CN217051768U - 一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器。本实用新型的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，包括反应器本体、中心竖井、进水***、布水***、出水***以及反硝化填料区。反应器本体的内部有水力搅拌所形成的厌氧污泥膨胀床；所述中心竖井竖直设置于所述反应器本体的内部；所述进水***设置于所述反应器本体上，其出水端与所述中心竖井连通，其进水端与原水管路相连，所述布水***设置于所述反应器本体底部，所述出水***设置于所述反应器本体内腔的顶部；反硝化填料区设置于所述反应器内体内腔的上层。本实用新型的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器解决了污水厂因去除总氮而过度投加碳源所造成的高能耗，高碳排放的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，特别是涉及一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器。
背景技术
工业废水以及园区污水通常情况下存在生化性差的问题，通过水解酸化工艺的使用可以极大改善工业废水的生化性，但随着工业生产的不断深化，工业废水的处理难度逐渐增加，未经处理的污水(原水)的浓度以及复杂程度逐年递增，对水解酸化工艺的优化也迫在眉睫。而现有的工业废水、市政污水中高出水总氮/硝酸盐难以达标排放，而且污水厂碳源使用不合理。园区企业污水排放至园区污水厂前多已进行生化工艺处理，部分企业甚至采用高级氧处理工艺，进水水质总氮的硝酸盐氮比例较大。
实用新型内容
基于此，本实用新型的目的在于，提供一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，解决高出水总氮/硝酸盐难以达标排放以及污水厂碳源使用不合理的问题。
一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，包括：
反应器本体，所述反应器本体的内部有水力搅拌所形成的厌氧污泥膨胀床；
中心竖井，所述中心竖井竖直设置于所述反应器本体的内部；
进水***，所述进水***设置于所述反应器本体上，其出水端与所述中心竖井下部连通，其进水端与原水管路相连；
布水***，所述布水***设置于所述中心竖井的底部，用于将所述中心竖井内的污水引入所述反应器本体内部并进行等间距分布；
出水***，所述出水***设置于所述反应器本体内腔的顶部；
反硝化填料区，所述反硝化填料区设置于所述反应器内体内腔的上层，其内部填充有反硝化填料。
本实用新型的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，通过升流式水解酸化与反硝化填料的复合使用使得COD与TN同步去除，降低因出水总氮以及COD不达标所造成的风险。相较于传统AO/A2O以及后置反硝化滤池等工艺，水解酸化耦合前置反硝化反应器可以实现碳源的最佳利用效率，降低在后续反应中脱氮碳源投的加量，进而提高自养菌的生长效率以及有效控制污水处理的成本，充分利用水解酸化微生物与反硝化最优反应区间相似的机理，在同一工艺段中实现高有机物分解效率以及总氮的去除效率，并解决了污水厂因过度投加碳源所造成的高能耗，高碳排放的问题。
进一步优选地，所述进水***包括设置于所述反应器本体顶部的配水渠以及与所述配水渠出水口连通的进水管，所述进水管远离所述配水渠的一端伸入所述反应器本体的内部并与所述中心竖井连通。
进一步优选地，所述反硝化填料为树状挂膜填料。
进一步优选地，所述反硝化填料可富集包括反硝化微生物在内的多样微生物群落以及有其分泌的益生物酶。
进一步优选地，所述多样微生物群落包括分解性细菌以及合成性细菌。
进一步优选地，所述升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器还包括回流***，所述回流***包括：
混合液回流泵，所述混合液回流泵设置于所述反应器本体的顶端；
可调式配水器，所述可调式配水器设置于所述反应器本体的顶部，其出水端通过管路与所述中心竖井连通；
回流管，所述回流管的一端伸入所述反应器本体内部，另一端连通所述混合液回流泵与所述可调式配水器。
进一步优选地，所述回流管的进水高度等于所述反应器本体高度的中上部。
进一步优选地，所述回流***的回流比为0.6-1.2。
进一步优选地，所述反硝化填料区位于回流管进水处上部0.5m至出水***下方0.3-0.5m之间。
进一步优选地，所述升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器还包括排泥管，所述排泥管的一端设置于所述反应器本体的内部，另一端伸出至所述反应器本体的外部。
