CN212669475U - 一种污水脱氮折流反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污水脱氮折流反应器，属于污水处理技术领域。一种污水脱氮折流反应器，主要由进水区、折流式生物反硝化区、出水区、硫粉投加装置、硫粉回收装置、清水回流装置构成。本实用新型应用于污水处理厂二级生化出水深度脱氮处理时，水流处于紊流状态，提高了传质效率，增强了脱氮硫杆菌的活性，降低了污水中的总氮量，减少了环境污染。

Description

一种污水脱氮折流反应器

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，特别是一种污水脱氮折流反应器。

背景技术

近年来，富营养水域中氨氮比重呈减小趋势，硝酸盐氮含量则日益上升，占无机氮的比重总体呈增大趋势。

污水中N污染物的去除主要是通过生物的硝化反硝化作用得以实现。然而，在一般的污水处理工艺中，由于排水标准仅强制要求氨氮达标，大部分水厂只是将氨氮转化成硝酸盐氮排放，导致污水经过二级处理后硝酸盐氮依然很高，最终导致其中氨氮含量较低但TN含量偏高，因此并未达到无害化处理效果。只有通过进一步反硝化处理，将残余NO₃ ^--N或NO₂ ^--N通过生化反应生成无害的氮气(N₂)，从水中逸出，才能最终实现氨氮的无害处理。

目前生物脱氮中的自养反硝化具有无需投加有机碳源、剩余污泥少、运行成本低、效率高、工艺简单等优势受到工程界的重视，自养反硝化中的硫自养反硝化是指功能微生物利用还原态的硫作为电子供体，将NO₃ ^--N还原为氮气(N₂)的过程。

其中，单质硫(S⁰)廉价、无毒，理化性质稳定，还能作为载体供微生物生长，以低价态硫作为电子供体，以NO₃ ^--N或NO₂ ^--N作为电子受体进行自养反硝化脱氮过程。因而，近年来利用单质硫自养反硝化技术实现城市污水厂二级出水深度脱氮受到广泛关注和研究。

目前在世界各国均有利用硫自养反硝化处理污水的研究和应用，所使用的反应器装置也各有不同。近年来，厌氧折流板反应器因其工艺稳定、节能、运行简单等优点，在中、高浓度污水处理中得到了飞速发展。但是，对于低浓度二级生物处理后的城市污水，由于底物浓度低产气量减少，底物和污泥之间的传质作用差，微生物活性得不到充分发挥等问题限制了厌氧折流板反应器在二级生物处理尾水的应用。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种污水脱氮折流反应器，提高污水与活性污泥之间的传质效率，增强单位体积内硫自养菌的活性，降低污水中的总氮量。

为了实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案是：一种污水脱氮折流反应器，其特征在于包括：

进水区，其用于接收并分配污水处理厂二级生物处理的尾水，所述进水区连通污水二级生物处理设施出水；

折流式生物反硝化区，其接收所述进水区分配的尾水，利用活性污泥将所述尾水处理为清水；

出水区，其接收所述折流式生物反硝化区流出的清水；

硫粉回收装置，其用于回收反硝化反应中剩余的硫粉，设置在所述折流式生物反硝化区中部的液体表面并与所述进水区连通；

清水回流装置，其将所述出水区中的清水引流至所述折流式生物反硝化区，从而调整所述活性污泥的悬浮状态；

其中，所述进水区通过第一堰门和/或第二堰门连通所述折流式生物反硝化区，所述尾水的分配流量通过所述第一堰门和/或第二堰门的开度大小调节。

优选的，所述进水区包括：

进水管，其将所述二级生物处理的尾水引入所述进水区，所述进水管进水口连通污水厂二级生物处理设施出水；

进水池，用于接收所述进水管出水口流出的尾水；

配水渠，用于分配所述进水池中的尾水，所述配水渠通过所述第一堰门与所述进水池连通。

优选的，所述折流式生物反硝化区为顶部敞口的水池，所述水池中部由底面向上设置竖直方向并行排列的隔断将所述水池分隔为多个反应室，

其中，

左端反应室左侧壁、所述隔断及所述右端反应室右侧壁均为竖直方向的溢流堰，且所述溢流堰的高度自左向右依次降低，以及

所述左侧壁连通所述左端反应室和所述配水渠，中间反应室通过所述第二堰门与所述配水渠连通。

优选的，所述左侧反应室左侧壁和所述隔断的右侧均由所述反应室顶部向下设置折流板，从而将所述反应室分成下向流池与上向流池两个区域，所述折流板与所述反应室隔断平行，所述折流板下部向右倾斜弯折。

