CN203625119U - 一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，特别是涉及一种具有内循环、生物接触絮凝、过滤功能的好氧颗粒污泥生物反应器，包括筒体、底板、倒截头圆锥筒、上环形集水槽、上集水管、下环形集水槽、下集水管、上出水管、下出水管、整流板、高压鼓风机、进气总管、环形曝气管、循环泵、连通进水管、循环泵出水管、连通出水管、污泥回流泵、上部出泥管、中部出泥管、下部出泥管、集泥管、集泥筒、污泥回流管、污泥排放管、进水管、布泥管、布水孔、通孔、环形布水槽、挡气板。本实用新型设备高径比高，可以充分利用前段IC厌氧反应器的水头，并产生大量粒径较大、活性较好的好氧颗粒污泥，氧的利用率较高，有机物容积负荷率较高，COD去除率较高，并可以多种方式运行，调节灵活，占地小，节省电耗。

Description

一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器

技术领域

本实用新型涉及一种好氧生物反应器，特别是涉及一种具有内循环、生物接触絮凝、过滤功能的好氧颗粒污泥生物反应器 

背景技术

众所周知，好氧颗粒污泥反应器具有不易发生污泥膨胀、抗冲击能力强、能承受高有机负荷，集不同性质的微生物(好氧、兼氧和厌氧微生物)于一体等特点。近年的研究成果表明好氧颗粒污泥能用于处理高浓度有机废水、高含盐度废水及许多工业废水。传统的好氧反应器除BAS、SBR外如普通曝气池、接触氧化池等很难形成好氧颗粒污泥。另外，处理高浓度有机废水时，传统IC反应器出水直接跌落到后续好氧池，浪费了IC反应器的水头。普通好氧池水深浅，氧的利用率低，容积负荷低，占地较大。 

中国专利公告号为200520019972的内循环好氧生物氧化反应器，其四周布置了1-20个隔离式曝气器，中间区为填料区。虽然经过填料增加了生物污泥量，但是氧的利用率还不是很高。 

中国申请号为200810137631的一种气升式内循环间歇好氧颗粒污泥反应器，其反应器的高径比为15，循环流程长，能形成较好的颗粒污泥，但是中心筒气泡和水是同样的向上流，气水接触时间短，氧的利用率也不是很高。 

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，特别是涉及一种具有内循环、生物接触絮凝、过滤功能的好氧颗粒污泥生物反应器。本实用新型的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器包括，包括筒体、底板、倒截头圆锥筒、上环形集水槽、上集水管、下环形集水槽、下集水管、上出水管、下出水管、整流板、高压鼓风机、进气总管、环形曝气管、循环泵、连通进水管、循环泵出水管、连通出水管、污泥回流泵、上部出泥管、中部出泥管、下部出泥管、集泥管、集泥筒、污泥回流管、污泥排放管、进水管、布泥管、布水孔、通孔、环形布水槽、挡器气板。 

所述筒体的底部设置有底板，顶部无盖，所述倒截头圆锥筒为直圆锥筒，设置在所述筒体的内部，与所述筒体同轴，上底直径比所述筒体直径略小，比下底直径大，下底圆周与底板焊死。倒截头圆锥筒把筒体内部分为主反应区、接触过滤区。所述主反应区通过连通进水管、连通出水管与接触过滤区相通。所述主反应区通过连通进水管、循环泵、循环泵出水管与接触过滤区相通。 

