申請?zhí)枺?022113545237

申請日：2022.11.01

分類號：C02F3/30(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器及污水處理方法，包括反應(yīng)器池體，反應(yīng)器池體內(nèi)沿污水的處理流向依次設(shè)有相連通的缺氧區(qū)、動力氣升區(qū)、蠕動床好氧區(qū)和兼氧濾床區(qū)，污水在相鄰各區(qū)之間按照上（下）進(jìn)下（上）出的折流方式流動；蠕動床好氧區(qū)內(nèi)自下而上設(shè)有曝氣器和生物填料蠕動床，蠕動床好氧區(qū)與排泥區(qū)相連通；兼氧濾床區(qū)內(nèi)自下而上設(shè)有立板穩(wěn)流組件、生物濾床和出水口，立板穩(wěn)流組件的下部設(shè)有與起始的缺氧區(qū)相連通的循環(huán)回流口。本發(fā)明HEDN反應(yīng)器的處理功能全面、結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小、無需設(shè)置沉淀池，適用于接觸氧化或接觸吸附反應(yīng)過程，尤其適用于氨氮、總氮含量均較高，需要同步高效硝化反硝化的綜合脫氮過程。

權(quán)利要求書

1.一種無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器，其特征在于，包括反應(yīng)器池體，所述反應(yīng)器池體內(nèi)沿污水的處理流向依次設(shè)有相連通的至少一缺氧區(qū)、動力氣升區(qū)、至少一蠕動床好氧區(qū)、兼氧濾床區(qū)，污水在相鄰各區(qū)之間按照上進(jìn)下出、下進(jìn)上出的折流方式流動；起始的所述缺氧區(qū)的上部設(shè)有進(jìn)水口，所述蠕動床好氧區(qū)內(nèi)自下而上設(shè)置有曝氣器和生物填料蠕動床，且所述蠕動床好氧區(qū)的進(jìn)水口和出流口位于所述生物填料蠕動床的上下兩側(cè)；一所述蠕動床好氧區(qū)與設(shè)置于所述反應(yīng)器池體內(nèi)的排泥區(qū)通過中上部的多角度泥水分離百葉器相連通，所述排泥區(qū)的下部設(shè)有排泥口；所述兼氧濾床區(qū)內(nèi)自下而上設(shè)置有立板穩(wěn)流組件、生物濾床、出水溢流堰、出水渠和出水口，所述出水溢流堰通過所述出水渠與所述出水口相連通，所述立板穩(wěn)流組件的下部設(shè)有與末端的所述蠕動床好氧區(qū)相連通的蠕動床好氧區(qū)出流口以及與起始的所述缺氧區(qū)相連通的循環(huán)回流口；其中，所述生物填料蠕動床所使用的填料為生化改性的熱塑性聚氨酯彈體填料，所述生物濾床所使用的填料為兼氧改性的熱塑性聚氨酯彈體填料；所述曝氣器呈水平布設(shè)，且兩端的曝氣量高于中間的曝氣量。

2.如權(quán)利要求1所述的無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器，其特征在于，所述缺氧區(qū)包括相連通的第一缺氧區(qū)和第二缺氧區(qū)，所述蠕動床好氧區(qū)包括依次相連通的第一蠕動床好氧區(qū)、第二蠕動床好氧區(qū)和第三蠕動床好氧區(qū)；所述第一缺氧區(qū)的上部設(shè)有進(jìn)水口和出流口，所述第二缺氧區(qū)的下部設(shè)有與所述動力氣升區(qū)相連通的出流口，所述動力氣升區(qū)的底部設(shè)置有動力氣升釋放組件并通過氣升溢流堰與所述第一蠕動床好氧區(qū)相連通，所述第一蠕動床好氧區(qū)的下部設(shè)有出流口，所述第二蠕動床好氧區(qū)的上部設(shè)有出流口，所述第三蠕動床好氧區(qū)的中上部設(shè)有所述多角度泥水分離百葉器、下部設(shè)有所述蠕動床好氧區(qū)出流口，所述立板穩(wěn)流組件的下部設(shè)有與所述第一缺氧區(qū)相連通的所述循環(huán)回流口。

3.如權(quán)利要求2所述的無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器，其特征在于，所述氣升溢流堰的頂高低于所述缺氧區(qū)的有效液位、高于所述蠕動床好氧區(qū)的有效液位，所述多角度泥水分離百葉器位于水體深度的中上部，所述進(jìn)水口位于所述第一缺氧區(qū)的有效液位以上，所述出水口位于所述兼氧濾床區(qū)的有效液位以下。

