一種具有硝化及反硝化功能的反應器的製作方法
2023-12-03 20:53:11 1
專利名稱：一種具有硝化及反硝化功能的反應器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種反應器，尤其是涉及一種具有硝化及反硝化功能的反應器。
背景技術：
傳統的處理高難度汙水的方法一般是活性汙泥法、生物膜法、生物流化床以及膜 生物反應器，這些方法對難降解的工業廢水和糞便汙水的處理效果受到了限制，主要表現 在反應器的設計和運行上。活性汙泥法佔地面積大，對汙泥的控制要求較高，易發生汙泥膨 脹。生物膜法使用固定填料，該填料易堵塞，需經常對填料進行反衝洗，填料的安裝需固定 支架，維修困難。而生物流化床則使用小顆粒、較大密度的填料，該填料存在能耗較高和顆 粒不易均勻分布的缺點。膜生物反應器依靠反衝技術並不能徹底解決有機汙染物的衍生和 堵塞問題，而且投資成本和運行維護費用較高。總之，上述反應器基本都是完全好氧狀態， 對難以被好氧生物降解的工業廢水和糞便汙水的處理效果不佳。再有，這些反應器都需要 進行泥水分離的二沉池，從而增加了佔地面積、投資費用和運行成本。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構緊湊、填料 流動性好、能耗較低的硝化及反硝化功能的反應器。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種具有硝化及反硝化功能的反應器，其特徵在於，該反應器包括內桶、外桶、汙 水進水口、進水口、出水口、內管、圓封頭、平封頭、排泥鬥、填料、曝氣裝置、微濾膜分離器及 臭氧裝置，所述的內桶上端連接圓封頭，下端連接排泥鬥，內管設置在內桶中，下面連接有 曝氣裝置，填料填充在內管外的腔體內，內桶的一側設有汙水進水口，另一側設有進水口， 內桶通過進水口與外桶連接，外桶上端連接平封頭，外桶內設有微濾膜分離器，微濾膜分離 器的上端連接出水口，下端設有臭氧裝置，外桶下端連接排泥鬥。所述的內桶為圓柱狀。所述的內管為圓柱狀。所述的外桶形狀包括圓柱狀、圓錐狀、長方體狀或球狀。所述的圓封頭上設有通氣口。所述的平封頭上設有通氣口，並與圓封頭連接。所述的排泥鬥為倒錐形，下面設有排泥出口。與現有技術相比，本發明在內桶內曝氣，利用水壓差使水循環，同時使反應器內填 充的填料隨水一起流動，填料上的微生物和反應器內的活性汙泥一起參與生化作用，而在 外桶沉澱過濾出水，具有以下優點(1)反應器混合充分，利於生物反應的進行，容積負荷較高，減少反應器容積；(2)選用了密度接近於水的懸浮填料為微生物提供了良好的生存環境，提高了氧 氣的利用率，使世代期較長的微生物(如硝化菌)得以生長，且填料的流化無需額外的推動力；(3)通過控制曝氣強度來控制溶解氧濃度(DO)，使反應器內存在不同的溶解氧區 域高濃度汙水在循環過程中不斷流經好氧、缺氧和厭氧的環境，利於同時硝化反硝化以脫 氧，以及一些難降解有機物水解酸化成易生化降解的有機物；(4)汙水進入反應器後很快地被內部循環水稀釋，適應衝擊負荷；(5)出水利用常壓膜分離裝置，無須真空抽濾設施，省去了二沉池，保證了出水水 質，且無汙泥膨脹；(6)使用膜出水可調節反應器中的活性汙泥濃度，無需汙泥回流，老化的汙泥可與 填料分離，通過反應器底部的泥鬥間歇排出；(7)較易調節汙泥負荷以適應處理的要求；(8)臭氧解決了過濾膜有機物堵塞問題，同時對汙水進行消毒殺菌處理；(9)可根據進水濃度和出水要求指標，採取多級串接使用，並使用不同過濾密度的膜。