优选的，每个所述反应室两底脚设置斜坡，所述斜坡的斜面分别与所述溢流堰侧面、所述反应室内部底面、所述反应室内部前面及所述反应室内部后面封闭连接。

优选的，还包括硫粉投加装置，其用于向所述尾水中投加单质硫粉，所述硫粉投加装置包括：

硫粉投加水射器，其将所述硫粉和清水混合成浆液并为所述浆液提供输送动力，所述硫粉投加水射器出水口连接硫粉投加管，所述硫粉投加水射器进料口用于投加单质硫粉；

所述硫粉投加管，其将所述浆液通过另一开口投加至所述折流式生物反硝化区进水处；

硫粉投加供水管，其提供所述硫粉混合用的所述清水，所述硫粉投加供水管一端与所述硫粉投加水射器连通，另一端连通清水水源。

优选的，所述清水水源为所述出水区。

优选的，所述硫粉回收装置包括：

撇渣设备，其用于截留所述反硝化反应中剩余的硫粉，所述撇渣设备设置在所述折流式生物反硝化区中部的液体表面；

撇渣管，其将所述撇渣设备中的硫粉引入所述进水区，所述撇渣管一端连通所述撇渣设备，另一端连通所述进水区；

其中，当所述反硝化反应过程中的溶液流经所述撇渣设备时，漂浮在所述溶液表面的硫粉滞留在所述撇渣设备中。

优选的，所述出水区包括:

出水渠，其用于接收所述清水，所述出水渠与所述折流式生物反硝化区连通；出水管，其用于排放所述出水渠中的清水，所述出水管安装在所述出水渠底部，所述出水管一端连通所述出水渠，另一端连通所述污水脱氮折流反应器外部絮凝池。

优选的，所述清水回流装置包括：

回流泵，其为所述清水提供回流动力，所述回流泵位于所述出水区底部；

回流管，其将所述清水引流至所述折流式生物反硝化区，所述回流管一端连接所述回流泵，所述回流管设置多个分支管，每一所述分支管上安装拍门，所述拍门开口于所述折流式生物反硝化区的进水处液面以下。

优选的，所述折流式生物反硝化区为多个，任意相邻两个所述折流式生物反硝化区之间设置所述配水渠。

本实用新型的有益效果是：通过一种污水脱氮折流反应器，提高污水与活性污泥之间的传质效率，增强单位体积内硫自养菌的活性，降低污水中的总氮量，减少环境污染。

附图说明

图1是本实用新型一种污水脱氮折流反应器结构示意图的俯视图；

附图中各部件的标记如下：101-进水池、102-进水管、103-走道板、104-配水渠、105-硫粉投加管、106-第一反应室、107-第二反应室、108-第三反应室、109-出水渠。

图2是本实用新型一种污水脱氮折流反应器走道板以下结构示意图的俯视图：

附图中各部件的标记如下：201-第一堰门、202-拍门、203-第二堰门、204-清水回流管、205-流量计、206-回流泵、207-硫粉配水泵、208-硫粉供水管、209-出水管、210-撇渣设备。

图3是本实用新型一种污水脱氮折流反应器结构示意图的正视图：

附图中各部件的标记如下：301-第一溢流堰、302-第二溢流堰、303-第三溢流堰、304-第四溢流堰、305-第一折流板、306-第二折流板、307-第三折流板。

图4是本实用新型一种污水脱氮折流反应器沿进水池中心线剖面结构示意图：

图5是本实用新型撇渣设备中心剖面图

附图中各部件的标记如下：401－撇渣管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，本申请权利要求书和说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

