專利名稱：好氧－缺氧氣浮分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)中污水處理裝置與技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種好氧-缺氧氣浮分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
好氧生物流化床是七十年代初期發(fā)展起來(lái)的一種廢水處理技術(shù)，它以生物膜法為基礎(chǔ)，兼有生物膜法和活性污泥法的處理作用，吸取了化工操作中的流態(tài)化技術(shù)，是國(guó)際公認(rèn)的一種高效廢水生物處理工藝。
好氧生物流化床包括固液兩相生物流化床和氣、液、固三相的生物流化床。從結(jié)構(gòu)形式上又分為傳統(tǒng)三相生物流化床(沸騰床)、外循環(huán)三相流化床和內(nèi)循環(huán)三相流化床。由于流態(tài)方面表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)和占地面積進(jìn)一步減小，近年來(lái)內(nèi)循環(huán)三相流化床得到較快的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)形式為內(nèi)、外筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒曝氣作為升流區(qū)，內(nèi)外筒之間的環(huán)隙作為降流區(qū)。頂部設(shè)置有三相分離器，其中固液分離以傳統(tǒng)的沉淀原理為基礎(chǔ)。清華大學(xué)研制開(kāi)發(fā)的內(nèi)循環(huán)三相生物流化床已經(jīng)進(jìn)行了多個(gè)工程的實(shí)際應(yīng)用，單臺(tái)反應(yīng)器處理水量也達(dá)到2000噸/天。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，迫切需要解決為我國(guó)大量有機(jī)廢水和生物難降解廢水處理的重大需求而提供設(shè)備化、系列化的處理技術(shù)。此外，隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)力度的加強(qiáng)和環(huán)境法規(guī)的發(fā)展，現(xiàn)在的污水生物處理技術(shù)除需要滿足含碳有機(jī)物的去除外，在許多場(chǎng)合還需要滿足脫氮除磷的要求。
好氧生物流化床以氣體提升作為生物載體和混合液循環(huán)的動(dòng)力，固體顆粒作為生物附著的載體，能夠很好地滿足廢水中有機(jī)物的氧化和硝化反應(yīng)，但是不能實(shí)現(xiàn)反硝化，從而不具備生物脫氮的功能。
此外，內(nèi)循環(huán)流化床依靠頂部的三相分離器達(dá)到氣、液、固的分離，其中固、液分離采用傳統(tǒng)的沉淀原理，所以沉淀區(qū)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到出水懸浮物濃度能否達(dá)標(biāo)。因?yàn)閮?nèi)循環(huán)三相生物流化床是一種高效反應(yīng)器，所以水力停留時(shí)間較短(處理生活污水只需1小時(shí))，而沉淀池的設(shè)計(jì)通常要求滿足水力停留時(shí)間大于2小時(shí)，所以需要沉淀區(qū)體積大于反應(yīng)區(qū)。但是沉淀區(qū)的停留時(shí)間選的太大，會(huì)使沉淀區(qū)的高度過(guò)高，或使沉淀區(qū)的直徑過(guò)大。在反應(yīng)區(qū)的頂部加上這么大體積的裝置，既增加了投資，又給施工增加了難度。此外，晃動(dòng)和震動(dòng)會(huì)破壞出水堰的水平度，導(dǎo)致出水不均勻，所以對(duì)沉淀效果的影響較大。
由于反應(yīng)器為塔式結(jié)構(gòu)，內(nèi)循環(huán)三相流化床的另外一個(gè)問(wèn)題在于裝置放大時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足。例如對(duì)于內(nèi)外筒結(jié)構(gòu)，當(dāng)直徑超過(guò)一定限制(如超過(guò)4m或更大)時(shí)，存在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的問(wèn)題；另外就是，為了保持內(nèi)循環(huán)流化床較好的水力特性和流化狀態(tài)，以及充氧性能，需要保持一定的高徑比(一般要求大于4)，這樣隨著流化床直徑的增加，高度也會(huì)相應(yīng)增加。