CN208995211U

CN208995211U - 一种固定化生物脱氮污水处理反应器

Info

Publication number: CN208995211U
Application number: CN201822236947.9U
Authority: CN
Inventors: 关宏讯
Original assignee: BEIJING TIANHAO KERUN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING TIANHAO KERUN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2019-06-18
Anticipated expiration: 2028-12-28

Abstract

本实用新型属于污水处理领域，具体公开了一种固定化生物脱氮污水处理反应器，该固定化生物脱氮污水处理反应器包括反应器壳体以及反应器壳体内通过挡板隔开、依次串联设置的硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元，每个挡板底部固定于所述反应器壳体底端，顶部设置有流体通道。本实用新型提供的固定化生物脱氮污水处理反应器与现有技术相比，不仅结构简单，易于实现，投资成本低，同时可以实现高盐废水中多种污染物的一次性去除，极具应用前景。

Description

一种固定化生物脱氮污水处理反应器

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，更具体地，涉及一种固定化生物脱氮污水处理反应器。

背景技术

面对日益加剧的环境污染问题，国家不断地提高了废水处理标准，废水的排放变得愈加严格。为了保证处理后的废水能够达到新的排放标准，许多废水处理站纷纷开始寻求新的废水处理工艺，其中，针对石油化工领域中的高含盐废水，这种废水中除了含有高浓度的无机盐分以外，还含有难降解性有机物或有毒物质，如果未经处理直接排入天然水体，必然会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水产生极大的危害，将给生态环境造成巨大的压力。

专利CN201610894314采用了臭氧氧化(·OH)和曝气生物滤池(BAF)处理石油化工高含盐废水，该技术的缺点是加入了臭氧，成本投资增加；专利CN201720274969采用了微氧技术结合曝气生物滤池(BAF)，该工艺的缺点是工艺流程繁琐，处理效果不高。由于高含盐废水含盐量较高，直接利用现有的生物膜法进行深度处理效果也很不佳，并且现有生物膜法通常只能针对该废水中的某一种污染物进行处理，石油化工高含盐废水的处理往往还需要对COD、氨氮、总氮的含量进行控制，所以现有生物膜法也无法很好的满足废水处理标准。

目前，现有技术存在着处理效果差、投资成本偏高、或者无法一次性去除废水中的多种污染物等多种问题，亟待解决。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种针对石油化工高含盐废水研发的固定化生物脱氮污水处理反应器，该反应器能够同时对废水中的有机物、氨氮、总氮进行去除，保证出水水质优于排放标准，同时将COD控制在30mg/L以下。

本实用新型提供一种固定化生物脱氮污水处理反应器，该固定化生物脱氮污水处理反应器包括反应器壳体以及反应器壳体内通过挡板隔开、依次串联设置的硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元，每个挡板底部固定于所述反应器壳体底端，顶部设置有流体通道；

所述硝化处理单元包括依次设置的一级布水区和一级曝气生物滤池，所述一级布水区上部设有进水口，底部设有一级过水孔洞，所述一级布水区通过所述一级过水孔洞与一级曝气生物滤池连通，所述一级曝气生物滤池内部设有混凝土梁和填料床，所述混凝土梁横向贯穿所述一级曝气生物滤池并固定于所述反应器壳体上，所述填料床包括网状框架和包裹其外的拦网，所述网状框架固定于所述混凝土梁上；所述填料床下部铺设有曝气管道，所述一级曝气生物滤池底部设有放空管；

所述反硝化处理单元包括依次设置的二级布水区和二级曝气生物滤池，或者设置有布水管的二级曝气生物滤池，所述二级曝气生物滤池内部设有混凝土梁和填料床，所述混凝土梁横向贯穿所述二级曝气生物滤池并固定于所述反应器壳体上，所述填料床包括网状框架和包裹其外的拦网，所述网状框架固定于所述混凝土梁上；所述填料床下部铺设有曝气管道，所述二级曝气生物滤池底部设有放空管；

所述碳化处理单元包括依次设置的三级布水区和三级曝气生物滤池，所述三级布水区底部设有三级过水孔洞，所述三级布水区通过所述三级过水孔洞与三级曝气生物滤池连通，所述三级曝气生物滤池内部设有滤板，所述滤板上设置有长柄滤头，所述滤板上部铺设有曝气管道，所述三级曝气生物滤池上部设置有出水口，底部设有放空管；

