CN219752062U - 一种多相内循环生物反应器 - Google Patents
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本实用新型涉及污水处理和环境保护技术领域，提供了一种多相内循环生物反应器，包括沉淀罐和反应罐，所述沉淀罐设于所述反应罐中，且所述沉淀罐和所述反应罐构成同心圆的套筒式结构，所述沉淀罐和所述反应罐通过回流管和回流泵连通，所述回流管和所述回流泵使得反应器具有外循环流动。本实用新型既可以实现沉淀罐与反应罐之间污泥菌种和污水混合液的循环流动，提高反应器的抗冲击负荷，又可以利用反应器套筒式的结构提高反应器的空间利用率，降低废水处理的能耗，提高反应器的容积负荷和处理效率，良好的运行状态下可以有效的形成好氧颗粒污泥，可作为商业附加值较高的优良菌种。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理和环境保护技术领域，具体为一种多相内循环生物反应器。
背景技术
污水生物处理系统中，微生物聚集的形式主要有絮状污泥、生物膜和颗粒污泥这三种，其中颗粒污泥由于具有微生物量多、沉降性好等优点而广受研究者们的关注。如何提升厌氧和好氧污泥形成颗粒状形态，也作为污水处理研究领域的热点。
目前，常规的好氧生化处理系统均以絮状污泥为主，辅以生物填料、生物膜法来提高好氧生化系统污泥的浓度和污泥的沉降性能，但絮状污泥仍然无法达到颗粒污泥的效果。好氧颗粒污泥(AGS)具有表面光滑、密度大、沉降性能好，能够维持较高的生物量以及承受较高的有机负荷等优点。好氧颗粒污泥系统所需要的体积也比现有的常规活性污泥装置所需要的体积小，在能耗和土建费用方面均有所减少。
与厌氧颗粒污泥相比，好氧颗粒污泥的形成周期较短，约为30d。在耗能方面，好氧颗粒污泥可在常温条件下进行培养，同时在污水浓度方面局限性小，对高浓度工业废水和城市生活污水的处理均有良好效果。污泥在好氧条件下进行培养，颗粒的分层结构形成好氧、缺氧和厌氧区域，其结构特征可以实现一定程度的脱氮除磷效果。
研究一种既能提高抗冲击负荷又具有良好的形成稳定性好氧颗粒污泥的反应器非常有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多相内循环生物反应器，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种多相内循环生物反应器，包括沉淀罐和反应罐，所述沉淀罐设于所述反应罐中，且所述沉淀罐和所述反应罐构成同心圆的套筒式结构，所述沉淀罐和所述反应罐通过回流管和回流泵连通，所述回流管和所述回流泵使得反应器具有外循环流动。
进一步，所述沉淀罐内自下而上依次设置有污泥回流管、导泥管、锥形泥斗以及中心筒。
进一步，所述沉淀罐和所述反应罐内部上出水通过过水管连通，下回流污泥通过所述污泥回流管连通，混合液通过所述过水管进入所述沉淀罐的所述中心筒，并经过所述中心筒进入所述沉淀罐的沉淀区，污泥在锥形泥斗中富集，并通过导泥管进入所述污泥回流管，再次进入所述反应罐的下层反应区。
进一步，所述反应罐内自下而上依次设置有布水系统、下层反应区、多相分离器、上层反应区以及微孔曝气系统，所述回流泵将所述上层反应区的混合液泵入所述下层反应区。
进一步，所述多相分离器为三相分离器。
进一步，所述回流管上设有取样口。
进一步，所述回流管上设有在线监测仪。
进一步，所述在线监测仪包括在线溶解氧仪、酸度仪和温度检测仪。
进一步，所述沉淀罐和所述反应罐同高度。
进一步，还包括进水泵，所述进水泵将废水泵入所述反应罐的底部。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、既可以实现沉淀罐与反应罐之间污泥菌种和污水混合液的循环流动，提高反应器的抗冲击负荷，又可以利用反应器套筒式的结构提高反应器的空间利用率，降低废水处理的能耗，提高反应器的容积负荷和处理效率，良好的运行状态下可以有效的形成好氧颗粒污泥，可作为商业附加值较高的优良菌种。
2、通过合理布局沉淀罐和反应罐的位置，既可实现反应器沉淀区和反应区内混合液的内循环流动，又可实现反应区上层和下层的反应环境，还可以通过回流泵完成反应器的外循环流动，提高整个反应器的稳定性。
3、采用横截面呈同心圆的套筒式结构增大了沉淀罐和反应罐内混合液流体的传质和循环速率，较高的污泥浓度、布水系统和循环系统提高了反应器生化降解效率；沉淀罐和反应罐液位一致，可以有效利用液位平衡增加流体传质速度，减少外置动力消耗，沉淀罐的中心筒对混合液的流动起导向作用，能保证污泥和混合液的分离，污泥的回流。