所述筒体的顶部设置有集泥筒，所述集泥筒与所述筒体同轴。 

所述筒体的上部内侧设置有环形布水槽，所述环形布水槽的垂直中心对称轴和所述筒体同轴。 

所述倒截头圆锥筒内部上方设置有上环形集水槽，上环形集水槽垂直中心对称轴与倒截头圆锥筒同轴，上环形集水槽顶端与倒截头圆锥筒顶端位于同一水平位置。 

所述筒体下部主反应区中设置有环形曝气管，所述环形曝气管中 心垂直对称轴和筒体同轴，并且管上设置有多个斜向下的曝气微孔。 

所述倒截头圆锥筒顶部设置有多根布泥管，所述布泥管上端和所述集泥筒底部相通，下端置于倒截头圆锥筒上缘和环形布水槽堰壁之间，均布。 

所述筒体上部设置有进水管，所述进水管通过筒体与环形布水槽相通。 

所述倒截头圆锥筒内部的上方设置有上集水管，上集水管顶部与环形集水槽底部相通，下部与上出水管相通，上出水管穿过筒体与后续构筑物相通。 

所述筒体下部设置有进气总管，所述进气总管一端和所述环形曝气管相通，另一端穿过筒体与外部的高压鼓风机相通。 

所述筒体外侧设置有竖直集泥管。 

所述筒体中部设置有上部出泥管，上部出泥管一端和接触过滤区内部相通，另一端和集泥管相通。 

所述筒体中下部设置有中部出泥管，中部出泥管一端和接触过滤区内部相通，另一端和集泥管相通。 

所述筒体中下部设置有下部出泥管，下部出泥管一端和接触过滤区内部相通，另一端和集泥管相通。 

所述筒体外侧下部设置有污泥泵，所述污泥泵的进口和集泥管相通，出口和污泥回流管相通。污泥回流管出口和集泥筒相通。剩余污泥排放管和污泥回流管相通。 

进一步地，所述上环形集水槽下部设置有下环形集水槽，下环形 集水槽垂直中心对称轴与倒截头圆锥筒同轴，顶端低于进水管的底部。 

进一步地，所述下环形集水槽下方设置有下集水管，下集水管顶部与下环形集水槽底部相通，下部与下出水管相通。下出水管穿过筒体与后续处理构筑物相通。 

进一步地，所述接触过滤区底部设置有多个整流板，所述整流板上开有一定数量和直径的通孔，上下相邻整流板的通孔在竖直方向上相互错开。 

进一步地，所述筒体的高径比为4-12。 

进一步地，所述循环泵、污泥泵为转子泵。 

进一步地，所述回流污泥通过集泥筒和均布的布泥管均匀进入主反应区A上部。 

进一步地，所述布水槽采用底部孔洞布水的方式。 

进一步地，所述进水管可接入集水箱，通过一对一支管的方式进行均匀布水。 

与现有技术相比本实用新型的有益效果为： 

1)高径比大，水流循环流程长，可以形成活性较高的好氧颗粒生物污泥，有机负荷较高，抗冲击负荷能力较强，有机物去除率较高； 

2)倒截头圆锥筒内会发生污泥自絮凝现象，形成优质的颗粒污泥层，可以对废水中的有机物进行进一步的絮凝、吸附、吸收降解。 

3)倒截头圆锥筒内形成下部粒径大颗粒污泥，上部粒径小的颗粒污泥，污泥的分级即保持了反应器中的污泥数量，在每层也形成了相应的优势菌种，具有多种微生物种群的这种反应器对水质适应性 强，提高了难降解物质的处理效果。 

4)结构紧凑，占地小，节省投资。 

5)尤其适用于前端为IC厌氧反应器的流程中，可以充分利用IC反应器剩余水头，节省运行成本。 

6)转子泵作为循环泵、污泥回流泵，防止了好氧颗粒生物污泥被传统的离心泵破坏。 

7)由于主反应器的水流方向和微气泡方向运动方向相反，增加了微气泡和水流的接触时间，另外由于水深比传统的构筑物要深，主反应区底部的氧传质系数大、氧的利用率增加，增大了对水质有机物的出去能力。高压鼓风机的气量可减小，功率可减小，也节省了运行费用。 

8)运行灵活。当进水水质较好时，没必要进行循环稀释，可停循环泵，从接触过滤区处理的处理水靠水位差从下集水槽即可排出。节省了电费。 

9)好氧活性污泥颗粒内部存在缺氧和厌氧环境，有一定的同步脱氮除磷的作用。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2为图1中C-C剖视图。 

图3为图1中D-D剖视图。 

图4为图1中E-E剖视图。 

图5为图1中F-F向的剖视图。 

图6为图1中G-G向的剖视图。 

其中： 

3、筒体，4、底板，5、倒截头圆锥筒，6、上环形集水槽，7、上集水管，8、下环形集水槽，9、下集水管，10、上出水管，11、下出水管，12、整流板，13、高压鼓风机，14、进气总管，15、环形曝气管，16、循环泵，17、连通进水管，18、循环泵出水管，19、连通出水管，20、污泥回流泵，21、上部出泥管，22、中部出泥管，23、下部出泥管，24、集泥管，25、集泥筒，26、污泥回流管，27、污泥排放管，28、进水管，29、布泥管，30、布水孔，31、通孔，32、环形布水槽，33、挡气板。 

A、主反应区，B、接触过滤区。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。 

如图1至图6所示，本实用新型的一种内循环好氧生物反应器，包括筒体3、底板4、倒截头圆锥筒5、上环形集水槽6、上集水管7、下环形集水槽8、下集水管9、上出水管10、下出水管11、整流板12、高压鼓风机13、进气总管14、环形曝气管15、循环泵16、连通进水管17、循环泵出水管18、连通出水管19、污泥回流泵20、上部出泥管21、中部出泥管22、下部出泥管23、集泥管24、集泥筒25、污泥回流管26、污泥排放管27、进水管28、布泥管29、布水孔30、通孔31、环形布水 槽32、挡器气板33。 

