CN212269589U - 能够同步硝化反硝化的污水处理生化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及能够同步硝化反硝化的污水处理生化反应器，包括池体，其特征在于所述池体通过隔墙分隔出生物选择区、兼氧区、好氧区、沉淀池及污泥井，所述生物选择区通过隔墙过水孔和/或空气提推器连通所述兼氧区的进水侧，所述兼氧区的出水侧通过隔墙过水孔和/或空气提推器连通所述好氧区的进水侧，所述好氧区的出水侧通过隔墙过水孔连接所述沉淀池的进水侧，所述沉淀池的出泥侧通过渠道过水孔连通所述污泥井，所述污泥井的回流侧通过隔墙过水孔连通所述生物选择区，所述好氧区的回流侧通过隔墙过水孔连通所述生物选择区。本实用新型在保证出水要求的情形下，优化了产品构造，减小了动力消耗，减少了污泥排放量，改善了污泥脱水性能。

Description

能够同步硝化反硝化的污水处理生化反应器

技术领域

本实用新型涉及能够同步硝化反硝化的污水处理生化反应器，属水污染控制技术领域。

背景技术

现有污水处理多以生化处理为主，根据不同污水处理要求，通过好氧、缺氧和厌氧池的多种组合，实现所需的净化，并可以通过一定的回流维持反应池内的反应强度，提高效率。

控制氮磷排放是控制水体富营养化的关键因素，人们探讨了若干独立的或综合脱氮除磷技术，其中一种可行的技术思路是所称的同步脱氮除磷，即在一个污水处理系统中同时去除氮和磷，主要技术路线包括A2O工艺、Bardenpho工艺UCT工艺、Phoredox工艺、SBR工艺等。其中，BioDopp工艺是一种具有良好实用性的技术思路，其将常见的生物处理步骤集中在单一生物池内协调进行，而池内又分隔成为不同的区间，以便进行废水处理工艺的各个基本步骤，其中包括COD的好氧降解、脱氮；使用悬浮过滤法贮留污泥以保持生物池中的高浓度活性污泥；使用生物气体发酵法消化污泥；在消化条件下使用氧化法稳定污泥；在较小的池子里进行淤渣的生物矿化；生物脱磷酸盐法；使用石灰和其它碱性化学物品，消除污染物等等。

然而，现有各种处理设施在获得相应处理效果的同时，依然有若干有待进一步改善的地方，例如，进一步优化设备构造，减小动力消耗，减少占地，减少污泥排放量，提高污泥的脱水性能等等，由此使得针对不同需要的新技术方案不断涌现。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够同步硝化反硝化的污水处理生化反应器，在保证出水要求的情形下，优化产品构造，减小动力消耗，减少污泥排放量，改善污泥脱水性能。

本实用新型的技术方案是：能够同步硝化反硝化的污水处理生化反应器，包括池体，所述池体通过隔墙分隔出生物选择区、兼氧区(兼氧生化反应区)、好氧区(好氧生化反应区)、沉淀池及污泥井，所述生物选择区通过隔墙过水孔和/或空气提推器连通所述兼氧区的进水侧，所述兼氧区的出水侧通过隔墙过水孔和/或空气提推器连通所述好氧区的进水侧，所述好氧区的出水侧通过隔墙过水孔连接所述沉淀池的进水侧，所述沉淀池的出泥侧通过渠道过水孔连通所述污泥井，所述污泥井的回流侧通过隔墙过水孔连通所述生物选择区，所述好氧区的回流侧通过隔墙过水孔连通所述生物选择区。

所述沉淀池优选设有进水渠和出水渠，所述进水渠设有若干用于向沉淀区布水的布水管，所述进水渠的一端设有进水渠的可调堰门。

所述沉淀池的出泥侧优选设有污泥回流渠，用于连通污泥井的渠道过水孔位于所述污泥回流渠的一端。

在沉淀池同时设有上述各渠的情形下，所述沉淀池被分隔为沉淀区、进水渠、出水渠和污泥回流渠等多个分区，所称沉淀区用于污泥沉淀，为沉淀池的主要功能区域。所述沉淀池的沉淀区内优选设置有吸刮泥机。