圖1為實施例1中具有硝化及反硝化功能的反應器的結構示意圖。圖中10為內桶、11為汙水進水口、20為外桶、21為進水口、22為出水口、30為內 管、40為圓封頭、41為通氣口、50為平封頭、51為通氣口、60為排泥鬥、61為排泥出口、62為 排泥出口、70為填料、80為有微濾膜分離器、90為曝氣裝置、100為臭氧裝置。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例1一種具有硝化及反硝化功能的反應器，該反應器是一種氣提升循環懸浮填料床反 應器(Airlift Circulating Floating-carrier Bed，ACFB)，其結構如圖 1 所示該反應器 包括內桶10、外桶20、汙水進水口 11、進水口 21、出水口 22、內管30、圓封頭40、平封頭50、 排泥鬥60、填料70、微濾膜分離器80、曝氣裝置90及臭氧裝置100，反應器的容積負荷為 2kgC0D/m3*d，內桶10呈圓柱形，其高度與直徑的比為5 1，內桶10上端連接圓封頭40， 圓封頭40上設置有通氣口 41，內桶10下端連接倒錐形的排泥鬥60，排泥鬥60下端設有排 泥出口 61，圓柱形內管30設置在內桶10中，與內桶10的體積比為1 1，內管30的下面連 接有曝氣裝置90，填料70為懸浮填料，填充在內管30外的腔體內，填料70的直徑為1cm， 密度為0. 95g/cm3，填料70的填充率為30%，內桶10的一側的上部設有汙水進水口 11，另 一側設有進水口 21，內桶10通過進水口 21與外桶20連接，外桶20可以呈任意形狀，與內 桶10構成一體化，該外桶20為圓柱狀，外桶20的上端連接平封頭50，平封頭50上設有通 氣口 51，並與圓封頭40連接，外桶20內設有微濾膜分離器80，微濾膜分離器80的上端連 接出水口 22，下端設有臭氧裝置100，外桶20下端連接倒錐形的排泥鬥60，排泥鬥60下端 設有排泥出口 62，使用時循環水與進水的比為10 1，水力停留時間為8h，內桶10和內管 30之間是缺氧區，進行反硝化；內管30內是好氧區域，進行有機物的降解和硝化，懸浮填料 70為生長生物膜的載體，微濾膜分離器80用以分離脫落的生物膜和出水，曝氣裝置90提供
4好氧微生物所需的氧氣，並提供水在反應器內循環的動力，排泥鬥60用以貯存脫落的生物膜。本發明綜合了好氧和厭氧活性汙泥法、生物膜法及生物流化床的優點，它與流化 床不同，本發明用的填料是懸浮填料，而且填料尺寸較大。流化床使用粒徑為0. 3 1. Omm 的密度較高的石英砂或活性碳載體，其流化需較高的動力，並造成流化床的整個床層水流 速度較高，不易控制溶解氧濃度的分布，填料上的膜所受的衝刷也使膜量受到限制。目前懸 浮填料多用在移動床生物膜反應器(Moving Bed Biofilm Reactor, MBBR)中，用於高濃度 工業廢水的COD降解和脫氧。從廢水的流態來看，本發明同時具有推流和完全混合反應器 的特點，類似氧化溝的流態，不僅抗衝擊負荷，同時通過調節反應器內、外管的體積比，來適 應汙水對缺氧和好氧的要求。當汙水不斷地循環時，實現脫氮。膜分離設備已有用於生物 方法的實例，本發明使用國產的膜分離裝置，分離效果好，使用壽命長，在外桶20中利用臭 氧的衝刷，保持膜表面不被堵塞，反應器底部設泥鬥，用於排除老化的汙泥，調節汙泥負荷， 實現了二沉池和生化反應器的一體化，尤其適合於中、小水量的難降解的工業廢水和糞便 汙水的處理及脫氮等。實施例2一種具有硝化及反硝化功能的反應器ACFB，該反應器包括內桶、外桶、汙水進水 口、進水口、出水口、內管、圓封頭、平封頭、排泥鬥、填料、曝氣裝置、微濾膜分離器及臭氧裝 置，反應器的容積負荷為4kgC0D/m3*d，內桶呈圓柱形，其高度與直徑的比為8 1，內桶上 端連接圓封頭，圓封頭上設置有通氣口，內桶下端連接倒錐形的排泥鬥，排泥鬥下端設有排 泥出口，圓柱形內管設置在內桶中，與內桶的體積比為1.2 1，內管的下面連接有曝氣裝 置，填料為懸浮填料，填充在內管外的腔體內，填料的直徑為3cm，密度為l.Og/cm3，填料的 填充率為35%，內桶的一側的上部設有汙水進水口，另一側設有進水口，內桶通過進水口與 外桶連接，外桶呈任長方體狀，與內桶構成一體化，外桶的上端連接平封頭，平封頭上設有 通氣口，並與圓封頭連接，外桶內設有微濾膜分離器，微濾膜分離器的上端連接出水口，下 端設有臭氧裝置，外桶下端連接倒錐形的排泥鬥，排泥鬥下端設有排泥出口，使用時循環水 與進水的比為20 1，水力停留時間為15h。