CN218058586U - 一种可转换反应器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种可转换反应器。可转换反应器用于污水处理，包括装置外壳、固定床、曝气系统和搅拌器。装置外壳的内部形成有反应腔室，沿装置外壳的底部至顶部的方向，反应腔室依次包括第一反应区、第二反应区以及集水区，第一反应区设置有活性污泥，装置外壳的壁设置有进水管和排放管，进水管连通第一反应区，排放管连通集水区。固定床的内部设置有生物载体填料，固定床设置于第二反应区且固定床的内部与第二反应区连通。曝气系统设置于第一反应区中，用于曝气。搅拌器设置于第一反应区中，用于搅拌。

Description

一种可转换反应器

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种可转换反应器。

背景技术

农村污水主要为农户生活污水、畜禽养殖废水及乡村企业排放废水等，其中生活污水占的比重最大。我国农村污水特点既不同于国外一些发达国家，也不同于我国城市污水。农村污水类型复杂，水量、水质波动大，季节性变化明显。

农村污水多采用模块化或一体化处理设备，采用的工艺也非常多，基本涵盖了污水处理的所有工艺。但农村污水处理技术大多套用大城市的污水处理技术，为克服农村污水规模小，水质、水量变化大特点，设计中采用较大的时变化系数，延长生化处理水力停留时间等措施(如农村污水采用应用活性污泥法的反应器，即反应器内设置有活性污泥，将废水与活性污泥(微生物)混合搅拌并曝气，使废水中的有机污染物分解，生物固体随后从已处理废水中分离，实现污水的处理，然而，由于活性污泥处理效果有限，会通过延长生化处理水力停留时间等措施来保证排放的品质)，增加了项目投资，尤其是污水处理排放标准的提高，增加了农村污水处理稳定达标的困难。

实用新型内容

本申请提供了一种可转换反应器，能够有效地提高污水处理的效果。

本申请的目的是由下述技术方案实现的：

第一方面，本申请提供了一种可转换反应器，用于污水处理，包括：

装置外壳，内部形成有反应腔室，沿所述装置外壳的底部至顶部的方向，所述反应腔室依次包括第一反应区、第二反应区以及集水区，所述第一反应区设置有活性污泥，所述装置外壳的壁设置有进水管和排放管，所述进水管连通所述第一反应区，所述排放管连通所述集水区；

固定床，所述固定床的内部设置有生物载体填料，所述固定床设置于所述第二反应区且所述固定床的内部与所述第二反应区连通；

曝气系统，设置于所述第一反应区中，用于曝气；

搅拌器，设置于所述第一反应区中，用于搅拌。

上述方案中，污水经进水管进入依次第一反应区和第二反应区，在第一反应区中被活性污泥作用，在第二反应区中被生物载体填料作用(通过生物载体填料表面的生化膜上的微生物处理污水)，实现污水的处理，其中，在需要进行好氧反应时，搅拌器停止工作，通过曝气系统充氧曝气，在需要进行缺氧反应时，曝气系统停止工作，搅拌器搅拌。

当反应器主要去除对象为有机物和氨氮时，第一反应区和第二反应区可调整转换为好氧状态，通过曝气作用和水流提升作用，提高微生物、溶解氧和污染物传质效率，当生物载体填料表面生物膜较厚时，老化的生物膜也会由于水流和气流的冲刷而自然脱落，随水流冲走，使生物膜不断更新，始终保持较高活性。

当反应器主要去除对象为硝酸氮和亚硝酸氮时，第一反应区和第二反应区可调整转换为缺氧状态，依靠搅拌器作用，使活性污泥和生物膜上微生物与污水中的污染物充分接触，从而达到去除污染物目的，必要时可以适当曝气，辅助生物膜的脱落和更新。

通过在第一反应区设置活动污泥，在第二反应区设置装载有生物载体填料的固定床，使得可转换反应器结合了活性污泥法和生物膜法(泥膜IFAS工艺)的诸多优点，以提高对污水处理的效率。