所述吸刮泥机上优选设有潜污泵。

反应器进水口可以设置于所述生物选择区。

所述生物选择区内可以设置有环形导流墙和推流型搅拌器。

所述兼氧区内可通常应设置有曝气装置，还可以设有推流型搅拌器。

所述好氧区内通常应设置有曝气装置。

所述污泥井内可以设置有剩余污泥泵。

可以设有用于检测所述生物选择区内氧化还原电位的生物选择区ORP在线监测仪；

可以设有用于检测兼氧区内氧化还原电位的兼氧区ORP在线监测仪；

可以设有用于检测兼氧区内溶解氧浓度的兼氧区DO在线监测仪；

可以设有用于检测好氧区溶解氧浓度的好氧区DO在线监测仪。

本实用新型的大致工作过程为：进水、好氧区回流的硝化液(好氧区的含污泥出水)以及污泥井回流污泥(如果需要的话，根据工艺要求)在生物选择区混合，混合液进入兼氧区，在兼氧区进行兼氧生化，同时实现有机物分解和亚硝酸盐和/或硝酸盐的反硝化，根据工艺需要，通过控制兼氧区曝气装置的曝气控制兼氧区的溶解氧量，兼氧区的出水进入好氧区，在好氧区进行好氧生化，将有机物分解无机物并实现对胺的硝化，可以通过控制反应强度在保证对有机物好氧净化效果的同时实现短程硝化，主要生成亚硝酸盐以利于减少耗氧量并便于后续处理，根据工艺需要，通过控制好氧区曝气装置的曝气控制好氧区的溶解氧量，好氧区的部分出水进入沉淀池的进水渠，另有部分出水作为硝化液通过隔墙过水孔回流进入生物选择区，进入进水渠的水经过进水渠的布水管均匀地流入沉淀池的沉淀区，在沉淀区实现沉淀，沉淀区的上清液通过溢流方式流入出水渠，可以在沉淀区与出水渠之间的隔墙顶部设置若干均布的溢流口或者直接将该隔墙作为溢流堰，例如，可以设置出水三角堰板，以方便调平、均布出水。出水渠内的出水作为反应器出水外排，沉淀区的底部污泥通过吸刮泥机上的潜污泵抽吸至污泥回流渠，在污泥回流渠进一步实现一定的浓缩和消化，通过污泥回流渠的渠道过水孔和/或设置在污泥回流渠内的潜污泵送入污泥井，污泥井内的一部分通过污泥井内设置的剩余污泥泵抽出外排，一部分作为回流污泥通过相应的隔墙过水孔进入生物选择区。

本实用新型的有益效果是：通过隔板在池内分隔出各区，结构紧凑，有利于减少占地；由于各区通过过水孔连通，有利于减小动力消耗；由于在生物选择区进行进水与回流的混合，并将混合后的水引入兼氧区反应，有利于维持系统的生物活性或活性污泥浓度，提高反应强度，改善污染物的可生化性，同时实现对好氧硝化生成的亚硝酸盐或硝酸盐的反硝化，同时无需额外补充碳源，可通过调节各区水力停留时间和回流比，在满足好氧区净化要求的同时，实现短程硝化，以改善脱氮效果，减小曝气量和动力消耗；由于设置了进水渠，实现了均匀布水，有助于避免进水对沉淀池内的搅动，维持沉淀状态，改善沉淀效果，并可以利用进水渠上的可调堰门，排除进水池内的漂浮物；由于设置了出水渠，有助于进一步提高出水的净化程度；由于设置了污泥回流渠，能够实现污泥的进一步浓缩，有利于减少污泥排放量；由于将污泥回流渠浓缩后的污泥排入污泥井进一步沉积和消化，有助于进一步减少污泥排放量，并提高污泥的脱水性能，便于后续的污泥处理。

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式的示意图；

图2是本实用新型另一种实施方式的示意图；

图3是本实用新型涉及生物选择区或其他反应区水平截面的矩形角处弧过渡面的示意图；

图4是本实用新型涉及生物选择区内壁上的螺旋导流叶片设置方式的示意图；

图5是本实用新型涉及生物选择区内壁上的螺旋导流叶片设置方式的侧视剖面示意图；

图6是本实用新型出水渠的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型是一种能够同步硝化反硝化的污水处理生化反应器，包括池体，所述池体通过隔墙分隔出生物选择区1、兼氧区2、好氧区3、污泥井4及沉淀池5，所述生物选择区1通过隔墙过水孔6和/或空气提推器连通所述兼氧区2的进水侧，所述兼氧区2的出水侧通过隔墙过水孔7和/或空气提推器连通所述好氧区3的进水侧，所述好氧区3的出水侧通过隔墙过水孔8连接所述沉淀池5的进水侧，所述沉淀池5的出泥侧通过渠道过水孔10连通所述污泥井4，所述污泥井4的回流侧通过隔墙过水孔11连通所述生物选择区1，所述好氧区3的回流侧通过隔墙过水孔9连通所述生物选择区1。

