一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床的製作方法
2023-06-07 07:17:46
一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床的製作方法
【專利摘要】一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，包括反應器本體，所述反應器本體自下而上分為進水緩衝區、升流式反應室和三相分離區，進水緩衝區設有與外界接通的進水管，進水管連有環形布水器，環形布水器下端布置出水小孔；位於環形布水器下方的進水緩衝區設有濾網，位於濾網下方的反應器本體上設有排泥口；升流式反應室通過漸擴管與三相分離區的沉澱室相接；三相分離區分為沉澱區、三相分離室和集氣室，沉澱室分布在三相分離室底部外周邊，並通過汙泥回流縫與漸擴管的內腔連通；三相分離室上方連接集氣室，集氣室頂部設有集氣罩，集氣罩頂端設有出氣口。本發明有益效果是：實現水、氣、泥的有效分離，減少汙泥流失，避免短流，增加反應器有效工作體積。
【專利說明】一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床。
【背景技術】
[0002]厭氧氨氧化生物脫氮工藝作為一種新工藝具有強大的優勢。運行厭氧氨氧化工藝的反應器有很多，但通常存在一些缺陷，尤其是死區比例大和汙泥流失能夠直接導致厭氧氨氧化生物反應器整體脫氮能力的下降。
[0003]作為第二代厭氧生物反應器的代表，專利200720149772.7提出了一種外循環式升流式厭氧汙泥床反應器，從懸浮區上部設置取水口，取混合液到進水管進行循環，有效提高反應區的水力負荷和產氣率，又不增加三相分離區的負荷和沉澱區的容積。對於高效厭氧氨氧化反應器，由於顆粒汙泥產氣量大，使其平均密度降低，沉降性能變差，進而影響反應器性能的穩定性。此外在遠離氣水交融的地方容易形成死角。常見的圓形截面顆粒汙泥床也存在抗衝擊能力弱、混合程度不高等缺點，而且其對場地選擇要求較高。本發明的優點主要體現在:①與初沉池或其他矩形反應器共用壁面，節約基建成本可根據廠區平面幾何形狀調整截面長寬比；·③在反應器的不同區域形成自發的上升和下降汙泥流，反應器局部水力剪切力分布均勻，利於形成高沉降性能的厭氧氨氧化顆粒汙泥；④與圓形截面顆粒汙泥床相比，矩形床的水流速度分布差異大，強化了混合和傳質，提高了抗負荷衝擊能力。
【發明內容】
[0004]為了解決目前的反應器存在上述的問題，本發明提供一種基建成本低、有效減少死區增加反應器有效工作體積、保持系統穩健性、提高脫氮性能的升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床。
[0005]本發明所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，包括反應器本體，其特徵在於:所述反應器本體自下而上分為進水緩衝區、升流式反應室和三相分離區，所述進水緩衝區設有與外界接通的進水管，所述進水管連有環形布水器，所述環形布水器下端布置出水小孔；位於所述環形布水器下方的進水緩衝區設有濾網，並且位於濾網下方的反應器本體上設有排泥口 ；所述升流式反應室通過漸擴管與所述三相分離區的沉澱室相接；所述的三相分離區分為沉澱區、三相分離室和集氣室，所述沉澱室分布在三相分離室底部外周邊，並通過汙泥回流縫與漸擴管的內腔連通；所述三相分離室上方連接集氣室，所述集氣室頂部設有將其與所述沉澱室相隔的集氣罩，所述集氣罩頂端設有出氣口。
[0006]所述的升流式反應室器壁設有便於檢測反應器本體內汙泥成分的取泥採樣口。
[0007]所述沉澱室的外側設有用於排水的溢流板，並在所述的溢流板上方的反應器本體上設置出水管。
[0008]所述集氣罩通過支架與所述反應器本體相接。
[0009]所述升流式反應室呈長方體形狀，橫截面為矩形，長寬比為I?4:1，升流式反應室總高與底邊之比為4?8:1，升流式反應室橫截面積與所述沉澱室的最大橫截面積之比為 1: 1.4 ?4。
[0010]所述的環形布水器橫截面積與所述反應室橫截面積之比為0.6?0.8:1，所述的環形布水器的出水小孔的孔徑與反應器本體的內顆粒汙泥平均粒徑之比為0.4?0.7:1。