同时，通过对搅拌器和曝气系统的切换，在不延长水力停留时间条件下，根据污水水质及排放水质要求，可灵活地切换缺氧或好氧条件，增强抗冲击负荷能力，提高总氮或有机物及氨氮去除率。

根据本申请的一些实施例，所述装置外壳的顶部形成有开口；

沿所述装置外壳的高度方向，所述固定床被配置为可提升地设置于所述装置外壳内，以可由所述开口提升出。

根据本申请的一些实施例，所述固定床包括多个固定单元以及多个筛网；

所述筛网与所述固定单元一一对应；

每个所述固定单元的内部均设置有所述生物载体填料，所述生物载体填料被每个所述固定单元对应的筛网限制在所述固定单元内部。

根据本申请的一些实施例，所述装置外壳的内部设置有多个支撑梁，每个所述固定单元至少对应一个所述支撑梁，所述支撑梁支撑对应的所述固定单元。

根据本申请的一些实施例，所述可转换反应器还包括起吊架，所述起吊架设置于所述装置外壳的顶部，所述起吊架与所述固定单元连接，用于提升所述固定单元。

根据本申请的一些实施例，所述装置外壳的横截面呈圆形；

所述多个固定单元围绕于所述装置外壳的中心轴线设置。

根据本申请的一些实施例，所述多个固定单元在中心位置形成安装孔，所述安装孔与所述装置外壳同轴设置；

所述搅拌器为立轴搅拌器，所述搅拌器包括驱动件、轴体以及搅拌叶；

所述驱动件设置于所述装置外壳的顶部，所述轴体的一端连接所述驱动件，另一端穿过所述安装孔并与所述搅拌叶连接，所述搅拌叶处于所述第一反应区。

根据本申请的一些实施例，所述曝气系统包括曝气机、空气管和曝气器，所述曝气机设置于所述装置外壳的外部，所述曝气器设置于所述第一反应区中且位于所述反应腔室的底部，所述曝气机通过所述空气管向所述曝气器提供气体。

根据本申请的一些实施例，装置外壳的壁还设置有污泥回流管，所述污泥回流管连通所述第一反应区，用于向所述第一反应区提供活性污泥。

根据本申请的一些实施例，所述生物载体填料为多孔悬浮球内置专用载体填料。

本申请与现有技术相比具有如下优点：

可转换反应器采用生物膜强化污泥处理工艺(IFAS工艺)，结合了活性污泥法和生物膜法的诸多优点，可以实现更多的工艺能力；可转换反应器可在不延长水力停留时间条件下，根据污水水质及排放水质要求，灵活地切换缺氧或好氧条件，增强抗冲击负荷能力，提高总氮或有机物及氨氮去除率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一些实施例中可转换反应器的示意图；

图2为本申请一些实施例固定床的示意图。

图标：10-装置外壳；11-第一反应区；11a-活性污泥；12-第二反应区；13-集水区；14-进水管；15-排放管；16-污泥回流管；

20-固定床；20a-生物载体填料；21-固定单元；22-筛网；23-安装孔；

30-曝气系统；31-曝气机；32-空气管；33-曝气器；

40-搅拌器；41-驱动件；42-轴体；43-搅拌叶；

50-起吊架。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

发明人发现，农村污水类型复杂，水量、水质波动大，季节性变化明显，在一些情况下需要增加好氧反应时间，去除有机物和氨氮，在另一些情况下需要增加缺氧反应去除硝酸氮和亚硝酸氮，而现有的污水处理装置无法灵活切换有氧反应和无氧反应(现有的污水处理装置发生有氧反应和无氧反应的池体分别为两个池体，需要通过开关阀门，调节管路以将污水通入不同的池体)，导致处理效率低。

为此，发明人研究了一种可转换反应器，该可转换反应器通过生物载体填料和活性污泥共同对污水进行处理，即结合了活性污泥法和生物膜法对污水进行处理，保证污水处理的效果；同时反应器内同时设置曝气系统和搅拌器，以通过切换曝气系统和搅拌器工作开关的方式，灵活地切换有氧反应和无氧反应，保证污水处理的效率。

