專利名稱：壓力式生物反應(yīng)器及壓力污水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力式生物反應(yīng)器，以及使用該反應(yīng)器的壓力污水處理系統(tǒng)和方法。
傳統(tǒng)的好氧生物處理法其供氧能力有一定限度。生物需氧量(BOD)容積負(fù)荷較低、進(jìn)水化學(xué)耗氧量(COD)一般不超過800mg/l。對于COD在2000～3000mg/l的有機(jī)廢水常常采用稀釋的方法來降低進(jìn)水COD，這樣使傳統(tǒng)的好氧生物處理法的設(shè)施龐大，投資高、效率低。其主要原因是供氧效率不能滿足高濃度有機(jī)廢水對氧的需求，致使容積負(fù)荷降低。
本發(fā)明的目的是提供一種高效壓力式生化反應(yīng)器。本發(fā)明的另一個目的是提供一種采用高效壓力式生化反應(yīng)器的污水處理系統(tǒng)。
本發(fā)明再一個目的是提供壓力式生化污水處理方法。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的一種壓力式生化反應(yīng)器，包括一承壓罐體；一設(shè)置在上封頭上的尾氣出口；設(shè)置在下封頭上的一污水入口、一壓縮空氣入口和剩余污泥排出口；一在罐體上部設(shè)置的用于排出處置后污水的出水口；在罐體內(nèi)底部位置設(shè)置的一與壓縮空氣入口相連的布?xì)庋b置和一與污水入口相連的布水裝置；在罐體內(nèi)設(shè)置的反應(yīng)室。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的一種壓力式污水處理系統(tǒng)，包括一調(diào)節(jié)池；一壓力式生化反應(yīng)器；一纖維過濾器，其中
調(diào)節(jié)池具有一污水進(jìn)口；一反洗水入口；一尾氣入口；一布?xì)庋b置和一均質(zhì)后污水出口；反應(yīng)器具有一承壓罐體；一設(shè)置在上封頭上的與尾氣入口連接的尾氣出口；設(shè)置在下封頭上的一與均質(zhì)后污水出口連接的污水入口、一壓縮空氣入口和剩余污泥排出口；一在罐體上部設(shè)置的用于排出處置后污水的出水口；在罐體內(nèi)底部位置設(shè)置的一與壓縮空氣入口相連的布?xì)庋b置和一與所說污水入口相連的布水裝置；在罐體內(nèi)設(shè)置的反應(yīng)室；纖維過濾器具有一與反應(yīng)器的出水口相連的進(jìn)水口及一反洗水入口；一排氣口；一與調(diào)節(jié)池的反洗水入口相連的反洗水出口，一壓縮空氣入口，一回用水出口。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的一種壓力式污水生物處理方法，包括如下步驟污水馴化將污水放入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中按比例投加一定量生化反應(yīng)所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，并進(jìn)行曝氣處理，制備成可送入生化反應(yīng)器進(jìn)行生化反應(yīng)的馴化污水；壓力生物反應(yīng)由一泵將馴化污水打入生化反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行加壓生化反應(yīng)，將污水中可生化的大分子有機(jī)物降解；生化反應(yīng)器內(nèi)的尾氣回流直接導(dǎo)入調(diào)節(jié)池中進(jìn)行攪拌，而生化反應(yīng)器的出水經(jīng)高效纖維過濾器除去懸浮物和部分活性污泥，排出處理后的達(dá)標(biāo)回用水。
將高效壓力式生化反應(yīng)器及高效纖維過濾器有效地組合在一起，即提高了生化處理效率又減少了其占地面積，具有較高的實(shí)用價值。
本發(fā)明利用加壓曝氣的方法有效地提高了氧在水中的溶解度、提高了生化反應(yīng)速度及微生物活性，使生化處理的效率明顯提高，從而使高效、低能耗、占地面積小的生化處理工藝成為可能。
本發(fā)明的反應(yīng)器根據(jù)亨利定律原理，利用加壓曝氣法有效地提高了氧在水中的溶解度。加壓曝氣不僅可提供高濃度微生物代謝所需的氧，同時還可提高生化反應(yīng)速度及微生物活性、使生化處理的效率明顯提高。
