CN104817173A - 一种两级双流式自养脱氮生物滤池 - Google Patents

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金仁村
张正哲
邓睿
郭琼
户海燕
陈倩倩
姜晓燕
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Abstract

本发明公开了一种两级双流式自养脱氮生物滤池，该装置包括反应器本体、设于反应器内部的套筒和填料，反应器本体自下而上设有回流布水单元、排泥单元、自养脱氮单元、三相分离单元、出水排气单元；回流布水单元设有锥形布水器、曝气盘；排泥单元在反应器本体底端左侧设有排泥口；自养脱氮单元由套筒分为上下连通的外滤池和内滤池，滤池内部填充填料；三相分离区设有锥形导流板、半球形集气罩、排气口、溢流堰；出水单元包括出水槽、出水口。本发明的有益效果是：采用新型气动式设计，两个滤池微、厌氧环境和升流、降流模式可自主切换，不仅加速了生物膜的脱落和更新，还有效解决填料堵塞问题；设置两级内循环***，耐冲击负荷能力强，脱氮效果好。

Description

一种两级双流式自养脱氮生物滤池
技术领域
本发明涉及一种两级双流式自养脱氮生物滤池。
背景技术
近年来含氨废水过量排放，造成了水体富营养化等一系列生态环境问题。含氨废水的高效低耗处理一直是污水处理领域的难题和热点。
全程自养脱氮具有脱氮负荷高、基建成本低，结构紧凑，装置运行和控制简单等优点，并且能有效避免由于高浓度亚硝酸盐累积造成的抑制。但是存在以下几个突出的问题：(1)以往的全程自养脱氮反应器多采用序批式反应器，反应器启动时间长，菌体流失严重；启动成功后，耐冲击负荷能力弱；(2)生物滤池能有效持留菌体，处理效果好且耐冲击负荷强，但升流式生物滤池底部易于堵塞，污泥浓度沿高度分布不均匀，上少下多，上部滤料不能被充分利用影响运行性能，而降流式生物滤池虽不易发生堵塞，但生物量低；(3)通常生物滤池在反冲洗时需要停止运行，既耗时又费能。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明提出了一种通过两组曝气方式改变滤池内部气液流向，不仅能自主切换两个滤池微氧、厌氧环境和升流、降流模式，还能在连续运作的情况下实现反冲洗，节能高效的两级双流式自养脱氮生物滤池。
本发明所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：包括反应器本体、设于反应器内部的套筒和填料，反应器本体自下而上设有回流布水单元、排泥单元、自养脱氮单元、三相分离单元、出水排气单元，所述的回流布水单元包括曝气盘、锥形布水器，所述的曝气盘上设置的曝气头分为外曝气头和中心曝气头，其中外曝气头设置在外滤池正下方、中心曝气头设置在内滤池正下方，所述的锥形布水器固定在曝气盘下方的反应器本体底部，并且锥形布水器的进水口与外界进水泵出水口相连；所述的排泥单元在反应器本体底端侧面设有排泥口；所述的自养脱氮单元由套筒分为上下连通的外滤池和内滤池，外滤池和内滤池内部填充填料，填料上下设有承托层；所述的三相分离区设有锥形导流板、带有排气口的半球形集气罩，锥形导流板设置在反应器本体内壁与半球形集气罩之间缝隙正下方，并且锥形导流板与半球形集气罩之间留有间隙作为用于排气的通道；所述的出水单元包括出水槽、出水口，所述的出水槽设置在反应器本体***，出水口设置在出水槽上。
进一步，所述的反应器本体呈圆柱状，高径比为2:1～5:1，所述的外滤池、内滤池体积比为3:1～8:1。
进一步，所述的套筒的高度与反应器本体高度比为1:1.5～1:2。
进一步，所述的***曝气头和中心曝气头的个数各为4个。
进一步，所述的填料采用波形板状或者多孔筛孔板或者带状软纤维填料。
进一步，锥形导流板的尖端始终处于同一水平面上，并且锥形导流板的尖端指向反应器本体的中心形成中心孔。
进一步，所述的半球形集气罩的直径小于反应器本体内直径、大于锥形导流板中心孔的直径。
进一步，所述的反应器本体的顶部设有溢流堰。
进一步，所述的曝气盘工作方式根据外滤池、内滤池的运行模式进行变更，当外滤池降流，内滤池升流运作时，关闭***曝气头，开启中心曝气头；当外滤池升流，内滤池降流运作时，开启***曝气头，关闭中心曝气头；两种运行方式循环交替实施，运行周期根据外滤池和内滤池的流通性能调整。
本发明专利的优点主要体现在：①采用新型气动式设计，两个滤池可实现微氧、厌氧环境和升流、降流模式的自主切换；②内置填料，高效持留菌体，维持滤池内部较高的污泥浓度；③构建两级内循环回流***，耐冲击负荷能力佳；④通过两组曝气模式，实现内循环反应单元功能的切换，可在运行的同时进行反冲洗，有效解决填料堵塞问题；⑤和分体式短程硝化-厌氧氨氧化反应器相比，本装置结构紧凑、占地面积小、节能经济，能有效避免高浓度亚硝酸盐积累对厌氧氨氧化菌的抑制。
附图说明
图1是本发明结构原理示意图一(箭头代表废水运动方向)。
图2是本发明结构原理示意图二(箭头代表废水运动方向)。
图3是本发明的曝气头的分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1本发明所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，包括反应器本体、设于反应器内部的套筒和填料，反应器本体自下而上设有回流布水单元、排泥单元、自养脱氮单元、三相分离单元、出水排气单元，所述的回流布水单元包括曝气盘1、锥形布水器3，所述的曝气盘1上设置的曝气头分为外曝气头16和中心曝气头17，其中外曝气头16设置在外滤池11正下方、中心曝气头17设置在内滤池12正下方，所述的锥形布水器3固定在曝气盘1下方的反应器本体底部，并且锥形布水器3的进水口与外界进水泵2出水口相连；所述的排泥单元在反应器本体底端侧面设有排泥口15；所述的自养脱氮单元由套筒4分为上下连通的外滤池11和内滤池12，外滤池11和内滤池12内部填充填料13，填料13上下设有承托层14；所述的三相分离区设有锥形导流板10、带有排气口8的半球形集气罩9，锥形导流板10设置在反应器本体内壁与半球形集气罩9之间缝隙正下方，并且锥形导流板10与半球形集气罩9之间留有间隙作为用于排气的通道；所述的出水单元包括出水槽5、出水口6，所述的出水槽5设置在反应器本体***，出水口6设置在出水槽5上。
进一步，所述的反应器本体呈圆柱状，高径比为2:1～5:1，所述的外滤池11、内滤池12体积比为3:1～8:1。
进一步，所述的套筒4的高度与反应器本体高度比为1:1.5～1:2。
进一步，所述的***曝气头16和中心曝气头17的个数各为4个。
进一步，所述的填料13采用波形板状或者多孔筛孔板或者带状软纤维填料。
进一步，锥形导流板10的尖端始终处于同一水平面上，并且锥形导流板10的尖端指向反应器本体的中心形成中心孔。
进一步，所述的半球形集气罩9的直径小于反应器本体内直径、大于锥形导流板10中心孔的直径。
进一步，所述的反应器本体的顶部设有溢流堰7。
进一步，所述的曝气盘1工作方式根据外滤池11、内滤池12的运行模式进行变更，当外滤池11降流，内滤池12升流运作时，关闭***曝气头16，开启中心曝气头17；当外滤池11升流，内滤池12降流运作时，开启***曝气头16，关闭中心曝气头17；两种运行方式循环交替实施，运行周期根据外滤池11和内滤池12的流通性能调整。
实施例2利用实施例1的装置，进行反应：本发明所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池可用PVC板或钢板制作，其运行方式一(图1)如下：含氮废水由进水泵2经锥形布水器3引入反应器，经中心曝气头17曝气，废水从下部进入内滤池12，部分NH4 +由填料13表层附着的亚硝酸细菌转化为NO2 -，NO2 -再和NH4 +由填料内层的厌氧氨氧化细菌转化为氮气，产生的氮气和剩余空气进入三相分离区，气体不断上升由半球形集气罩9收集从排气口8排出，随后废水进入外滤池11，其中残留的NO2 -和NH4 +由填料13上附着的厌氧氨氧化菌转化为氮气，产生的氮气上升由半球形集气罩9收集从排气口8排出。出水经溢流堰7从出水槽5底端出水口6排出。内滤池12底部因气水上升形成一定负压，促进外滤池11底端流体向内滤池12底端流动补充。当运行一段时间后，内滤池12底部由于生物量过剩，流通不畅。
