申請(qǐng)日2014.01.07
公開(kāi)(公告)日2014.05.07
IPC分類號(hào)C02F3/34; C02F3/30
摘要
一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒污泥反應(yīng)器，包括反應(yīng)器本體、若干設(shè)置在反應(yīng)器本體內(nèi)腔的豎隔板、斜底板以及導(dǎo)流板，反應(yīng)器本體自下而上分為回流布水單元、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)單元、排泥單元、多功能三相分離區(qū)、出水及污泥回收單元，回流布水單元包括回流區(qū)、布水器;內(nèi)循環(huán)反應(yīng)單元由豎隔板自左向右依次分隔為好氧一區(qū)、降流一區(qū)、厭氧一區(qū)、降流二區(qū)、好氧二區(qū)、厭氧二區(qū)六個(gè)隔室;排泥單元自上而下依次設(shè)有剩余污泥排泥口和富磷污泥排泥口;多功能三相分離區(qū)包括可變角度擋泥板、溢流堰;出水及污泥回收單元包括出水槽、出水口。本發(fā)明的有益效果是：采用兩級(jí)曝氣推動(dòng)內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)和混合性能優(yōu);在同一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷。
權(quán)利要求書
1.一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒污泥反應(yīng)器，其特征 在于：包括反應(yīng)器本體、若干設(shè)置在反應(yīng)器本體內(nèi)腔的豎隔板、斜 底板以及導(dǎo)流板，所述的反應(yīng)器本體自下而上分為回流布水單元、 內(nèi)循環(huán)反應(yīng)單元、排泥單元、多功能三相分離區(qū)、出水及污泥回收 單元，所述的回流布水單元包括位于斜底板和反應(yīng)器本體底板之間 的回流區(qū)、與外界水泵接通的布水器;所述的內(nèi)循環(huán)反應(yīng)單元由豎 隔板自左向右依次分隔為好氧一區(qū)、降流一區(qū)、厭氧一區(qū)、降流二 區(qū)、好氧二區(qū)、厭氧二區(qū)六個(gè)隔室，所述的厭氧二區(qū)通過(guò)回流區(qū)與 所述的好氧一區(qū)連通;所述的好氧一區(qū)和所述的好氧二區(qū)底端配有 微孔曝氣頭;所述的排泥單元自上而下依次設(shè)有剩余污泥排泥口和 富磷污泥排泥口;所述的多功能三相分離區(qū)包括可變角度擋泥板、 設(shè)置在出水槽上的溢流堰，所述的可變角度擋泥板與所述的溢流堰 之間留有的間隙作為排氣口;所述的出水及污泥回收單元包括出水 槽、設(shè)置在出水槽上的出水口。
2.如權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒 污泥反應(yīng)器，其特征在于：所述的豎隔板從左向右依次命名為第一 豎隔板、第二豎隔板、第三豎隔板、第四豎隔板以及第五豎隔板，所 述的內(nèi)循環(huán)反應(yīng)單元由第一豎隔板、第二豎隔板、第三豎隔板、第四 豎隔板以及第五豎隔板自左向右依次分隔為好氧一區(qū)、降流一區(qū)、 厭氧一區(qū)、降流二區(qū)、好氧二區(qū)、厭氧二區(qū)六個(gè)隔室，其中第一豎隔 板底部通過(guò)導(dǎo)流板與所述的斜底板連接;第二豎隔板末端、第三豎隔 板末端與斜底板的一端連接;第二豎隔板、第四豎隔板均與斜底板之 間留有間隙。
3.如權(quán)利要求2所述的一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒 污泥反應(yīng)器，其特征在于：所述的反應(yīng)器本體呈長(zhǎng)方體狀，長(zhǎng)： 高：寬比例為4-6:5-8:1，所述的好氧一區(qū)、降流一區(qū)、厭氧一區(qū)、 降流二區(qū)、好氧二區(qū)、厭氧二區(qū)的體積比例為2-3:1:4-6:1:2-3:2。