相对于现有技术，本实用新型的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，通过升流式水解酸化与反硝化填料的复合使用使得COD与TN同步去除，降低因出水总氮以及COD不达标所造成的风险。相较于传统AO/A2O以及后置反硝化滤池等工艺，水解酸化耦合前置反硝化反应器可以实现碳源的最有利用效率，降低在后续反应中脱氮碳源投的加量，进而提高自养菌的生长效率以及有效控制污水处理的成本，充分利用水解酸化微生物与反硝化最优反应区间相似的机理，在同一工艺段中实现高有机物分解效率以及总氮的去除效率，并解决了污水厂因过度投加碳源所造成的高能耗，高碳排放的问题；区别于传统活性污泥方式，水解酸化耦合前置反硝化反应器中反硝化微生物多富集于反应器上层的挂膜填料中，可以优先利用经水解酸化后的碳源，其反硝化效率更好，在水温低于12℃的来水中仍保持较高的反硝化效率。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
图1是本实用新型的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器的结构示意图。
图2是本实用新型的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器的涡流布水器结构示意图。
图3是本实用新型的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器的涡流布水器的局部剖视图。
具体实施方式
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
请参照图1，本实施例公开了一种一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，包括反应器本体1、中心竖井2、进水***3、布水***4、出水***5以及反硝化填料区6。其中，所述反应器本体1的内部有水力搅拌所形成的厌氧污泥膨胀床；所述中心竖井2竖直设置于所述反应器本体1的内部；所述进水***3设置于所述反应器本体1上，其出水端与所述中心竖井2连通，其进水端与原水管路相连，所述布水***4设置于所述中心竖井2的底部，用于将所述中心竖井2内的污水引入所述反应器本体1内部并进行等间距分布；所述出水***5设置于所述反应器本体1内腔的顶部；所述反硝化填料区6设置于所述反应器内体1内腔的上层，其内部填充有反硝化填料。
在本实施例中，设置中心竖井2可以对原水中的大量气泡进行消除，避免大量气泡进入反应器本体1内部。
布水***4将原水分布到微生物厌氧膨胀床，形成污泥膨胀床截留并充分分解原水中包裹于有机物悬浮物，提高污水的可生化性，增加可溶解性有机物含量(SCOD)，降低水中总有机物(TCOD)以及悬浮物(SS)的含量，进而为反硝化提供优质的碳源。
请参照图2和图3，具体地，布水***4由多个等距布置的涡流布水器通过管路连接而成，使厌氧污泥与污水充分接触，污染物在此可以充分反应。
具体地，涡流布水器包括包括布水器本体41和反射体42。
布水器本体41包括依次连接的进水段411、混合段412和扩散段413。
反射体42设置于布水器本体41的下侧，且反射体42具有反射面，反射面朝向扩散段413的出口。
通过设置布水器本体41和反射体42，利用布水器本体41的进水段411将污水引入，混合段412将污水充分混合，污水经扩散段413进一步的混合后，经反射体42的反射面改变流态，在一定范围内形成膨胀水力包，支撑污泥悬浮，从而形成高效的污泥膨胀床，泥水混合均匀，使污泥与污水充分接触反应，加强微生物与污水的充分接触。
具体地，进水段411远离混合段412的一端开设有污水进口4111。
涡流布水器还包括喷嘴43，喷嘴43设置于进水段411内，且喷嘴43的入口与污水进口4111连接，喷嘴43的出口朝向混合段412。
利用喷嘴43将从污水进口4111流入的污水引入，污水经喷嘴43喷射、散发，使布水均与，且能够提高水力搅拌效果。
优选地，进水段411的周侧开设有多个回流孔4112，多个回流孔4112沿进水段411的周侧均匀分布。回流孔4112可以接收池内泥水混合液，泥水混合液自回流孔4112流入后，可与污水进口4111流入的污水进行充分混合。
进一步，喷嘴3的出口与回流孔4112靠近混合段412的边缘齐平。如此设置，使得从喷嘴43的出口喷出的污水与泥水混合液分别进入混合段412后进行混合，利用污水经喷嘴43后自带的水力与泥水混合液在混合段412形成冲击，从而使二者进行充分的混合。
优选地，喷嘴43包括直筒段431和收窄段432。
直筒段431的一端开设有喷嘴43的入口。
收窄段432自其一端向其另一端收窄延展，收窄段432的一端与直筒段31的另一端连接，收窄段432的另一端开设有喷嘴43的出口。
喷嘴43的直筒段431可将污水引入，由于收窄段432收窄延展，污水进入收窄段432后，污水的水力得到进一步增强，从而使污水从喷嘴43的出口喷出后具备更强的水力，以增加在混合段412的混合效果。
进一步，扩散段413的内孔自其与混合段412的连接处向扩散段413的出口逐渐增大。这样设置，使污水在扩散段413与空气进一步接触和混合，从而形成一定程度的膨胀效果。另外，这种结构也使扩散段13的出口形成大口径，可有效防止堵塞。
应当理解，布水器本体41基于其基本功能，需要设置为筒状。优选地，本实施例的布水器本体41呈圆筒状。
优选地，反射体42的中部朝向扩散段413的出口凸起形成凸起部421，凸起部421的外表面形成反射面。利用凸起部421的外表面形成反射面，使从扩散段413流出的污水改变流态，在一定范围内形成膨胀水力包，支撑污泥悬浮，从而形成高效的污泥膨胀床。
进一步，凸起部421为一圆弧线段沿反射体42的中心与扩散段413的中心的连线为中心旋转一周所形成的几何体。该几何体的形状为类圆锥形，其朝向扩散段413的端部的横截面积最小，且越远离扩散段413，其横截面积越大。污水从扩散段413流出后，与反射面的接触面积逐渐增大，从而逐渐改变流态，并在一定范围内形成膨胀水力包，支撑污泥悬浮，形成高效的污泥膨胀床。