请参见图1和图2，图1为本申请一些实施例中可转换反应器的示意图，图2为本申请一些实施例固定床的示意图。

可转换反应器用于污水处理，包括装置外壳10、固定床20、曝气系统30和搅拌器40。

装置外壳10的内部形成有反应腔室，沿装置外壳10的底部至顶部的方向，反应腔室依次包括第一反应区11、第二反应区12以及集水区13(第一反应区11、第二反应区12以及集水区13依次连通)，第一反应区11设置有活性污泥11a，装置外壳10的壁设置有进水管14和排放管15，进水管14连通第一反应区11，排放管15连通集水区13。在一些实施例中，装置外壳10体可以采用碳钢防腐或玻璃钢制品。进水管14和排放管15均设置有阀门，以控制进水管14和排放管15的开闭。固定床20的内部设置有生物载体填料20a，固定床20设置于第二反应区12且固定床20的内部与第二反应区12连通。曝气系统30设置于第一反应区11中，用于曝气。搅拌器40设置于第一反应区11中，用于搅拌。

上述方案中，污水经进水管14进入依次第一反应区11和第二反应区12，在第一反应区11中被活性污泥11a作用，在第二反应区12中被生物载体填料20a作用(通过生物载体填料20a表面的生化膜上的微生物处理污水)，实现污水的处理，其中，在需要进行好氧反应时，搅拌器40停止工作，通过曝气系统30充氧曝气，在需要进行缺氧反应时，曝气系统30停止工作，搅拌器40搅拌。

当反应器主要去除对象为有机物和氨氮时，第一反应区11和第二反应区12可调整转换为好氧状态，通过曝气作用和水流提升作用，提高微生物、溶解氧和污染物传质效率，当生物载体填料20a表面生物膜较厚时，老化的生物膜也会由于水流和气流的冲刷而自然脱落，随水流冲走，使生物膜不断更新，始终保持较高活性。

当反应器主要去除对象为硝酸氮和亚硝酸氮时，第一反应区11和第二反应区12可调整转换为缺氧状态，依靠搅拌器40作用，使活性污泥11a和生物膜上微生物与污水中的污染物充分接触，从而达到去除污染物目的，必要时可以适当曝气，辅助生物膜的脱落和更新。

经过第一反应区11和第二反应区12处理后的污水进入集水区13，由排放管15排放。

根据本申请的一些实施例，装置外壳10的顶部形成有开口(图中未示出)。沿装置外壳10的高度方向，固定床20被配置为可提升地设置于装置外壳10内，以可由开口提升出。

上述方案中，在一些实施例中，固定床20可以沿着装置外壳10的高度方向移动，以能够通过外力移动至装置外壳10之外，以对固定床20进行维护，从而能够及时地更换生物载体填料20a，保证生物载体填料20a的生物膜的活性。

根据本申请的一些实施例，请结合图1和图2，固定床20包括多个固定单元21以及多个筛网22。筛网22与固定单元21一一对应。每个固定单元21的内部均设置有生物载体填料20a，生物载体填料20a被每个固定单元21对应的筛网22限制在固定单元21内部。

上述方案中，生物载体填料20a一般地为独立的悬浮状态，其易受到水流的作用而移动，为此，通过将生物载体填料20a分别固定在多个固定单元21内，配合筛网22的限制，能够避免生物载体填料20a因水流作用出现堆积现象和避免在出水口处产生堵塞问题。

根据本申请的一些实施例，装置外壳10的内部设置有多个支撑梁，每个固定单元21至少对应一个支撑梁，支撑梁支撑对应的固定单元21。

上述方案中，通过设置支撑梁来支撑固定单元21，以保证每一个固定单元21均稳定地处于第二反应区12内。

在一些实施例中，支撑梁可以焊接于装置外壳10的内壁，支撑梁的顶部与固定单元21的底部抵接，以实现对固定单元21的支撑。在一些实施例中，每一个固定单元21可以对应两个或者两个以上的支撑梁，以保证对固定单元21的稳定支撑。

