CN208948936U - 一种新型内循环移动床生物膜反应器 - Google Patents

一种新型内循环移动床生物膜反应器 Download PDF

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陈科西
汪锐
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Abstract

本实用新型公开了一种新型内循环移动床生物膜反应器,用于污水处理技术领域,包括反应器本体,所述反应器本体包括圆筒形的外筒、圆筒形的内筒以及外筒、内筒、底面围成的反应腔体,所述反应腔体内设置有从内筒延伸至内筒的分隔板,所述分隔板两侧设置有与位于外筒上且相互靠近的进水口和出水口,所述反应腔体内填充悬浮填料,所述分隔板下端与底面连接,所述分隔板上端均低于外筒和内筒上端。本实用新型结构简单,运作简单方便,从进水口到出水口形成环形的内循环水流,水流方向改变平缓,不易形成湍流,减少悬浮填料的堆积。

Description

一种新型内循环移动床生物膜反应器
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域,具体的说,是涉及一种新型内循环移动床生物膜反应器。
背景技术
氮、磷作为水体富营养化的主要污染物质,各国对污水处理厂氮磷的 排放要求日益严格,因此开发新型的同时具有去除碳氮磷的反应器成为当 今污水处理研究的重要课题。生物反应处理技术己广泛应用于污水治理工艺,并已成为污水处理工 程的核心技术,生物膜法处理技术是污水生物处理的主要技术之一,移动床生物膜反应器(MBBR),是根据能够连续运行,不发生堵塞,无需反冲 洗,水头损失较小并且具有较大的比表面积,在原有活性污泥处理系统的 基础上提高负荷率、增加脱氮除磷的能力的思想发展起来的。
MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。
目前,对于移动床生物膜反应器的研发主要集中在悬浮填料、与其他工艺的组合以及对移动床生物膜反应器结构的研究。其中,对移动床生物膜反应器结构的研究主要在于对反应器形状的优化,从而避免填料堆积,降级能耗。
移动床生物膜反应器的结构简单,一般为长方体型或圆柱体形结构,长方体型的反应器可以不分格,也可以沿池长方向用板均隔为几格,水浸入池后呈推流态至出水,在每格中由于曝气流化而呈完全混合态。池内填充悬浮填料,穿孔曝气管在一侧曝气,使填料在池内循环流动。圆柱体型结构的反应器底部设有微孔曝气头。现有结构中,由于曝气不均和移动床生物膜反应器内部不同面的交接处,易堆积悬浮填料,不能使悬浮填料均匀混合在污水中,充分发挥悬浮填料上的微生物对污水中有机物和氨氮的去除效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型内循环移动床生物膜反应器,使污水从进水口到出水口形成环形的内循环水流,水流方向改变平缓,不易形成湍流,减少悬浮填料的堆积。
本实用新型通过下述技术方案实现:一种新型内循环移动床生物膜反应器,包括反应器本体,所述反应器本体包括底面、圆筒形的外筒、圆筒形的内筒以及外筒、内筒、底面围成的反应腔体,所述外筒上设置有与反应腔体连通的进水口和出水口,所述外筒、内筒上均铺设有若干外接气泵的微孔曝气管,所述反应腔体内填充悬浮填料,所述进水口与出水口之间设置有从内筒延伸至内筒的分隔板,所述分隔板下端与底面连接,所述分隔板上端均低于外筒和内筒上端。
污水从进水口进入反应器的反应腔体内,由于分隔板的分隔,由于外筒和内筒均为圆筒形,且水流在流动过程中从进水口到出水口形成了以内筒轴线为中心的环形水流,并从分隔板上方形成循环,使水流方向的平缓改变,水流不易在反应腔体内形成湍流,也不存在易堆积悬浮污泥和悬浮填料的角落,悬浮填料均匀分布在污水中,且随着水流缓慢移动,不易形成堆积,造成悬浮填料分布不均。