优选地，涡流布水器还包括多根固定肋条44，多根固定肋条4连接于扩散段413与反射体42之间，且多根固定肋条44沿周向均匀分布。固定肋条44的结构简单，组装方便，且能将布水器本体41与反射体42固定牢固。
在一些实施方式中，涡流布水器优选地采用复合材料制作，能够提高耐腐蚀性，延长使用寿命。
本实用新型的涡流布水器的能耗低，效率高，利用布水时水力驱动，无需额外电力，且提高了对于来水水质负荷及水量冲击的稳定性。
通过控制涡流布水器的数量及频率来控制悬浮污泥膨胀发酵床的高度，来实现污水处理***内微生物与污水充分接触反应，从而提高***的反应效率，节约投资成本，并解决高能耗、高碳排放的问题。
传统的水解酸化工艺通常采用机械搅拌，这种搅拌方式容易有死角，存在高能耗、运行效果差、高碳排放的问题。
当污水处理***为水解酸化反应***时，优选地将多个涡流布水器等距布置。通过等距布置，利用多个分布式涡流布水器来形成局部多个微搅拌，从而消除死角，加强搅拌效果。通过利用涡流布水器改变***内的污水的流态，避免污水在池内短流、污泥板结等问题，增加微生物***活性，促进生物酶等胞外聚合物的增长，促进水解酸化反应器内微生物种群的多样性，提高水解酸化整体工艺处理效果，能够高效改变污水的水质。
本实施例的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，通过升流式水解酸化与反硝化填料的复合使用使得COD与TN同步去除，降低因出水总氮，COD不达标所造成的风险。相较于传统AO/A2O以及后置反硝化滤池等工艺，水解酸化耦合前置反硝化反应器可以实现碳源的最有利用效率，降低在后续反应中脱氮碳源投的加量，进而提高自养菌的生长效率以及有效控制污水处理的成本，充分利用水解酸化微生物与反硝化最优反应区间相似的机理，在同一工艺段中实现高有机物分解效率以及总氮的去除效率，并解决了污水厂因过度投加碳源所造成的高能耗，高碳排放的问题。
进一步优选地，所述进水***3包括设置于所述反应器本体1顶部的配水渠31以及与所述配水渠31出水口连通的进水管32，所述进水管32远离所述配水渠31的一端伸入所述反应器本体1的内部并与所述中心竖井2连通。
进一步优选地，所述反硝化填料为树状挂膜填料。通过树状挂膜填料的设计适宜反硝化微生物的生长与富集，同时避免使用固定填料所造成的填料板结问题以及反应器短流问题。
进一步优选地，所述反硝化填料为反硝化菌种，其中反硝化菌种包括微生物菌群以及有益生物酶。
反硝化菌与厌氧状态易生长的硫酸盐还原菌形成高效竞争机制，抑制硫酸盐还原菌的生长，进而降低硫化物的积累，降低污水的毒性以及空气中硫化氢的浓度。
进一步优选地，所述多样微生物群落包括分解性细菌以及合成性细菌，多菌种共存的生物体系，依互生存，协同发挥功能。
为了短时间内达到微生物分解氧化的效果，传统处理方法通常通过接种活性污泥培菌法进行处理，该方法需要投加大量的活性污泥和碳源、尿素等，加重了***的负荷，而且操作复杂。
本实施例采用构建最佳环境的方式微生物技术，省时、省力，能够提高***处理效力及抗冲击能力，降低故障频率和程度，能较大的提高有机氮，浊度和某些特定难降解物质的去除率，出水无色、无泡沫，清澈透明。
进一步优选地，所述升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器还包括回流***7，回流***7包括混合液回流泵71、回流管72以及可调式配水器73，混合液回流泵71设置于反应器本体1的顶部，回流管72的一端伸入反应器本体1内部，另一端连通混合液回流泵71与可调式配水器73，可调式配水器73设置于反应器本体1的顶部，可调式配水器73的出水端与通过管路与中心竖井2连通。
进一步优选地，所述回流管72的进水高度位于所述反应器本体的中上部，这样可以选择性回流上清液或厌氧微生物混合液。
进一步优选地，所述回流***7的回流比为0.6-1.2，保证补水强度。
进一步优选地，所述反硝化填料区6位于回流管72进水处上部0.5m至出水***5下方0.3-0.5m之间。经过下部污泥膨胀床的分解上部水质有机质以充分断链，其中有机物可被更充分用于反硝化，且此高度下悬浮物少，利于反硝化微生物在填料内富集。
进一步优选地，所述升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器还包括排泥管8，所述排泥管8的一端设置于所述反应器本体1的内部，另一端伸出至所述反应器本体1的外部。
在具体实施时，预处理后原水由配水渠31经过进水管32进入过中心竖井2，通过布水***4均匀将污水分配至反应器本体1底部。污水升流进入反应器本体1厌氧微生物膨胀床内。污水中污染物与厌氧微生物膨胀床内微生物充分接触并反应，污染物中大颗粒有机物充分分解，长链有机物通过微生物水解作用断链，胶状有机物被微生物膨胀床拦截去除、发酵产生优质碳源。污水在污泥膨胀床缓慢通过并净化，回流***7将部分污水回流至反应器本体1上部的可调配水器73内，可调配水器73在虹吸作用下形成瞬时高强度布水进水中心竖井2，与原水混合并通过布水***4返回反应器本体1内，这种高强度配水保证污泥膨胀床的形成。反应器本体1内的污水通过反硝化填料区6，反硝化微生物利用其自身附着生长的特性，生长于填料表面并利用经过污泥膨胀床断链后的优质碳源及来水中的硝态氮进行反硝化反应。经过处理后的污水经出水***5进入后续处理工艺。本装置需要少频次排泥，部分剩余污泥通过排泥管8排除反应器外。
