CN201003003Y - 反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集反应、沉淀、曝气环流于一体，气、液、固三相混合充分的反应－沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置。所述反应器壳体构成水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板依次分隔为沉淀区、外环流区、内环流区、外环流区、沉淀区五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板，外导流板与反应器壳壁之间构成沉淀区，两外导流板之间沿纵向设有构成内环流区的两平行设置的内导流板，内导流板与外导流板之间构成外环流区，沉淀区底部与外环流区连通，若干曝气器安装在内导流板低端偏上的位置，污泥斗底部连接排泥管。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种生物法污水处理的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置。
背景技术
目前，活性污泥法是废水处理的重要方法之一，具有降解彻底、操作简便、成本低廉等优点。活性污泥法可以通过多种形式的反应器来实现。常用的反应器有：完全混合式曝气池、推流式曝气池、氧化沟等。这些反应器大多与分建的沉淀池联合使用，占地面积较大，其最大的缺点是污泥(微生物)浓度不高，一般在3000mg/L左右，因而水力负荷不高，这是造成占地面积大的根本原因。要想进一步提高水力负荷，必须提高反应器的供氧速率。而普通的生物反应器的供氧速率已经无法有所提高，因此应开发新型结构的生物反应器，以满足越来越高的环保要求。
环流生物反应器具有很高的供氧速率，已经在甘油发酵等生化产品的生产中应用成功。近期该技术开始应用于污水处理，效果显著，显示了良好的应用前景。例如，应用于活性污泥法处理废水时，其污泥浓度可达6000mg/L以上，是一般生物反应器的2倍。可见，环流生物反应器在活性污泥法废水处理领域是很有推广价值的。由于现阶段的环流生物反应器是圆形设备，所以对于大型水处理工程，其放大还存在困难，而且，它同样要与分建的沉淀池联合使用，其占地面积虽有所减少，但还未达到理想的程度。由于要与分建的沉淀池联合使用，所以也需要污泥回流系统，因而其用于污泥回流的能耗是无法避免的。
中国专利CN200510010218.6公开了“组合式交替流一体化生物反应器及利用其处理污水的方法”。它的目的是提供一种占地面积小、出水水质稳定、处理负荷和效率高。该组合式交替流一体化生物反应器包括活性污泥曝气池、生物接触氧化池和曝气生物滤池，由活性污泥曝气池、生物接触氧化池和曝气生物滤池组成的一体化生物反应器在结构上分为八个部分，按水流顺序依次为第一活性污泥曝气池、第二活性污泥曝气池、第一生物接触氧化池、第二生物接触氧化池、第三活性污泥曝气池、第四活性污泥曝气池、第一曝气生物滤池和第二曝气生物滤池，上述各池容积比例依次为1.5∶2.5∶1∶1∶2.5∶1.5∶1∶1；所述第一活性污泥曝气池、第二活性污泥曝气池、第一生物接触氧化池、第二生物接触氧化池、第三活性污泥曝气池和第四活性污泥曝气池的底部依次通过孔洞连通，第四活性污泥曝气池与第一曝气生物滤池之间以及第一活性污泥曝气池与第二曝气生物滤池之间采用进水导流管连通，所述第一曝气生物滤池与第二曝气生物滤池之间通过顶部水下潜孔相连通；所述第一活性污泥曝气池、第二活性污泥曝气池、第一生物接触氧化池、第二生物接触氧化池、第三活性污泥曝气池和第四活性污泥曝气池上都设有进水点；所述生物接触氧化池内设有球型悬浮生物填料，或者软性填料、半软性填料、组合填料；所述曝气生物滤池内设有双层滤料，上层为陶粒滤料，粒径范围5～8mm，下层为颗粒活性炭滤料，粒径范围2～5mm；在所有池中都设置有溶解氧含量在线检测仪，在第一活性污泥曝气池和第四活性污泥曝气池内设置有氧化还原电位在线检测仪和水下搅拌器。其不足之处在于：占地面积大，结构较为复杂，处理时间长，能耗大。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术中的不足之处而提供一种集反应、沉淀、曝气环流于一体，气、液、固三相混合充分，内、外环流区交替曝气的情况下形成振荡环流，提高了溶氧效率和污水处理效率；方型池体、底部曝气，整个反应器的长度不限，因而其更易于放大；将沉淀池与反应池有机地结合成一个整体，省去污泥回流系统，可以进一步减少能耗的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：