所述固定化生物脱氮污水处理反应器还包括风管，所述风管与各单元内设置的曝气管道相连。

优选地，所述布水管顶端与所述硝化处理单元、反硝化处理单元之间的流体通道相连，底端延伸至所述反硝化处理单元下部。

优选地，所述二级布水区底部设有二级过水孔洞，所述二级布水区通过所述二级过水孔洞与二级曝气生物滤池连通。

优选地，所述硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元上部设有反洗排水管，底部均设有放空管和气反洗管，各单元内设置的所述气反洗管均与所述风管相连。

优选地，所述碳化处理单元底部还设有水反洗管。

优选地，所述填料床容积不低于所述一级曝气生物滤池、所述二级曝气生物滤池容积的60％。

优选地，所述曝气管道上设有管式曝气器。

优选地，所述碳化处理单元下游还设有出水渠，所述出水渠与碳化处理单元通过挡板隔开，所述挡板底部固定于所述反应器壳体底端，顶部设置有流体通道，所述出水渠上部设置有出水口。

优选地，所述网状框架内部包括若干个填料填装单元，所述拦网的空隙尺寸为(10～12)×(10～12)mm²。

优选地，所述反应器壳体的材质为钢砼，所述网状框架和拦网的材质为不锈钢。

本实用新型基于固定化生物增效技术，开发了一种包含硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元的固定化生物脱氮污水处理反应器，其中，硝化处理单元、反硝化处理单元内通过设置混凝土梁、拉网以及网状框架，实现有效菌落的高效密集填装；碳化处理单元通过将滤板与长柄滤头结合使用，实现污水与填料充分接触，提高了处理效率。三个处理单元配合使用，使反应器内同时存在硝化、反硝化和碳化生物相，实现难降解有机物的深度处理，COD、氨氮以及总氮的同步去除，控制COD含量在30mg/L以下。

与现有技术相比，本实用新型提供的固定化生物脱氮污水处理反应器不仅结构简单，易于实现，投资成本低，同时可以实现高盐废水中多种污染物的一次性去除，极具应用前景。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本实用新型实施例1的固定化生物脱氮污水处理反应器示意图。

附图标记说明

1、进水口；2、一级过水孔洞；3、混凝土梁；4、生物填料床；5、反洗排水管；6、网状框架；7、曝气管道；8、气反洗管路；9、布水管；10、流体通道；11、三级过水孔洞；12、水反洗管；13、滤板；14、多孔生物炭；15、放空管；16、风管；17、出水口；18、长柄滤头；

A1、一级布水区；A2、一级曝气生物滤池；A3、二级曝气生物滤池；A4、三级布水区；A5、三级曝气生物滤池；A6、出水渠。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本实用新型提供了一种固定化生物脱氮污水处理反应器，该固定化生物脱氮污水处理反应器包括反应器壳体以及反应器壳体内通过挡板隔开、依次串联设置的硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元，每个挡板底部固定于所述反应器壳体底端，顶部设置有流体通道；

所述固定化生物脱氮污水处理反应器还包括风管，所述风管与各单元内设置的曝气管道相连。本领域技术人员可根据常规技术对风管的位置进行设置，本实用新型中风管可以位于反应器的外顶部，通过管线与曝气管道和气反洗管向量。

本实用新型主要用于处理石油化工行业高含盐废水，该废水主要污染物为COD、氨氮以及总氮，其中COD多为难降解有机物，可生化性极差，盐含量高，TDS通常高达10000mg/L。为了使污水处理后达到排放标准，本实用新型提供的固定化生物脱氮污水处理反应器内依次设置有硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元，其中，硝化处理单元内接种硝化菌，用于将氨氮转化为硝态氮，并去除部分COD；反硝化处理单元内接种反硝化菌，同时补充碳源，用于使硝态氮转化为氮气，实现总氮的脱除；最后由于为了保证总氮达标排放，碳源的投加通常略微过量，为保证COD的达标排放，碳化处理单元内填装多孔生物炭去除反硝化段未消耗尽的碳源有机物及废水中的COD。

本实用新型中，一级曝气生物滤池以及二级曝气生物滤池内分别用于填装硝化菌以及反硝化菌生物填料的网状框架可以用一定规格型号的圆钢焊接而成，并通过混凝土梁上的预埋件固定于混凝土梁上。为了减少生物填料的散落流失，网状框架外还包裹着拦网，拦网可以为不锈钢材质，拦网的空隙尺寸可以随着填料颗粒尺寸的大小进行调整，优选地，所述网状框架内部包括若干个填料填装单元，所述拦网的空隙尺寸为(10～12)×(10～12)mm²。本实用新型中，为了便于填料的装填、后期检修、维护以及更换，网状框架内部可以被分割成若干个单元，每个单元内分别填装活性生物填料。根据本实用新型，优选地，所述填料床容积不低于所述一级曝气生物滤池、所述二级曝气生物滤池容积的60％。

