四維生物脫氮反應器的製作方法

2023-08-09 20:13:46 1

專利名稱：四維生物脫氮反應器的製作方法
技術領域：
本發明屬於水處理技術領域，具體涉及一種四維生物脫氮反應器。
背景技術：
由於水環境保護的需要，營養物質氮去除的目標日益提高，生物脫氮則是最為經 濟有效的方法。生物脫氮的全過程需要不同氧環境，按工藝流程看主要有0/A(好氧/缺 氧)和A/0(缺氧/好氧)兩類。0/A工藝符合反應順序，先在好氧段完成大多數有機物的 去除和氨氮轉化為硝酸鹽氮的硝化反應，但後續的缺氧段進行反硝化脫氮時缺乏碳源，需 要另行補充，例如投加甲醇。A/0工藝採用前置缺氧脫氮，不需要額外碳源，但由於硝化必 鬚髮生在反硝化之前，因此採取全系統回流，回流比為2 4 ；這意味著構築物尺寸須放大 3 5倍和系統的高耗能。以時間次序控制的序批反應器(SBR)也有一些脫氮效果，但運行 不連續且效率偏低。

發明內容
為克服現有技術存在的上述技術問題，本發明提供一種四維生物脫氮反應器。本發明所提供的四維生物脫氮反應器具體結構如下在反應器內安裝有顆粒濾料9和纖維濾料10，顆粒濾料9放置於反應器的下部並 與反應器底面留有空間，纖維濾料10懸掛在顆粒濾料9的上方；反應器內均布有上隔板8 和下隔板7，上隔板8和下隔板7以上、下、上、下的方式交錯排列，上隔板8和下隔板7的寬 度與反應器寬度相同，上隔板8的上緣高出反應器水面，上隔板8的下緣與反應器底面留有 空間，下隔板7的下緣與反應器底面連接，下隔板7的上緣低於反應器水面；在上、下隔板及 與反應器器壁間的均布空間設置氣提升交替循環流複合濾料濾池；反應器的下部設曝氣器 2，曝氣器2用空氣管連接電磁閥的一端，電磁閥的另一端通過空氣管連接反應器的外接氣 泵1 ；反應器的外部上方設有分配器3及二次進水點5，分配器3上遊接進水管，下遊通向進 水槽4和二次進水點5，進水槽4設在反應器的前端，二次進水點5位於反應器中段上方，出 水槽6設在反應器的後端。本發明所提供的四維生物脫氮反應器的處理過程如下待處理的廢水原水經分配器3大部分通過進水槽4進入反應器，小部分(10% 20% )通過二次進水點5流入反應器內，反應器內由於下隔板7和上隔板8的阻隔作用，形 成上、下方向的折返流，反應器內安裝有顆粒濾料9纖維濾料10，水處理完成後經出水槽6 流出。圖2是垂直向橫剖面圖，該剖面就是一個氣提升交替循環流複合濾料濾池結構(具 體可見專利ZL200610038692. 4)，氣泵1接出空氣管，經電磁閥(Al A6，B1 B6)分別連 接到安裝在反應器底部的曝氣器2。連接電磁閥(Al A6，B1 B6)和曝氣器2的平面布 置如圖3所示，圖4同步標明了時間軸上，一個周期內導通電磁閥(Al A6，B1 B6)的邏 輯控制，可見，一系列氣提升交替循環流複合濾料濾池單元(以下簡稱「濾池單元」，本圖結 構為6個)在縱向串連成一個連續的折返流反應器，在時間軸曝氣變化控制下表現出四維的水流和生化動力學特徵。對本發明工作原理說明如下首先不考慮曝氣作用，由於整個反應器連成一體，在進水槽4連續進水的情況下， 受液面高程驅動，因下隔板7和上隔板8的阻隔形成折返流，經出水槽6連續出水，上下隔 板使每個「濾池單元」形成獨立的處理環境。「濾池單元」在電磁閥(Al A6，B1 B6)交替 導通的情況下存在氣提升作用形成循環流動，曝氣區域處在完全好氧的氣水上向流處理工 況，上向流區域的顆粒濾料9處在氣水反衝洗工況，降流區處在下向流過濾工況，溶解氧沿 流程推流變化，逐步遞減。生物膜上從外向內也存在氧濃度的濃差梯度，利於微生物生存狀 況的多樣性。時間軸上，通過任意點作邏輯圖的垂線同步讀取特定時刻的電磁閥工況；具體 到每個「濾池單元」，A側電磁閥導通曝氣，存在逆時針(由進水向出水端看)的循環水流；B 側電磁閥曝氣，形成順時針循環水流；AB兩側均不導通曝氣，只有高程驅動的折返流，沒有 循環水流。因此對於特定時刻，整個反應器按分段和分區，存在好氧區進行硝化反應，也存 在缺氧區進行反硝化反應，循環水流的存在適應了 A/0工藝的要求，在後段「濾池單元」使 用二次進水點5為反硝化反應補充了碳源，調整二次進水分配量可以優化碳氮比。本發明所提供的四維生物脫氮反應器是一種進行廢水連續處理的一體化裝置，其 三維空間水流狀態受時間軸上程序控制的電磁閥操縱，因此稱為四維生物脫氮反應器。分 段分區的空間結構結合在時間軸上變化的曝氣控制，能夠在反應器內部，沿處理流程獲得 不斷變化的氧環境和碳氮比，從而適應不同階段生物脫氮反應的需要，達到高效脫氮的目 標。本發明優點表現為在氣提升交替循環流複合濾料濾池發明基礎上，不僅具有集 合多種高效處理功能和節能的所有優點，曝氣能耗又還進一步降低了 1/3到1/4。通過時間 軸上電磁閥導通曝氣的程序設計，能夠按照生物脫氮反應過程和環境的需要，獲得優化的 工藝條件，使生物脫氮的效率更高，出水水質更好；本發明的工藝控制可以通過時間軸上電 磁閥程序設計完成，設計和實施快捷簡便，適應性強，具有序批式反應器(SBR)處理工藝的 靈活性，而從用戶看，則是一個完整的連續流系統，更便於操作管理。