從而會(huì)提高建設(shè)成本和施工難度，以及使運(yùn)行費(fèi)用增加，并可能對(duì)周?chē)坝^產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種好氧-缺氧氣浮分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器，其特征在于在所述反應(yīng)器外筒1和反應(yīng)器內(nèi)筒2之間加有隔板3，用隔板3將反應(yīng)器內(nèi)筒2固定在反應(yīng)器外筒1的中心，將內(nèi)外筒之間的環(huán)隙區(qū)域進(jìn)行分隔，分別作為反應(yīng)器的升流區(qū)和降流區(qū)，即反應(yīng)器的好氧反應(yīng)區(qū)；中心管4作為反應(yīng)器的缺氧區(qū)氣體提升管；氣浮排渣口6和出水口7安裝在反應(yīng)器頂部并有管伸出反應(yīng)器外筒1外，氣浮反應(yīng)器9安裝在氣浮排渣口6下的反應(yīng)器頂部中央，在反應(yīng)器底部，每間隔一個(gè)被隔板3分隔的內(nèi)外筒之間的環(huán)隙內(nèi)安裝帶壓縮空氣管8的曝氣頭5。
所述隔板為偶數(shù)并且均勻設(shè)置，一般要求為 4、6、8，10、12、14，16、18、20。
本發(fā)明的有益效果是1.內(nèi)外筒之間被分隔的相鄰區(qū)域依次設(shè)置為升流區(qū)和降流區(qū)。由于對(duì)反應(yīng)器升降流區(qū)分別進(jìn)行了約束，單個(gè)升流區(qū)的截面積減小，所以能夠更好地均勻流化，降低能耗并且提高氧轉(zhuǎn)移效率。反應(yīng)器不僅能使COD(化學(xué)需氧量，Chemical Oxygen Demand)的去除達(dá)到了快速、高效、低能耗，而且可以實(shí)現(xiàn)硝化與反硝化的一體化，滿足脫氮的要求。此外該反應(yīng)器還可以進(jìn)一步降低反應(yīng)器整體的高徑比，在保證反應(yīng)器高效的基礎(chǔ)上使反應(yīng)器高度有所降低，從而降低運(yùn)行費(fèi)用，使反應(yīng)器更趨近于經(jīng)濟(jì)合理。2.反應(yīng)器上部采用停留時(shí)間短的溶氣氣浮代替以沉淀原理為基礎(chǔ)的三相分離器。由于氣浮所需體積遠(yuǎn)小于沉淀分離器，從而使反應(yīng)器結(jié)構(gòu)更合理，并且提高了固液分離效果。


圖1a為好氧-缺氧氣浮分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1b為圖1a的從剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1a所示為一種好氧-缺氧氣浮分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器。該反應(yīng)器內(nèi)筒2位于反應(yīng)器外筒1的中心，在反應(yīng)器外筒1和反應(yīng)器內(nèi)筒2之間加有隔板3，將反應(yīng)器內(nèi)筒2固定在反應(yīng)器外筒1內(nèi)的中心。將內(nèi)外筒之間的環(huán)隙區(qū)域進(jìn)行分隔，分別作為反應(yīng)器的升流區(qū)和降流區(qū)，即反應(yīng)器的好氧反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)器內(nèi)筒2內(nèi)為反應(yīng)器的缺氧區(qū)，進(jìn)水管10直接進(jìn)入缺氧區(qū)。中心管4作為反應(yīng)器的缺氧區(qū)氣體提升管，氣浮排渣口6和出水口7安裝在反應(yīng)器頂部并有管伸出反應(yīng)器外筒1外，氣浮反應(yīng)器9安裝在氣浮排渣口6下的反應(yīng)器頂部中央，在反應(yīng)器底部，每間隔一個(gè)被隔板3分隔的內(nèi)外筒之間的環(huán)隙內(nèi)安裝帶壓縮空氣管8的曝氣頭5。隔板3為偶數(shù)并且均勻設(shè)置(如圖1b所示)，一般要求為4、6、8，10、12、14、16、18、20。內(nèi)筒底部密封，缺氧區(qū)內(nèi)的水不能從底部進(jìn)入好氧反應(yīng)區(qū)。通過(guò)中心管4的空氣提升作用實(shí)現(xiàn)好氧區(qū)水流向缺氧區(qū)的回流。