4、反应罐的下层反应区既是生化反应区的缓冲区、调配区、回流区，也是整个反应器效率的是否稳定的关键。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种多相内循环生物反应器的结构示意图；
附图标记中：Ⅰ-沉淀罐；Ⅱ-反应罐；1-进水泵；2-下层反应区；3-布水系统；4-三相分离器；5-微孔曝气系统；6-上层反应区；7-回流管；8-回流泵；9-过水管；10-中心筒；11-沉淀区；12-锥形泥斗；13-导泥管；14-污泥回流管；15-排泥管；16-出水管；17-在线监测仪；18-取样口；19-兼性菌种；20-好氧颗粒污泥。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例提供一种多相内循环生物反应器，包括沉淀罐Ⅰ和反应罐Ⅱ，所述沉淀罐Ⅰ设于所述反应罐Ⅱ中，且所述沉淀罐Ⅰ和所述反应罐Ⅱ构成同心圆的套筒式结构，所述沉淀罐Ⅰ和所述反应罐Ⅱ通过回流管7和回流泵8连通，所述回流管7和所述回流泵8使得反应器具有外循环流动。所述沉淀罐Ⅰ内自下而上依次设置有污泥回流管14、导泥管13、锥形泥斗12以及中心筒10。所述反应罐Ⅱ内自下而上依次设置有布水系统3、下层反应区2、多相分离器、上层反应区6以及微孔曝气系统5，所述回流泵8将所述上层反应区6的混合液泵入所述下层反应区2。布水系统3可以有效的提高反应器的抗冲击能力和混合速率，该反应器采用套筒式的结构，可以提高反应器的空间利用率，降低能耗，提升反应器的容积负荷和处理效率，良好的运行状态下可以有效的形成好氧颗粒污泥20，可作为商业附加值较高的优良菌种。所述多相分离器为三相分离器4。所述出水管16和所述污泥回流管14分别位于所述沉淀罐Ⅰ的上方和下方。既可实现沉淀罐Ⅰ沉淀区11和反应罐Ⅱ反应区内混合液的内循环流动，又可实现反应区上层和下层的反应环境。所述回流管7上设有取样口18。所述回流管7上设有在线监测仪17。所述在线监测仪17包括在线溶解氧仪、酸度仪和温度检测仪。所述沉淀罐Ⅰ和所述反应罐Ⅱ同高度。还包括进水泵1，所述进水泵1将废水泵入所述反应罐Ⅱ的底部。在本实施例中，既可以实现沉淀罐Ⅰ与反应罐Ⅱ之间污泥菌种和污水混合液的循环流动，提高反应器的抗冲击负荷，又可以利用反应器套筒式的结构提高反应器的空间利用率，降低废水处理的能耗，提高反应器的容积负荷和处理效率，良好的运行状态下可以有效的形成好氧颗粒污泥20，可作为商业附加值较高的优良菌种。通过合理布局沉淀罐Ⅰ和反应罐Ⅱ的位置，既可实现反应器沉淀区11和反应区内混合液的内循环流动，又可实现反应区上层和下层的反应环境，还可以通过回流泵8完成反应器的外循环流动，提高整个反应器的稳定性。采用横截面呈同心圆的套筒式结构增大了沉淀罐Ⅰ和反应罐Ⅱ内混合液流体的传质和循环速率，较高的污泥浓度、布水系统3和循环系统提高了反应器生化降解效率；沉淀罐Ⅰ和反应罐Ⅱ液位一致，可以有效利用液位平衡增加流体传质速度，减少外置动力消耗，沉淀罐Ⅰ的中心筒10对混合液的流动起导向作用，能保证污泥和混合液的分离，污泥的回流。反应罐Ⅱ的下层反应区2既是生化反应区的缓冲区、调配区、回流区，也是整个反应器效率的是否稳定的关键。
具体地，本反应器包括横截面呈圆形的沉淀罐Ⅰ和反应罐Ⅱ，沉淀罐Ⅰ在反应罐Ⅱ的内部，与反应罐Ⅱ同高度。所述的沉淀罐Ⅰ内部自下而上分别设置有污泥回流管14、导泥管13、锥形泥斗12、中心筒10。所述的反应罐Ⅱ内部自下而上分别设置有布水系统3、下层反应区2、三相分离器4、上层反应区6、微孔曝气系统5。所述的多相内循环生物反应器设置有进水泵1和回流泵8，进水泵1将废水泵入反应罐Ⅱ底部，回流泵8将反应罐Ⅱ的上层反应区6的混合液泵入反应罐Ⅱ下层反应区2内。所述的反应罐Ⅱ主体和循环管道上设置有取样口18、在线溶解氧仪、pH计和温度检测仪。废水通过进水泵1进入反应罐Ⅱ的下层反应区2内充分混合，下层反应区2内溶解氧少，厌氧、缺氧微生物菌种在此区域进行反应，消耗有机污染物，混合液在上升过程中被三相分离器4截留，三相分离器4可以保证下层反应区2的污泥浓度。污水达到上层反应区6，通过微孔曝气系统5，提供有氧环境，大部分有机物在此区域被消耗降解，上层反应区6的混合液通过回流泵8将上部的混合液输送至反应罐Ⅱ的布水系统3，又能保证下层反应区2内的有机负荷不至于过大，提高反应器的抗冲击能力。通过回流泵8的水力和布水系统3，可以将下层反应区2的混合程度极大化，保证下层反应区2的处理效率。上层反应区6的混合液经过中心筒10导流管进入沉淀罐Ⅰ的上部，夹杂着水、气、固的泥水混合液因重力作用在沉淀罐Ⅰ的泥斗中沉淀，经分离的上清液通过出水管16流出到下一个处理工段。而下沉到锥形泥斗12中的污泥进入导泥管13可以通过污泥回流管14进入下层反应区2，完成一次循环；也可以作为剩余污泥通过排泥管15排出反应器。反应器主体和循环管道7上均设置有取样口18、在线溶解氧仪、pH计和温度检测仪，用于控制反应器的最佳反应条件。