圖1 本發明反應器垂直向縱剖面結構示意圖。圖2 本發明反應器垂直向C-C橫剖面結構示意圖。圖3 本發明反應器電磁閥平面布置的D-D剖面圖。圖4 本發明反應器電磁閥控制時序圖。圖中1.氣泵，2 曝氣器，3 分配器，4 進水槽，5 二次進水點，6 出水槽，7 下 隔板，8 上隔板，9 顆粒濾料，10 纖維濾料，Al A6，Bl B6 電磁閥。
具體實施例方式圖1是本發明的垂直向縱剖面圖，反應器濾池池體使用鋼或工程塑料製作。一系 列氣提升交替循環流複合濾料濾池單元(以下簡稱「濾池單元」，一般實施方案中取4 10 個)以折返流形式在縱向串連起來。下隔板7用來保證兩個相鄰「濾池單元」下部阻隔，僅 允許靠近上層水面處連通；上隔板8用來保證相鄰「濾池單元」上部阻隔，僅允許靠近池底
4處連通。每個「濾池單元」的構造和實施方式與氣提升交替循環流複合濾料濾池(專利號 ZL 200610038692. 4)完全相同。反應器底部在分隔區域內的曝氣器2安裝後進行組合，每 個區域由一個電磁閥獨立控制，如附圖3所示。二次進水點5流入反應器的位置，可根據處 理對象和設計負荷選擇在第2個或第4個「濾池單元」頂部。 實施例一個四維生物脫氮反應器由6個氣提升交替循環流複合濾料濾池單元組 成，外形尺寸為4mX4mX4. 5m(長X寬X高)。池底標高作為0. 00，入口水面標高4. 2m， 出水堰標高3. 8m。反應器使用IOmm鋼板焊接並作防腐處理。每個「濾池單元」平面尺寸為 2mX1.33m，平面布置上4 6# 「濾池單元」折回，與1 3#共用一側池壁以節約材料，水 流連通方式不變。處理汙水能力為6m3/h，水力停留時間為10小時。反應器內安裝顆粒濾 料(9)是直徑為3 8mm的陶粒濾料，下沿標高為0.6m，層高0.6m。纖維濾料(10)為半軟 性填料，層高2. 5m，用框架安裝固定，曝氣器為橡膠薄膜曝氣器，12個電磁閥是DN25的普通 銅質220V電磁閥，實行通電導通。市政汙水原水水質COD 350mg/L, BOD5為190mg/L，氨氮 42mg/L，總氮 65mg/L ；處理後出水 COD 38mg/L，BOD5 4mg/L，氨氮 1. 2mg/L，總氮 25mg/L 出 水優於(GB18918-2002) —級A標準。
權利要求
一種四維生物脫氮反應器，其特徵在於該脫氮反應器具體結構如下在反應器內安裝有顆粒濾料(9)和纖維濾料(10)，顆粒濾料(9)放置於反應器的下部並與反應器底面留有空間，纖維濾料(10)懸掛在顆粒濾料(9)的上方；反應器內均布有上隔板(8)和下隔板(7)，上隔板(8)和下隔板(7)以上、下、上、下的方式交錯排列，上隔板(8)和下隔板(7)的寬度與反應器寬度相同，上隔板(8)的上緣高出反應器水面，上隔板(8)的下緣與反應器底面留有空間，下隔板(7)的下緣與反應器底面連接，下隔板(7)的上緣低於反應器水面；在上、下隔板及與反應器器壁間的均布空間設置氣提升交替循環流複合濾料濾池；反應器的下部設曝氣器(2)，曝氣器(2)用空氣管連接電磁閥的一端，電磁閥的另一端通過空氣管連接反應器的外接氣泵(1)；反應器的外部上方設有分配器(3)及二次進水點(5)，分配器(3)上遊接進水管，下遊通向進水槽(4)和二次進水點(5)，進水槽(4)設在反應器的前端，二次進水點(5)位於反應器中段上方，出水槽(6)設在反應器的後端。
全文摘要
本發明提供一種四維生物脫氮反應器，屬於水處理技術領域。該脫氮反應器在反應器內安裝有顆粒濾料和纖維濾料；反應器內均布有上隔板和下隔板；在上、下隔板及與反應器器壁間的均布空間設置氣提升交替循環流複合濾料濾池；反應器的下部設曝氣器，曝氣器用空氣管連接電磁閥的一端，電磁閥的另一端通過空氣管連接反應器的外接氣泵；反應器的外部上方設有分配器及二次進水點，出水槽設在反應器的後端。本發明在氣提升交替循環流複合濾料濾池發明基礎上，通過時間軸上電磁閥導通曝氣的程序設計，能夠按照生物脫氮反應過程和環境的需要，獲得優化的工藝條件，使生物脫氮的效率更高，出水水質更好，更便於操作管理。
文檔編號C02F3/30GK101948172SQ20101025156
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月5日 優先權日2010年8月5日
發明者周揚屏, 汪明明, 蔡建安, 郭麗娜 申請人:安徽工業大學