CN206720855U - 一种活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器。包括：塔体，其下端设有进气管，上部一侧设有进水管，在所述进水管上方设有出水管；第一筒体，其与所述塔体同轴设置并位于塔体的内部，用于将第一筒体内部的区域划分为好氧区；第二筒体，其与所述塔体同轴设置并位于塔体的内部，并位于第一筒体的外周,用于将塔体与第二筒体之间区域划分为缺氧区,将第二筒体与第一筒体之间的区域划分为过渡区；气泵，其设置在所述塔体的一侧，并与所述进气管相连；以及气体分布器，其设置在所述好氧区的下部，并与所述进气管相连。本实用新型的有益效果是：使得脱氮反应可以快速稳定地进行,净化污水。

Description

一种活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器

技术领域

本实用新型涉及活性污泥处理领域，特别是涉及一种活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器。

背景技术

气升式反应器是一类以空气为推动力实现水的循环流动,无需机械搅拌和泵提升的在鼓泡塔基础上发展起来的多相流反应器，因其结构简单、易于维护、能耗低、混合性能好、剪切应力低、相间传质和传热效率高等特点已广泛应用于生物工程、能源化工和和环境保护等诸多领域。气升式反应器的主要原理是通过空气管道向升流管中通入空气,使管中气液混合物的密度减小,由于升流管与降流管液体之间存在的密度差使得水流从降流管底部进入升流管,实现气、液或气、液、固混合物的循环流动。由于反应器中的剪切力比较小、设备维护简单、有利于自动化运行等诸多优点，被越来越广泛的应用于化工、环保等多种领域。气升式反应器最早在五十年代提出,八十年代后被广泛研究。国内在这方面有一些文献报道,气升式反应器理论趋于完善,设计趋于多功能化,应用越来越广泛，本发明是在气升式反应器的原理上进行改进的反应器，除了传统气升式反应器具有的升流区与降流区外，在降流区外侧又另加了缺氧区，以达到在一个反应器内即可实现通过活性污泥法处理氮超标废水的目的。

高浓度氨氮废水主要来自于石油化工、有色金属、化学冶金、化肥、味精、肉类加工、养殖、制药等行业生产排放的废水以及垃圾渗滤液等。由于其排放量大，成分复杂，毒性强，对环境危害大，处理难度又很大，使得高浓度氨氮废水的治理一直受到各国环保领域的高度重视。过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会威胁水生生物生长甚至人类的健康。水体监测表明，氨氮是我国水体污染的首要污染物，也是加快水体富营养化的重要因素。

目前主要采用物理法、化学法、生物法等来处理废水中的氨氮，其中生物脱氮技术是目前应用最广泛的脱氮方法。生物脱氮理论认为生物脱氮主要包括硝化和反硝化2个生化过程,并由有机氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用来完成。氨化作用即水中的有机氮化合物在氨化细菌分解作用下转化为氨氮。一般氨化过程与微生物去除有机物同时进行,氨化作用进行得很快,有机物去除结束时,氨化过程也已完成,故无需采取特殊的措施。硝化作用即在供氧充足的条件下,水中的氨氮首先在亚硝化细菌的作用下被氧化成亚硝酸氮,然后再在硝化细菌的作用下进一步氧化成硝酸氮。由于亚硝化细菌和硝化细菌的生长速率低,所以要求较长的污泥龄。反硝化作用是由反硝化细菌完成的生物化学过程。在缺氧条件下,反硝化细菌将硝化作用产生的亚硝酸氮和硝酸氮还原成气态氮(N₂)或N₂O、NO。由于反硝化细菌是兼性厌氧菌,只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化,因此需要为其创造一个缺氧或厌氧的环境，硝化菌(亚硝酸菌、硝酸菌)为化能自养菌,所需的生长环境温度为20℃-30℃。反硝化菌为异养型兼性厌氧菌,其生长环境要求溶解氧DO<0.5mg/L。