图1所示的是本实用新型一种污水脱氮折流反应器结构，该污水脱氮折流反应器主要包括：进水池101、进水管102、走道板103、配水渠104、硫粉投加管105、第一反应室106、第二反应室107、第三反应室108、出水渠109。

进水池101、进水管102及配水渠104构成了本实用新型的进水区，进水管102一端连通污水厂二级生物处理设施出水，另一端开口于进水池101。进水管102将二级生物处理设施中的尾水(本实用新型处理的目标)引入进水池101，进水池101通过第一堰门201连通配水渠104，通过调节第一堰门201的开度控制进水配水渠的水量。配水渠104包括三个支渠，分别对应进水池101的三个侧面和三个第一堰门201。走道板103用于观察整个折流反应器的运行情况，可以通过走道板103到达折流反应器的各个部位，进行对设备的调节、维修等。

由图1可以看出，本实施例中包括两个对称分布的折流式生物反应硝化区，位于配水渠104的一个分支两侧。每一个折流式生物反应硝化区为一个顶部敞口的水池。在水池的中部从底面向上设置竖直并排的隔断(溢流堰)，将折流式生物反应硝化区分成了三个反应室，分别为第一反应室106、第二反应室107及第三反应室108。第三反应室108的右侧与出水渠109连通，出水渠109用于排放经过折流式生物反应硝化区处理后的清水。

反应室的数目可以根据实际处理二级生物处理设施出水的尾水需要进行调整，可以设置成两个、三个、四个、五个等不同数量。折流式生物反应硝化区的数目及配水渠104的分支数目同样可以根据实际处理污水的需要进行调整。

图2所示是走道板103以下本实用新型一种污水脱氮折流反应器结构。图中可以看到第一堰门201、拍门202、第二堰门203、回流管204、流量计205、回流泵206、硫粉配水泵207、硫粉供水管208、出水管209。

第一堰门201用于连通进水池101和配水渠104的三个分支，配水渠104的一个分支通过第二堰门203分别与第二反应室107及第三反应室108连通，从而通过第二堰门203开度的大小调节进入第二反应室107的尾水量和进入第三反应室108的尾水量。通过第二堰门203分配的尾水调整第二反应室107和第三反应室108中的硝态氮含量，以满足硫自养菌活性的需要。拍门202、回流管204、流量计205及回流泵206构成了本实用新型的清水回流装置。回流泵206设置在出水渠109的底部，其为出水渠109中的清水提供回流动力。回流泵206与回流管204的一端连通，回流管204的上安装流量计205，用于观察回流清水的流量。回流管204上设置多个分支管，每一分支管末端上安装拍门202，拍门202开口于折流式生物反硝化区中第一反应室106及第二反应室107的进水处液面以下。清水回流可以提高反应区内水的上升流速，通过进水和回流的快速上升带动污泥上升，从而使污泥成悬浮状态，使硫粉、污水与污泥充分接触，从而使反应更加充分，并同时继续脱氮。

硫粉配水泵207、硫粉供水管208、硫粉投加管105及硫粉投加水射器构成了本实用新型的硫粉投加装置。硫粉配水泵207设置于出水渠109的底部，硫粉配水泵207与硫粉供水管208连通，硫粉供水管208的另一端连接硫粉投加水射器的进水口。硫粉投加水射器的进料口用于投加单质硫粉，硫粉投加水射器的出水口连通硫粉投加管105。硫粉投加管105的另一端开口于折流式生物反硝化区中左端反应室(第一反应室106)的进水处(见图1)。

硫粉投加水射器将脱氮反应所需的硫粉和清水混合均匀，通过硫粉投加管105将硫粉清水混合物投加至折流式生物反硝化区中左端反应室(第一反应室106)的进水处。硫粉投加水射器的进水口也可以连通其它清水水源(比如自来水)。

撇渣设备210和撇渣管401(见图5)构成了本实用新型的硫粉回收装置。撇渣设备210设置在折流式生物反硝化区中部的液面上(如第一反应室106、第二反应室107、第三反应室108及出水渠109相互间隔断前面的液面上)，硫粉投加管105中的硫粉随着水流进入第一反应室106，并随着生物反硝化反应的进行不断消耗，未参加反硝化反应的硫粉在三个反应室交界处的液面上被撇渣设备210截留。与部分反应溶液一起流入撇渣管401，撇渣管401与进水池101连通，从而使回收的硫粉重新进入生物反硝化区，提高硫粉的利用率。硫粉回收装置的数量可以根据实际的需要进行调整，比如间隔一个反应室设置一套硫粉回收装置。