實施例3一種具有硝化及反硝化功能的反應器ACFB，該反應器包括內桶、外桶、汙水進水 口、進水口、出水口、內管、圓封頭、平封頭、排泥鬥、填料、曝氣裝置、微濾膜分離器及臭氧裝 置，反應器的容積負荷為5kgC0D/m3*d，內桶呈圓柱形，其高度與直徑的比為10 1，內桶 上端連接圓封頭，圓封頭上設置有通氣口，內桶下端連接倒錐形的排泥鬥，排泥鬥下端設有 排泥出口，圓柱形內管設置在內桶中，與內桶的體積比為1.5 1，內管的下面連接有曝氣 裝置，填料為懸浮填料，填充在內管外的腔體內，填料的直徑為5cm，密度為1. 05g/cm3，填料 的填充率為40%，內桶的一側的上部設有汙水進水口，另一側設有進水口，內桶通過進水口 與外桶連接，外桶呈球狀，並與內桶構成一體化，外桶的上端連接平封頭，平封頭上設有通 氣口，並與圓封頭連接，外桶內設有微濾膜分離器，微濾膜分離器的上端連接出水口，下端 設有臭氧裝置，外桶下端連接倒錐形的排泥鬥，排泥鬥下端設有排泥出口，使用時循環水與 進水的比為30 1，水力停留時間為20h。
權利要求
一種具有硝化及反硝化功能的反應器，其特徵在於，該反應器包括內桶、外桶、汙水進水口、進水口、出水口、內管、圓封頭、平封頭、排泥鬥、填料、曝氣裝置、微濾膜分離器及臭氧裝置，所述的內桶上端連接圓封頭，下端連接排泥鬥，內管設置在內桶中，下面連接有曝氣裝置，填料填充在內管外的腔體內，內桶的一側設有汙水進水口，另一側設有進水口，內桶通過進水口與外桶連接，外桶上端連接平封頭，外桶內設有微濾膜分離器，微濾膜分離器的上端連接出水口，下端設有臭氧裝置，外桶下端連接排泥鬥。
2.根據權利要求1所述的一種具有硝化及反硝化功能的反應器，其特徵在於，所述的 內桶為圓柱狀。
3.根據權利要求1所述的一種具有硝化及反硝化功能的反應器，其特徵在於，所述的 內管為圓柱狀。
4.根據權利要求1所述的一種具有硝化及反硝化功能的反應器，其特徵在於，所述的 外桶形狀包括圓柱狀、圓錐狀、長方體狀或球狀。
5.根據權利要求1所述的一種具有硝化及反硝化功能的反應器，其特徵在於，所述的 圓封頭上設有通氣口。
6.根據權利要求1所述的一種具有硝化及反硝化功能的反應器，其特徵在於，所述的 平封頭上設有通氣口，並與圓封頭連接。
7.根據權利要求1所述的一種具有硝化及反硝化功能的反應器，其特徵在於，所述的 排泥鬥為倒錐形，下面設有排泥出口。
全文摘要
本發明涉及一種具有硝化及反硝化功能的反應器，該反應器包括內桶、外桶、汙水進水口、進水口、出水口、內管、圓封頭、平封頭、排泥鬥、填料、曝氣裝置、微濾膜分離器及臭氧裝置，內桶上端連接圓封頭，下端連接排泥鬥，內管設置在內桶中，下面連接有曝氣裝置，填料填充在內管外的腔體內，內桶的一側設有汙水進水口，另一側設有進水口，內桶通過進水口與外桶連接，外桶上端連接平封頭，外桶內設有微濾膜分離器，微濾膜分離器的上端連接出水口，下端設有臭氧裝置，外桶下端連接排泥鬥。與現有技術相比，本發明利於生物反應的進行，容積負荷較高，減少反應器容積，解決了過濾膜有機物堵塞問題，同時對汙水進行消毒殺菌處理。
文檔編號C02F9/14GK101921038SQ20091005326
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月17日 優先權日2009年6月17日
發明者張侯國 申請人:上海華業環保有限公司