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模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器的制作方法

文檔序號:11038352閱讀:579來源:國知局
模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器的制造方法與工藝

本實(shí)用新型涉及自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器,尤其涉及一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器。



背景技術(shù):

近年來,隨著人們生活水平的提高,對人居生態(tài)環(huán)境的要求也越來越高。但是,工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污水的大量排放,造成了水體富營養(yǎng)化,影響了人居生態(tài)環(huán)境的改善。氨氮是引起水體富營養(yǎng)化的重要原因之一。盡管近年來全國各地投入了大量人力、物力、財力進(jìn)行整治,但水體富營養(yǎng)化狀況仍沒有顯著改善。據(jù)《2015年中國環(huán)境狀況公報》,在全國開展?fàn)I養(yǎng)狀態(tài)監(jiān)測的61個湖泊(水庫)中,貧營養(yǎng)的6個,比2014年減少4個;中營養(yǎng)的41個,比2014年增加5個;輕度富營養(yǎng)的12個,比2014年減少1個;中度富營養(yǎng)的有2個,與2014年持平。

與理化法相比,生物法具有經(jīng)濟(jì)高效的優(yōu)勢。亞硝化和厭氧氨氧化工藝是近二十年推出的新型生物脫氮工藝,在高濃度低C/N比廢水脫氮中取得了顯著成效。但是,由于氨氧化細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌生長慢,細(xì)胞得率低,高效脫氮反應(yīng)器需要有效持留功能菌。而在大高徑比循環(huán)式反應(yīng)器中,生物體易團(tuán)聚成顆粒污泥。即使采用這類反應(yīng)器,也未見其在低濃度氨氮廢水中應(yīng)用。

本實(shí)用新型擬通過安裝直管式填料以及對直管式填料的合理分割,構(gòu)成大高徑比微循環(huán)反應(yīng)單元,并通過升流室曝氣和降流室缺氧,進(jìn)行亞硝化和厭氧氨氧化脫氮,再通過單元和模塊集成,構(gòu)成模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器。本實(shí)用新型具有諸多優(yōu)點(diǎn):將直管式填料分隔成多個微循環(huán)反應(yīng)單元,可提高反應(yīng)器的有效高徑比,改善反應(yīng)器水力學(xué)行為,加快生物脫氮反應(yīng);在微循環(huán)反應(yīng)單元中,亞硝酸邊產(chǎn)生邊轉(zhuǎn)化,可消除亞硝酸所致的生物毒害和堿度消耗;反應(yīng)器采用單元-模塊-反應(yīng)器逐級集成,便于反應(yīng)器的制造、運(yùn)輸、組裝、拆卸、檢修以及按需擴(kuò)容和按需搬遷。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器。

一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器,反應(yīng)器主體為集裝箱體,由下到上依次分為分布區(qū)、反應(yīng)區(qū)和分離區(qū);分布區(qū)內(nèi)設(shè)有進(jìn)水管和進(jìn)氣管,分布區(qū)底部設(shè)有排泥管;分離區(qū)內(nèi)設(shè)有氣室、溢流槽、集水槽和排水管,分離區(qū)頂部設(shè)有與氣室連通的氣體排放口、溢流槽與集水槽相連,集水槽上設(shè)有排水管;所述反應(yīng)器主體內(nèi)部由若干模塊組合而成,每個模塊沿集裝箱長度方向分成四個并排的子單元,每個子單元構(gòu)成一個微循環(huán)生物脫氮單元,每個子單元內(nèi)設(shè)有布水管和曝氣管,每個子單元的布水管均與進(jìn)水管相連,每個子單元的曝氣管均與進(jìn)氣管相連。

優(yōu)選的,所述的反應(yīng)器主體為集裝箱體,集裝箱體的長度、寬度、高度之比為6.0~6.5:2.0~2.5:3.0~3.5;分布區(qū)、反應(yīng)區(qū)和分離區(qū)三者高度之比為1:4:1;若干模塊在集裝箱長度方向排列成排,集裝箱內(nèi)部設(shè)有一排或多排由模塊組成的排。

優(yōu)選的,所述的每個模塊的長度、寬度、高度之比為1:1:3~3.5,每個模塊縱向分成四個單元,彼此獨(dú)立行使脫氮功能。

優(yōu)選的,所述的每個模塊在分布區(qū)設(shè)置有單元分隔支撐板和環(huán)流分隔支撐板,在分離區(qū)設(shè)置有環(huán)流分隔延伸板、單元分隔延伸板,在反應(yīng)區(qū)裝填直管式填料,直管式填料內(nèi)設(shè)有直管單元;模塊內(nèi)相互平行的各單元分隔支撐板連同其上方對齊的直管單元管壁(具有單元分隔板作用)及單元分隔延伸板將單個模塊縱向分隔成4個單元,處于不同模塊的相鄰兩個單元通過對齊相接的單元分隔支撐板、直管單元管壁、單元分隔延伸板將集裝箱縱向分隔成若干模塊。