筒体3的底部设置有底板4，顶部无盖，所述倒截头圆锥筒5为直圆锥筒，设置在所述筒体3的内部，与所述筒体3同轴，上底直径比所述筒体3直径略小，比下底直径大，下底圆周与底板4焊死。倒截头圆锥筒5把筒体3内部分为主反应区A、接触过滤区B。所述主反应区A通过连通进水管17、连通出水管19与接触过滤区B相通。所述主反应区A通过连通进水管17、循环泵16、循环泵出水管18与接触过滤区B相通。 

筒体3的顶部设置有集泥筒25，所述集泥筒25与所述筒体3同轴。 

筒体3的上部内侧设置有环形布水槽32，所述环形布水槽32的垂直中心对称轴和所述筒体3同轴。 

倒截头圆锥筒5内部上方设置有上环形集水槽6，上环形集水槽6垂直中心对称轴与倒截头圆锥筒5同轴，上环形集水槽6顶端与倒截头圆锥筒5顶端位于同一水平位置。 

筒体3下部主反应区A中设置有环形曝气管15，所述环形曝气管15中心垂直对称轴和筒体3同轴，并且管上设置有多个斜向下的曝气微孔。 

倒截头圆锥筒5顶部设置有多根布泥管29，所述布泥管29上端和所述集泥筒25底部相通，下端置于倒截头圆锥筒5上缘和环形布水槽32堰壁之间，均布。 

筒体3上部设置有进水管28，所述进水管28通过筒体3与环形布水槽32相通。 

倒截头圆锥筒5内部的上方设置有上集水管7，上集水管7顶部与环形集水槽6底部相通，下部与上出水管10相通，上出水管10穿过筒体3与后续构筑物相通。 

筒体3下部设置有进气总管14，所述进气总管14一端和所述环形曝气管15相通，另一端穿过筒体3与外部的高压鼓风机13相通。 

筒体3外侧垂直方向设置有集泥管24。 

筒体3中部设置有上部出泥管21，上部出泥管21一端和接触过滤区B内部相通，另一端和集泥管24相通。 

筒体3中下部设置有中部出泥管22，中部出泥管22一端和接触过滤区B内部相通，另一端和集泥管24相通。 

筒体3中下部设置有下部出泥管23，下部出泥管23一端和接触过滤区B内部相通，另一端和集泥管24相通。 

筒体3外侧下部设置有污泥泵20，所述污泥泵20的进口和集泥管24相通，出口和污泥回流管26相通。污泥回流管26出口和集泥筒25相通。剩余污泥排放管27和污泥回流管26相通。 

为了增加运行的灵活性，增加出水方式，上环形集水槽6下部设置有下环形集水槽8，下环形集水槽8垂直中心对称轴与倒截头圆锥筒5同轴，顶端低于进水管28的底部。 

为了和下出水管11所在的系统分开操作，便于操作，下环形集水槽8下方设置有下集水管9，下集水管9顶部与下环形集水槽8底部相通，下部与下出水管11相通。下出水管11穿过筒体3与后续处理构筑物相通。 

为了在接触过滤区B内形成均匀的上升水流，保证颗粒污泥的沉淀效果、颗粒污泥对水中有机物的絮凝、吸附、吸收的降解效果，接触过滤区B底部设置有多个整流板12，所述整流板12上开有一定数量和直径的通孔31，上下相邻整流板的通孔31在竖直方向上相互错开。 