本發(fā)明壓力式生物反應(yīng)器在進(jìn)水COD＞2000mg/l條件下，出水COD仍能達(dá)到50mg/l左右，COD去除率高達(dá)98％左右，BOD、COD負(fù)荷均是常壓下的4～8倍，活性污泥所產(chǎn)生的剩余污泥量也隨壓力的升高而越來越少。
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)好氧生物處理法處理高濃度有機(jī)廢水BOD容積負(fù)荷低、設(shè)施龐大、投資高效率低的弊端，顯著提高了氧在水中的溶解度，從而提高了生化反應(yīng)速度及微生物活性，使生化處理的效率明顯提高。在達(dá)到同樣處理效果情況下，水力停留時間縮短了3～6倍，體積負(fù)荷約增加了10倍，占地面積比僅為傳統(tǒng)好氧生物處理法的三分之二。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的壓力式生化反應(yīng)器第一實(shí)施例的剖視示意圖。
圖2是使用本發(fā)明第一實(shí)施例的壓力式生化反應(yīng)器的壓力式污水處理系統(tǒng)示意圖。
圖3是本發(fā)明的壓力式生化反應(yīng)器第二實(shí)施例的剖視示意圖。
圖4是使用本發(fā)明第二實(shí)施例的壓力式生化反應(yīng)器的壓力式污水處理系統(tǒng)示意圖。
圖5為帶強(qiáng)制攪拌的壓力式生化反應(yīng)器示意圖。
參見圖1，本發(fā)明的壓力式生化反應(yīng)器62包括一承壓罐體14；在罐體上下封頭上分別設(shè)置一壓力表11和一排空閥12、一尾氣出口13和一污水入口1、剩余污泥排出口2；在罐體上部設(shè)有一污水處置后出水口10；下部設(shè)有一壓縮空氣入口4。在罐體內(nèi)部設(shè)有一導(dǎo)流裝置7、折流裝置9、布?xì)庋b置5和一布水裝置3，導(dǎo)流裝置7、折流裝置9分別通過導(dǎo)流支架6和折流支架8與罐體14連接；布?xì)庋b置5是和壓縮空氣入口4相連；布水裝置3是和污水入口1相連。
圖2是使用本發(fā)明第一實(shí)施例的壓力式生化反應(yīng)器的壓力式污水處理系統(tǒng)示意圖。在該圖中所表示的壓力式污水處理系統(tǒng)包括一調(diào)節(jié)池61；一壓力式生化反應(yīng)器62；一纖維過濾器63，其中所說調(diào)節(jié)池具有一污水進(jìn)口15；一反洗水入口16；一尾氣入口18；一布?xì)庋b置17和一均質(zhì)后污水出口19；
所說反應(yīng)器具有一承壓罐體14；一在罐體14的上下封頭上分別設(shè)置的排空閥12、一設(shè)置在上封頭上的與所說尾氣入口18連接的尾氣出口13；設(shè)置在下封頭上的一與均質(zhì)后污水出口19連接的污水入口1、一壓縮空氣入口4和剩余污泥排出口2；一在罐體上部設(shè)置的用于排出處置后污水的出水口10；在罐體內(nèi)底部位置設(shè)置的一與壓縮空氣入口4相連的布?xì)庋b置5和一與所說污水入口1相連的布水裝置3；在罐體14內(nèi)設(shè)置的反應(yīng)室；纖維過濾器具有一與反應(yīng)器的出水口10相連的進(jìn)水口20及一反洗水入口22；一排氣口24；一與調(diào)節(jié)池的反洗水入口16相連的反洗水出口21，一壓縮空氣入口25，一回用水出口23。
上述污水處理系統(tǒng)還包括泵64、流量計(jì)65、壓縮空氣管66、若干閥門、若干管道等。
本發(fā)明的反應(yīng)器、污水處理系統(tǒng)和污水處理方法的原理為污泥馴化階段取一定量活性污泥，用自來水清洗后放入生物反應(yīng)器內(nèi)，控制曝氣池內(nèi)最終污泥濃度為3克/升左右。高濃度有機(jī)廢水經(jīng)稀釋后逐漸提高其濃度加入生物反應(yīng)器內(nèi)，開大壓縮空氣入口閥，使壓力式生物反應(yīng)器內(nèi)的壓力瞬間達(dá)到所需壓力，然后調(diào)節(jié)所需空氣量?？諝饬堪碆OD5∶O2＝1∶1理論值計(jì)算后，按不同氧利用率折算，直到高濃度有機(jī)廢水可直接加入到生物反應(yīng)塔內(nèi)，馴化一段時間后，鏡檢菌膠團(tuán)致密、色澤透明、原生物很活躍，此時可開始正常運(yùn)行。