[0011]所述反應器本體底部設有與反應室等橫截面積的濾網，所述的濾網與反應器本體底部相接，網孔的直徑與反應器本體內的顆粒汙泥平均粒徑之比為0.8?1.2:1。
[0012]所述三相分離室與所述反應器本體的總體積之比為0.35?0.45:1，所述漸擴管與反應器本體的器壁的夾角β為120°?150°，所述汙泥回流縫間距與對應位置反應器本體的邊長之比為1:4.5?9。
[0013]所述反應器本體的底部呈四面錐體，四面錐體側面與水平面夾角Y為15°?30。。
[0014]使用時，本發明可用鋼材或鋼筋混凝土構建，廢水由反應器本體底部一側的進水管由經環形布水器進·入升流式反應室，反應過程中產生的氮氣途經三相分離室、集氣室由集氣罩頂端的出氣口經水封逸出反應器本體以保證反應器本體處於厭氧狀態。產生的氮氣氣流及水流攜帶反應器本體上部的泥水氣混合物在三相分離室內實現分離；沉澱後的泥水靠重力作用經汙泥回流縫回流至三相分離室實現汙泥截留，確保反應器較高的汙泥濃度；三相分離室內的出水經沉澱室外側的溢流板排出。
[0015]本發明與現有技術相比具有以下有益效果:
[0016](I)通過設計矩形床結構，反應器內局部形成上升和下降汙泥流，猶如多個內循環流，帶動整個反應體系中泥流攪動，使汙染物與汙泥充分接觸，達到很好的脫氮效果；
[0017](2)通過設計多個取泥採樣口，當產氣量太大，集氣罩上的出氣口不足以滿足時，可臨時將採樣口用以排氣，以便防患於未然，同時通過在不同位置處取泥，可準確監測並衡量反應體系中汙泥成分的變化；
[0018](3)通過設計與進水管相連的環形布水器，可促使布水均勻，同時水流向下噴射有利於汙泥篩分，並且也有利於底部的氣固分離；
[0019](4)通過設計矩形床底部的濾網，可有效調控矩形床最底部的汙泥量，最大限度確保反應器內顆粒汙泥處於「活化」狀態，既能增強反應器抗衝擊能力，又能提高反應器性倉泛;
[0020](5)通過設計矩形床最底部的排泥口，可按需調控反應器內的汙泥濃度，以便研究汙泥濃度與反應器有效體積的最佳比例，從而更有效的管理、運行反應器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的結構示意圖(其中，β為漸擴管與反應器本體器壁的夾角；Y為反應器本體底部四面錐體側面與水平面夾角)。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖進一步說明本發明
[0023]參照附圖:
[0024]實施例1本發明所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，包括反應器本體1，所述反應器本體I自下而上分為進水緩衝區11、升流式反應室12和三相分離區13，所述進水緩衝區11設有與外界相聯的進水管111，所述進水管111連有環形布水器112，所述環形布水器112下端布置出水小孔；位於所述環形布水器112下方的進水緩衝區11設有濾網113，並且位於濾網113下方的反應器本體I上設有排泥口 14;所述升流式反應室12通過漸擴管121與所述三相分離區13的沉澱室131相接；所述三相分離區13分為沉澱區131、三相分離室132和集氣室133，所述沉澱室131分布在三相分離室132底部外周邊，並通過汙泥回流縫15與漸擴管的內腔連通；所述三相分離室132上方連接集氣室133，所述集氣室133頂部設有將其與所述沉澱室相隔的集氣罩，所述集氣罩頂端設有出氣口 1331。
[0025]所述升流式反應室12器壁設有至少一個便於檢測反應器本體內汙泥成分的取泥採樣口 122。
[0026]所述沉澱室131外側設有用於排水的溢流板1311，並在所述溢流板1311上方的反應器本體I上設置出水管16。
[0027]所述集氣罩通過支架與所述反應器本體I相接。
[0028]所述升流式反應室12呈長方體形狀，橫截面為矩形，長寬比為I?4:1，升流式反應室12總高與底邊之比為4?8:1，升流式反應室12橫截面積與所述沉澱室的最大橫截面積之比為1:1.4?4。
·[0029]所述環形布水器112橫截面積與所述反應室12橫截面積之比為0.6?0.8:1，所述環形布水器112的出水小孔的孔徑與反應器本體I內顆粒汙泥平均粒徑之比為0.4?
0.7:1。
[0030]所述反應器本體I底部設有與反應室12等橫截面積的濾網，所述濾網113與反應器本體I底部相接，網孔的直徑與反應器本體I內的顆粒汙泥平均粒徑之比為0.8?
