CN207713494U - 缺氧反应器及污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种缺氧反应器及污水处理设备，所述缺氧反应器，包括反应器壳体、导流筒、气体分布器；所述导流筒为内部贯通结构，其设置于反应器壳体内；所述气体分布器设置于反应器壳体内，并位于导流筒的下方。本实用新型所述的缺氧反应器通过气体分布器导入压缩气体，导流筒下方污水密度变小，通过导流筒，在反应器内形成水流的上升区，污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区升到反应器顶部，气体得到释放，污水密度变大，形成下降区，从而在上升区和下降区形成内部循环，整个反应器空间内的污水全部参与至内部循环中，均质化效果好，且生化反应效率高。

Description

缺氧反应器及污水处理设备

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种缺氧反应器及污水处理设备。

背景技术

在废水处理及水资源再生利用等领域，同时去除有机物和氮磷的废水处理中，通常需要采用缺氧-好氧生物脱氮工艺(A/O)或厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺(A²/O)。

这两种工艺一般采用两个或三个独立的池子或反应器，包括厌氧反应器、缺氧反应器和好氧反应器。其中，池子结构或塔式反应器结构的缺氧反应器内部一般采用浸没式的平推式或竖推式的搅拌器作为生物菌种和原水快速均质化的方法。当池子或塔式反应器面积较大或结构复杂时，一般需要布置多台搅拌器同时启动才能达到均质化的目的。该类缺氧反应器存在局部搅拌不均匀，运行费用高的缺点，同时搅拌器需要浸没于池底或反应器侧壁，还存在维修困难的缺点。

缺氧脱氮反应是指细菌将硝酸盐(NO₃ ^-)中的氮(N)通过一系列中间产物(NO₂ ^-、NO、N₂O)还原为氮气(N₂)的生物化学反应，也称为反硝化反应。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌。反硝化菌是在兼氧环境下，以碳源为电子供体，以硝酸盐(NO₃ ^-)作为电子受体完成呼吸作用以获得能量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种缺氧反应器及污水处理设备，所述缺氧反应器是一种气升式循环缺氧反应器，以解决现有技术中存在的反应器搅拌不均匀、运行费用高、维修困难的技术问题。

本实用新型提供了一种缺氧反应器，包括反应器壳体、导流筒、气体分布器；

所述导流筒为内部贯通结构，其设置于反应器壳体内；

所述气体分布器设置于反应器壳体内，并位于导流筒的下方。

本实用新型所述的缺氧反应器通过气体分布器导入压缩气体，导流筒下方污水密度变小，通过导流筒，在反应器内形成水流的上升区，污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区升到反应器顶部，气体得到释放，污水密度变大，形成下降区，从而在上升区和下降区形成内部循环，整个反应器空间内的污水全部参与至内部循环中，均质化效果好。由于内部没有设置搅拌器，解决了维修困难的问题，并且可以在反应器内填充悬浮生物填料，使生物菌种附着于填料上，增加生物菌种的数量，提高生化反应效率。

优选的，所述导流筒竖直设置于反应器壳体内，所述气体分布器设置于所述导流筒垂直的底部或设置于相邻导流筒之间间隙的底部。

当所述气体分布器设置于所述导流筒垂直的底部时，压缩气体从导流筒的正下方导入，导流筒正下方区域的污水密度变小，产生上升流，沿导流筒的内部上升，在导流筒内部形成上升区，污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区上升到反应器顶部，由于水中气体的释放，密度变大，而在导流筒间隙下降，形成下降区，上升区和下降区产生循环的上升流和下降流，从而形成内部循环。

当所述气体分布器设置于相邻导流筒之间间隙的底部时，压缩气体从相邻导流筒之间的间隙导入，相邻导流筒之间间隙的下方区域的污水密度变小，产生上升流，沿导流筒之间的间隙上升，在相邻导流筒之间的间隙形成上升区，污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区上升到反应器顶部，由于水中气体的释放，密度变大，而在导流筒内部下降，形成下降区，上升区和下降区产生循环的上升流和下降流，从而形成内部循环。

优选的，所述反应器壳体的侧壁设置有进水管线、回流硝液管线、碳源管线和出水管线，所述进水管线、回流硝液管线和碳源管线设置于所述反应器壳体的侧壁的中下部，所述出水管线设置于所述反应器壳体的侧壁的中上部，并位于所述进水管线的斜对角。