反应器进水口通常应设置于所述生物选择区1，用于引入所要处理的污水，由于生物选择区为全混合区，进水口的设置位置以安装和使用上的便利，通过设置构成生物选择区一侧侧壁的池体上。

所述生物选择区1内设置有环形导流墙19和推流型搅拌器，由此在该分区内形成环流，同环流过程中，将不同位置引入的进水、硝化液和回流污泥混合在一起。

所述环形导流墙可以呈竖立的平板状或平面墙体状，所述生物选择区的内壁四角处21优选采用弧面平滑过渡(参见图3)，由此，在生物选择区的内壁和环形导流墙之间形成相应的环形空间，在推流型搅拌器的作用下，形成环形的介质流，以保证混合效果，且基本上没有过度沉淀的四角。

参见图4和图5，所述生物选择区的内壁上优选分布有若干抬升式导流叶片(简称叶片)20，所述抬升式导流叶片20为垂直于(基本垂直)所述生物选择区的内壁的平面或曲面板，沿生物选择区内的环流方向(推流型搅拌器推动形成的介质流方向)逐渐抬起(高度逐渐升高)。

通常，所述抬升式导流叶片20的数量为多个，分布在整个周边上(允许间隔分布)，可以为位于相同高度位置的一层，也可以是位于不同高度位置的多层，叶片20的宽度可以为相应部位的环形空间宽度的1/4左右，每个叶片20长度的水平分量(在水平面上的投影长度)可以为环形空间外缘长度的1/20左右，同层叶片20之间的间隔可以为叶片长的水平分量的2/3左右，所述叶片20与水平面之间的夹角优选为15-20度左右，可以根据实际需要和池体的具体尺寸构造及工艺参数(例如，介质流速度)适当调整涉及叶片的各参数，以实现最佳效果。通过设置叶片,能够使位于环流空间外缘的介质在环形流动的过程中，不断受到叶片20的抬升作用，形成在环形空间外缘区域由下向上、在内缘区域由上向下的第二环流(相当于在环形空间的横截立面上的环流)，这种第二环流与由环形空间限定的在水平面上的环流(可称为第一环流)共同组成了环形空间内的整体介质流动方式，不仅有利于强化混合作用，而且还有效地避免了可沉淀物(污泥和固体颗粒物等)的沉淀，避免因长期沉淀导致的异味或黑色絮状物，同时，这种介质流表面能够与空气发生更有效的碰撞和混合，有利于提高介质内溶解氧量，保证该分区内不出现水质腐败。

所述兼氧区2内设置有曝气装置及推流型搅拌器，通过适当曝气形成所需的含氧量或称溶解氧浓度。

所述好氧区3内设置有曝气装置用于好氧反应的供氧。

所述曝气装置可以采用任意适宜的现有技术，例如，可以包括架设或铺设在相应分区底部的曝气管，所述曝气管上设置曝气嘴，或者在相应分区的底部安装若干曝气器。

所述曝气装置通过管道连接气源，例如，主要由空气压缩机和储气罐组成压缩空气供气系统。

所述污泥井4内设置有剩余污泥泵，用于将剩余污泥抽出排放。

所述兼氧区2与好氧区3可以通过隔墙过水孔7进行连通，也可以通过设置空气提推器、利用空气提推技术进行连通。所述生物选择区和与兼氧区的连通也是如此。

所述沉淀池5的出泥侧设有污泥回流渠14，用于连通污泥井的渠道过水孔10位于所述污泥回流渠14的一端。

所述污泥回流渠优选位于所述沉淀池5沿通长方向池壁(矩形长边)的一侧。

所述沉淀池的沉淀区内设置有吸刮泥机，所述吸刮泥机上设有潜污泵。

可通过吸刮泥机上的潜污泵将沉淀区内的污泥抽吸至污泥回流渠14内，污泥回流渠14内的污泥通过渠道过水孔10进入污泥井4，污泥井4内的污泥一部分通过设置于污泥井4的剩余污泥泵外排，一部分通过与生物选择区1连通的隔墙过水孔11进入生物选择区1，完成该部分污泥向生物选择区1的回流。