出水渠109和出水管209构成了本实用新型的出水区。出水渠109，其与折流式生物反硝化区连通，其用于接收折流式生物反硝化区流出的清水，出水管109安装在出水渠109底部，其用于排放出水渠109中的清水，出水管209一端连通出水渠109，另一端连通污水脱氮折流反应器外部絮凝池。

图3所示是本实用新型一种污水脱氮折流反应器结构。从竖直方向描述了本实用新型中折流式生物反硝化区的结构。折流式生物反硝化区为顶部敞口的水池，水池中间设置竖直方向并行排列的隔断(即第二溢流堰302和第三溢流堰303)。其中第一溢流堰301、第二溢流堰302、第三溢流堰303及第四溢流堰304将折流式生物反硝化区分成了第一反应室106、第二反应室107及第三反应室108。左端反应室(第一反应室106)通过第一溢流堰301与配水渠104连通，右端反应室(第三反应室108)通过第四溢流堰304与出水渠109连通。中间反应室(第二反应室107)通过第二堰门203与配水渠104连通。四个溢流堰的高度从左向右依次降低。

每个反应室内由反应室顶部向下设置一个竖直方向且下部向右倾斜弯折的折流板，即第一折流板305、第二折流板306、第三折流板307。第一折流板305位于第一溢流堰301的右侧，从而将第一反应室106分成下向流池与上向流池两个区域；第二折流板306位于第二溢流堰302的右侧从而将第二反应室107分成下向流池与上向流池两个区域；第三折流板307位于第三溢流堰303的右侧从而将第三反应室108分成下向流池与上向流池两个区域。

在四个溢流堰和三个折流板的共同作用下，配水渠104中的尾水依次流过第一反应室106的下向流池、第一反应室106上向流池、第二反应室107的下向流池、第二反应室107上向流池、第三反应室108的下向流池、第三反应室108上向流池、及出水渠109。在此过程中，尾水被反应室内的活性污泥处理为清水。尾水中的硝酸盐氮通过与硫自养菌菌群接触而得到去除。尾水处理过程中反应器内产生的气体使反应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动，水力流态接近推流式。水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流经的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反应器内。

拍门202开口于折流式生物反硝化区中第一反应室106及第二反应室107的进水处液面以下，每个反应室中的拍门202为两个。拍门202的数量也可以根据具体处理污水的需要进行调整。从而更好的调节进水的流速和流量，使活性污泥和水充分混合，提高污泥与水之间的的传质效率，为污泥中的微生物提供适宜的环境条件。

三个反应室中的每一反应室的两底脚设置斜坡，斜坡的斜面分别与溢流堰侧面、反应室内部底面、反应室内部前面及反应室内部后面封闭连接。

图4所示是本实用新型一种污水脱氮折流反应器沿进水池中心线剖面结构。配水渠104中的第二堰门203设置在第二反应室107和第三反应室108的进水处。

本实用新型以某污水厂一期出水为处理对象，运行过程中的数据表明：

在23℃以上时，容积负荷达到0.8kgN/(m³·d)，处理污水NO₃ ^--N浓度20mg/L左右，水力停留时间0.6h，TN去除率高达90％，最大上升流速4m/h时仍可保证污泥在反应区内均匀悬浮，不随出水流失。当水温在10～20℃之间时，容积维持在0.48kgN/(m³·d)，出水TN稳定低于10mg/L。

本实用新型的应用，提高了污水与活性污泥之间的传质效率，增强单位体积内硫自养菌的活性，降低污水中的总氮量，减少环境污染。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种污水脱氮折流反应器，其特征在于包括：