优选的，所述进水管线、回流硝液管线和碳源管线汇入同一管路后接入反应器壳体。

将进水管线、回流硝液管线和碳源管线接入一根管路后再进入反应器，有利于快速均质化。

优选的，所述缺氧反应器还包括气体管线，所述气体管线一端接入反应器壳体的顶部，另一端通过空压机或气泵接入所述气体分布器。

所述的缺氧反应器通过气体分布器导入压缩气体，导流筒下方污水密度变小，通过导流筒，在反应器内形成水流的上升区，污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区升到反应器顶部，气体得到释放，在气体反应器的顶部形成气体区，通过气体管线再经过空压机或气泵进入气体分布器。在最初阶段，气体为外部空气，主要成分为氮气和氧气，空气经过反应器内部反应后，绝大部分氧气被微生物吸收利用，剩余的气体基本为氮气和二氧化碳。通过空压机或气泵压缩后，再通过气体分布器曝气，则反应器顶部的气体重新回到反应器底部，气体形成内外循环。

优选的，所述反应器壳体的顶部设置有拱形顶盖，所述拱形顶盖上设置有呼吸阀。

所述呼吸阀能够保持反应器内部的压力和外界压力的平衡。

优选的，所述缺氧反应器还包括脱气沉泥分离单元，其设置于反应器壳体内的出水口处。

优选的，所述脱气沉泥分离单元内部设置有挡板、底部设置有斜板，所述挡板将脱气沉泥分离单元分为脱气区和沉泥区，所述斜板沿脱气区至沉泥区的方向向下倾斜，所述斜板底部与反应器壳体之间形成开孔。

经过缺氧生化处理后的水首先进入脱气区，由于浮力作用完成气体的脱除，接着由连通器作用从挡板底部和斜板之间进入沉泥区，由于污泥密度大于水的密度，污泥由于自身重力作用从斜板和壳体之间的开孔返回到下降区内，继续进一步的生化反应；脱气沉泥分离单元的设置可减少活性污泥的流失，保持反应器内生物菌种的数量，可以提高反应器内生化反应的效率。

优选的，所述反应器顶部设置有喷淋管线和喷淋头。

通常废水中含有表面活性剂或其它易气泡物质，在底部曝气条件下，在气体区会形成许多气泡，影响气体的循环利用，通过喷淋可以减少气泡的形成和堆积。

优选的，所述反应器壳体顶部侧壁设置有溢流槽。

本实用新型提供的一种污水处理设备，其包括上述的任意一种所述的缺氧反应器。

本实用新型提供的缺氧反应器通过气体分布器导入压缩气体，导流筒下方污水密度变小，通过导流筒，在反应器内形成水流的上升区，污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区升到反应器顶部，气体得到释放，污水密度变大，形成下降区，从而在上升区和下降区形成内部循环，整个反应器空间内的污水全部参与至内部循环中，均质化效果好。污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区升到反应器顶部，气体得到释放，在气体反应器的顶部形成气体区，通过气体管线再经过空压机或气泵进入气体分布器。通过空压机或气泵压缩后，再通过气体分布器曝气，则反应器顶部的气体重新回到反应器底部，气体形成内外循环。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的缺氧反应器的结构示意图。

附图标记：

11-反应器壳体； 12-拱形顶盖； 13-导流筒；

14-气体分布器； 15-空压机； 16-脱气沉泥分离单元；

17-上升区； 18-下降区； 19-气体区；

111-溢流槽； 121-呼吸阀； 161-挡板；

162-斜板； 163-脱气区； 164-沉泥区；

21-气体管线； 22-进水管线； 23-回流硝液管线；

24-碳源管线； 25-出水管线； 31-喷淋管线；

32-喷淋头； 41-气泡； 42-生物菌种。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，其是本实用新型实施例提供的缺氧反应器的结构示意图，本实施例提供的缺氧反应器，包括反应器壳体11、拱形顶盖12、导流筒13、气体分布器14、空压机15和脱气沉泥分离单元16。所述拱形顶盖12设置于反应器壳体11上方，在二者之间形成一容置空间。所述导流筒13和所述气体分布器14设置于反应器壳体11内，所述气体分布器14设置于导流筒13的下方。所述空压机15接入气体分布器14，为气体分布器14提供压缩空气。所述脱气沉泥分离单元16设置于反应器壳体内，且位于反应器壳体11的出水口处，用于脱气和沉泥。

所述反应器壳体11为池形结构或圆筒形塔式结构，本实施例中以圆筒形塔式结构进行说明。本实施例的反应器壳体11的有效体积为进水量的 2.5-5.0倍，反应器的水力停留时间为2.5-5.0h。所述反应器壳体11顶部侧壁设置有溢流槽111。所述反应器壳体11侧壁设置有对应的用于连接各个管线的出入口。

