汙水生物處理反應器的製作方法

2023-05-28 23:47:21

專利名稱：汙水生物處理反應器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汙水處理設備，尤其是用於有機汙水處理的汙水生物處理反應器。
背景技術：
用於有機汙水處理的反應器，主要用於將汙水中含有的有機汙染物通過微生物的作用將汙染物分解代謝等，從而達到淨化的目的。目前，汙水生物處理工藝是採用諸如氧化溝工藝、活性汙泥工藝、上流式汙泥工藝、生物流化床工藝、生物濾池等工藝，其主要目的是提高系統的生物濃度和生物活性，通過系統內微生物的分解代謝，達到去除汙水中的有機物的目的。上述汙水生物處理工藝中所使用的設備通常在一個汙水處理系統中或汙水處理設備中被分別獨立使用，雖然各種不同的處理技術和工藝都有其各自的特點，但也存在不足。
以高效生物流化床工藝為例，流化床反應器是一種實現固體顆粒(生物載體)與氣相、液相、氣液相之間的混合傳質、傳熱的設備。它與傳統的固定床反應器不同，床內固體微粒始終懸浮於液(氣)體中並劇烈運動，具有類似液體的自由流動性，從而大大強化了物質的傳質過程，提高了反應速度，對於催化劑壽命較短或頻繁再生的場合更具優越性，這使流態化得以在工業上廣泛應用。生物流化床反應器使用生物載體，生物載體具有大的比表面積、使微生物的濃度高、容積負荷率和汙泥負荷率高、傳質快、淨化能力強。但傳統的生物流化床也有其不足之處，如能耗大、流化床內部的流態化特性十分複雜給放大設計造成了困難、泥水分離靠重力作用以致分離效率依賴活性汙泥沉降性能，以及在使用的過程中作為微生物載體的固體顆粒容易流失等問題。
以曝氣生物濾池工藝為例，曝氣生物濾池中使用的粒狀填料(生物載體)表面生長有生物膜，汙水流過濾料，池底則提供曝氣，使廢水中的有機物得到好氧穩定。曝氣生物濾池具有佔地面積小、處理效果好，能得到高質量的出水，滿足回用要求。曝氣生物濾池集過濾、生物吸附和生物代謝於一身，有極高的去汙率，同時它的抗衝擊負荷能力強，能夠適應來水量與濃度較大的波動，其流程簡單，節省能耗。但該工藝在使用一段時間以後，需定期地利用處理後的出水進行反衝洗，排除增殖的活性汙泥，而反衝洗時必須將汙水處理的工藝過程停頓下來，使其整個汙水處理過程不是一個連續的處理過程，影響了處理效率。
由上可知，由於設備結構和工藝不同且各有其特點和不足，目前還未出現結合不同工藝的優點，同時將不同工藝組合在一個單獨的處理設備中用以高效處理汙水的設備。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種效率更高的汙水生物處理反應器。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是該汙水生物處理反應器包括相互連通並通過分段隔板分隔的生物流化床段和生物濾池段，設置有進水口的生物流化床段的底部設置有曝氣或布水裝置。從生物流化床段延伸至生物濾池段的底板與分段隔板的底部之間間隔有距離，從而形成連通生物流化床段與生物濾池段之間的通道，在通道處設置有可使生物載體從生物濾池段回流至生物流化床段的結構，使生物載體即能作為流化床的載體也可以作為生物濾池的載體進行循環使用。
進一步的是，所述底板從生物濾池段向生物流化床段傾斜，從而利用該結構使生物載體9從生物濾池段2回流至生物流化床段1。
本發明的有益效果是該反應器將生物流化床技術和生物濾池技術有機的結合起來，既保留了原處理工藝的優點，同時使生物流化床的優勢和生物濾池的優勢在一個汙水處理系統內得以充分的發揮，創建了全新的汙水處理工藝，同時克服了生物流化床生物載體易流失以及生物濾池填料容易堵塞和定期反衝洗的缺點和不足，大大提高了汙水生物處理的效率。該反應器佔地面積小，處理能力強，出水水質高、建設成本少，運行費用低，操作簡單，該汙水處理系統尤其適合小區汙水處理，是目前大型城市汙水處理設備的有效補充。