此后，开启运行方式二(图2)：4个中心曝气头17关闭，4个***曝气头16打开，废水从下部进入外滤池11，部分NH4 +由填料13表层附着的亚硝酸细菌转化为NO2 -，NO2 -再和NH4 +由填料内层的厌氧氨氧化细菌转化为氮气，产生的氮气和剩余空气进入三相分离区，气体不断上升由半球形集气罩9收集从排气口8排出，随后废水进入内滤池12，其中残留的NO2 -和NH4 +由填料13上附着的厌氧氨氧化菌转化为氮气，产生的氮气上升由半球形集气罩9收集从排气口8排出。出水经溢流堰7从出水槽5底端出水口6排出。外滤池11底部因气水上升形成一定负压，促进内滤池12底端流体向内滤池11底端流动补充。脱落的生物膜即剩余污泥在反应器本体底部聚集，经排泥口15排出反应器。
上述两种运行方式循环交替实施，运行周期可根据外滤池11和内滤池12的流通性能调整。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：包括反应器本体、设于反应器内部的套筒和填料，反应器本体自下而上设有回流布水单元、排泥单元、自养脱氮单元、三相分离单元、出水排气单元，所述的回流布水单元包括曝气盘、锥形布水器，所述的曝气盘上设置的曝气头分为外曝气头和中心曝气头，其中外曝气头设置在外滤池正下方、中心曝气头设置在内滤池正下方，所述的锥形布水器固定在曝气盘下方的反应器本体底部，并且锥形布水器的进水口与外界进水泵出水口相连；所述的排泥单元在反应器本体底端侧面设有排泥口；所述的自养脱氮单元由套筒分为上下连通的外滤池和内滤池，外滤池和内滤池内部填充填料，填料上下设有承托层；所述的三相分离区设有锥形导流板、带有排气口的半球形集气罩，锥形导流板设置在反应器本体内壁与半球形集气罩之间缝隙正下方，并且锥形导流板与半球形集气罩之间留有间隙作为用于排气的通道；所述的出水单元包括出水槽、出水口，所述的出水槽设置在反应器本体***，出水口设置在出水槽上。
2.如权利要求1所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：所述的反应器本体呈圆柱状，高径比为2:1～5:1，所述的外滤池、内滤池体积比为3:1～8:1。
3.如权利要求2所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：所述的套筒的高度与反应器本体高度比为1:1.5～1:2。
4.如权利要求1所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：所述的***曝气头和中心曝气头的个数各为4个。
5.如权利要求1所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：所述的填料采用波形板状或者多孔筛孔板或者带状软纤维填料。
6.如权利要求1所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：锥形导流板的尖端始终处于同一水平面上，并且锥形导流板的尖端指向反应器本体的中心形成中心孔。
7.如权利要求6所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：所述的半球形集气罩的直径小于反应器本体内直径、大于锥形导流板中心孔的直径。
8.如权利要求1所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：所述的反应器本体的顶部设有溢流堰。
9.如权利要求1～8中任意一项权利要求所述的一种两级双流式自养脱氮生物滤池，其特征在于：所述的曝气盘工作方式根据外滤池、内滤池的运行模式进行变更，当外滤池降流，内滤池升流运作时，关闭***曝气头，开启中心曝气头；当外滤池升流，内滤池降流运作时，开启***曝气头，关闭中心曝气头；两种运行方式循环交替实施，运行周期根据外滤池和内滤池的流通性能调整。
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