为了保证形成粒径大、密实度大、活性好的颗粒生物污泥，筒体3的高径比采用4-12。 

为了保证形成的颗粒污泥不被传统的离心泵打碎，循环泵16、污泥泵20采用转子泵。 

为了保证颗粒污泥均匀进入进水端和废水进行良好的混合，回流污泥通过集泥筒25和均布的布泥管29均匀进入主反应区A上部。 

为了保证进水均匀进入主反应区A上部，避免传统溢流式布水槽底部集泥现象，布水槽32采用底部孔洞布水的方式。 

为了保证进水均匀进入主反应区A上部，避免传统溢流式布水槽底部集泥现象，进水管28已可接入集水箱，通过一对一支管的方式进行均匀布水。 

设备运行时，有机废水经进水管28进入环形布水槽32，经布水孔30均布后进入主反应区A上部，在此与通过布泥管29回流的好氧颗粒生物污泥进行混合、接触，形成混合液。废水中胶体有机物被好氧颗粒污泥吸附，溶解性有机物直接被好氧颗粒上的微生物吸收。于此同时，空气通过高压鼓风机13、进气总管14、环形布气管15进入主反应区A的底部，在微气泡上升过程中与混合液进行逆向接触，由于挡气块33的挡气作用，上升的微气泡不会影响到环形布水槽32的出水均匀性。主反应区A中的好氧颗粒污泥利用溶解到混合液中的氧气对吸附、吸收的有机物进行降解。混合液从主反应区A的上部向下部流动过程中，废水中的有机物浓度越来越低。主反应区A 底部的混合液通过连通进水管17、循环泵16、循环泵出水管18进入接触过滤区B下部，经多个整流板12整流后向接触过滤区B上部流去。进入到接触过滤区B的好氧颗粒污泥由于重力作用在此开始沉降，由于水流在接触过滤区B越往上流速越低，有利于颗粒污泥的形成和分级保持，在接触过滤区B形成粒径大、密实的颗粒污泥，上部形成粒径小、疏松的颗粒污泥。混合液经过粒径大、密实的颗粒污泥层后，其中的有机污染物被颗粒污泥进一步絮凝、吸附、吸收、降解去除。一部分沉淀在接触过滤区B下部的优质颗粒污泥通过上部污泥管21或中部污泥管22或下部污泥管23进入集泥管24，再通过污泥泵20、回流管26进入集泥筒25，再由布泥管29均匀布泥至进水端，完成主反应区A中的优质颗粒污泥的补充，另一部分增值的剩余污泥则通过排泥管27排至后续污泥处理处置设施中进一步处理。经过接触过滤区B的上清液一部分溢流入上环形集水槽6，经上集水管7、上出水管10后作为处理水送至后续处理单元，另一部分从倒截头圆锥筒5上缘溢出至主反应区A上方，形成内循环。内循环一则稀释了进水，二则有利于形成活性高的好氧颗粒生物污泥。当水质较好时，可以不启动循环泵16，关闭上出水管10，接通下出水管11，由于进出水水位差，处理水会自动流到下环形集水槽8、下集水管9，最后通过下出水管11送至后续处理单元。 

实施例1： 

内循环好氧颗粒污泥反应器，筒体3为圆柱形，倒截头圆锥筒5将筒体3内部分为主反应区A和接触过滤区B，倒截头圆锥筒5上部不封顶，主反应区A和接触过滤区B通过筒体3底层的联通管道或循环泵16相通，。筒体3和倒截头圆锥筒5为钢结构，其中，外筒3直径6.2m，有效高25m，高径比4，倒截头圆锥筒5下底直径0.5m， 上底直径4.4m，有效高25m。总有效容积754m³，其中主反应区有效容积612m³，接触过滤区有效容积142m³。 

进水为马铃薯淀粉废水，来自IC厌氧反应器，水量2000m³／d，进水COD浓度为2000mg／L，反应区接种采用市政污水厂SBR活性污泥，含部分颗粒污泥，经过20天左右驯化和调试在主反应区A中形成大量颗粒污泥，污泥浓度5500mg／L，反应温度29-30℃，废水在主反应区A中的停留时间为7.3h，系统稳定后COD去除率达91％。污水循环比100％，污泥回流比120％，主反应区COD容积负荷6.0kgCOD／m³·d。 

实施例2： 

采用实施例1所述反应器，进水为酒精废水，来自IC厌氧反应区，水量1500m³／d，进水COD浓度为2600mg／L，反应区接种采用市政污水厂普通曝气池的絮状污泥，经过30天左右驯化和调试在反应区形成大量颗粒污泥，污泥浓度6000mg／L，反应温度28-30℃。废水在主反应区停留时间为7.3h，系统稳定后COD去除率达92％。污水循环比100％，污泥回流比120％，主反应区COD容积负荷5.9kgCOD／m³·d。 

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，其特征在于，包括筒体(3)、底板(4)、倒截头圆锥筒(5)、上环形集水槽(6)、上集水管(7)、下环形集水槽(8)、下集水管(9)、上出水管(10)、下出水管(11)、整流板(12)、高压鼓风机(13)、进气总管(14)、环形曝气管(15)、循环泵(16)、连通进水管(17)、循环泵出水管(18)、连通出水管(19)、污泥回流泵(20)、上部出泥管(21)、中部出泥管(22)、下部出泥管(23)、集泥管(24)、集泥筒(25)、污泥回流管(26)、污泥排放管(27)、进水管(28)、布泥管(29)、布水孔(30)、通孔(31)、环形布水槽(32)、挡器气板(33)； 