4.如權(quán)利要求2所述的一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒 污泥反應(yīng)器，其特征在于：所述的第一豎隔板、第三豎隔板以及第五 豎隔板的長(zhǎng)度與反應(yīng)器本體高度比例為10-9:8-7:7-6:15，第二豎隔板、 第四豎隔板的長(zhǎng)度與反應(yīng)器本體的高度比例為9-11:7-9:15。
5.如權(quán)利要求4所述的一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒污 泥反應(yīng)器，其特征在于：所述的導(dǎo)流板與第一豎隔板的夾角α為 120°-150°，可調(diào)角度擋泥板與第四豎隔板的夾角γ為45°-75°，所述 的出水槽底板與所述的溢流堰的夾角β為110°-150°，第三豎隔板與 斜底板的夾角δ為60°-75°，斜底板與反應(yīng)器主體底板平行。
6.如權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒 污泥反應(yīng)器，其特征在于：所述的出水槽中部設(shè)有支架，并且所述的 支架上擱置篩網(wǎng)，所述的篩網(wǎng)孔徑0.2-0.5mm。
7.如權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒 污泥反應(yīng)器，其特征在于：所述的厭氧二區(qū)上端設(shè)置的布水器為直角 布水器，并且直角布水器出水流向向下并與反應(yīng)器本體平行。
8.如權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒 污泥反應(yīng)器，其特征在于：所述的多功能三相分離區(qū)底部位于所述的 好氧一區(qū)上端、降流二區(qū)頂部的區(qū)域分別設(shè)有錐形擋泥導(dǎo)流板。
說(shuō)明書
一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒污泥反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒污泥反應(yīng)器。
背景技術(shù)
氮是不可或缺的生命要素之一，它對(duì)人類生存發(fā)展的重要性不言 而喻。但近年來(lái)含氮化合物的過(guò)量排放，造成了水體富營(yíng)養(yǎng)化等一系 列嚴(yán)重危害。
一體化完全自養(yǎng)脫氮工藝是一種非常有應(yīng)用前景的新型生物工 藝，該工藝是指在單個(gè)反應(yīng)器內(nèi)通過(guò)控制溶解氧，在微氧條件下，亞 硝酸菌將氨部分氧化為亞硝酸鹽，消耗氧創(chuàng)造缺氧環(huán)境;隨后厭氧氨 氧化菌將上述過(guò)程產(chǎn)生的亞硝酸鹽和剩余的氨經(jīng)厭氧氨氧化反應(yīng)轉(zhuǎn) 化為氮?dú)�，從而達(dá)到脫氮之目的。該工藝無(wú)需外加甲醇等有機(jī)碳源， 節(jié)省曝氣量，基建和運(yùn)行成本低。
現(xiàn)有的完全自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器通常都存在一些缺陷，如：泥水分離 效果差，顆粒污泥上浮導(dǎo)致厭氧氨氧化菌流失嚴(yán)重，且污泥流失后難 以收集，導(dǎo)致菌體難以在反應(yīng)器內(nèi)有效持留;反應(yīng)器內(nèi)廢水和污泥流 動(dòng)性差，循環(huán)動(dòng)力不足;高徑比偏大，不利于工程放大。這些缺陷不 利于反應(yīng)器潛能的發(fā)揮和工藝的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，成為高效脫氮反應(yīng)器 工業(yè)化應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。