具體過(guò)程為反應(yīng)器進(jìn)水首先進(jìn)入缺氧反應(yīng)區(qū)，通過(guò)空氣提升管將缺氧區(qū)內(nèi)的水打入好氧反應(yīng)區(qū)，由于通過(guò)空氣提升管提升的水量大于反應(yīng)器的進(jìn)水量，所以好氧區(qū)內(nèi)的水會(huì)從內(nèi)筒頂部進(jìn)入缺氧區(qū)補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)好氧區(qū)內(nèi)水向缺氧區(qū)的回流，從而對(duì)污水通過(guò)好氧和缺氧反應(yīng)分別實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化達(dá)到去除污水中氮元素的目的。通過(guò)調(diào)節(jié)空氣提升管的供氣量可以調(diào)整好氧區(qū)向缺氧區(qū)的回流比。
反應(yīng)器上部為豎流式溶氣氣浮反應(yīng)器，下部好氧反應(yīng)區(qū)的出水從氣浮反應(yīng)器底部中心進(jìn)入氣浮反應(yīng)區(qū)，好氧反應(yīng)區(qū)的剩余氣體從氣浮區(qū)外邊四周排出。
權(quán)利要求
1.一種好氧-缺氧氣浮分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器，其特征在于在所述反應(yīng)器外筒(1)和反應(yīng)器內(nèi)筒(2)之間加有隔板(3)，隔板(3)將反應(yīng)器內(nèi)筒(2)固定在反應(yīng)器外筒(1)的中心，將內(nèi)外筒之間的環(huán)隙區(qū)域進(jìn)行分隔，分別作為反應(yīng)器的升流區(qū)和降流區(qū)，即反應(yīng)器的好氧反應(yīng)區(qū)，中心管(4)作為反應(yīng)器缺氧區(qū)的氣體提升管，氣浮排渣口(6)和出水口(7)安裝在反應(yīng)器頂部并有管伸出反應(yīng)器外筒(1)外，氣浮反應(yīng)器(9)安裝在氣浮排渣口(6)下的反應(yīng)器頂部中央，在反應(yīng)器底部，每間隔一個(gè)被隔板(3)分隔的內(nèi)外筒之間的環(huán)隙內(nèi)安裝帶壓縮空氣管(8)的曝氣頭(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述好氧-缺氧氣浮分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器，其特征在于所述隔板為偶數(shù)并且均勻設(shè)置，一般要求為4、6、8，10、12、14、16、18、20。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了屬于環(huán)境保護(hù)中污水處理裝置與技術(shù)領(lǐng)域的一種好氧－缺氧氣浮分離生物流化復(fù)合反應(yīng)器。在反應(yīng)器外筒和反應(yīng)器內(nèi)筒之間加有隔板，將反應(yīng)器內(nèi)筒固定在反應(yīng)器外筒的中心并將內(nèi)外筒之間的環(huán)隙區(qū)域進(jìn)行分隔，分別作為反應(yīng)器的升流區(qū)和降流區(qū)，即反應(yīng)器的好氧反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)器內(nèi)筒內(nèi)為反應(yīng)器的缺氧區(qū)。氣浮排渣口和出水口安裝在反應(yīng)器頂部，在反應(yīng)器底部，在被隔板分隔的內(nèi)外筒之間的環(huán)隙內(nèi)，每間隔一個(gè)環(huán)隙分隔區(qū)域內(nèi)安裝帶壓縮空氣管的曝氣頭。對(duì)反應(yīng)器升降流區(qū)分別進(jìn)行了約束，能夠更好地均勻流化，降低能耗并且提高氧轉(zhuǎn)移效率；反應(yīng)器不僅能使COD的去除達(dá)到了快速、高效、低能耗，而且可以實(shí)現(xiàn)硝化與反硝化的一體化，滿足脫氮的要求；可以調(diào)整高徑比，在保證反應(yīng)器高效的基礎(chǔ)上使反應(yīng)器高度有所降低，從而降低運(yùn)行費(fèi)用，使反應(yīng)器更趨近于經(jīng)濟(jì)合理；反應(yīng)器上部采用的溶氣氣浮代替三相分離器，從而使反應(yīng)器結(jié)構(gòu)更合理，并且提高了固液分離效果。
文檔編號(hào)C02F3/00GK1460650SQ0313661
公開(kāi)日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2003年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者施漢昌, 張玉魁 申請(qǐng)人:清華大學(xué)