圖1是本發明的結構示意圖。
圖中標記為生物流化床段1、生物濾池段2、布水曝氣裝置3、分段隔板4、底板5、通道6、隔板7、進水口8、生物載體9、中間隔板10、濾層段11、出水段12、沉澱池段13、中間隔板14、沉澱區15、出水區16。
其中圖示箭頭為水流的流動途徑指示標記。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
如圖1所示，本發明的汙水生物處理反應器，包括相互連通並通過分段隔板4分隔的生物流化床段1和生物濾池段2。生物流化床段1和生物濾池段2可以順序排列布置，也可以沿徑向同心設置。汙水從生物流化床段1上部或底部設置的進水口8進入，生物流化床段1的底部設置有布水曝氣裝置3。布水曝氣裝置3可以單獨採用布水裝置或曝氣裝置，也可布水裝置與曝氣裝置聯合使用，其作用之一為提供生物載體9在該段內形成流化狀態的動力。從生物流化床段1延伸至生物濾池段2的底板5與分段隔板4的底部之間間隔有距離並形成通道6，該通道6將經過生物流化段1處理後的水送入生物濾池段2進行處理。通道6處設置有可使生物載體9從生物濾池段2回流至生物流化床段1的結構，用於將隨著水流送入生物濾池段2並形成生物載體濾層中的生物載體回流到生物流化床段1中，以利於將生物膜進行脫膜和更換，使其不斷獲得新的生物膜。
上述可使生物載體9從生物濾池段2回流至生物流化床段1的結構可以採用的方式很多，例如採用機械傳動的方式、在生物載體濾層底部單獨設置回流管道等方式，但為了簡化結構並使其生物濾料9在生物流化床段1與生物濾池段2之間的循環流動自動完成，可將所述底板5傾斜設置，使其底板5從生物濾池段2向生物流化床段1傾斜，也就是使其底板5在生物流化床段1一端的位置高於位於生物流化床段1那一端的位置，且最好使其所述底板5延伸至生物濾池段2的布水曝氣裝置3處，從而進入流化狀態。
通過上述結構的設計和布置，使本發明的汙水生物處理反應器內形成了生物流化床和生物濾池串連布置的工作方式，反應器內形成流化床內生物載體9的流化狀態和生物載體9在生物濾池內的工作狀態，把系統內使用的生物載體9既作為生物流化床的載體使用，也作為生物濾池內的載體使用。在使用過程中，通過布水曝氣裝置3，生物載體9上生長的微生物在生物流化床段1內與汙水進行充分流化傳質，將汙水中的有機物進行代謝去除，同時生物載體9上生長的生物膜通過流化態的運動過程將生物膜進行脫膜和更換，不斷獲得新的生物膜，並維持系統內較高的生物濃度；生物載體9在運動到生物濾池段2後，生物載體9通過自重克服水力上升動力，沉降到生物濾池段2，在水力上升動力的託舉下形成生物載體濾層，生物載體9此時作為生物濾池的濾料對汙水進行生物處理，由於生物載體濾層的作用，生物載體9被全部截流，反應器內的生物載體9不流失，同時生物載體濾層在生物載體9自重力的作用下，沿通道6處設置的可使生物載體9從生物濾池段2回流至生物流化床段1的結構，緩慢向反應器的生物流化床段1中的布水曝氣裝置3處移動，生物載體9移動至生物流化床段1時，生物載體9重新作為流化床的載體參與流化床內與汙水進行充分流化傳質，這個過程在反應器內反覆循環，使整個系統獲得良好的處理效果和效率。
為了進一步提高其處理效率，生物流化床段1通過隔板7分為上下互通的至少兩個區域，例如利用兩個隔板7將生物流化床段1分為上下互通的三個區域，布水曝氣裝置3設置在中間區域，這樣使其生物載體9在可以更加充分的與汙水接觸，為提高處理效率和達到更好的處理效果提供了條件。
生物濾池段2通過中間隔板10分為濾層段11和出水段12，由於濾層段11部分截面積向上逐漸增大，水力上升流速逐漸減小，使生物載體充分沉降，中間隔板10的最高點低於生物流化床段1的進水口8的最低點，出水段12的出水口設置在底部，這樣使其處於生物流化床段1後端的生物濾池段2的水位一直低於前端生物流化床段1的水位。