优选的，沉淀罐Ⅰ和反应罐Ⅱ内部上出水通过过水管9连通，下回流污泥通过污泥回流管14连通；反应器外部上层反应区6通过回流管7和回流泵8与下层反应区2连接。废水通过进水泵1进入反应罐Ⅱ的底部下层反应区2内，经布水系统3作用将废水与下层反应区2的兼性微生物19进行充分混合，通过微生物的新陈代谢作用降解大部分有机污染物，随着混合液的上升，在三相分离器4的作用下，大部分的污泥被截留，保证下层反应区2的污泥浓度处于较高水平，同时在布水系统3的旋流和冲击作用下，整个下层反应区2里的污泥和混合液处于悬浮状态，大部分的有机污染物在此被降解。上层反应区6的混合液在微孔曝气系统5的作用下提供上升流速和溶解氧，好氧颗粒污泥20在此层形成，好氧生化反应全部在此区域完成，去除的绝大部分的有机物质。混合液通过过水管9进入沉淀罐Ⅰ的中心筒10，在中心筒10的作用下回到沉淀罐Ⅰ的沉淀区11，进行泥水分离。污泥在锥形泥斗12中富集，随着重力作用通过导泥管13进入污泥回流管14，再次进入下层反应区2，完成一次内循环；剩余污泥可以通过排泥管排出反应器。上层反应区6的混合液也可以通过回流管7，经回流泵8输入到布水系统3中，不仅可以为下层反应区2提供混合液搅拌的动能，也能通过外部大循环降低下层反应区2的浓度，提高抗冲击负荷。反应器主体和循环管道上均设置有在线监测仪17(pH、温度和溶解氧仪)和取样口18，用于控制反应器的最佳反应条件。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种多相内循环生物反应器，其特征在于：包括沉淀罐和反应罐，所述沉淀罐设于所述反应罐中，且所述沉淀罐和所述反应罐构成同心圆的套筒式结构，所述沉淀罐和所述反应罐通过回流管和回流泵连通，所述回流管和所述回流泵使得反应器具有外循环流动。
2.如权利要求1所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：所述沉淀罐内自下而上依次设置有污泥回流管、导泥管、锥形泥斗以及中心筒。
3.如权利要求2所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：所述沉淀罐和所述反应罐内部上出水通过过水管连通，下回流污泥通过所述污泥回流管连通，混合液通过所述过水管进入所述沉淀罐的所述中心筒，并经过所述中心筒进入所述沉淀罐的沉淀区，污泥在锥形泥斗中富集，并通过导泥管进入所述污泥回流管，再次进入所述反应罐的下层反应区。
4.如权利要求1所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：所述反应罐内自下而上依次设置有布水系统、下层反应区、多相分离器、上层反应区以及微孔曝气系统，所述回流泵将所述上层反应区的混合液泵入所述下层反应区。
5.如权利要求4所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：所述多相分离器为三相分离器。
6.如权利要求1所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：所述回流管上设有取样口。
7.如权利要求1所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：所述回流管上设有在线监测仪。
8.如权利要求7所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：所述在线监测仪包括在线溶解氧仪、酸度仪和温度检测仪。
9.如权利要求1所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：所述沉淀罐和所述反应罐同高度。
10.如权利要求1所述的一种多相内循环生物反应器，其特征在于：还包括进水泵，所述进水泵将废水泵入所述反应罐的底部。
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