所述沉淀池5还设有进水渠12及出水渠13，所述进水渠12及出水渠13优选位于与污泥回流渠14相对的一侧，两渠共壁且均优选采用变截面，所述进水渠12内每隔500mm间距设有一根用于向沉淀区布水的布水管，可起到均匀布水作用，所述进水渠12的一端设有进水渠的可调堰门，可通过调节堰板高度定期将进水渠内的浮渣排出。

可以在沉淀区与出水渠之间的隔墙顶部设置若干均布的溢流口或者直接将该隔墙作为溢流堰，出水渠内的出水作为反应器出水外排，可以在出水渠的一端设置出水管将出水引出，或者设置出水泵将出水从出水渠抽出。

参见图6，所述出水渠可以设有多个竖向折流板，遮挡住进水渠的部分横截面，所述竖向折流板包括一个或多个上折流板25和一个或多个下折流板26，所述上折流板和下折流板交替分布(当所述上折流板和/或下折流板为多个时)，上折流板的底边与进水渠的底面之间留有间隙，下折流板的顶边与进水渠的设计水面之间留有间隙，由此使得进水渠的水在向前流动的同时还上下折流。

所述竖向折流板将进水渠内的空间分隔为多个小区，其中包括位于进水侧的进水区和位于出水侧的出水区，其中进水区为进水渠的进水侧的端面(端壁)与最邻近的折流板(优选为上折流板)之间的区域，出水区为进水渠的出水侧的端面(端壁)与最邻近的折流板(优选为上折流板)之间的区域，所述进水渠的进水口22位于所述进水区，可以通过管道将从沉淀池的沉淀区溢流出的上清水引入通过进水渠的进水口引入进水渠，可以在进水渠与沉淀区之间的隔墙的进水渠一侧设置接收溢流水的溢流水槽，通过相应管道连接溢流水槽和进水渠的进水口(可以采用该管道的出口)。

所述进水渠设有臭氧发生器27，用于生成臭氧并将臭氧溶解到其含臭氧出水中，所述臭氧发生器的含臭氧出水通过臭氧水输出管引入进水渠的进水区，所述臭氧水输出管的出水口23位于所述进水区的水位以下，可以为一个或多个，依据实际情况合理分布，使得含臭氧水能够快速、均匀地混入进水区的水中，工作时含臭氧出水从臭氧水输出管的出水口流出(射出)后，与进水区的水混合，灭活水中的微生物，由此起到有效地消毒作用。可以通过控制相关结构尺寸以及水流速等，使得进水渠的大部分区域都有一定的消毒效果，优选当水流至进水渠的出水管24时，水中的臭氧基本上分解完毕。

所述臭氧发生器的进水管接入进水渠的出水渠或者进水渠的中部小区(位于出水区和进水区之间的小区)，将具有一定净化程度的水引入臭氧发生器，在臭氧发生器内，臭氧发生器生成的臭氧与引入的水混合，溶解到水中，形成臭氧发生器的含臭氧出水。

所述进水渠的出水管24可以设置在其出水区，用于将出水引入。所述池体的池内各区(例如，生物选择区、兼氧区、好氧区、污泥井及沉淀池)的相对位置可根据实际水质、水量的情况进行调整。

所述生物选择区、兼氧区、好氧区、污泥井和沉淀池及其污泥回流渠、进水渠、出水渠的主体部分或总体形状通常采用水平截面相同的柱形，所述污泥井的底部可以为平底或者呈锥形，所述生物选择区、兼氧区、好氧区和沉淀池及其污泥回流渠、进水渠、出水渠的底部可以为平底或者为斜平面。

所述沉淀池5长度方向或宽度方向可与好氧区3共壁设计。其他相邻分区也可以采用共壁设计。

所述池体的池内各区的面积可以依据工艺要求设置。

通常，所述生物选择区、兼氧区和好氧区的水平截面面积大致相仿，例如其中任一区的水平截面面积相对于该三区水平截面积的差异在±12％以内，这种比例下有利于合理地控制各区的水力停留时间以实现合理的工艺条件。

通常，所述池体为矩形(俯视或水平截面，包括长方形和正方形)，各区总体上通常也为矩形。但，基于进水渠和出水渠的变截面要求，所述进水渠和出水渠可以由一个矩形通过斜向的隔墙分隔而成。