这种反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，包括反应器壳体及设置于该反应器壳体内的曝气器等，其特殊之处在于：所述反应器壳体构成水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板依次分隔为沉淀区、外环流区、内环流区、外环流区、沉淀区五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板，外导流板与反应器壳壁之间构成沉淀区，两外导流板之间沿纵向设有构成内环流区的两平行设置的内导流板，内导流板与外导流板之间构成外环流区，沉淀区底部与外环流区连通，若干曝气器安装在内导流板低端偏上的位置，污泥斗底部连接排泥管。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：
所述外导流板的顶端比溢流堰高，底端设有向外倾斜且折角为120°～135°倾角的缓冲折射板。
所述缓冲折射板底部与反应器壳壁之间的间距不小于100mm。
所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁的顶端在同一水平面上构成溢流堰，并与其外侧的L形挡板之间成型为溢流槽。
所述反应器的内导流板底端位于污泥斗上方0mm～500mm处。
所述内导流板的顶端比溢流堰低，其高差为内导流板与外导流板之间距离的1～5倍。
所述导流板与反应器壳体均选用金属板材制造。
所述导流板与反应器壳体均采用砖、灰、水泥材料制造。
所述污泥斗是可拆卸的，由上部为矩形下部为锥形的腔体、腔体壁上设有的供若干曝气管插入的通孔、腔体底部设的排泥管组成；所述污泥斗与反应器壳体通过法兰连接。
所述污泥斗是可拆卸的，由整体为锥形的腔体、腔体壁上设有的供若干曝气管插入的通孔、腔体底部设的排泥管组成；所述污泥斗与反应器壳体通过法兰连接。
本实用新型相比现有技术具有如下优点：
1.结构简单、操作方便、流型规整。
2.污泥浓度高、溶氧效率高、能耗少、运行成本低。
3该反应器放大容易，具有高的容积负荷和较低的污泥负荷，使得其节省占地面积较传统方法大大降低。
4.该装置具有设计独特的曝气区，环流区、沉淀区，在对城市污水的处理中污泥浓度可达到6000mg/L以上。
5.在实际工程中，长方形反应池的建造更方便，占地面积相对较小，也容易规划。
6.采用本结构的生物反应器集反应、沉淀、环流于一体，大大减少了占地面积，节省了土地资源；
7.污水在循环过程中，经过振荡传质延长气泡在水中停留时间，延长了传质时间，溶氧效率高。
8.较高的溶氧效率和较高的污泥浓度提高了对污水的降解效率。
9.很容易对传统活性污泥法设备进行技术改造，与传统活性污泥法相比，可节省占地50％，节省运行费用20％以上。
10.本技术经过小试和中试反复实验证明，与传统活性污泥法相比，可节省占地50％，节省运行费用20％以上。
11.在内循环区和外循环区设置的曝气器可以交替循环工作，使反应区形成振荡式环流，提高溶氧效率。
12.周期性实现气、液、固三相多次混和，达到理想的传质效果和沉淀分离功能。
附图说明
图1是本实用新型生物反应器的主视图。
图2是本实用新型生物反应器的俯视图。
图3是本实用新型生物反应器的侧视图。
图4是图2A-A向剖面的侧视立体图。
图5是图4的俯视图。
图6是本实用新型带有可拆卸式污泥斗的生物反应器结构示意图。
图7是本实用新型可拆卸式污泥斗的第一种结构示意图。
图8是本实用新型可拆卸式污泥斗的第二种结构示意图。
具体实施方式
本实用新型下面将结合附图作进一步详述：
图1、图2、图3、图4、图5示出了本实用新型的第一个实施例，系应用于污泥斗与生物反应器不可分离的大型结构的实施例。
该反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置的反应器壳体构成水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形的污泥斗腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板1、2依次分隔为沉淀区III、外环流区II、内环流区I、外环流区II、沉淀区III五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板1，所述外导流板1的底端设有向外倾斜且折角为120°～135°倾角的缓冲折射板71，该缓冲折射板底部71与反应器壳壁之间的间距不小于100mm。外导流板1与反应器壳壁之间构成沉淀区III，两外导流板1之间沿纵向设有构成内环流区I的两平行设置的内导流板2，内导流板2与外导流板1之间构成外环流区II，沉淀区III底部与外环流区II连通，四根曝气器4安装在内导流板低端偏上的位置，曝气器4上垂直布设若干个曝气头6，污泥斗5底部连接排泥管51。
所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁3的顶端在同一水平面上构成溢流堰31，并与其外侧的L形挡板7之间成型为溢流槽71。