进水区，其用于接收并分配污水处理厂二级生物处理的尾水，所述进水区连通污水二级生物处理设施出水；

折流式生物反硝化区，其接收所述进水区分配的尾水，利用活性污泥将所述尾水处理为清水；

出水区，其接收所述折流式生物反硝化区流出的清水；

硫粉回收装置，其用于回收反硝化反应中剩余的硫粉，设置在所述折流式生物反硝化区中部的液体表面并与所述进水区连通；

清水回流装置，其将所述出水区中的清水引流至所述折流式生物反硝化区，从而调整所述活性污泥的悬浮状态；

其中，所述进水区通过第一堰门和/或第二堰门连通所述折流式生物反硝化区，所述尾水的分配流量通过所述第一堰门和/或第二堰门的开度大小调节。

2.如权利要求1所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于所述进水区包括：

进水管，其将所述二级生物处理的尾水引入所述进水区，所述进水管进水口连通污水厂二级生物处理设施出水；

进水池，用于接收所述进水管出水口流出的尾水；

配水渠，用于分配所述进水池中的尾水，所述配水渠通过所述第一堰门与所述进水池连通。

3.如权利要求2所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于所述折流式生物反硝化区为顶部敞口的水池，所述水池中部由底面向上设置竖直方向并行排列的隔断将所述水池分隔为多个反应室，

其中，

左端反应室左侧壁、所述隔断及右端反应室右侧壁均为竖直方向的溢流堰，且所述溢流堰的高度自左向右依次降低，以及

所述左侧壁连通所述左端反应室和所述配水渠，中间反应室通过所述第二堰门与所述配水渠连通。

4.如权利要求3所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于所述左端反应室左侧壁和所述隔断的右侧均由所述反应室顶部向下设置折流板，从而将所述反应室分成下向流池与上向流池两个区域，所述折流板与所述反应室隔断平行，所述折流板下部向右倾斜弯折。

5.如权利要求3所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于每个所述反应室两底脚设置斜坡，所述斜坡的斜面分别与所述溢流堰侧面、所述反应室内部底面、所述反应室内部前面及所述反应室内部后面封闭连接。

6.如权利要求1所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于，还包括硫粉投加装置，其用于向所述尾水中投加单质硫粉，所述硫粉投加装置包括：

硫粉投加水射器，其将所述硫粉和清水混合成浆液并为所述浆液提供输送动力，所述硫粉投加水射器出水口连接硫粉投加管，所述硫粉投加水射器进料口用于投加单质硫粉；

所述硫粉投加管，其将所述浆液通过另一开口投加至所述折流式生物反硝化区进水处；

硫粉投加供水管，其提供所述硫粉混合用的所述清水，所述硫粉投加供水管一端与所述硫粉投加水射器连通，另一端连通清水水源。

7.如权利要求6所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于所述清水水源为所述出水区。

8.如权利要求1所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于所述硫粉回收装置包括：

撇渣设备，其用于截留所述反硝化反应中剩余的硫粉，所述撇渣设备设置在所述折流式生物反硝化区中部的液体表面；

撇渣管，其将所述撇渣设备中的硫粉引入所述进水区，所述撇渣管一端连通所述撇渣设备，另一端连通所述进水区；

其中，当所述反硝化反应过程中的溶液流经所述撇渣设备时，漂浮在所述溶液表面的硫粉滞留在所述撇渣设备中。

9.如权利要求1所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于所述出水区包括:

出水渠，其用于接收所述清水，所述出水渠与所述折流式生物反硝化区连通；

出水管，其用于排放所述出水渠中的清水，所述出水管安装在所述出水渠底部，所述出水管一端连通所述出水渠，另一端连通所述污水脱氮折流反应器外部絮凝池。

10.如权利要求1所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于所述清水回流装置包括：

回流泵，其为所述清水提供回流动力，所述回流泵位于所述出水区底部；

回流管，其将所述清水引流至所述折流式生物反硝化区，所述回流管一端连接所述回流泵，所述回流管设置多个分支管，每一所述分支管上安装拍门，所述拍门开口于所述折流式生物反硝化区的进水处液面以下。

11.如权利要求2至5任一项所述的污水脱氮折流反应器，其特征在于所述折流式生物反硝化区为多个，任意相邻两个所述折流式生物反硝化区之间设置所述配水渠。

Images