传统的生物脱氮工艺主要包括常见的A/O脱氮工艺、A2/O、Bardenpho工艺、UCT工艺、氧化沟工艺和SBR工艺及其改良形式CASS、UNITANK和MSBR等。传统的脱氮技术普遍存在一些问题，硝化菌、反硝化菌的好氧和厌氧生长环境不同，造成了硝化和反硝化两个过程在时空上的割裂，空间分离过程需要分设多个处理单元，使得设备利用率低，为实现工艺的连续性需采用多个单体设备交替周期运行、自动化程度要求高；硝化菌为自养菌相对异养的反硝化菌生长慢，较难获得高生物量；维持***内较高生物浓度及获得较好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用；硝化过程中消耗碱度，需要额外投加碱中和，增加了处理费用，而且易造成二次污染；***抗冲击能力差。

本发明是改进型气升式反应器，克服了传统的脱氮技术普遍存在一些问题。通过反应器内部的连续曝气作用，污水可以在好氧区、过渡区与缺氧区之间反复循环，同时由于初期对硝化菌和反硝化菌的培养，加上填料组件对活性污泥微生物的高效截留作用，实现了硝化菌和亚硝化菌在各个区域的填料上的优势富集，所以生物脱氮的各反应阶段在反应器的不同的区域内可以快速的发生，提高了脱氮的效率和稳定性。此外反应器利用曝气推动力实现了硝化液循环，将曝气和硝化液回流进行了有效结合，所以不需要污泥回流和硝化液回流等流程，降低了动力消耗以及运行费用，提高了***的抗冲击能力。本反应器的进水方式是从缺氧区的上部进水，***进水直接进入缺氧区,优先满足了反硝化的碳源要求，然后随水流进入到好氧区，而好氧区的硝化细菌基本上不需要有机碳源，正好可以在一定程度上满足其生长条件，提高了硝化作用和反硝化作用的强度，同时由于重力的作用，进水水流可以增加反应器的循环动力，使***的运行更加稳定，脱氮效率更高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，能够使脱氮反应可以快速稳定地进行,净化污水。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括：