所述反应器的外导流板1的顶端比溢流堰31高200mm～600mm。
所述内导流板2的顶端比溢流堰31低，其高差为内导流板2与外导流板1之间距离的1～5倍，所述内导流板2的底端位于污泥斗上方0～500mm处。
所述导流板1与反应器壳体3均采用建筑材料制造，建筑材料系指砖、灰、水泥等。
使用过程：当内曝气的时候，污水从底部进入，压缩空气从曝气器4喷出，推动污水在内环流区I内向上提升，翻过内导流板2进入外环流区II，由于液体密度差的形成，在反应器内形成环流，同时，密度大的固体颗粒沉淀至污泥斗5，而从外环流区II进入沉淀区III的污水经过沉淀沿着溢流槽71流出；当外曝气的时候，污水沿着外环流区II上升，翻过内导流板2进入内环流区I，然后在缓冲区IV进行固液分离，形成环流。这样，周期性实现气、液、固三相多次混和，达到理想的传质效果和沉淀分离功能。当污泥堵塞排泥管51时，可将排泥管51作为进水管使用，以高压水冲开排泥管51中堵塞的污泥。
图6、图7示出了本实用新型的第二个实施例，系应用于污泥斗与生物反应器可分离的小型结构的实施例。
该反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置的反应器壳体构成水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形的污泥斗腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板1、2依次分隔为沉淀区III、外环流区II、内环流区I、外环流区II、沉淀区III五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板1，所述外导流板1的底端设有向外倾斜且折角为120°～135°倾角的缓冲折射板71，该缓冲折射板底部71与反应器壳壁之间的间距不小于100mm。外导流板1与反应器壳壁之间构成沉淀区III，两外导流板1之间沿纵向设有构成内环流区I的两平行设置的内导流板2，内导流板2与外导流板1之间构成外环流区II，沉淀区III底部与外环流区II连通，四根曝气器4分别纵向安装在反应器壳体3下部临近污泥斗5部位设有的供四根曝气管4插入的通孔53上，该四根曝气管4经反应器壳体3通孔53连接两平行设置且相互贯通的并联进气管54，并联的进气管54上分别设有阀门55，该进气管54上位于污泥斗5安装位的高度设有接头56。
污泥斗5底部连接排泥管51，排泥管51上设有两串联的阀门511，所述曝气器4上垂直布设有若干个曝气头6。
所述可拆卸的污泥斗5由上部为矩形下部为锥形的腔体52、腔体壁上设有的供若干曝气管4插入的通孔53、腔体底部设的排泥管51组成；所述可拆卸的污泥斗5与反应器壳体3通过法兰连接(图中未示)，其连接端57设于污泥斗5上部的矩形腔体52上。
所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁3的顶端在同一水平面上构成溢流堰31，并与其外侧的L形挡板7之间成型为溢流槽71。
所述反应器的外导流板1的顶端比溢流堰31高200mm～600mm。
所述内导流板2的顶端比溢流堰31低，其高差为内导流板2与外导流板1之间距离的1～5倍，所述内导流板2的底端位于污泥斗上方0～500mm处。
所述内导流板2、外导流板1与反应器壳体3均采用金属板材制造。
使用过程：当内曝气的时候，污水从底部进入，压缩空气从曝气器4喷出，推动污水在内环流区I内向上提升，翻过内导流板2进入外环流区II，由于液体密度差的形成，在反应器内形成环流，同时，密度大的固体颗粒沉淀至污泥斗5，而从外环流区II进入沉淀区III的污水经过沉淀沿着溢流槽71流出；当外曝气的时候，污水沿着外环流区II上升，翻过内导流板2进入内环流区I，然后在缓冲区IV进行固液分离，形成环流。这样，周期性实现气、液、固三相多次混和，达到理想的传质效果和沉淀分离功能。当污泥堵塞排泥管51时，可将排泥管51作为进水管使用，以高压水冲开排泥管51中堵塞的污泥。
图8示出了本实用新型的第三个实施例，系应用于污泥斗与生物反应器可分离的小型结构的实施例。
该反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置的反应器壳体构成水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形的污泥斗腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板1、2依次分隔为沉淀区III、外环流区II、内环流区I、外环流区II、沉淀区III五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板1，所述外导流板1的底端设有向外倾斜且折角为120°～135°倾角的缓冲折射板71。外导流板1与反应器壳壁之间构成沉淀区III，两外导流板1之间沿纵向设有构成内环流区I的两平行设置的内导流板2，内导流板2与外导流板1之间构成外环流区II，沉淀区III底部与外环流区II连通，四根曝气器4分别纵向安装在反应器壳体3下部临近污泥斗5部位设有的供四根曝气管4插入的通孔53上，该四根曝气管4经反应器壳体3通孔53连接两平行设置且相互贯通的并联进气管54，并联的进气管54上分别设有阀门55，该进气管54上位于污泥斗5安装位的高度设有接头56。污泥斗5底部连接排泥管51，排泥管51上设有两串联的阀门511，所述曝气器4上垂直布设有若干个曝气头6。