在另一些实施例中，装置外壳10的内壁可以设置限位槽，该限位槽可以沿装置外壳10的高度方向延伸，该限位槽的底部可以对应于第一反应器和第二反应区12的交界位置，该限位槽的顶部可以延伸至开口，固定单元21的壁可以设置滑块，该滑块能够可滑动地嵌设在限位槽内，进而可以实现固定单元21和装置外壳10的稳定装配，也可以实现固定单元21可提升地设置于装置外壳10内。

根据本申请的一些实施例，可转换反应器还包括起吊架50，起吊架50设置于装置外壳10的顶部，起吊架50与固定单元21连接，用于提升固定单元21。

起吊架50为现有技术中的起吊架50，通过起吊架50的工作，能够对固定单元21提供向上的力，进而可以将固定单元21提升至装置外壳10之外。

在一些实施例中，固定单元21的数量为六个，起吊架50的数量为三个，每个起吊架50与两个固定单元21连接，即每个起吊架50控制两个固定单元21的提升。

根据本申请的一些实施例，请参见图2，装置外壳10的横截面呈圆形。多个固定单元21围绕于装置外壳10的中心轴线设置。

参见图2，六个固定单元21围绕于装置外壳10的中心轴线设置，以围设呈圆状，能够贴合于装置外壳10的壁面，利于固定床20稳定地处于第二反应区12中。

根据本申请的一些实施例，请结合图1和图2，多个固定单元21在中心位置形成安装孔23，安装孔23与装置外壳10同轴设置。搅拌器40为立轴搅拌器40，搅拌器40包括驱动件41、轴体42以及搅拌叶43。驱动件41设置于装置外壳10的顶部，轴体42的一端连接驱动件41，另一端穿过安装孔23并与搅拌叶43连接，搅拌叶43处于第一反应区11。

在一些实施例中，驱动件41可以为普通电机或者伺服电机。

上述方案中，搅拌器40采用立轴搅拌器40，针对污水缺氧状态下污泥沉降，立轴搅拌器40可以将水流下推至装置外壳10的底部后向周边扩散，碰到装置外壳10的壁上升至上层液面流向负压区循环，可无搅拌死角。在其他一些实施例中，搅拌器40可以设置在装置外壳10的侧方，从侧方对反应腔室内的物质搅拌。

根据本申请的一些实施例，如图1，曝气系统30包括曝气机31、空气管32和曝气器33，曝气机31设置于装置外壳10的外部，曝气器33设置于第一反应区11中且位于反应腔室的底部，曝气机31通过空气管32向曝气器33提供气体。

在一些实施例中，曝气机31可以采用高压漩涡风机，其噪声小，设备运转平稳，基本没有故障，普通社区电工或者管道维修工均能操作和维护，管理人员只需定期巡检即可保证设备的正常运行。曝气器33位于第一反应区11的底部，用以保证好氧状态下污水需氧量、混合及处理效率等，并在缺氧状态下，辅助生物载体填料20a的冲刷和更新。

根据本申请的一些实施例，如图1，装置外壳10的壁还设置有污泥回流管16，污泥回流管16连通第一反应区11，用于向第一反应区11提供活性污泥11a。污泥回流管16用于向第一反应区11提供活性污泥11a，在其他一些实施例中，装置外壳10可以不设置污泥回流管16，其第一反应区11填充有活性污泥11a。

根据本申请的一些实施例，生物载体填料20a为多孔悬浮球内置专用载体填料。采用多孔悬浮球内置专用载体填料，可以实现悬浮球内流化，不宜堵塞，可实现富集微生物，提高处理效率，且对悬浮物有去除作用，在提高污泥浓度的情况下，可改善出水水质。在一些实施例中，生物载体填料20a可来源自山东省邦皓环保科技有限公司生产的固定式微流化载体填料。