进一步地,所述外筒内侧壁和内筒外侧壁上靠近出水口的一侧均铺设有若干外接气泵的微孔曝气管。所述微孔曝气管铺设在外筒内侧壁和内筒外侧壁且不完全将外筒内侧壁、内筒外侧壁完全铺满,对反应腔体内的污水进行曝气,使反应腔体以是否铺设微孔曝气管分为厌氧区和好氧区,所述污水从进水口进入反应器后,然后以内筒的轴线为圆心,在反应腔体内环流,依次经过厌氧区和好氧区,除去污水中的有机物和氨氮,再从出水口排出反应器。
在厌氧区,污水中的有机物和氨氮在缺氧环境下,通过悬浮填料上的生物膜异养微生物的作用,有机物得到初步降解;同时,生物膜中大量聚集的反硝化细菌,利用从好氧区回流的混合液中的硝酸盐、亚硝酸盐作为电子受体,氧化分解有机碳源,使有机物浓度进一步降低。随着污水流动,进入了铺设有微孔曝气管的区域,由于曝气,使污水中的氧气迅速增加,成为好氧区,进行氨氮硝化和残余有机物氧化,消耗氧气。通过分隔板上方的连通区域,污水循环回流至没有铺设微孔曝气管的区域,由于在该区域内没有铺设微孔曝气管,不进行曝气,污水中的氧气被微生物迅速消耗掉之后,污水中氧气不被补充,成为厌氧区,经过反硝化细菌的反硝化作用,脱除污水中的有机物和氨氮被氧化成的硝酸盐和亚硝酸盐,完成污水的净化处理。
进一步地,所述反应腔体内位于进水口的下方设置有外接电源的潜流泵,用于推动从反应腔体内污水形成的水流,在反应腔体内以内筒的轴线为圆心从依次经过进水口设置的区域、出水口设置的区域、分隔板、进水口设置的区域形成环形回流。
进一步地,所述进水口设置在外筒的下部,所述分隔板靠近进水口一侧的上部设置有弧形向上且远离进水口的一端与水面平行的导流板。所示导流板弧形设置,使污水中的悬浮填料在上升过程中不被阻挡限制、堆积在导流板下方。所述出水口设置在外筒的上部。
进一步地,所述底面与内筒的连接处设置有圆环形的排泥口,用于排出污水中沉积的污泥。污水形成环形水流,因此,污水沉积的污泥在向心力的作用下,会逐渐向内筒外侧壁堆积,即在内筒外侧壁形成环形的污泥层,因此环形设置的排泥口更利于污泥的排除。
进一步地,所述出水口设置有填料格栅板,所述填料格栅板上设置有若干直径小于悬浮填料的通孔,用于避免悬浮填料随着污水排出反应腔体。
进一步地,所述出水口处的外筒上设置有溢水堰,所述溢水堰外侧设置有溢水槽,所述溢水槽远离溢水堰的一侧设置有出水管,所述填料格栅板设置在出水管与溢水槽的连通处。由于污水中常常有悬浮污泥,因此,在出水口易造成填料格栅板堵塞。在出水口出设置溢水槽,使经过处理的污水从溢水口中溢出,进入溢水槽,悬浮污泥随着污水进入溢水槽,使悬浮污泥的集中,便于清理悬浮污泥,清理过程中,将悬浮污泥中夹杂的悬浮填料再回收使用。污水再经过填料格栅板进入出水管,输送至下一步处理设备中。
本实用新型与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
(1)本实用新型使污水从进水口到出水口形成环形的内循环水流,水流方向改变平缓,不易形成湍流,减少悬浮填料的堆积;
(2)本实用新型采用在外筒的内侧壁和内筒的外侧壁上相互对应的铺设用于曝气的微孔曝气管,通过是否铺设微孔曝气管来将反应腔体分为好氧区和厌氧区,污水以水流方向在厌氧区、好氧区自然交替形成循环回流,无需另外增加导流板或者分隔板,其结构简单、运作简单方便。
(3)本实用新型可将悬浮填料均匀的分布在污水中,减少处理死角的存在,具有良好的运作效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型实施例5结构示意图;
图3为本实用新型图2的A处的放大示意图;
其中,1—外筒,2—内筒,3—反应腔体,4—分隔板,5—悬浮填料,6—进水口,7—出水口,8—微孔曝气管,9—潜流泵,10—导流板,11—排泥口,71—填料格栅板,72—溢水堰,73—溢水槽,74—出水管。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