另一方面，常見(jiàn)廢水如豬場(chǎng)養(yǎng)殖廢水、化肥 生產(chǎn)廢水、制藥廢水、廁所水中不僅含有較高濃度的氮素還含有數(shù)量 可觀的磷酸鹽，實(shí)現(xiàn)高效同步脫氮除磷是目前工藝開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前的顆粒污泥反應(yīng)器泥水分離效果差，顆粒污泥上浮 導(dǎo)致厭氧氨氧化菌流失嚴(yán)重，且污泥流失后難以收集，導(dǎo)致菌體難以 在反應(yīng)器內(nèi)有效持留的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣強(qiáng)度控 制反應(yīng)器內(nèi)內(nèi)循環(huán)速度和溶解氧濃度，營(yíng)造好氧-厭氧交替的環(huán)境， 能夠有效解決傳統(tǒng)脫氮反應(yīng)器循環(huán)動(dòng)力不足、泥水分離效果不佳等問(wèn) 題，實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷的同時(shí)并能回收流失的上浮污泥的兩級(jí)動(dòng)力內(nèi) 循環(huán)同步脫氮除磷顆粒污泥反應(yīng)器。
本發(fā)明所述的兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷顆粒污泥反應(yīng)器， 其特征在于：包括反應(yīng)器本體、若干設(shè)置在反應(yīng)器本體內(nèi)腔的豎隔 板、斜底板以及導(dǎo)流板，所述的反應(yīng)器本體自下而上分為回流布水 單元、內(nèi)循環(huán)反應(yīng)單元、排泥單元、多功能三相分離區(qū)、出水及污 泥回收單元，所述的回流布水單元包括位于斜底板和反應(yīng)器本體底 板之間的回流區(qū)、與外界水泵接通的布水器;所述的內(nèi)循環(huán)反應(yīng)單 元由豎隔板自左向右依次分隔為好氧一區(qū)、降流一區(qū)、厭氧一區(qū)、 降流二區(qū)、好氧二區(qū)、厭氧二區(qū)六個(gè)隔室，所述的厭氧二區(qū)通過(guò)回 流區(qū)與所述的好氧一區(qū)連通;所述的好氧一區(qū)和所述的好氧二區(qū)底端 配有微孔曝氣頭;所述的排泥單元自上而下依次設(shè)有剩余污泥排泥 口和富磷污泥排泥口;所述的多功能三相分離區(qū)包括可變角度擋泥 板、設(shè)置在出水槽上的溢流堰，所述的可變角度擋泥板與所述的溢流 堰之間留有的間隙作為排氣口;所述的出水及污泥回收單元包括出 水槽、設(shè)置在出水槽上的出水口。
所述的豎隔板從左向右依次命名為第一豎隔板、第二豎隔板、第 三豎隔板、第四豎隔板以及第五豎隔板，所述的內(nèi)循環(huán)反應(yīng)單元由第 一豎隔板、第二豎隔板、第三豎隔板、第四豎隔板以及第五豎隔板自 左向右依次分隔為好氧一區(qū)、降流一區(qū)、厭氧一區(qū)、降流二區(qū)、好 氧二區(qū)、厭氧二區(qū)六個(gè)隔室，其中第一豎隔板底部通過(guò)導(dǎo)流板與所述 的斜底板連接、第二豎隔板末端、第三豎隔板末端與斜底板的一端連 接;第二豎隔板、第四豎隔板均與斜底板之間留有間隙。
所述的反應(yīng)器本體呈長(zhǎng)方體狀，長(zhǎng)：高：寬比例為4-6:5-8:1， 所述的好氧一區(qū)、降流一區(qū)、厭氧一區(qū)、降流二區(qū)、好氧二區(qū)、厭 氧二區(qū)的體積比例為2-3:1:4-6:1:2-3:2。
所述的第一豎隔板、第三豎隔板以及第五豎隔板的長(zhǎng)度與反應(yīng)器 本體高度比例為10-9:8-7:7-6:15，第二豎隔板、第四豎隔板的長(zhǎng)度與 反應(yīng)器本體的高度比例為9-11:7-9:15。
