验或中试装置确定工艺参数，在参照本专利提供的工艺包进行工艺设计。目前，本实用新型技术已应用于石油化工废水的提质改造中试装置、氨氮废水的深度处理和医疗废水的达标处理等领域。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种新型污水处理生物反应器，其特征在于它包括反应器本体、生物载体、微生物、曝气装置和污泥回流装置，其中：

反应器本体由钢壁（1）焊接而成，钢壁（1）内设置有至少二层支架（2），生物载体（12）设置在每二层支架（2）之间，呈网孔结构；钢壁（1）的一侧下部设置有进水管（6），与进水管（6）对应的另一侧钢壁（1）上部设置有出水管（11）；

所述的曝气装置设置在钢壁（1）内，包括至少二根曝气管（7），且每根曝气管（7）两端均与环式供气管（16）连接贯通并构成环式网状结构，环式供气管（16）还与设置在钢壁（1）外壁下部的总进气管（17）连通；

所述的污泥回流装置包括污泥回流立管（15）和污泥回流横向管（10），其中污泥回流立管（15）设置在钢壁（1）内一侧，且底端伸入钢壁（1）内下部；污泥回流横向管（10）设置在污泥回流立管（15）上部并伸出至钢壁（1）外，且两管相贯通。

2.根据权利要求1所述的新型污水处理生物反应器，其特征在于所述的钢壁（1）设计为圆形体，或者矩形体。

3.根据权利要求1所述的新型污水处理生物反应器，其特征在于所述的钢壁（1）内设置的液面（9）高度平行于出水管（11）的高度。

4.根据权利要求1所述的新型污水处理生物反应器，其特征在于所述的曝气管（7）底部设置有起支撑作用的曝气管支撑（8）。

5.根据权利要求1所述的新型污水处理生物反应器，其特征在于所述的生物载体（12）为亲水性高分子材料制成的网状体，设置至少二层于钢壁（1）内。