所述拱形顶盖12上设置有呼吸阀121，能够有效保持反应器内部的压力和外界压力的平衡。

所述导流筒13为内部贯通结构，所述导流筒13竖直设置于所述反应器壳体11内，在本实施例中，所述缺氧反应器的反应器壳体11内设置有两个导流筒13，但是导流筒13的数量不局限于此，可根据反应器壳体11 的有效容积进行调整。本实施例中，所述气体分布器14设置于所述导流筒 13垂直的底部。当所述气体分布器14设置于所述导流筒13垂直的底部时，气体分布器14将压缩气体从导流筒13的正下方导入，导流筒13正下方区域的污水密度变小，产生上升流，沿导流筒13的内部上升，在导流筒13 内部形成上升区17，污水、气泡41、生物菌种42等混合物在上升区17上升到反应器顶部，由于水中气体的释放，密度变大，而在导流筒13间隙下降，形成下降区18，上升区17和下降区18产生循环的上升流和下降流，从而形成内部循环。所述气体分布器14也可设置于相邻导流筒13之间间隙的底部。当所述气体分布器14设置于相邻导流筒13之间间隙的底部时，气体分布器14将压缩气体从相邻导流筒13之间的间隙导入，相邻导流筒 13之间间隙的下方区域的污水密度变小，产生上升流，沿导流筒13之间的间隙上升，在相邻导流筒13之间的间隙形成上升区，污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区上升到反应器顶部，由于水中气体的释放，密度变大，而在导流筒13内部下降，形成下降区，上升区和下降区产生循环的上升流和下降流，从而形成内部循环。由于内部没有设置搅拌器，可以在反应器内填充悬浮生物填料，使生物菌种附着于填料上，增加生物菌种的数量，提高生化反应效率。

所述缺氧反应器通过气体分布器14导入压缩气体，导流筒13下方污水密度变小，通过导流筒13，在反应器内形成水流的上升区，污水、气泡41、生物菌种42等混合物通过上升区17上升到反应器顶部，气体得到释放，在气体反应器的顶部形成气体区19。所述反应器壳体11外部设置有气体管线21，所述气体管线21一端接入反应器壳体11顶部的气体区19，另一端通过所述空压机15接入所述气体分布器14。气体区19中的气体通过气体管线21再经过空压机15进入气体分布器14。在最初阶段，气体为外部空气，主要成分为氮气和氧气，空气经过反应器内部反应后，绝大部分氧气被微生物吸收利用，剩余的气体基本为氮气和二氧化碳。通过空压机 15压缩后，再通过气体分布器14曝气，则反应器顶部的气体重新回到反应器底部，气体形成内外循环。所述空压机15也可以是气泵等其它可以实现本实用新型目的的单元。本实用新型的空压机15或气泵设置在反应器的外部，相较于浸没式的推流器，不需要将反应器内的物质排空就能检修，维修方便。

脱气沉泥分离单元16的内部设置有挡板161、底部设置有斜板162，所述挡板161将脱气沉泥分离单元16分为脱气区163和沉泥区164，所述斜板162沿脱气区163至沉泥区164的方向向下倾斜，所述斜板162的底部与反应器壳体11之间形成开孔。经过缺氧生化处理后的水首先进入脱气区163，由于浮力作用完成气体的脱除，接着由连通器作用从挡板161底部和斜板162之间进入沉泥区164，由于污泥密度大于水的密度，污泥由于自身重力作用从斜板162和反应器壳体11之间的开孔返回到下降区18内，继续进一步的生化反应。脱气沉泥分离单元16的设置可减少活性污泥的流失，保持反应器内生物菌种的数量，可以提高反应器内生化反应的效率。

所述反应器壳体11的侧壁设置有进水管线22、回流硝液管线23、碳源管线24和出水管线25，所述进水管线22、回流硝液管线23和碳源管线 24设置于所述反应器壳体11的侧壁的中下部，接入反应器壳体1内部，为反应器壳体11内部进料。所述出水管线25设置于所述反应器壳体11的侧壁的中上部，并位于所述进水管线22的斜对角。优选的，所述进水管线22、回流硝液管线23和碳源管线24汇入同一管路后接入反应器壳体11。将进水管线22、回流硝液管线23和碳源管线24接入一根管路后再进入反应器，有利于快速均质化。

所述缺氧反应器顶部设置有喷淋管线31和喷淋头32。所述喷淋头32 连接于喷淋管线31，通过喷淋头32喷淋液体。通常废水中含有表面活性剂或其它易气泡物质，在底部曝气条件下，在气体区会形成许多气泡，影响气体的循环利用，通过喷淋可以减少气泡的形成和堆积。