三级曝气生物滤池中填料堆积于滤板上，滤料总量不低于三级曝气生物滤池容积的60％，同时为了均匀布水，滤板上配制有长柄滤头。当待进行碳化处理的污水经过长柄滤头后形成一股向上的水流冲击，将滤板上的填料吹起并悬浮于三级曝气生物滤池中，使污水与填料充分均匀接触，有效去除污水中的碳源有机物以及COD。

本实用新型中，布水区与布水管的设置均是为了保证进水的均匀，同时布水区、布水管以及挡板的共同协作，控制污水均从曝气生物滤池底部进入，从顶部离开，延长了污水与生物填料的接触时间，更加充分的转化污染物。

固定化生物脱氮污水处理反应器在长期运行后，污水中的悬浮物质会积累在填料层，堵塞填料层，使污水中污染物不能与填料表面微生物充分接触，同时填料内部和表面脱落坏死的生物膜和微生物，也会附着在填料表面，造成堵塞，最终使得污染物的去除率降低。为了避免固定化生物脱氮污水处理反应器截污能力下降，需定期清洗反应器。本实用新型采用反向冲洗法，在进行反向冲洗时，需要先将反应器内污水放空，然后再从反应器底部向上喷水进行冲洗，冲洗产生的废水由反应器顶部排出。本实用新型中，优选地，所述硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元上部设有反洗排水管，底部均设有放空管和气反洗管，各单元内设置的所述气反洗管均与所述风管相连。为了确保碳化处理单元内的污物能有效的被剥离和冲洗排出滤池，碳化处理单元内可进行气水联合反洗，优选地，所述碳化处理单元底部还设有水反洗管。

本实用新型中，曝气管路和气反洗管路可共用同一个风管，优选地，所述曝气管道上设有管式曝气器，空气从管式曝气器复合膜片上的小孔鼓出；气反洗管路上安装穿孔管，反洗气从穿孔管的小孔散出。根据各反应单元的水质变化，本领域技术人员可以实时调节曝气量，进而控制溶解氧(DO)，达到控制各反应单元的污水处理程度的目的。

实施例

采用如图1所示固定化生物脱氮污水处理反应器处理石油化工高含盐废水，该固定化生物脱氮污水处理反应器包括材质为钢砼的反应器壳体以及反应器壳体内通过挡板隔开、依次串联设置的硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元，每个挡板底部固定于所述反应器壳体底端，顶部设置有流体通道10；

硝化处理单元包括依次设置的一级布水区A1和一级曝气生物滤池A2，一级布水区A1上部设有进水口1，底部设有一级过水孔洞2，一级布水区A1通过一级过水孔洞2与一级曝气生物滤池A2连通，一级曝气生物滤池A2内部设有混凝土梁3和生物填料床4，混凝土梁3横向贯穿一级曝气生物滤池A2并固定于反应器壳体上，生物填料床4包括网状框架6和包裹其外的拦网，网状框架6固定于混凝土梁3上；生物填料床4下部铺设有曝气管道7；

反硝化处理单元包括设置有布水管9的二级曝气生物滤池A3，其中，布水管9顶端与硝化处理单元、反硝化处理单元之间的流体通道10相连，底端延伸至反硝化处理单元下部；二级曝气生物滤池A3内部设有混凝土梁3和生物填料床4，混凝土梁3横向贯穿二级曝气生物滤池A3并固定于反应器壳体上，生物填料床4包括网状框架6和包裹其外的拦网，网状框架6固定于混凝土梁3上；生物填料床4下部铺设有曝气管道7；

上述网状框架10和拦网的材质为不锈钢，网状框架内部包括2个填料填装单元，拦网的空隙尺寸为12×12mm²，两级曝气生物滤池装填的生物填料容积分别占一级曝气生物滤池A2、二级曝气生物滤池A3容积的60％。

碳化处理单元包括依次设置的三级布水区A4和三级曝气生物滤池A5，三级布水区A4底部设有三级过水孔洞11，三级布水区A4通过三级过水孔洞11与三级曝气生物滤池A5连通，三级曝气生物滤池A5内部设有滤板13，滤板上设置有长柄滤头18，滤板13上部铺设有曝气管道7。碳化处理单元的多孔生物炭14填料堆积于滤板13上，多孔生物炭14的容积为三级曝气生物滤池A5容积的60％。