高效壓力式生物反應(yīng)器運(yùn)行階段在生物反應(yīng)器內(nèi)投入已馴化好的活性污泥，由污水入口經(jīng)布水裝置將廢水引入反應(yīng)器內(nèi)。打開壓縮空氣入口閥，使罐體上的壓力表瞬間達(dá)到所需壓力(表壓)，壓力范圍一般為0.05-0.5Mpa，最好為0.2-0.3 Mpa，增加壓力有利于增大水中溶解氧的濃度，對生物反應(yīng)有利，但壓力過高會降低微生物活性。調(diào)節(jié)壓縮空氣入口閥和尾氣出水閥，使壓縮空氣經(jīng)布?xì)庋b置均勻并充分地與廢水接觸，并使壓力表所示壓力恒定，打開出水口閥，保持反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度和污水處理出水水質(zhì)穩(wěn)定。在反應(yīng)器內(nèi)，由于導(dǎo)流裝置內(nèi)側(cè)空氣泡較多，流體比重較小，使導(dǎo)流裝置內(nèi)側(cè)液體自下而上流動，導(dǎo)流裝置外側(cè)液體自上而下流動，使活性污泥處于循環(huán)流動狀態(tài)。
對于不同的高濃度有機(jī)廢水所采用的馴化污泥和運(yùn)行參數(shù)都有所不同，這需根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體分析才能確定，以達(dá)到最佳的去除效果。
參見附圖3和4，圖3和4所示實(shí)施例與圖1和2所示實(shí)施例基本相同，兩實(shí)施例中相同的部件用相同的標(biāo)號表示，所不同的是在反應(yīng)器內(nèi)部，可取消導(dǎo)流裝置、折流裝置等，設(shè)置纖維束52及其支撐裝置51。此時微生物將繁殖承載于纖維束上。污水自下而上流過由纖維束構(gòu)成的填料層得到處理。如圖3所示。上述纖維束所構(gòu)成的填料層也可換成顆粒填料或其它填料，污水也可自上而下流過填料層。
圖3和4所示實(shí)施例與圖1和2所示實(shí)施例的工作原理基本相同。
在調(diào)節(jié)池61中按比例投加一定量生化反應(yīng)所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)氣體攪拌均勻后，由泵64打入生化反應(yīng)器62內(nèi)，進(jìn)行加壓生化反應(yīng)，將污水中可生化的大分子有機(jī)物降解。生化反應(yīng)器62內(nèi)的尾氣直接導(dǎo)入調(diào)節(jié)池61中進(jìn)行攪拌空氣回流，而生化反應(yīng)器62的出水經(jīng)高效纖維過濾器63除去懸浮物和部分活性污泥，其出水基本可達(dá)回用水指標(biāo)。反洗時，將反洗水直接排入調(diào)節(jié)池，使活性污泥回流到生化反應(yīng)器62中污泥回流，保持反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度恒定，從而使出水水質(zhì)穩(wěn)定。
如圖4所示。此時不必要使污泥回流，即過濾器清洗出的泥渣可直接排入污泥池或前置沉淀池。
為增加攪拌強(qiáng)度，以增加微生物的離散度、加速傳質(zhì)速度和生化反應(yīng)速度、提高氧的利用率，可在生化反應(yīng)器中設(shè)置強(qiáng)制攪拌裝置，如，循環(huán)泵、攪拌槳等攪拌裝置。參見圖5，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以在壓力式生化反應(yīng)器設(shè)置循環(huán)攪拌泵70。
生化反應(yīng)器除用壓縮空氣曝氣外，還可用噴射器或氣—水混流泵將空氣吸入并輸送水中曝氣。
權(quán)利要求
1.一種壓力式生化反應(yīng)器，其特征在于，包括一承壓罐體(14)；一設(shè)置在上封頭上的尾氣出口(13)；設(shè)置在下封頭上的一污水入口(1)、一壓縮空氣入口(4)和剩余污泥排出口(2)；一在罐體上部設(shè)置的用于排出處置后污水的出水口(10)；在所說罐體內(nèi)底部位置設(shè)置的一與所說壓縮空氣入口(4)相連的布?xì)庋b置(5)和一與所說污水入口(1)相連的布水裝置(3)；在所說罐體(14)內(nèi)設(shè)置的反應(yīng)室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力式生化反應(yīng)器，其特征在于，所說反應(yīng)室包括，一在罐體內(nèi)部于布?xì)庋b置(5)上方設(shè)置的導(dǎo)流裝置(7)和一在所說導(dǎo)流裝置(7)上方設(shè)置的折流裝置(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力式生化反應(yīng)器，其特征在于，所說反應(yīng)室包括，在罐體內(nèi)部于布?xì)庋b置(5)上方設(shè)置的填料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力式生化反應(yīng)器，其特征在于，所說填料層由一帶孔支撐裝置(51)和連接在所說支撐裝置(51)上的纖維束(52)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力式生化反應(yīng)器，其特征在于，所說填料層由一帶孔支撐裝置(51)和設(shè)置在所說支撐裝置上面的顆粒填料構(gòu)成。