相对于现有技术，本实用新型的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，通过升流式水解酸化与反硝化填料的复合使用使得COD与TN同步去除，降低因出水总氮以及COD不达标所造成的风险。相较于传统AO/A2O以及后置反硝化滤池等工艺，水解酸化耦合前置反硝化反应器可以实现碳源的最佳利用效率，降低在后续反应中脱氮碳源投的加量，进而提高自养菌的生长效率以及有效控制污水处理的成本，充分利用水解酸化微生物与反硝化最优反应区间相似的机理，在同一工艺段中实现高有机物分解效率以及总氮的去除效率，并解决了污水厂因过度投加碳源所造成的高能耗，高碳排放的问题；区别于传统活性污泥方式，水解酸化耦合前置反硝化反应器中反硝化微生物多富集于反应器上层的挂膜填料中，可以优先利用经水解酸化后的碳源，其反硝化效率更好，在水温低于12℃的来水中仍保持较高的反硝化效率。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：包括：
反应器本体，所述反应器本体的内部填充有水力搅拌所形成的厌氧污泥膨胀床；
中心竖井，所述中心竖井竖直设置于所述反应器本体的内部；
进水***，所述进水***设置于所述反应器本体上，其出水端与所述中心竖井下部连通，其进水端与原水管路相连；
布水***，所述布水***设置于所述中心竖井的底部，用于将所述中心竖井内的污水引入所述反应器本体内部并进行等间距分布；
出水***，所述出水***设置于所述反应器本体内腔的顶部；
反硝化填料区，所述反硝化填料区设置于所述反应器内体内腔的上层，其内部填充有反硝化填料。
2.根据权利要求1所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述进水***包括设置于所述反应器本体顶部的配水渠以及与所述配水渠出水口连通的进水管，所述进水管远离所述配水渠的一端伸入所述反应器本体的内部并与所述中心竖井下部连通。
3.根据权利要求1所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述反硝化填料为树状挂膜填料。
4.根据权利要求1所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述反硝化填料可富集包括反硝化微生物在内的多样微生物群落以及有其分泌的益生物酶。
5.根据权利要求4所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述多样微生物群落包括分解性细菌以及合成性细菌。
6.根据权利要求1-5任一项所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器还包括回流***，所述回流***包括：
混合液回流泵，所述混合液回流泵设置于所述反应器本体的顶端；
可调式配水器，所述可调式配水器设置于所述反应器本体的顶部，其出水端通过管路与所述中心竖井连通；
回流管，所述回流管的一端伸入所述反应器本体内部，另一端连通所述混合液回流泵与所述可调式配水器。
7.根据权利要求6所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述回流管的进水高度等于所述反应器本体高度的中上部。
8.根据权利要求6所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述回流***的回流比为0.6-1.2。
9.根据权利要求6所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述反硝化填料区位于回流管进水处上部0.5m至出水***下方0.3-0.5m之间。
10.根据权利要求1-5任一项所述的升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器，其特征在于：所述升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器还包括排泥管，所述排泥管的一端设置于所述反应器本体的内部，另一端伸出至所述反应器本体的外部。
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|---|---|---|---|---|
| CN114314829A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-12 | 广州一博环保科技有限公司 | 一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器 |
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| CN114314829A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-12 | 广州一博环保科技有限公司 | 一种升流式水解酸化耦合前置反硝化反应器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |