CN210595471U - 自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，包括池体、进水口、布水器、出水堰、出水口和自适应脉冲曝气组件，所述池体内自下而上顺序形成进水区、反硝化反应区和污泥脱气区，布水器固定安装于池体的进水区内，进水口与布水器连通，出水堰固定安装于池体上端内，出水口与出水堰外圈连通，至少一个自适应脉冲曝气组件安装于池体的污泥排气区，自适应脉冲曝气组件能够在污泥区顶部液面产生曝气,本实用新型脉冲曝气脱气不需要动能输入，能量利用率相对较高，能量输入均衡平稳,具有一定程度上的自适应功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废水处理技术，特别涉及一种自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器。
背景技术
反硝化是通过利用反硝化微生物氧化小分子有机物的同时还原硝态氮，并将其转化为氮气的过程来降解硝态氮。上世纪中反硝化反应就在生活污水的脱氮过程中得以工程化应用。当生长条件适宜时，反硝化微生物生长繁殖速度快，且胞外分泌物(多糖类)多，致使反硝化细菌之间发生粘连，以不规则菌胶团的形式存在，菌胶团外部不规则毛糙凹面裹挟其产生的氮气，导致活性污泥和产气无法及时分离，且污泥粘有气泡后密度减小极易上浮，而上浮的污泥往往造成顶部污泥堆积和反应区生物量的流失，这一系列的连锁效应最终会大大降低反硝化去除硝态氮的效率并且增加出水的悬浮物浓度。
上述一系列问题归根结底，就是反硝化含气污泥的脱气问题。为了解决这个问题，目前常用的方法分为两种，一种是加设带叶轮的推流装置，目的是通过对泥水混合物的推流扰动来实现反硝化污泥和气泡的分离；另一种是利用三相分离罩，通过将上浮的泥气水混合物阻截后，气泡因质轻而自行上浮，污泥因质密而自行下沉，从而达到污泥、水和产生的氮气三相分离的效果。这两种方法都有较大的缺陷。
现有的的叶轮推流脱气装置，由于在推流的过程中泥气水被单向推动，三者之间的相对运动较小，污泥和其裹挟的气泡并不能产生相对运动，故仅推流很难将其分离，即使叶轮对含气污泥的直接击打能导致极少部分的污泥脱气，但大部分做功都用在推流上，能耗高且效率低下。
现有的三相分离装置，由于其仅仅是依赖于含气污泥上浮后的自然脱气，并无动力输入来打破泥气结合的稳态，其效果并不理想。这种罩体内常常有较厚的泥气混合层挡住下部含气污泥上浮到液面，导致罩体内部混合层越来越厚，直至完全丧失三相分离的功能。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，该自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器能够充分、快速的实现气污泥的脱气。
本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，包括池体、进水口、布水器、出水堰、出水口和自适应脉冲曝气组件，所述池体内自下而上顺序形成进水区、反硝化反应区和污泥脱气区，布水器固定安装于池体的进水区内，进水口与布水器连通，出水堰固定安装于池体上端内，出水口与出水堰外圈连通，至少一个自适应脉冲曝气组件安装于池体的污泥排气区，自适应脉冲曝气组件能够在污泥区顶部液面产生曝气。
作为本实用新型的进一步改进，所述自适应脉冲曝气组件包括开口向下的集气罩和曝气管，所述集气罩内形成能够容纳氮气的集气室，曝气管固定插设于集气罩底面上，曝气管下端位于集气室内，曝气管上端伸出到集气罩上方。
作为本实用新型的进一步改进，所述自适应脉冲曝气组件还包括导流罩，所述导流罩固定套设于曝气管下端外侧，导流罩上端与集气罩底面之间存在设定间隙，导流罩与曝气管之间形成上端开口的环状空间，曝气管侧壁上形成有与该环状空间正对的产气口。
作为本实用新型的进一步改进，还设有回流管，回流管一端与反硝化反应区上方连通，回流管另一端与进水口连通。
作为本实用新型的进一步改进，所述自适应脉冲曝气组件为多个，且均匀分布于污泥脱气区。
作为本实用新型的进一步改进，所述出水堰为档泥出水堰。
本实用新型的有益效果是：本实用新型是一种自带脱气功能的反硝化反应器，其脉冲曝气脱气技术与传统推流脱气技术相比有两个优势。其一，脉冲曝气脱气不需要动能输入，其脱气的动能来自于反应器内本身产生的氮气上浮的动能，通过富集氮气小气泡再集中放出，将的零散气泡的能量集中于一点瞬间释放。其二，能量利用率相对较高，推流脱气是持续维持污水的动能，能量输入均衡平稳，瞬时功率不大，而脉冲曝气脱气因其脱气的气泡炸裂的时间小于0.1秒，水的浮力对气泡所做的功在瞬时转化为震荡液面的动能，其瞬时功率较大，含气污泥的脱气正是需要瞬时较大的能量输入才能取得更好的效果。本实用新型与传统三相分离罩体相比，也有明显的优势，与传统三相分离技术被动地寄希于污泥和气泡在液面自动分离相比，脉冲曝气脱气主动高效地对含气污泥施加冲击和震荡能取得更好更快的污泥脱气效果，本实用新型克服了传统反硝化反应器污泥脱气技术能耗高，效率低，效果差的问题，其脉冲的频率还能随着脱氮负荷的增加而加快，所以还具有一定程度上的自适应功能。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理示意图；
图2为本实用新型的自适应脉冲曝气组件结构原理示意图。
具体实施方式