優(yōu)選的,所述的單元分隔支撐板離集裝箱底板100mm,單元分隔支撐板與底板之間的空間用于單元之間連通,便于脫氮污泥在整個集裝箱內(nèi)流動;環(huán)流分隔支撐板連同其上方對齊的直管單元管壁(具有環(huán)流分隔板作用)及環(huán)流分隔延伸板將單個單元縱向分隔成上升流態(tài)室(升流室和升流導(dǎo)流室)和下降流態(tài)室(降流室和降流導(dǎo)流室),兩室體積之比為2:1;上升流態(tài)室和下降流態(tài)室位于分布區(qū)的部分分別為升流導(dǎo)流室和降流導(dǎo)流室,位于反應(yīng)區(qū)的部分分別為升流室和降流室,環(huán)流分隔支撐板離集裝箱底板200mm,環(huán)流分隔支撐板與集裝箱底板之間的空間為下循環(huán)道,連通升流導(dǎo)流室和降流導(dǎo)流室;升流導(dǎo)流室內(nèi)設(shè)置布水管和曝氣管,管心分別離集裝箱底板325mm和375mm。

優(yōu)選的,所述的每個模塊在反應(yīng)區(qū)設(shè)置上下兩層直管式填料,直管式填料上下兩層對齊,下層直管式填料放置于環(huán)流分隔支撐板和單元分隔支撐板上;填料按直管單元分別構(gòu)成升流室和降流室,升流室和降流室分別與升流導(dǎo)流室和降流導(dǎo)流室聯(lián)通;升流室與降流室體積比為2:1。

優(yōu)選的,所述的氣室介于液面與集裝箱頂板之間,液面離頂板100mm;上循環(huán)道位于環(huán)流分隔延伸板頂部至液面之間的空間,用于連通升流室與降流室,環(huán)流分隔延伸板頂部離集裝箱頂板200mm;單元分隔延伸板離集裝箱頂板50mm,單元分隔延伸板與頂板之間的空隙用于各單元之間的連通,便于尾氣在整個集裝箱內(nèi)流動,溢流槽設(shè)置于模塊中間,平行于集裝箱縱向邊板,各個模塊的溢流槽長度1000mm、寬度200mm、高度350mm,溢流槽上沿離集裝箱頂板50mm;在溢流槽兩側(cè)板上降流室液面處各鉆一個直徑20mm的溢流孔,用于收集各單元的出水,集水槽與溢流槽垂直并通過溢流槽排水口相通,集水槽長2000mm,寬200mm,槽底部低于溢流槽底約500mm,用于收集各個溢流槽的出水,集水槽通過排水管將處理后廢水從反應(yīng)器內(nèi)導(dǎo)出。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是: 1)將單個模塊的直管式填料分隔成多個微循環(huán)反應(yīng)單元,可提高反應(yīng)器的有效高徑比,改善反應(yīng)器水力學(xué)行為,加快生物脫氮反應(yīng);2)在微循環(huán)反應(yīng)單元中,亞硝酸邊產(chǎn)生邊轉(zhuǎn)化,可消除亞硝酸所致的生物毒害和堿度消耗;3)反應(yīng)器采用單元-模塊-反應(yīng)器逐級集成,便于反應(yīng)器的制造、運(yùn)輸、組裝、拆卸、檢修以及按需擴(kuò)容和按需搬遷;4)反應(yīng)器外形規(guī)整,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積較小,具有較高的工程應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1是一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器結(jié)構(gòu)剖面圖;

圖2是一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器結(jié)構(gòu)A-A截面圖;

圖3是一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器結(jié)構(gòu)B-B截面圖;

圖4是一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器結(jié)構(gòu)C-C截面圖;

圖5是一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)直管式填料俯視圖;

圖中:分布區(qū)I、反應(yīng)區(qū)II、分離區(qū)III、單元IV、模塊V;排泥管1、降流導(dǎo)流室2、曝氣管3、升流導(dǎo)流室4、單元分隔支撐板5、下循環(huán)道6、布水管7、環(huán)流分隔支撐板8、單元分隔板9、環(huán)流分隔板10、降流室11、升流室12、單元分隔延伸板13、環(huán)流分隔延伸板14、排水管15、溢流槽排水口16、溢流槽17、溢流孔18、氣室19、氣體排放口20、集裝箱頂板21、集裝箱縱向邊板22、集裝箱底板23、上循環(huán)道24、進(jìn)水管25、進(jìn)氣管26、集裝箱橫向邊板27、微孔曝氣頭28、集水槽29,直管單元30。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種模塊組合式微循環(huán)生物脫氮反應(yīng)器。

如圖1-5所示,一種組合式微循環(huán)高效生物脫氮反應(yīng)器,反應(yīng)器主體為集裝箱體,集裝箱的長度、寬度、高度之比為6.0~6.5:2.0~2.5:3.0~3.5;集裝箱內(nèi)部由若干模塊V組合而成,在本實(shí)施例中,橫向俯視兩個模塊V平行成排,即反應(yīng)器寬度方向設(shè)置兩排,根據(jù)需要,反應(yīng)器寬度方向上可設(shè)置一排或多排模塊V;縱向俯視若干模塊V組合成列。