以下简要说明本实用新型的缺氧反应器的工作过程：

以气体分布器14设置于导流筒13垂直的底部的缺氧反应器结构为例。开启空压机15，空压机15通过气体分布器14向反应器壳体11内部导入压缩气体，压缩气体从导流筒13的正下方导入，导流筒13正下方区域的污水密度变小，产生上升流，沿导流筒13的内部上升，在导流筒13内部形成上升区17，污水、气泡41、生物菌种42等混合物在上升区17上升到反应器顶部，由于水中气体的释放，密度变大，从而在导流筒13间隙下降，形成下降18区，上升区17和下降区18产生循环的上升流和下降流，从而形成内部循环。释放的气体到达顶部的气体区19，通过气体管线21和空压机15再次进入气体分布器14，继续向反应器内部导入压缩气体，气体形成内外循环。在最初阶段，气体为外部空气，主要成分为氮气和氧气，空气经过反应器内部反应后，绝大部分氧气被微生物吸收利用，剩余的气体基本为氮气和二氧化碳。

经上升区17上升至反应器顶部的经过缺氧生化处理的水到达脱气沉泥分离单元16时，首先进入脱气区163，由于浮力作用完成气体的脱除，接着由连通器作用从挡板161底部和斜板162之间进入沉泥区164，由于污泥密度大于水的密度，污泥由于自身重力作用从斜板162和反应器壳体11之间的开孔返回到下降区18内，继续进一步的生化反应。

整个过程中，通过进水管线22、回流硝液管线23、碳源管线24向反应器壳体11内提供原料，通过出水管线25收集经过缺氧生化处理的水。并且，当气体区19形成过多气泡时，可启动喷淋管线31，通过喷淋头32 向气体区喷淋液体，减少气泡的形成和堆积，避免影响气体的循环利用。

本实用新型提供的缺氧反应器通过气体分布器导入压缩气体，导流筒下方污水密度变小，通过导流筒，在反应器内形成水流的上升区，污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区升到反应器顶部，气体得到释放，污水密度变大，形成下降区，从而在上升区和下降区形成内部循环，整个反应器空间内的污水全部参与至内部循环中，均质化效果好。污水、气泡、生物菌种等混合物在上升区升到反应器顶部，气体得到释放，在气体反应器的顶部形成气体区，通过气体管线再经过空压机或气泵进入气体分布器。通过空压机或气泵压缩后，再通过气体分布器曝气，则反应器顶部的气体重新回到反应器底部，气体形成内外循环。能够有效提高均质化效果，提高生化反应效率。

本实用新型提供的污水处理设备，包括前述的缺氧反应器，其余单元可为常规设置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种缺氧反应器，其特征在于，包括：反应器壳体、导流筒、气体分布器；

所述导流筒为内部贯通结构，其设置于反应器壳体内；

所述气体分布器设置于反应器壳体内，并位于导流筒的下方。

2.根据权利要求1所述的缺氧反应器，其特征在于，所述导流筒竖直设置于反应器壳体内，所述气体分布器设置于所述导流筒垂直的底部或设置于相邻导流筒之间间隙的底部。

3.根据权利要求1所述的缺氧反应器，其特征在于，所述反应器壳体的顶部设置有拱形顶盖，所述拱形顶盖上设置有呼吸阀。

4.根据权利要求1-3任一项所述的缺氧反应器，其特征在于，还包括气体管线，所述气体管线一端接入反应器壳体的顶部，另一端通过空压机或气泵接入所述气体分布器。

5.根据权利要求1所述的缺氧反应器，其特征在于，所述反应器壳体的侧壁设置有进水管线、回流硝液管线、碳源管线和出水管线，所述进水管线、回流硝液管线和碳源管线设置于所述反应器壳体的侧壁的中下部，所述出水管线设置于所述反应器壳体的侧壁的中上部，并位于所述进水管线的斜对角。

6.根据权利要求1所述的缺氧反应器，其特征在于，所述缺氧反应器还包括脱气沉泥分离单元，其设置于反应器壳体内的出水口处。

7.根据权利要求6所述的缺氧反应器，其特征在于，所述脱气沉泥分离单元内部设置有挡板、底部设置有斜板，所述挡板将脱气沉泥分离单元分为脱气区和沉泥区，所述斜板沿脱气区至沉泥区的方向向下倾斜，所述斜板底部与反应器壳体之间形成开孔。

8.根据权利要求1所述的缺氧反应器，其特征在于，所述反应器顶部设置有喷淋管线和喷淋头。

9.根据权利要求1所述的缺氧反应器，其特征在于，所述反应器壳体顶部侧壁设置有溢流槽。

10.一种污水处理设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的缺氧反应器。