固定化生物脱氮污水处理反应器还包括风管16，风管16与各单元内设置的曝气管道7相连，曝气管7上设有管式曝气器。

碳化处理单元下游还设有出水渠A6，出水渠A6与碳化处理单元通过挡板隔开，挡板底部固定于反应器壳体底端，顶部设置有流体通道，出水渠A6上部设置有出水口17。

硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元上部设有反洗排水管5，底部均设有放空管15和气反洗管8，各单元内设置的气反洗管8均与风管16相连，碳化处理单元底部还设有水反洗管12。

使用上述反应器进行高盐水处理，具体操作条件如下：

硝化处理单元：一级曝气生物滤池的水力接触时间为2.5小时，废水的温度为常温、投加碳酸钠调节pH值为8.0左右，反应后pH下降到7.5左右，控制溶解氧在2～4mg/L。

反硝化处理单元：二级曝气生物滤池的水力接触时间为2.5小时，废水的温度为常温、pH值为7.5左右，反应后pH上升到8.0左右，控制溶解氧在0.2～0.5mg/L，投加乙酸钠作为碳源，同时接种反硝化细菌。

碳化处理单元：三级曝气生物滤池的水力接触时间为2.5小时，废水的温度为常温、pH值为8.0左右，反应后pH下降到7.5左右，控制溶解氧在4mg/L以上。

处理结果如下表1所示。

表1

项目	COD(mg/L)	NH<sub>3</sub>-N(mg/L)	TN(mg/L)
				高盐废水进水最大值	270	20	85
高盐废水进水最小值	70	3	40
				平均值	154.7	9.93	66.2
出水	＜50	＜1	＜15
				出水平均值	44.76	0.35	10.63

由表1可知，本实用新型的固定化生物脱氮污水处理反应器对COD的去除率为71.07％，对NH₃-N的去除率为96.48％，对TN的去除率为83.94％，该反应器对高盐废水的脱氮具有良好的处理效果。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，该固定化生物脱氮污水处理反应器包括反应器壳体以及反应器壳体内通过挡板隔开、依次串联设置的硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元，每个挡板底部固定于所述反应器壳体底端，顶部设置有流体通道；

所述硝化处理单元包括依次设置的一级布水区和一级曝气生物滤池，所述一级布水区上部设有进水口，底部设有一级过水孔洞，所述一级布水区通过所述一级过水孔洞与一级曝气生物滤池连通，所述一级曝气生物滤池内部设有混凝土梁和填料床，所述混凝土梁横向贯穿所述一级曝气生物滤池并固定于所述反应器壳体上，所述填料床包括网状框架和包裹其外的拦网，所述网状框架固定于所述混凝土梁上；所述填料床下部铺设有曝气管道；

所述反硝化处理单元包括依次设置的二级布水区和二级曝气生物滤池，或者设置有布水管的二级曝气生物滤池，所述二级曝气生物滤池内部设有混凝土梁和填料床，所述混凝土梁横向贯穿所述二级曝气生物滤池并固定于所述反应器壳体上，所述填料床包括网状框架和包裹其外的拦网，所述网状框架固定于所述混凝土梁上；所述填料床下部铺设有曝气管道；

所述碳化处理单元包括依次设置的三级布水区和三级曝气生物滤池，所述三级布水区底部设有三级过水孔洞，所述三级布水区通过所述三级过水孔洞与三级曝气生物滤池连通，所述三级曝气生物滤池内部设有滤板，所述滤板上设置有长柄滤头，所述滤板上部铺设有曝气管道，所述三级曝气生物滤池上部设置有出水口；

2.根据权利要求1所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述布水管顶端与所述硝化处理单元、反硝化处理单元之间的流体通道相连，底端延伸至所述反硝化处理单元下部。

3.根据权利要求1所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述二级布水区底部设有二级过水孔洞，所述二级布水区通过所述二级过水孔洞与二级曝气生物滤池连通。

4.根据权利要求1所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述硝化处理单元、反硝化处理单元以及碳化处理单元上部设有反洗排水管，底部均设有放空管和气反洗管，各单元内设置的所述气反洗管均与所述风管相连。

5.根据权利要求4所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述碳化处理单元底部还设有水反洗管。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述填料床容积不低于所述一级曝气生物滤池、所述二级曝气生物滤池容积的60％。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述曝气管道上设有管式曝气器。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述碳化处理单元下游还设有出水渠，所述出水渠与碳化处理单元通过挡板隔开，所述挡板底部固定于所述反应器壳体底端，顶部设置有流体通道，所述出水渠上部设置有出水口。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述网状框架内部包括若干个填料填装单元，所述拦网的空隙尺寸为(10～12)×(10～12)mm²。

10.根据权利要求1-5中任意一项所述的固定化生物脱氮污水处理反应器，其特征在于，所述反应器壳体的材质为钢砼，所述网状框架和拦网的材质为不锈钢。