根据检测或自动控制需要设置在线检测仪表。例如，通常可以设有用于检测所述生物选择区1内氧化还原电位的生物选择区ORP在线监测仪15(检测位置优选为该分区的出水侧)、用于检测兼氧区2内氧化还原电位的兼氧区ORP在线监测仪16(检测位置优选为该分区的出水侧)、用于检测兼氧区2内溶解氧浓度的兼氧区DO在线监测仪17(检测位置优选为该分区的出水侧)和用于检测好氧区溶解氧浓度的好氧区DO在线监测仪18(检测位置优选为该分区的出水侧)。

可以依据现有技术设置相应的智能控制系统，依据控制要求进行反应器的整体运行控制。例如，可以在运行过程中控制兼氧区进水侧区域的溶解氧浓度≤0.3mg/L，控制好氧区进水侧区域的溶解氧浓度≤0.8mg/L。

池体和池内的隔墙可以采用任意适宜材料或制备方式，例如，可以为混凝土建筑墙体，或砖混墙体，也可以采用钢板(包括以钢板为基础的复合板)或其他板材制成。通常，可以依据使用要求，设置防腐的内表层(朝向池内或位于池内的表面层，位于池内的隔板的两侧表面层均称为内表层)。

各过水孔(例如，各隔墙过水孔、渠道过水孔)的设置方式依据实际需要，通常为设置在相关墙体(隔墙、池壁等)上的通孔，也可以采用穿过相关墙体的管道，或者采用其他形状或布置方式的管道等介质通道，用于连通任意两分区的过水孔的数量可以为一个，或可以为多个，当为多个时，可以位于同一高度，也可以位于不同高度，以满足相应介质(通常为水和污泥的混合物)流通的需要。

本说明书依据通常方式将水和污泥的混合物或混合介质流称为水或污泥，其中所称水中通常含有一定比例的污泥，所称污泥中通常含有一定比例的水。

本说明书所称的分区(池内的分区)是指池内由隔墙分隔出的任意独立功能区域。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.能够同步硝化反硝化的污水处理生化反应器，包括池体，其特征在于所述池体通过隔墙分隔出生物选择区、兼氧区、好氧区、沉淀池及污泥井，所述生物选择区通过隔墙过水孔和/或空气提推器连通所述兼氧区的进水侧，所述兼氧区的出水侧通过隔墙过水孔和/或空气提推器连通所述好氧区的进水侧，所述好氧区的出水侧通过隔墙过水孔连接所述沉淀池的进水侧，所述沉淀池的出泥侧通过渠道过水孔连通所述污泥井，所述污泥井的回流侧通过隔墙过水孔连通所述生物选择区，所述好氧区的回流侧通过隔墙过水孔连通所述生物选择区。

2.根据权利要求1所述的污水处理生化反应器，其特征在于所述沉淀池设有进水渠和出水渠，所述进水渠设有若干用于向沉淀区布水的布水管，所述进水渠的一端设有进水渠的可调堰门。

3.根据权利要求2所述的污水处理生化反应器，其特征在于所述沉淀池的出泥侧设有污泥回流渠，用于连通污泥井的渠道过水孔位于所述污泥回流渠的一端。

4.根据权利要求3所述的污水处理生化反应器，其特征在于所述沉淀池的沉淀区内设置有吸刮泥机，所述吸刮泥机上设有潜污泵。

5.根据权利要求1-4任一项所述的污水处理生化反应器，其特征在于反应器进水口设置于所述生物选择区。

6.根据权利要求1-4任一项所述的污水处理生化反应器，其特征在于所述生物选择区内设置有环形导流墙和推流型搅拌器。

7.根据权利要求1-4任一项所述的污水处理生化反应器，其特征在于所述兼氧区内设置有曝气装置及推流型搅拌器。

8.根据权利要求1-4任一项所述的污水处理生化反应器，其特征在于所述好氧区内设置有曝气装置。

9.根据权利要求1-4任一项所述的污水处理生化反应器，其特征在于所述污泥井内设置有剩余污泥泵。

10.根据权利要求1-4任一项所述的污水处理生化反应器，其特征在于设有用于检测所述生物选择区内氧化还原电位的生物选择区ORP在线监测仪、用于检测兼氧区内氧化还原电位的兼氧区ORP在线监测仪、用于检测兼氧区内溶解氧浓度的兼氧区DO在线监测仪和用于检测好氧区溶解氧浓度的好氧区DO在线监测仪。

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