為了進一步反應器的一體化程度，在生物濾池段2的出水段12連接有沉澱池段13，沉澱池段13通過中間隔板14分為沉澱區15和出水區16，沉澱池段13的中間隔板14的最高點低於生物濾池段2的中間隔板10的最高點，出水區16的出水口設置在底部。
實施例如圖1所示，本發明的汙水生物處理反應器，包括相互連通並通過分段隔板4分隔的生物流化床段1和生物濾池段2。生物流化床段1上設置有進水口8，生物流化床段1的底部設置有布水曝氣裝置3。底板5從生物流化床段1延伸至生物濾池段2的布水曝氣裝置3處，分段隔板4的底部與底板5之間間隔有距離並形成通道6。上述底板5傾斜設置，使其底板5從生物濾池段2向生物流化床段1傾斜。生物流化床段1通過兩個隔板7分為上下互通的三個區域，布水曝氣裝置3設置在中間區域。生物濾池段2通過中間隔板10分為濾層段11和出水段12，中間隔板10的最高點低於生物流化床段1的進水口8的最低點，出水段12的出水口設置在底部，這樣使其處於生物流化床段1後端的生物濾池段2的水位一直低於前端生物流化床段1的水位。在生物濾池段2的出水段12連接有沉澱池段13，沉澱池段13通過中間隔板14分為沉澱區15和出水區16，沉澱池段13的中間隔板14的最高點低於生物濾池段2的中間隔板10的最高點，出水區16的出水口設置在底部。
權利要求
1.汙水生物處理反應器，其特徵是包括相互連通並通過分段隔板(4)分隔的生物流化床段(1)和生物濾池段(2)，設置有進水口(8)的生物流化床段(1)的底部設置有布水曝氣裝置(3)，從生物流化床段(1)延伸至生物濾池段(2)的底板(5)與分段隔板(4)的底部之間間隔有距離並形成通道(6)，通道(6)處設置有可使生物載體(9)從生物濾池段(2)回流至生物流化床段(1)的結構。
2.如權利要求1所述的汙水生物處理反應器，其特徵是所述底板(5)從生物濾池段(2)向生物流化床段(1)傾斜。
3.如權利要求1所述的汙水生物處理反應器，其特徵是所述底板(5)延伸至生物濾池段(2)的布水曝氣或裝置(3)處。
4.如權利要求1所述的汙水生物處理反應器，其特徵是生物流化床段(1)通過隔板(7)分為上下互通的至少兩個區域。
5.如權利要求4所述的汙水生物處理反應器，其特徵是兩個隔板(7)將生物流化床段(1)分為上下互通的三個區域，布水曝氣裝置(3)設置在中間區域。
6.如權利要求1所述的汙水生物處理反應器，其特徵是生物濾池段(2)通過中間隔板(10)分為濾層段(11)和出水段(12)，中間隔板(10)的最高點低於生物流化床段(1)的進水口(8)的最低點，出水段(12)的出水口設置在底部。
7.如權利要求6所述的汙水生物處理反應器，其特徵是生物濾池段(2)的出水段連接有沉澱池段(13)，沉澱池段(13)通過中間隔板(14)分為沉澱區(15)和出水區(16)，沉澱池段(13)的中間隔板(14)的最高點低於生物濾池段(2)的中間隔板(10)的最高點，出水區(16)的出水口設置在底部。
全文摘要
本發明公開了一種用於有機汙水處理的汙水生物處理反應器，具有效率更高的汙水生物處理能力。該反應器包括生物流化床段和生物濾池段，生物流化床段與生物濾池段之間通過設置在底板處的通道連通，在通道處設置有可使生物載體從生物濾池段回流至生物流化床段的結構。該反應器將高效生物流化床技術和高負荷生物濾池技術有機的結合起來，具有高效、高負荷的特點，且同時克服了生物流化床生物載體易流失以及生物濾池填料容易堵塞和定期反衝洗的缺點。該反應器佔地面積小，處理能力強，出水水質高、建設成本小，運行費用低，操作簡單，該汙水處理系統尤其適合小區汙水處理，是目前大型城市汙水處理設備的有效補充。
文檔編號C02F3/02GK1865167SQ20061002076
公開日2006年11月22日 申請日期2006年4月24日 優先權日2006年4月24日
發明者顧宇航, 呂水清 申請人:顧宇航, 呂水清