每個模塊V的長度、寬度、高度之比為1:1:3~3.5,每個模塊V縱向分成四個單元IV,彼此獨(dú)立行使脫氮功能,反應(yīng)器垂向分成分布區(qū)(I)、反應(yīng)區(qū)(II)和分離區(qū)(III),三者高度之比為1:4:1。

所述的分布區(qū)(I)包含下循環(huán)道6、升流導(dǎo)流室4、降流導(dǎo)流室2,設(shè)進(jìn)水管25、布水管7、進(jìn)氣管26、曝氣管3、排泥管1、環(huán)流分隔支撐板8、單元分隔支撐板5;下循環(huán)道6位于環(huán)流分隔支撐板8底部至集裝箱底板23之間,環(huán)流分隔支撐板8和單元分隔支撐板5位于填料下方,各支撐板之間相互平行,環(huán)流分隔支撐板8兩側(cè)分別為升流導(dǎo)流室4和降流導(dǎo)流室2,兩室體積之比為2:1,進(jìn)水管25和進(jìn)氣管26均設(shè)置于集裝箱各支撐板的垂直平分線位置上,布水管7垂直于進(jìn)水管25,曝氣管3垂直于進(jìn)氣管26,進(jìn)水管25和布水管7的管心與集裝箱底板23之間的距離均為325mm,進(jìn)氣管26和曝氣管3的管心與集裝箱底板23之間的距離均為375mm,排泥管1設(shè)置于集裝箱底部中心,環(huán)流分隔支撐板8底部距離底面高度為200mm,可確保反應(yīng)器合適的底隙高度,單元分隔支撐板5距離底面高度為100mm,可確保各單元之間脫氮污泥的流動。

如圖5所示,反應(yīng)區(qū)(II)采用兩層直管式填料,位于環(huán)流分隔支撐板8和單元分隔支撐板5之上,高2000mm,采用填料規(guī)格為1000mm×1000mm×1000mm,填料內(nèi)含有直管單元30,設(shè)有升流室12和降流室11,平行相接于各支撐板的直管單元管壁可充當(dāng)環(huán)流分隔板10和單元分隔板9,環(huán)流分隔板10將填料內(nèi)部空間分為體積之比為2:1的升流室12和降流室11,環(huán)流分隔板10或單元分隔板9向上與環(huán)流分隔延伸板14或單元分隔延伸板13對齊相接,向下與環(huán)流分隔支撐板8或單元分隔支撐板5對齊相接。

分離區(qū)(III)包含上循環(huán)道24,設(shè)環(huán)流分隔延伸板14、單元分隔延伸板13,溢流槽17、氣室19,氣體排放口20、集水槽29、排水管15等,上循環(huán)道24位于環(huán)流分隔延伸板14頂部至液面之間的空間內(nèi);環(huán)流分隔延伸板14和單元分隔延伸板13向下分別與直管單元管壁形成的環(huán)流分隔板10和單元分隔板9相接對齊,環(huán)流分隔延伸板14和單元分隔延伸板13頂部與集裝箱頂板21的距離分別為200mm和50mm;溢流槽17設(shè)置于單個模塊中間,平行于集裝箱縱向邊板22,溢流槽17總長與集裝箱總長度相等,寬度200mm,高度350mm,溢流槽17上沿離集裝箱頂板21距離為50mm,在溢流槽17兩側(cè)板上降流室11液面處各有一個直徑20mm的溢流孔18,用于收集各單元的出水;氣室19位于液面與集裝箱頂板21之間的空間內(nèi),各單元及各模塊的氣室19相通,氣室19內(nèi)的氣體通過反應(yīng)器頂部中心的氣體排放口20與大氣相通,集水槽29與溢流槽17垂直并通過溢流槽排水口16相通,集水槽29長2000mm,寬200mm,槽底部低于溢流槽底約500mm,用于收集各個溢流槽17的出水,集水槽29通過排水管15將處理后廢水從反應(yīng)器內(nèi)導(dǎo)出。

使用所述反應(yīng)器的微循環(huán)生物脫氮方法,步驟如下:

含氨氮的廢水通過進(jìn)水管25和布水管7進(jìn)入升流導(dǎo)流室4,在升流導(dǎo)流室4內(nèi),與反應(yīng)器內(nèi)脫氮污泥混合液混合,氣體通過微孔曝氣頭28進(jìn)入混合液并推動混合液向上流動進(jìn)入升流室12,在升流室12內(nèi)氨氧化菌將混合液中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮,隨后氣水混合液在升流室12頂部發(fā)生氣水分離,氣體逸入氣室19并通過氣體排放口20排入大氣,混合液在上循環(huán)道24處折流向下進(jìn)入降流室11,在降流室11厭氧氨氧化菌將進(jìn)水中剩余的氨氮與氨氧化形成的亞硝氮進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成N2和少量的硝氮,反硝化菌將硝氮轉(zhuǎn)化為N2,實(shí)現(xiàn)廢水脫氮。在上循環(huán)道24的降流室11側(cè),部分上清液經(jīng)溢流孔18流入溢流槽17離開反應(yīng)器,另一部分則繼續(xù)曝氣循環(huán),混合液循環(huán)的動力來自曝氣,循環(huán)液的流速通過曝氣量控制。

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