4.如權(quán)利要求1或2所述的無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器，其特征在于，所述多角度泥水分離百葉器包括：多角度百葉板、固定軸桿、調(diào)角連桿和調(diào)角手輪，所述調(diào)角手輪安裝在所述調(diào)角連桿一端，所述調(diào)角連桿可帶動所述多角度百葉板繞所述固定軸桿轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)所述多角度百葉板的傾斜角度。

5.如權(quán)利要求4所述的無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器，其特征在于，所述多角度百葉板斜向下傾斜指向所述排泥區(qū)，且所述多角度百葉板的傾斜角度為30°-75°。

6.如權(quán)利要求1或2所述的無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器，其特征在于，所述生物填料蠕動床所使用的填料孔徑為2-3mm；所述立板穩(wěn)流組件為使用間距15-25cm的韌性ABS或PP板材拼接形成的一體化組件，各板材豎直布置；所述生物濾床所使用的填料孔徑為4-6mm；其中，生化改性的改性方法為：將熱塑性聚氨酯彈體填料烘烤升溫至60-70℃，使用異氰酸酯乳化液噴涂或浸潤后，在110±3℃真空環(huán)境下烘烤15min附著固化，并在150±3℃真空環(huán)境下烘烤5min進(jìn)行共聚穩(wěn)定；兼氧改性的改性方法為：將熱塑性聚氨酯彈體填料烘烤升溫至60-70℃，使用β-羥基丁酸戊酸酯涂覆表面，在110±3℃真空環(huán)境下烘烤15min附著固化，并在180±3℃真空環(huán)境下烘烤5min進(jìn)行共聚穩(wěn)定。

7.一種基于如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器的污水處理方法，其特征在于，包括：步驟1、待處理污水經(jīng)由所述進(jìn)水口進(jìn)入所述缺氧區(qū)，在缺氧區(qū)內(nèi)進(jìn)行反硝化脫氮的生化處理過程，同步降解有機(jī)物；步驟2、污水經(jīng)由所述缺氧區(qū)的出流口進(jìn)入到所述動力氣升區(qū)，并在氣升推力的作用下，通過氣升溢流堰，進(jìn)入到所述蠕動床好氧區(qū)；步驟3、污水在所述蠕動床好氧區(qū)內(nèi)，進(jìn)行好氧硝化及脫碳反應(yīng)，及部分兼氧反應(yīng)，然后經(jīng)由所述蠕動床好氧區(qū)出流口進(jìn)入到所述兼氧濾床區(qū)；同時(shí)，部分泥水混合物流經(jīng)所述多角度泥水分離百葉器進(jìn)行泥水分離后，污泥進(jìn)入到所述排泥區(qū)內(nèi)進(jìn)一步沉降，并通過所述排泥口實(shí)現(xiàn)排泥；步驟4、污水進(jìn)入到兼氧濾床區(qū)后，一部分豎向流動依次經(jīng)由所述立板穩(wěn)流組件、生物濾床、出水溢流堰、出水渠和出水口，實(shí)現(xiàn)末端泥水分離及兼氧污染物去除反應(yīng)，并合格出水；另一部分水平流動經(jīng)由所述循環(huán)回流口進(jìn)入到所述缺氧區(qū)內(nèi)；步驟5、由所述進(jìn)水口進(jìn)入的待處理污水與步驟4中的回流液在所述缺氧區(qū)充分混合，并進(jìn)入下一連續(xù)循環(huán)反應(yīng)。

8.如權(quán)利要求7所述的污水處理方法，其特征在于，所述缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有生物填料，所述動力氣升區(qū)內(nèi)動力氣升釋放組件作為所述缺氧區(qū)的高效混合及防止污泥沉降的動力來源；通過調(diào)節(jié)所述動力氣升區(qū)內(nèi)的動力氣升釋放組件的實(shí)際供氣量，以調(diào)節(jié)從所述缺氧區(qū)進(jìn)入到所述蠕動床好氧區(qū)的水量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)后端循環(huán)回流比的控制。

9.如權(quán)利要求7所述的污水處理方法，其特征在于，污水在所述曝氣器曝氣擾動作用下，在所述蠕動床好氧區(qū)內(nèi)形成上下的局部循環(huán)流態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有生化反應(yīng)器存在的空間利用率低、回流比低、回流能耗高、容積負(fù)荷低、泥水分離區(qū)功能單一、占地面積大、耐沖擊負(fù)荷能力低等問題，本發(fā)明提供一種無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器及污水處理方法，其處理功能全面、結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小、無需設(shè)置沉淀池、有較高的工程應(yīng)用經(jīng)濟(jì)價(jià)值，適用于接觸氧化或接觸吸附反應(yīng)過程，尤其適用于氨氮、總氮含量均較高，需要同步高效硝化反硝化綜合脫氮過程。

本發(fā)明公開了一種無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器，包括反應(yīng)器池體，所述反應(yīng)器池體內(nèi)沿污水的處理流向依次設(shè)有相連通的至少一缺氧區(qū)、動力氣升區(qū)、至少一蠕動床好氧區(qū)、兼氧濾床區(qū)，污水在相鄰各區(qū)之間按照上進(jìn)下出、下進(jìn)上出的折流方式流動；

起始的所述缺氧區(qū)的上部設(shè)有進(jìn)水口，所述蠕動床好氧區(qū)內(nèi)自下而上設(shè)置有曝氣器和生物填料蠕動床，且所述蠕動床好氧區(qū)的進(jìn)水口和出流口位于所述生物填料蠕動床的上下兩側(cè)；一所述蠕動床好氧區(qū)與設(shè)置于所述反應(yīng)器池體內(nèi)的排泥區(qū)通過中上部的多角度泥水分離百葉器相連通，所述排泥區(qū)的下部設(shè)有排泥口；

所述兼氧濾床區(qū)內(nèi)自下而上設(shè)置有立板穩(wěn)流組件、生物濾床、出水溢流堰、出水渠和出水口，所述出水溢流堰通過所述出水渠與所述出水口相連通，所述立板穩(wěn)流組件的下部設(shè)有與末端的所述蠕動床好氧區(qū)相連通的蠕動床好氧區(qū)出流口以及與起始的所述缺氧區(qū)相連通的循環(huán)回流口。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述缺氧區(qū)包括相連通的第一缺氧區(qū)和第二缺氧區(qū)，所述蠕動床好氧區(qū)包括依次相連通的第一蠕動床好氧區(qū)、第二蠕動床好氧區(qū)和第三蠕動床好氧區(qū)；

所述第一缺氧區(qū)的上部設(shè)有進(jìn)水口和出流口，所述第二缺氧區(qū)的下部設(shè)有與所述動力氣升區(qū)相連通的出流口，所述動力氣升區(qū)的底部設(shè)置有動力氣升釋放組件并通過氣升溢流堰與所述第一蠕動床好氧區(qū)相連通，所述第一蠕動床好氧區(qū)的下部設(shè)有出流口，所述第二蠕動床好氧區(qū)的上部設(shè)有出流口，所述第三蠕動床好氧區(qū)的中上部設(shè)有所述多角度泥水分離百葉器、下部設(shè)有所述蠕動床好氧區(qū)出流口，所述立板穩(wěn)流組件的下部設(shè)有與所述第一缺氧區(qū)相連通的所述循環(huán)回流口。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣升溢流堰的頂高低于所述缺氧區(qū)的有效液位、高于所述蠕動床好氧區(qū)的有效液位，所述多角度泥水分離百葉器位于水體深度的中上部，所述進(jìn)水口位于所述第一缺氧區(qū)的有效液位以上，所述出水口位于所述兼氧濾床區(qū)的有效液位以下。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多角度泥水分離百葉器包括：多角度百葉板、固定軸桿、調(diào)角連桿和調(diào)角手輪，所述調(diào)角手輪安裝在所述調(diào)角連桿一端，所述調(diào)角連桿可帶動所述多角度百葉板繞所述固定軸桿轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)所述多角度百葉板的傾斜角度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多角度百葉板斜向下傾斜指向所述排泥區(qū)，且所述多角度百葉板的傾斜角度為30°-75°。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述生物填料蠕動床所使用的填料為生化改性的熱塑性聚氨酯彈體填料，中細(xì)孔徑；所述立板穩(wěn)流組件為使用間距15-25cm的韌性ABS或PP板材拼接形成的一體化組件，各板材豎直布置；所述生物濾床所使用的填料為兼氧改性的熱塑性聚氨酯彈體填料，中粗孔徑；

其中，生化改性的改性方法為：將熱塑性聚氨酯彈體填料烘烤升溫至60-70℃，使用異氰酸酯乳化液噴涂或浸潤后，在110±3℃真空環(huán)境下烘烤15min附著固化，并在150±3℃真空環(huán)境下烘烤5min進(jìn)行共聚穩(wěn)定；中細(xì)孔徑為2-3mm；

兼氧改性的改性方法為：將熱塑性聚氨酯彈體填料烘烤升溫至60-70℃，使用β-羥基丁酸戊酸酯涂覆表面，在110±3℃真空環(huán)境下烘烤15min附著固化，并在180±3℃真空環(huán)境下烘烤5min進(jìn)行共聚穩(wěn)定；中粗孔徑為4-6mm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述曝氣器呈水平布設(shè)，且兩端的曝氣量高于中間的曝氣量。

本發(fā)明還公開了一種基于上述無沉淀池型蠕動床式HEDN反應(yīng)器的污水處理方法，包括：

步驟1、待處理污水經(jīng)由所述進(jìn)水口進(jìn)入所述缺氧區(qū)，在缺氧區(qū)內(nèi)進(jìn)行反硝化脫氮的生化處理過程，同步降解有機(jī)物；

步驟2、污水經(jīng)由所述缺氧區(qū)的出流口進(jìn)入到所述動力氣升區(qū)，并在氣升推力的作用下，通過氣升溢流堰，進(jìn)入到所述蠕動床好氧區(qū)；

步驟3、污水在所述蠕動床好氧區(qū)內(nèi)，進(jìn)行好氧硝化及脫碳反應(yīng)，及部分兼氧反應(yīng)，然后經(jīng)由所述蠕動床好氧區(qū)出流口進(jìn)入到所述兼氧濾床區(qū)；同時(shí)，部分泥水混合物流經(jīng)所述多角度泥水分離百葉器進(jìn)行泥水分離后，污泥進(jìn)入到所述排泥區(qū)內(nèi)進(jìn)一步沉降，并通過所述排泥口實(shí)現(xiàn)排泥；

步驟4、污水進(jìn)入到兼氧濾床區(qū)后，一部分豎向流動依次經(jīng)由所述立板穩(wěn)流組件、生物濾床、出水溢流堰、出水渠和出水口，實(shí)現(xiàn)末端泥水分離及兼氧污染物去除反應(yīng)，并合格出水；另一部分水平流動經(jīng)由所述循環(huán)回流口進(jìn)入到所述缺氧區(qū)內(nèi)；

步驟5、由所述進(jìn)水口進(jìn)入的待處理污水與步驟4中的回流液在所述缺氧區(qū)充分混合，并進(jìn)入下一連續(xù)循環(huán)反應(yīng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有生物填料，所述動力氣升區(qū)內(nèi)動力氣升釋放組件作為所述缺氧區(qū)的高效混合及防止污泥沉降的動力來源；通過調(diào)節(jié)所述動力氣升區(qū)內(nèi)的動力氣升釋放組件的實(shí)際供氣量，以調(diào)節(jié)從所述缺氧區(qū)進(jìn)入到所述蠕動床好氧區(qū)的水量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)后端循環(huán)回流比的控制。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，污水在所述曝氣器曝氣擾動作用下，在所述蠕動床好氧區(qū)內(nèi)形成上下的局部循環(huán)流態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明的HEDN反應(yīng)器在平面及豎向上高度集成、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、空間利用率高；

2、本發(fā)明的缺氧區(qū)為高效反硝化脫氮區(qū)，蠕動床好氧區(qū)兼有兼氧填料功能區(qū)，可實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化脫氮及高效降解有機(jī)物，兼氧濾床區(qū)可實(shí)現(xiàn)出水端同步硝化反硝化深度脫氮的高效保障，反應(yīng)器的處理功能全面；

3、本發(fā)明多級濾床填料的微生物負(fù)載作用及污泥截留作用，實(shí)現(xiàn)整體反應(yīng)器污泥濃度倍增，反應(yīng)器污染物容積負(fù)荷高；

4、本發(fā)明的動力氣升區(qū)使用氣升推流技術(shù)實(shí)現(xiàn)低功耗下的高倍率回流，解決常規(guī)生化反應(yīng)器回流比低、回流能耗高問題；

5、本發(fā)明在高容積負(fù)荷、高倍率回流比作用下，反應(yīng)器能快速稀釋進(jìn)水，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；

6、本發(fā)明的兼氧濾床區(qū)兼具污泥截留、吸附、過濾的多重功能，實(shí)現(xiàn)高效泥水分離，無需單獨(dú)設(shè)置污泥沉淀池，節(jié)省占地，減少投資；

7、本發(fā)明的蠕動床好氧區(qū)及兼氧濾床區(qū)均無需獨(dú)立反洗及排污，省去常規(guī)濾床配套汽水沖洗系統(tǒng)設(shè)備成本，及節(jié)省清洗水量；

8、本發(fā)明通過多角度泥水分離百葉器，實(shí)現(xiàn)對需要外排的剩余污泥分離外排，無需設(shè)置獨(dú)立的泥水分離單元對全部泥水進(jìn)行分離后，再分別進(jìn)行生化污泥回流、以及剩余污泥外排，因此無需單獨(dú)設(shè)置污泥沉淀池、污泥回流系統(tǒng)等，簡化功能單元、節(jié)省占地、減少投資；

9、本發(fā)明適用于接觸氧化或接觸吸附反應(yīng)過程、尤其適用于氨氮、總氮含量均較高，需要同步高效硝化反硝化的綜合脫氮過程。

綜上，本發(fā)明的HEDN反應(yīng)器具有較高的工程應(yīng)用經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（發(fā)明人：王偉龍;張蒙納;高大雨;朱倩;李骎;王鑄;徐繼洋;還道遠(yuǎn)）