所述悬浮填料5为市售的可实现污水的生物膜法处理的球形悬浮填料,由聚丙烯材料住宿而成,内外双层球体,外部为中空鱼网状球体,内部为旋转球体。主要起生物膜载体的作用,同时兼有截留悬浮物的作用。悬浮填料5的填充量可为反应腔体3容积的30%~60%。实施例中选择的所述悬浮填料5的密度在0.90~0.98g/cm3之间,粒径为4~20mm,比表面积为350~420m2/m3
实施例1:
本实用新型通过下述技术方案实现,如图1所示,一种新型内循环移动床生物膜反应器,包括反应器本体,所述反应器本体包括底面12、圆筒形的外筒1、圆筒形的内筒2以及外筒1、内筒2、底面12围成的反应腔体3,所述外筒1上设置有与反应腔体3连通的进水口6和出水口7,所述外筒1、内筒2上均铺设有若干外接气泵的微孔曝气管8,所述反应腔体3内填充悬浮填料5,所述进水口6与出水口7之间设置有从内筒2延伸至内筒2的分隔板4,所述分隔板4下端与底面12连接,所述分隔板4上端均低于外筒1和内筒2上端。
污水从进水口6进入反应器的反应腔体3内,由于分隔板4的分隔,从进水口6进入的污水向逆时针方向流动,从进水口6到出水口7形成了以内筒2轴线为中心的逆时针环形水流,并从分隔板4上方回流至进水口6,形成循环。由于外筒1和内筒2的形状均为圆筒,使水流方向的平缓改变,水流不易在反应腔体3内形成湍流,也不存在易堆积悬浮污泥和悬浮填料5的角落,悬浮填料5均匀分布在污水中,且随着水流缓慢移动,不易形成堆积,造成悬浮填料5分布不均。
内循环的控制可以采用曝气的方式进行,所述外筒1内侧壁和内筒2外侧壁上靠近出水口7的一侧均铺设有若干外接气泵的微孔曝气管8。所述微孔曝气管8铺设在外筒1内侧壁和内筒2外侧壁且不完全将外筒1内侧壁、内筒2外侧壁完全铺满,对反应腔体3内的污水进行曝气,使反应腔体3以是否铺设微孔曝气管8分为厌氧区和好氧区,所述污水从进水口6进入反应器后,然后以内筒2的轴线为圆心,在反应腔体3内环流,依次经过厌氧区和好氧区,除去污水中的有机物和氨氮,再从出水口7排出反应器。优选的,所述反应腔体3根据是否铺设微孔曝气管8均分为容积相同的厌氧区和好氧区。
将污水进行生物处理工艺时,将已经挂膜完成的悬浮填料5放置于反应器的反应腔体3内。本实施例中选择的悬浮填料5的0.92g/cm3,粒径为10mm,比表面积为380m2/m3 ;所述反应器的尺寸为外筒1直径8m,内筒2直径为3m,高3m,悬浮填料5的填充量为反应腔体3容积的40%。这样的悬浮填料5可以悬浮在容器中,随着水流在反应腔体3内左右环形循环流动。微孔曝气管8控制好氧区中心部位的溶解氧的浓度控制在3~6mg/L,气水比为7:1~10:1,反应器内水力停留时间为2~4h。
采用将COD浓度为276.8mg/L,NH4 +-N浓度为120.08mg/L,TN为27.10mg/L的污水进入反应器处理,稳定运行一个月,平均出水COD浓度为17.5mg/L,NH4 +-N浓度为11.3mg/L,TN为7.5mg/L,其平均去除率分别为:COD 93.7%,NH4 +-N 90.6%,TN 81.2%。
实施例2:
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化,所述反应腔体3内位于进水口6的下方设置有外接电源的潜流泵9,用于推动从反应腔体3内污水形成的水流,在反应腔体3内以内筒2的轴线为圆心从依次经过进水口6设置的区域、出水口7设置的区域、分隔板4、进水口6设置的区域形成环形回流。
本实施例的其他部分与上述实施例相同,故不再赘述。
实施例3:
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化,所述进水口6设置在外筒1的下部,所述分隔板4靠近进水口6一侧的上部设置有弧形向上且远离进水口6的一端与水面平行的导流板10。所示导流板10弧形设置,使污水中的悬浮填料5在上升过程中不被阻挡限制、堆积在导流板10下方。所述出水口7设置在外筒1的上部。