本申请一些实施例提供的可转换反应器应用于农村污水生化段污水处理，与现有的农村污水处理装置相比较，可转换反应器主要有以下优点：

(1)可转换反应器采用生物膜强化污泥处理工艺(IFAS工艺)，结合了活性污泥法和生物膜法的诸多优点，可以实现更多的工艺能力；

(2)可转换反应器，在不延长水力停留时间条件下，根据污水水质及排放水质要求，可灵活地切换缺氧或好氧条件，增强抗冲击负荷能力，提高总氮或有机物及氨氮去除率；

(3)设置有生物载体填料的固定床设置成可提式，便于设备安装，维护和检修等，且生物载体填料被筛网限制在六个固定单元内，可防止生物载体填料出现堆积现象和堵塞问题；

(4)生物载体填料采用多孔悬浮球内置专用载体填料，可以实现悬浮球内流化，不宜堵塞，提高处理效率，且对悬浮物有去除作用，在提高污泥浓度的情况下，可改善出水水质；

(5)曝气机采用高压漩涡风机，噪声小，设备运转平稳，基本没有故障，操作和维护简单；

(6)搅拌器采用立轴搅拌器，可无搅拌死角。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可转换反应器，用于污水处理，其特征在于，包括：

装置外壳，内部形成有反应腔室，沿所述装置外壳的底部至顶部的方向，所述反应腔室依次包括第一反应区、第二反应区以及集水区，所述第一反应区设置有活性污泥，所述装置外壳的壁设置有进水管和排放管，所述进水管连通所述第一反应区，所述排放管连通所述集水区；

固定床，所述固定床的内部设置有生物载体填料，所述固定床设置于所述第二反应区且所述固定床的内部与所述第二反应区连通；

曝气系统，设置于所述第一反应区中，用于曝气；

搅拌器，设置于所述第一反应区中，用于搅拌。

2.根据权利要求1所述的可转换反应器，其特征在于，

所述装置外壳的顶部形成有开口；

沿所述装置外壳的高度方向，所述固定床被配置为可提升地设置于所述装置外壳内，以可由所述开口提升出。

3.根据权利要求2所述的可转换反应器，其特征在于，

所述固定床包括多个固定单元以及多个筛网；

所述筛网与所述固定单元一一对应；

每个所述固定单元的内部均设置有所述生物载体填料，所述生物载体填料被每个所述固定单元对应的所述筛网限制在所述固定单元内部。

4.根据权利要求3所述的可转换反应器，其特征在于，

所述装置外壳的内部设置有多个支撑梁，每个所述固定单元至少对应一个所述支撑梁，所述支撑梁支撑对应的所述固定单元。

5.根据权利要求3所述的可转换反应器，其特征在于，

所述可转换反应器还包括起吊架，所述起吊架设置于所述装置外壳的顶部，所述起吊架与所述固定单元连接，用于提升所述固定单元。

6.根据权利要求3所述的可转换反应器，其特征在于，

所述装置外壳的横截面呈圆形；

所述多个固定单元围绕于所述装置外壳的中心轴线设置。

7.根据权利要求6所述的可转换反应器，其特征在于，

所述多个固定单元在中心位置形成安装孔，所述安装孔与所述装置外壳同轴设置；

所述搅拌器为立轴搅拌器，所述搅拌器包括驱动件、轴体以及搅拌叶；

所述驱动件设置于所述装置外壳的顶部，所述轴体的一端连接所述驱动件，另一端穿过所述安装孔并与所述搅拌叶连接，所述搅拌叶处于所述第一反应区。

8.根据权利要求1所述的可转换反应器，其特征在于，

所述曝气系统包括曝气机、空气管和曝气器，所述曝气机设置于所述装置外壳的外部，所述曝气器设置于所述第一反应区中且位于所述反应腔室的底部，所述曝气机通过所述空气管向所述曝气器提供气体。

9.根据权利要求1所述的可转换反应器，其特征在于，

所述装置外壳的壁还设置有污泥回流管，所述污泥回流管连通所述第一反应区，用于向所述第一反应区提供活性污泥。

10.根据权利要求1-9任一项所述的可转换反应器，其特征在于，

所述生物载体填料为多孔悬浮球内置专用载体填料。

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