塔体，其下端设有进气管，上部一侧设有进水管，在所述进水管上方设有出水管；

第一筒体，其与所述塔体同轴设置并位于塔体的内部，用于将第一筒体内部的区域划分为好氧区；

第二筒体，其与所述塔体同轴设置并位于塔体的内部，并位于第一筒体的外周,用于将塔体与第二筒体之间区域划分为缺氧区,将第二筒体与第一筒体之间的区域划分为过渡区；

气泵，其设置在所述塔体的一侧，并与所述进气管相连，用于向塔体内输出气体；以及

气体分布器，其设置在所述好氧区的下部，并与所述进气管相连，用于将来自气泵的气体剪切呈细小的气泡输送至好氧区；

其中，塔体的高径比取7.5:1，好氧区、过渡区、缺氧区的截面积比取1.2:1:1；在所述好氧区、过渡区、缺氧区内分别设有填料。

优选的是，还包括：

排气口，其设置在所述塔体的顶部，用于当塔体内压力过大时，排出部分空气；

压力表，其设置在所述塔体的顶部，并位于所述排气口的一侧，用于检测塔体内的压力。

优选的是，还包括：

上取样口，其设置在所述塔体的上部，用于采集塔体上部的试样；

下取样口，其设置在所述塔体的下部，用于采集塔体下部的试样。

优选的是，还包括：

水浴夹套，其设置在所述塔体的外周，用于保持塔体内物料恒温；

其中，在所述水浴夹套的下部设有保温水进口，在所述水浴夹套的上部设有保温水出口。

优选的是，在所述进气管上设有气体流量计。

优选的是，还包括：

污泥排出管，其设置在所述塔体的底部，用于排出淤积在塔体底部的污泥废料；

反冲洗管，其设置在所述塔体的底部，用于定期冲洗塔体以及内部的填料。

优选的是，在所述出水管的前端设有溢流堰。

优选的是，溶氧测量器，其设置在所述塔体的上部，用于检测塔体内的溶氧量；

pH测量计，其设置在所述塔体的上部，位于所述溶氧测量器的一侧，用于检测塔体内的pH；以及

温度测量计，其设置塔体的上部，位于所述pH测量计的一侧，用于检测塔体的温度；

氨氮测量计,其设置在所述塔体的上部,位于所述温度测量计的一侧,用于检测塔体的氨氮的含量。

优选的是，第一筒体的下端比第二筒体的下端高，第二筒体的上端比第一筒体的上端高。

用新型的有益效果是：1、设有气体分布器通过曝气作用，促进塔内污水在好氧区、过渡区与缺氧区之间反复循环，硝化菌和反硝化菌等在好氧区、过渡区和缺氧区的填料上富集，使得脱氮反应可以快速稳定地进行,净化污水；2、设有溶氧测量器、温度测量计、pH测量计、氨氮测量计和压力表，能够对塔体内的数据进行实时监测，便于对塔内各项指标进行实时监测和控制。

附图说明

图1是本实用新型一种活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本实用新型的一种实现形式，为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括：

塔体110圆柱形结构，由金属材料制成。在所述塔体110的下端设有进气管111，上部一侧设有进水管112，在所述进水管上方设有出水管113。

第一筒体121圆柱形筒状结构，由金属材料制成。第一筒体121与所述塔体110同轴设置并位于塔体110的内部，用于将第一筒体121内部的区域划分为好氧区116。

第二筒体122圆柱形筒状结构，由金属材料制成。第二筒体122与所述塔体110同轴设置并位于塔体110的内部，并位于第一筒体121的外周,用于将塔体与第二筒体122之间区域划分为缺氧区118,将第二筒体与第一筒体之间的区域划分为过渡区117；

气泵130设置在所述塔体110的一侧，并与所述进气管111相连，用于向塔体110内输出气体；以及

气体分布器140设置在所述好氧区116的下部，并与所述进气管111相连，用于将来自气泵的气体剪切呈细小的气泡2输送至好氧区116；其中，塔体110的高径比取7.5:1，好氧区、过渡区、缺氧区的截面积比取1.2:1:1；在所述好氧区116、过渡区117、缺氧区118内分别设有填料3。

在使用过程中，首先需要进行活性污泥驯化，使得好氧区116、过渡区117、缺氧区118中分别生长适应自身区域生长环境的优势微生物，一般情况下好氧区116的优势生物是硝化细菌，过渡区117的优势生物是兼性细菌和部分反硝化细，缺氧区118的优势生物是反硝化细菌，然后进行污水处理。污水经过进水管进入到缺氧区118，然后在自身重力以及反应器内部推力的作用下向下运动，进入到塔体110底部，然后再随水流进入到好氧区116，在好氧区116的上升流作用下被提升，在塔体110的上部一部分进入到过渡区117，另一部分进入到缺氧区118，以此循环往复。空气从塔体下部的气体分布器140进入，气体经过气体分布器140分散后鼓泡进入好氧区116。在好氧区116气泡2做上升运动，经过填料，为好氧生物生长提供氧气，好氧区116和过渡区117、缺氧区118的液体密度差为塔体110提供了循环动力。当塔体110的高径比取7.5:1，好氧区、过渡区、缺氧区的截面积比取1.2:1:1时净化效果最优。