所述的導(dǎo)流板與第一豎隔板的夾角α為120°-150°，可調(diào)角度擋泥 板與第四豎隔板的夾角γ為45°-75°，所述的出水槽底板與所述的溢 流堰的夾角β為110°-150°，第三豎隔板與斜底板的夾角δ為60°-75°， 斜底板與反應(yīng)器主體底板平行。
所述的出水槽中部設(shè)有支架，并且所述的支架上擱置篩網(wǎng)，所述 的篩網(wǎng)孔徑0.2-0.5mm。
所述的厭氧二區(qū)上端設(shè)置的布水器為直角布水器，并且直角布水 器出水流向向下并與反應(yīng)器本體平行。
所述的多功能三相分離區(qū)底部位于所述的好氧一區(qū)上端、降流二 區(qū)頂部的區(qū)域分別設(shè)有錐形擋泥導(dǎo)流板。
本發(fā)明所述的一種兩級(jí)動(dòng)力內(nèi)循環(huán)同步脫氮除磷反應(yīng)器可用 PVC板或鋼板制作，篩網(wǎng)用不銹鋼絲制成，其運(yùn)行方式如下：含氮 磷廢水經(jīng)直角布水器進(jìn)入?yún)捬醵䥇^(qū)，與好氧二區(qū)回流泥水混合，回流 廢水中殘留的NO2-與進(jìn)水中的NH4+由顆粒污泥內(nèi)的厭氧氨氧化菌轉(zhuǎn) 化為N2，聚磷細(xì)菌在此吸收可生物降解有機(jī)物以內(nèi)碳源PHB的形式 貯存在聚磷菌體內(nèi)，同時(shí)釋磷。泥水混合物借助進(jìn)水推力和重力沉降 流經(jīng)回流區(qū)進(jìn)入好氧一區(qū)底部，經(jīng)微孔曝氣頭曝氣，廢水中的部分 NH4+由顆粒污泥表面的亞硝酸細(xì)菌轉(zhuǎn)化為NO2-，聚磷細(xì)菌PAOs進(jìn)行 過(guò)量攝磷，氣泡上浮帶動(dòng)泥水混合物上升流動(dòng)，經(jīng)錐形擋泥導(dǎo)流板折 流進(jìn)入降流一區(qū)，氣體從反應(yīng)器頂端液面(圖中虛線所示)排出。隨 后泥水混合液進(jìn)入?yún)捬跻粎^(qū)，廢水中的NO2-和殘留的NH4+由顆粒污 泥內(nèi)的厭氧氨氧化菌轉(zhuǎn)化為N2，泥水氣混合物在降流二區(qū)污泥沉降， 氮?dú)鈴娜喾蛛x區(qū)頂端出氣口排除，上浮污泥因上升浮力和可變角度 擋泥板阻力作用，借助出水溢流被帶出，落到篩網(wǎng)上，澄清出水從出 水槽底端排水口排出，上浮污泥可與篩網(wǎng)一同取出，經(jīng)破碎后重新加 入反應(yīng)器。好氧二區(qū)底部因曝氣混合物上升形成一定負(fù)壓，促進(jìn)厭氧 一區(qū)混合物經(jīng)降流二區(qū)向好氧二區(qū)的流動(dòng)補(bǔ)充。經(jīng)微孔曝氣頭曝氣， 廢水中殘留的NH4+由顆粒污泥表面的亞硝酸細(xì)菌轉(zhuǎn)化為NO2-，上升 的混合物又流入?yún)捬醵䥇^(qū)從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)。富磷污泥從降流一區(qū)底端 排泥口排出達(dá)到除磷目的，過(guò)剩污泥從厭氧一區(qū)上部排泥口排出反應(yīng) 器。
本發(fā)明的有益效果是：①營(yíng)造好氧、厭氧交替環(huán)境，可培養(yǎng)出同 步脫氮除磷的顆粒污泥;②設(shè)置可調(diào)角度排泥板利用上浮顆粒浮力和 溢流水進(jìn)行排泥，后置篩網(wǎng)，回收浮泥，避免顆粒污泥流失;③兩級(jí) 曝氣推動(dòng)泥水混合液充分循環(huán)，傳質(zhì)和混合性能優(yōu);④高徑比大大低 于相同反應(yīng)路徑的傳統(tǒng)反應(yīng)器;⑤污泥運(yùn)動(dòng)路徑呈S型，有利于污泥 顆�；约皬U水和微生物充分接觸;⑥底部設(shè)置斜坡，充分利用進(jìn)水 動(dòng)力，加速反應(yīng)器底部泥水循環(huán);⑦高效持留菌體，維持反應(yīng)器內(nèi)部 較高的污泥濃度;⑧對(duì)高濃度含氮廢水仍具有較高的脫氮效率;⑨富 磷污泥和剩余污泥能及時(shí)排出反應(yīng)器。