1.2:1。
[0031]所述三相分離室132與所述反應器本體I的總體積之比為0.35?0.45:1，所述漸擴管121與反應器本體I器壁的夾角β為120°?150°，所述汙泥回流縫15間距與對應位置反應器本體I的邊長之比為1:4.5?9。
[0032]所述反應器本體I的底部呈四面錐體，四面錐體側面與水平面夾角Y為15°?30。。
[0033]使用時，本發明可用鋼材或鋼筋混凝土構建，廢水由反應器本體I底部一側的進水管111由經環形布水器112進入升流式反應室12，反應過程中產生的氮氣途經三相分離室132、集氣室133由集氣罩頂端的出氣口 1331經水封逸出反應器本體I以保證反應器本體處於厭氧狀態；產生的氮氣氣流及水流攜帶反應器本體I上部的泥水氣混合物在三相分離室132內實現分離；沉澱後的泥水靠重力作用經汙泥回流縫13回流至三相分離室132實現汙泥截留，確保反應器較高的汙泥濃度；三相分離室132內的出水經沉澱室131外側的溢流板1311排出。
[0034]按照上述技術方案，製造出了產品，通過實際應用，較好地滿足了產品設計時的使用要求。試驗證明，設計的反應器具有很好的厭氧氨氧化脫氮效能，特別適合作為高活性厭氧氨氧化顆粒汙泥的脫氮生物反應器。
[0035]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也包括本領域技術人員根據本發明構思所能夠想·到的等同技術手段。
【權利要求】
1.一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，包括反應器本體，其特徵在於:所述反應器本體自下而上分為進水緩衝區、升流式反應室和三相分離區，所述進水緩衝區設有與外界接通的進水管，所述進水管連有環形布水器，所述環形布水器下端布置出水小孔；位於所述環形布水器下方的進水緩衝區設有濾網，並且位於濾網下方的反應器本體上設有排泥口 ；所述升流式反應室通過漸擴管與所述三相分離區的沉澱室相接；所述的三相分離區分為沉澱區、三相分離室和集氣室，所述沉澱室分布在三相分離室底部外周邊，並通過汙泥回流縫與漸擴管的內腔連通；所述三相分離室上方連接集氣室，所述集氣室頂部設有將其與所述沉澱室相隔的集氣罩，所述集氣罩頂端設有出氣口。
2.根據權利要求1所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，其特徵在於:所述升流式反應室器壁設有便於檢測反應器本體內汙泥成分的取泥採樣口。
3.根據權利要求2所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，其特徵在於:所述沉澱室的外側設有用於排水的溢流板，並在所述的溢流板上方的反應器本體上設置出水管。
4.根據權利要求3所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，其特徵在於:所述集氣罩通過支架與所述反應器本體相接。
5.根據權利要求4所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，其特徵在於:所述升流式反應室呈長方體形狀，橫截面為矩形，長寬比為I?4:1，升流式反應室總高與底邊之比為4?8:1，升流式反應室橫截面積與所述沉澱室的最大橫截面積之比為1: 1.4?4。
6.根據權利要求5所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，其特徵在於:所述的環形布水器橫截面積與所述反應室橫截面積之比為0.6?0.8:1，所述環形布水器的出水小孔的孔徑與反應器本體內顆粒汙泥平均粒徑之比為0.4?0.7:1。
7.根據權利要求6所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，其特徵在於:所述反應器本體底部設有與反應室等橫截面積的濾網，所述濾網與反應器本體底部相接，網孔的直徑與反應器本體內的顆粒汙泥平均粒徑之比為0.8?1.2:1。
8.根據權利要求7所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，其特徵在於:所述三相分離室與所述反應器本體的總體積之比為0.35?0.45:1，所述漸擴管與反應器本體的器壁的夾角β為120°?150°，所述汙泥回流縫間距與對應位置反應器本體的邊長之比為1:4.5?9。
9.根據權利要求8所述的一種升流式厭氧氨氧化顆粒汙泥矩形床，其特徵在於:所述反應器本體的底部呈四面錐體，四面錐體側面與水平面夾角Y為15°?30°。
【文檔編號】C02F3/28GK103435153SQ201310312757
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】金仁村, 姬玉欣, 諸美紅, 彭亭瑜, 葉小青 申請人:杭州師範大學