在另一个实施例中，还包括：

排气口114设置在所述塔体110的顶部，用于当塔体110内压力过大时，排出部分空气；

压力表161设置在所述塔体110的顶部，并位于所述排气口114的一侧，用于检测塔体110内的压力。

在另一个实施例中，还包括：

上取样口115a设置在所述塔体110的上部，用于采集塔体110上部的试样；

下取样口115b设置在所述塔体110的下部，用于采集塔体110下部的试样。

在另一个实施例中，还包括：

水浴夹套140设置在所述塔体110的外周，用于保持塔体110内物料恒温；

其中，在所述水浴夹套150的下部设有保温水进口151，在所述水浴夹套140的上部设有保温水出口152。

在另一个实施例中，在所述进气管111上设有气体流量计131。

在另一个实施例中，还包括：

污泥排出管119a设置在所述塔体110的底部，用于排出淤积在塔体110底部的污泥废料；

反冲洗管119b设置在所述塔体110的底部，用于定期冲洗塔体以及内部的填料。

在另一个实施例中，在所述出水管113的前端设有溢流堰113a。

在另一个实施例中，还包括：溶氧测量器162设置在所述塔体110的上部，用于检测塔体110内的溶氧量；pH测量计163设置在所述塔体110的上部，位于所述溶氧测量器162的一侧，用于检测塔体110内的pH；以及温度测量计164设置塔体110的上部，位于所述pH测量计163的一侧，用于检测塔体110的温度；氨氮测量计165设置在所述塔体110的上部,位于所述温度测量计164的一侧,用于检测塔体110的氨氮的含量。

在另一个实施例中，第一筒体121的下端比第二筒体122的下端高，第二筒体122的上端比第一筒体121的上端高。

如上所述本实用新型一种活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器1，设有气体分布器140，通过曝气作用，促进塔内污水在好氧区116、过渡区117与缺氧区118之间反复循环，硝化菌和反硝化菌等在好氧区、过渡区和缺氧区的填料上富集，使得脱氮反应可以快速稳定地进行；设有溶氧测量器162、温度测量计163、pH测量计164、氨氮测量计165和压力表161，能够对塔体110内的数据进行实时监测，便于对塔内各项指标进行实时监测和控制。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于，包括：

塔体，其下端设有进气管，上部一侧设有进水管，在所述进水管上方设有出水管；

第一筒体，其与所述塔体同轴设置并位于塔体的内部，用于将第一筒体内部的区域划分为好氧区；

第二筒体，其与所述塔体同轴设置并位于塔体的内部，并位于第一筒体的外周,用于将塔体与第二筒体之间区域划分为缺氧区,将第二筒体与第一筒体之间的区域划分为过渡区；

气泵，其设置在所述塔体的一侧，并与所述进气管相连，用于向塔体内输出气体；以及

气体分布器，其设置在所述好氧区的下部，并与所述进气管相连，用于将来自气泵的气体剪切呈细小的气泡输送至好氧区；

其中，塔体的高径比取7.5:1，好氧区、过渡区、缺氧区的截面积比取1.2:1:1；在所述好氧区、过渡区、缺氧区内分别设有填料。

2.根据权利要求1所述的活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于，还包括：

排气口，其设置在所述塔体的顶部，用于当塔体内压力过大时，排出部分空气；

压力表，其设置在所述塔体的顶部，并位于所述排气口的一侧，用于检测塔体内的压力。

3.根据权利要求2所述的活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于，还包括：

上取样口，其设置在所述塔体的上部，用于采集塔体上部的试样；

下取样口，其设置在所述塔体的下部，用于采集塔体下部的试样。

4.根据权利要求1或2所述的活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于，还包括：

水浴夹套，其设置在所述塔体的外周，用于保持塔体内物料恒温；

其中，在所述水浴夹套的下部设有保温水进口，在所述水浴夹套的上部设有保温水出口。

5.根据权利要求1或2所述的活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于：在所述进气管上设有气体流量计。

6.根据权利要求1或2所述的活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于，还包括：

污泥排出管，其设置在所述塔体的底部，用于排出淤积在塔体底部的污泥废料；

反冲洗管，其设置在所述塔体的底部，用于定期冲洗塔体以及内部的填料。

7.根据权利要求1或2所述的活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于，还包括：在所述出水管的前端设有溢流堰。

8.根据权利要求1或2所述的活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于，还包括：

溶氧测量器，其设置在所述塔体的上部，用于检测塔体内的溶氧量；

pH测量计，其设置在所述塔体的上部，位于所述溶氧测量器的一侧，用于检测塔体内的pH；以及

温度测量计，其设置塔体的上部，位于所述pH测量计的一侧，用于检测塔体的温度；

氨氮测量计,其设置在所述塔体的上部,位于所述温度测量计的一侧,用于检测塔体的氨氮的含量。

9.根据权利要求1或2所述的活性污泥法处理氮超标废水的改进型气升式反应器，其特征在于第一筒体的下端比第二筒体的下端高，第二筒体的上端比第一筒体的上端高。