6.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的壓力式生化反應(yīng)器，其特征在于，所說罐體(14)的工作壓力范圍為0.1-0.5Mpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力式生化反應(yīng)器，其特征在于，所說壓力式生化反應(yīng)器還包括強(qiáng)制攪拌裝置。
8.一種壓力式污水處理系統(tǒng)，包括一調(diào)節(jié)池(61)；一壓力式生化反應(yīng)器(62)；一纖維過濾器(63)，其中所說調(diào)節(jié)池具有一污水進(jìn)口(15)；一反洗水入口(16)；一尾氣入口(18)；一布?xì)庋b置(17)和一均質(zhì)后污水出口(19)；所說反應(yīng)器具有一承壓罐體(14)；一設(shè)置在上封頭上的與所說尾氣入口(18)連接的尾氣出口(13)；設(shè)置在下封頭上的一與所說均質(zhì)后污水出口(19)連接的污水入口(1)、一壓縮空氣入口(4)和剩余污泥排出口(2)；一在罐體上部設(shè)置的用于排出處置后污水的出水口(10)；在所說罐體內(nèi)底部位置設(shè)置的一與所說壓縮空氣入口(4)相連的布?xì)庋b置(5)和一與所說污水入口(1)相連的布水裝置(3)；在所說罐體(14)內(nèi)設(shè)置的反應(yīng)室；所說纖維過濾器具有一與反應(yīng)器的出水口(10)相連的進(jìn)水口(20)及一反洗水入口(22)；一排氣口(24)；一與調(diào)節(jié)池的反洗水入口(16)相連的反洗水出口(21)，一壓縮空氣入口(25)，一回用水出口(23)。
9.一種壓力式污水生物處理方法，包括如下步驟污水馴化將污水放入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中按比例投加一定量生化反應(yīng)所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，并進(jìn)行曝氣處理，制備成可送入生化反應(yīng)器進(jìn)行生化反應(yīng)的馴化污水；壓力生物反應(yīng)；由一泵將馴化污水打入生化反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行加壓生化反應(yīng)，將污水中可生化的大分子有機(jī)物降解；生化反應(yīng)器內(nèi)的尾氣回流直接導(dǎo)入調(diào)節(jié)池中進(jìn)行攪拌，而生化反應(yīng)器的出水經(jīng)高效纖維過濾器除去懸浮物和部分活性污泥，排出處理后的達(dá)標(biāo)回用水。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在調(diào)節(jié)池內(nèi)經(jīng)處理的污水中污泥的濃度為3克/升，高濃度有機(jī)污水經(jīng)稀釋后逐漸提高其濃度，開大壓縮空氣入口閥，使壓力式生物反應(yīng)器內(nèi)的壓力瞬間達(dá)到所需壓力，然后調(diào)節(jié)所需空氣量，空氣量按BOD5∶O2＝1∶1提供。
全文摘要
一種壓力式生化反應(yīng)器，包括一承壓罐體14；一設(shè)置在上封頭上的尾氣出口13；設(shè)置在下封頭上的一污水入口1、一壓縮空氣入口4和剩余污泥排出口2；一出水口10；在罐體內(nèi)底部位置設(shè)置的一與壓縮空氣入口相連的布?xì)庋b置5和一與污水入口相連的布水裝置3；在罐體內(nèi)設(shè)置的反應(yīng)室。本實(shí)用新型利用加壓曝氣的方法有效地提高了氧在水中的溶解度、提高了生化反應(yīng)速度及微生物活性，使生化處理的效率明顯提高。
文檔編號C02F3/02GK1397504SQ0111959
公開日2003年2月19日 申請日期2001年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月24日
發(fā)明者劉凡清, 張東升, 徐鳳云 申請人:上海凡清環(huán)境工程有限公司