本实施例的其他部分与上述实施例相同,故不再赘述。
实施例4:
本实施例为另外一种实现拨料机构滑动的方式,所述底面12与内筒2的连接处设置有圆环形的排泥口11,用于排出污水中沉积的污泥。污水形成环形水流,因此,污水沉积的污泥在向心力的作用下,会逐渐向内筒2外侧壁堆积,即在内筒2外侧壁形成环形的污泥层,因此环形设置的排泥口11更利于污泥的排除。
本实施例的其他部分与上述实施例相同,故不再赘述。
实施例5:
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化,如图2、图3所示,所述出水口7设置有填料格栅板71,所述填料格栅板71上设置有若干直径小于悬浮填料5的通孔,用于避免悬浮填料5随着污水排出反应腔体3。
优选地,所述出水口7处的外筒1上还设置有溢水堰72,所述溢水堰72外侧设置有溢水槽73,所述溢水槽73远离溢水堰72的一侧设置有出水管74,所述填料格栅板71设置在出水管74与溢水槽73的连通处。由于污水中常常有悬浮污泥,因此,在出水口7易造成填料格栅板71堵塞。在出水口7出设置溢水槽73,使经过处理的污水从溢水口中溢出,进入溢水槽73,悬浮污泥随着污水进入溢水槽73,使悬浮污泥的集中,便于清理悬浮污泥,清理过程中,将悬浮污泥中夹杂的悬浮填料5再回收使用。污水再经过填料格栅板71进入出水管74,输送至下一步处理设备中。
本实施例的其他部分与上述实施例相同,故不再赘述。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型做任何形式上的限制,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,均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型内循环移动床生物膜反应器,包括反应器本体,其特征在于:所述反应器本体包括底面(12)、圆筒形的外筒(1)、圆筒形的内筒(2)以及外筒(1)、内筒(2)、底面(12)围成的反应腔体(3),所述反应腔体(3)内设置有从内筒(2)延伸至内筒(2)的分隔板(4),所述分隔板(4)两侧设置有与位于外筒(1)上且相互靠近的进水口(6)和出水口(7),所述反应腔体(3)内填充悬浮填料(5),所述分隔板(4)下端与底面(12)连接,所述分隔板(4)上端均低于外筒(1)和内筒(2)上端。
2.根据权利要求1所述的一种新型内循环移动床生物膜反应器,其特征在于:所述外筒(1)内侧壁和内筒(2)外侧壁上靠近出水口(7)的一侧均铺设有若干外接气泵的微孔曝气管(8)。
3.根据权利要求1所述的一种新型内循环移动床生物膜反应器,其特征在于:所述反应腔体(3)内位于进水口(6)的下方设置有外接电源的潜流泵(9)。
4.根据权利要求1所述的一种新型内循环移动床生物膜反应器,其特征在于:所述进水口(6)设置在外筒(1)的下部,所述分隔板(4)靠近进水口(6)一侧的上部设置有弧形向上且远离进水口(6)的一端与水面平行的导流板(10),所述出水口(7)设置在外筒(1)的上部。
5.根据权利要求1所述的一种新型内循环移动床生物膜反应器,其特征在于:所述底面(12)与内筒(2)的连接处设置有圆环形的排泥口(11)。
6.根据权利要求1所述的一种新型内循环移动床生物膜反应器,其特征在于:所述出水口(7)设置有填料格栅板(71),所述填料格栅板(71)上设置有若干直径小于悬浮填料(5)的通孔。
7.根据权利要求1所述的一种新型内循环移动床生物膜反应器,其特征在于:所述出水口(7)处的外筒(1)上设置有溢水堰(72),所述溢水堰(72)外侧设置有溢水槽(73),所述溢水槽(73)远离溢水堰(72)的一侧设置有出水管(74),所述填料格栅板(71)设置在出水管(74)与溢水槽(73)的连通处。
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