实施例：一种自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，包括池体、进水口1、布水器2、出水堰4、出水口5和自适应脉冲曝气组件7，所述池体内自下而上顺序形成进水区、反硝化反应区3和污泥脱气区6，布水器2固定安装于池体的进水区内，进水口1与布水器2连通，出水堰4固定安装于池体上端内，出水口5与出水堰4外圈连通，至少一个自适应脉冲曝气组件7安装于池体的污泥排气区，自适应脉冲曝气组件7能够在污泥区顶部液面产生曝气。污水由进水口1经过布水器2均匀布水进入反硝化反应区3，经过微生物脱氮反应后，经出水堰4后从出水口5流出。而包有产气的轻质污泥会上浮到污泥脱气区6，随后被自适应脉冲曝气组件7产生的脉冲曝气拍散，脱气后污泥下沉回到反硝化反应区3。
所述自适应脉冲曝气组件7包括开口向下的集气罩9和曝气管13，所述集气罩9内形成能够容纳氮气的集气室12，曝气管13固定插设于集气罩9底面上，曝气管13下端位于集气室12内，曝气管13上端伸出到集气罩9上方。随着反硝化反应的进行，反硝化反应区3产生的大量氮气气泡上浮，同时会带起部分污泥，此时自适应脉冲曝气组件7的集气室12内的氮气越来越多。当脉冲集气罩9内氮气积满时，部分气体会在短时间内经曝气管13喷出，气体在上升过程中因浮力做功而被不断加速，直至上升到污泥脱气区6顶部液面时，已经拥有较大动能的气泡爆裂，其动能在极短时间内转化为冲击液面的能量，不但在气泡爆裂的瞬间会迅速打破顶部液面的稳态，而且在气泡破裂后的一定时间内反应器顶部液面受到横波纵波的反复交叉冲击，致使顶部一定范围的含气污泥受到震荡，此时上浮到污泥脱气区6的含气污泥被自适应脉冲曝气组件7产生的冲击拍散完成泥气分离，污泥脱气后因自身密度而缓慢下沉回到反硝化反应区3。自适应脉冲曝气组件7在一次脉冲后继续集气，进入下一个脉冲曝气周期，当硝氮负荷增大时，产气量大，污泥上浮量增加。此时自适应脉冲曝气组件7的脉冲频率会自动加快，周期自动缩短，自动适应增加的污泥上浮量进行污泥脱气。该装置利用反硝化反应区3产生的氮气自动进行脉冲曝气，节省能源，除了该种结构自动曝气外，还可以是单独的脉冲曝气装置，通过在污泥脱气区6进行曝气进行污泥脱气，此为本领域技术人员根据本专利很容易想到的等同替换，属于本专利保护范围。
所述自适应脉冲曝气组件7还包括导流罩11，所述导流罩11固定套设于曝气管13下端外侧，导流罩11上端与集气罩9底面之间存在设定间隙，导流罩11与曝气管13之间形成上端开口的环状空间，曝气管13侧壁上形成有与该环状空间正对的产气口10。当脉冲集气罩9内氮气积满时，部分气体会在短时间内从产气口10经曝气管13喷出，导流罩11实现了集气罩9内气体导流，使其快速经产气口10进入曝气管13。
还设有回流管8，回流管8一端与反硝化反应区3上方连通，回流管8另一端与进水口1连通。经过微生物脱氮反应后部分从回流管8与进水原水混合再进入进水口1，有利于反应器内提供更高的上升流速，而且可以根据不同现场调整流量。
所述自适应脉冲曝气组件7为多个，且均匀分布于污泥脱气区6。实现污泥脱气区6内含气污泥被充分拍散完成泥气分离。
所述出水堰4为档泥出水堰4。进一步进行脱泥处理，避免污泥被排出。
Claims (6)
1.一种自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，其特征在于：包括池体、进水口(1)、布水器(2)、出水堰(4)、出水口(5)和自适应脉冲曝气组件(7)，所述池体内自下而上顺序形成进水区、反硝化反应区(3)和污泥脱气区(6)，布水器固定安装于池体的进水区内，进水口与布水器连通，出水堰固定安装于池体上端内，出水口与出水堰外圈连通，至少一个自适应脉冲曝气组件安装于池体的污泥排气区，自适应脉冲曝气组件能够在污泥区顶部液面产生曝气。
2.根据权利要求1所述的自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，其特征在于：所述自适应脉冲曝气组件包括开口向下的集气罩(9)和曝气管(13)，所述集气罩内形成能够容纳氮气的集气室(12)，曝气管固定插设于集气罩底面上，曝气管下端位于集气室内，曝气管上端伸出到集气罩上方。
3.根据权利要求2所述的自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，其特征在于：所述自适应脉冲曝气组件还包括导流罩(11)，所述导流罩固定套设于曝气管下端外侧，导流罩上端与集气罩底面之间存在设定间隙，导流罩与曝气管之间形成上端开口的环状空间，曝气管侧壁上形成有与该环状空间正对的产气口(10)。
4.根据权利要求2所述的自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，其特征在于：还设有回流管(8)，回流管一端与反硝化反应区上方连通，回流管另一端与进水口连通。
5.根据权利要求1所述的自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，其特征在于：所述自适应脉冲曝气组件为多个，且均匀分布于污泥脱气区。
6.根据权利要求1所述的自适应脉冲曝气紊流脱气反硝化反应器，其特征在于：所述出水堰为档泥出水堰。
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