所述可拆卸的污泥斗5由上部为矩形下部为锥形的腔体52、腔体壁上设有的供若干曝气管4插入的通孔53、腔体底部设的排泥管51组成；所述可拆卸的污泥斗5与反应器壳体3通过法兰连接(图中未示)，其连接端57设于污泥斗5下部的锥形腔体52上。
所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁3的顶端在同一水平面上构成溢流堰31，并与其外侧的L形挡板7之间成型为溢流槽71。
所述反应器的外导流板1的顶端比溢流堰31高200mm～600mm。
所述内导流板2的顶端比溢流堰31低，其高差为内导流板2与外导流板1之间距离的1～5倍，所述内导流板2的底端位于污泥斗上方0～500mm处。
所述内导流板2、外导流板1与反应器壳体3均采用金属板材制造。
使用过程：当内曝气的时候，污水从底部进入，压缩空气从曝气器4喷出，推动污水在内环流区I内向上提升，翻过内导流板2进入外环流区II，由于液体密度差的形成，在反应器内形成环流，同时，密度大的固体颗粒沉淀至污泥斗5，而从外环流区II进入沉淀区III的污水经过沉淀沿着溢流槽71流出；当外曝气的时候，污水沿着外环流区II上升，翻过内导流板2进入内环流区I，然后在缓冲区IV进行固液分离，形成环流。这样，周期性实现气、液、固三相多次混和，达到理想的传质效果和沉淀分离功能。当污泥堵塞排泥管51时，可将排泥管51作为进水管使用，以高压水冲开排泥管51中堵塞的污泥。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，包括反应器壳体及设置于该反应器壳体内的曝气器等，其特征在于：所述反应器壳体构成水平截面为矩形、垂直截面自上而下依次为矩形、倒梯形、矩形、锥形腔体，上述几个腔体又被四个沿纵向设置的内、外导流板依次分隔为沉淀区、外环流区、内环流区、外环流区、沉淀区五个连通腔体，与壳体相邻且下部设有折射缓冲板的两块板为外导流板，外导流板与反应器壳壁之间构成沉淀区，两外导流板之间沿纵向设有构成内环流区的两平行设置的内导流板，内导流板与外导流板之间构成外环流区，沉淀区底部与外环流区连通，若干曝气器安装在内导流板低端偏上的位置，污泥斗底部连接排泥管。
2.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述外导流板的顶端比溢流堰高，底端设有向外倾斜且折角为120°～135°倾角的缓冲折射板。
3.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述缓冲折射板底部与反应器壳壁之间的间距不小于100mm。
4.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述反应器壳体顶端两侧的外壳壁的顶端在同一水平面上构成溢流堰，并与其外侧的L形挡板之间成型为溢流槽。
5.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述反应器的内导流板底端位于污泥斗上方0mm～500mm处。
6.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述内导流板的顶端比溢流堰低，其高差为内导流板与外导流板之间距离的1～5倍。
7.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述导流板与反应器壳体均选用金属板材制造。
8.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述导流板与反应器壳体均采用砖、灰、水泥材料制造。
9.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述污泥斗是可拆卸的，由上部为矩形下部为锥形的腔体、腔体壁上设有的供若干曝气管插入的通孔、腔体底部设的排泥管组成；所述污泥斗与反应器壳体通过法兰连接。
10.根据权利要求1所述的反应-沉淀一体式矩形环流生物反应器污水处理装置，其特征在于：所述污泥斗是可拆卸的，由整体为锥形的腔体、腔体壁上设有的供若干曝气管插入的通孔、腔体底部设的排泥管组成；所述污泥斗与反应器壳体通过法兰连接。
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