所述筒体(3)的底部设置有底板(4)，顶部无盖，所述倒截头圆锥筒(5)为直截头圆锥筒，设置在所述筒体(3)的内部，与所述筒体(3)同轴，上底直径比所述筒体(3)直径略小，比下底直径大，下底圆周与底板(4)焊死，倒截头圆锥筒(5)把筒体(3)内部分为主反应区(A)和接触过滤区(B)两部分，所述主反应区(A)通过连通进水管(17)、连通出水管(19)与接触过滤区(B)相通，所述主反应区(A)通过连通进水管(17)、循环泵(16)、循环泵出水管(18)与接触过滤区(B)相通； 

所述筒体(3)的顶部设置有集泥筒(25)，所述集泥筒(25)与所述筒体(3)同轴； 

所述筒体(3)的上部内侧设置有环形布水槽(32)，所述环形布水槽(32)的垂直中心对称轴和所述筒体(3)同轴； 

所述倒截头圆锥筒(5)内部上方设置有上环形集水槽(6)，所述上环形集水槽(6)垂直中心对称轴与倒截头圆锥筒(5)同轴，上环形集水槽(6)顶端与倒截头圆锥筒(5)顶端位于同一水平位置； 

所述筒体(3)下部主反应区(A)中设置有环形曝气管(15)，所述环形曝气管(15)中心垂直对称轴和筒体(3)同轴，并且管上设置有多个斜向下的曝气微孔； 

所述倒截头圆锥筒(5)顶部设置有多根布泥管(29)，所述布泥管(29)上端和所述集泥筒(25)底部相通，下端置于倒截头圆锥筒(5)上缘和环形布水槽(32)堰壁之间，均布； 

所述筒体(3)上部设置有进水管(28)，所述进水管(28)通过筒体(3)与环形布水槽(32)相通； 

所述倒截头圆锥筒(5)内部的上方设置有上集水管(7)，上集水管(7)顶部与环形集水槽(6)底部相通，下部与上出水管(10)相通，上出水管(10)穿过筒体(3)与后续构筑物相通； 

所述筒体(3)下部设置有进气总管(14)，所述进气总管(14)一端和所述环形曝气管(15)相通，另一端穿过筒体(3)与外部的高压鼓风机(13)相通； 

所述筒体(3)外侧垂直方向设置有集泥管(24)； 

所述筒体(3)中部设置有上部出泥管(21)，所述上部出泥管(21)一端和接触过滤区(B)内部相通，另一端和集泥管(24)相通； 

所述筒体(3)中下部设置有中部出泥管(22)，所述中部出泥管(22)一端和接触过滤区(B)内部相通，另一端和集泥管(24)相 通； 

所述筒体(3)中下部设置有下部出泥管(23)，所述下部出泥管(23)一端和接触过滤区(B)内部相通，另一端和集泥管(24)相通； 

所述筒体(3)外侧下部设置有污泥泵(20)，所述污泥泵(20)的进口和集泥管(24)相通，出口和污泥回流管(26)相通，污泥回流管(26)出口和集泥筒(25)相通，剩余污泥排放管(27)和污泥回流管(26)相通。 

2.如权利要求1所述的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，其特征在于，所述上环形集水槽(6)下部设置有下环形集水槽(8)，下环形集水槽(8)垂直中心对称轴与倒截头圆锥筒(5)同轴，顶端低于进水管(28)的底部。 

3.如权利要求2所述的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，其特征在于，所述下环形集水槽(8)下方设置有下集水管(9)，下集水管(9)顶部与下环形集水槽(8)底部相通，下部与下出水管(11)相通，下出水管(11)穿过筒体(3)与后续处理构筑物相通。 

4.如权利要求1所述的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，其特征在于，所述接触过滤区(B)底部设置有多个整流板(12)，所述整流板(12)上开有一定数量和直径的通孔(31)，上下相邻整流板的通孔(31)在竖直方向上相互错开。 

5.如权利要求1所述的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，其特征在于，所述筒体(3)的高径比为4-12。 

6.如权利要求1所述的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器， 其特征在于，所述循环泵(16)、污泥泵(20)为转子泵。 

7.如权利要求1所述的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，其特征在于，回流污泥通过所述集泥筒(25)和均布的布泥管(29)均匀进入进入主反应区A上部。 

8.如权利要求1所述的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，其特征在于，所述布水槽(32)采用底部孔洞布水的方式。 

9.如权利要求1所述的一种内循环好氧颗粒污泥生物反应器，其特征在于，所述进水管(28)可接入集水箱，通过一对一支管的方式进行均匀布水。 

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