專利名稱：凈化有機廢水的渠槽式生物反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種治理污水的環保裝置，特別為一種凈化有機廢水的渠槽式生物反應器。
目前，各類反應器對活性污泥的攪拌方式，普遍的是在發酵池底部安設水泵、機械或氣流等裝置，將水體連同污泥往上驅動。這是一種能流的點源擴散。這種模式，存在著明顯的缺陷①污泥的擴散空間類似于球狀體，相對于統一的發酵池，其流場分布是不均衡的。尤在水深較大時，污泥沿垂線分布的差異將愈明顯，這正是許多厭氧反應裝置產氣率低的基本原因。雖然有些反應器采用了填料來增加污泥在上層的附著，但僅改善其外部的存在條件，并不能從根本上改變污泥的運動規律。②污泥運動方式屬升降運動，為使污泥在反應器內均勻分布，需不斷克服重力作功，水愈深，能耗愈大。③在好氧反應的露天水池中，水較淺，輸入的氣體引起的擴散空間相對集中而流程又短，極易向水面散逸，導致溶解度小，利用率低，這又是許多好氧反應裝置普遍地能耗巨大的基本原因。
本發明的目的就是為了解決現有技術的上述缺陷而提供一種渠槽式生物反應器。
本發明的目的可以通過以下技術解決方案來實現一種凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，它包括有發酵池、頂部水池、上位池、下位池、導污濾墻、提水機械、沉積坑及排渣口，其發酵池為渠槽式，其內由若干條臥式的具有層疊、回旋特性的水平過水通道組成；過水通道為沿發酵池長度方向用隔墻隔為若干等寬縱向空間，在各縱向空間中沿豎向用輕型隔板或復合化纖布等距分隔為若干個面積相同的過水框格，在同一水平層面內，各過水通道首尾回旋相連，在上、下層過水通道層面之間設有一垂直通道，在各層過水通道的入水口處均設有一擋泥板，在各過水通道內設有導流裝置。
本發明的目的還可通過以下技術措施來進一步實現前述凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其中所述的上位池位于發酵池的頂部，長條形布設，垂直于過水通道的一端，上位池通過進水管道與下位池相連通，進水管道的一端從上位池的頂部伸入上位池內，厭氧反應時，其出水口位于上位池內的底部，好氧反應時，其出水口位于上位池內的頂部，進水管道的另一端與位于下位池底部的污水泵相連接，上位池的出水口通過泄水閥經涵管與發酵池底層過水通道的進水口相連接。
前述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其中所述的下位池位于上位池的下方，長條形布設，垂直于過水通道的一端，下位池的液面低于發酵池的液面，廢水來自發酵池頂部液面的回落，下位池的寬度大于上位池，在其上位池覆蓋以外的部分布設導污的濾墻，濾墻內側設置污水泵，外側拐角處設沉積坑、排渣口，下位池通過其內的污水泵與上位池相連通。
前述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其中所述的提水機械為唧筒，或者為泵。
前述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其中所述的導流裝置可為氣體導流機構、泥沙導向機構及水流導速機構；氣體導流機構為設置在各過水通道頂部的擋塊；泥沙導向機構為設置在各過水通道底部的擋塊；水體導速機構為設置在各過水通道中部的擋塊；各擋塊的截面直徑均小于過水通道的截面直徑，氣體導流機構、泥沙導向機構及水流導速機構單獨設置于過水通道內，或者相互組合設置在過水通道內。
前述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其中所述的發酵池內的過水通道，以污水的負荷量劃分為若干具有相應容量而又相對獨立的結構單元，各單元均具有可雙向調節的獨立的進水口、出水口，相鄰單元之間設涵閘勾通銜接，各單元可連接組合為厭氧反應區，或者連接組合為好氧反應區，或者串接為厭氧反應區與好氧反應區組合。
前述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其中所述的發酵池的厭氧反應區，其整體的外部為氣密性保溫結構，在發酵池的頂部的一端安設水封式柔性的沼氣儲存裝置。
前述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其中所述的發酵池的好氧反應區，其發酵池頂部設有若干個敞開的排氣口，在頂部的一端設有空氣壓縮機，及輸氣管道，輸氣管道的一端內與空氣壓縮機相連接，輸氣管道的另一端伸入發酵池內。
本發明的優點在于從流體的動力學和運動學出發，采用了臥式的具有層疊、回旋特性的渠槽式水流結構，通過提水形成水頭的沖擊，能使污水從進口往出口流經全部渠槽，并實現連續循環。體現了污泥在發酵池空間內的合理布局，并通過污水在渠槽內形成較穩定的流系，掀動污泥與水體之間實現全程的、較均勻的交換、混合。使污泥從原來的三維無序運動進入二維有序運動，從垂直升降運動狀態轉為以水平渦動為主要特征的運動狀態。這就提高了反應器的效率，顯著的節約能源。其整體結構簡單，構筑便利，造價低，使用安全。
下面結合附圖對本發明作進一步的描述

圖1為本發明的結構示意圖。
圖2為圖1的俯視結構示意圖。
圖3為圖1的左視結構示意圖。
如圖1-3所示，本發明它包括有發酵池23、頂部水池11、上位池4、下位池8、導污濾墻14、提水機械9，其中提水機械為唧筒，或者為泵。沉積坑15及排渣口16，其發酵池23為渠槽式，其內由若干條若干條臥式的具有層疊、回旋特性的水平過水通道組成；過水通道2為沿發酵池長度方向用隔墻隔為若干等寬縱向空間，在各縱向空間中沿豎向用輕型隔板或復合化纖布等距分隔為若干個面積相同的過水框格1，在同一水平層面內，各過水通道2首尾回旋相連，在上、下層過水通道2層面之間設有一垂直通道3，在各層過水通道2的入水口處均設有一擋泥板10，在各過水通道2內設有導流裝置。所述的上位池4位于發酵池23的頂部，長條形布設，垂直于過水通道2的一端，上位池4通過進水管道25與下位池8相連通，進水管道25的一端從上位池4的頂部伸入上位池4內，厭氧反應時，其出水口位于上位池4內的底部，好氧反應時，其出水口位于上位池4內的頂部，進水管道24的另一端與位于下位池8底部的污水泵9相連接，上位池4的出水口7通過泄水閥5經涵管26與發酵池23底層過水通道的進水口6相連接。下位池8位于上位池4的下方，長條形布設，垂直于過水通道2的一端，下位池8的液面24低于發酵池23的液面12，廢水來自發酵池23頂部液面的回落，下位池8的寬度大于上位池4，在其上位池4覆蓋以外的部分布設導污的濾墻14，濾墻內側設置污水泵9，外側拐角處設沉積坑15、排渣口16，下位池8通過其內的污水泵9與上位池4相連通。所述的導流裝置可為氣體導流機構27、泥沙導向機構28及水體導速機構29；氣體導流機構為設置在各過水通道2頂部的氣體導流塊；泥沙導向機構為設置在各過水通道2底部的泥沙導流塊；水體導速機構為設置在各過水通道2中部的水體導流塊；各導流塊的截面直徑均小于過水通道2的截面直徑，氣體導流機構27、泥沙導向機構28及水體導速機構29單獨設置于過水通道內，或者相互組合設置在過水通道內。所述的發酵池23內的過水通道2，以污水的負荷量劃分為若干具有相應容量而又相對獨立的結構單元，各單元均具有可雙向調節的獨立的進水口6、出水口7，相鄰單元之間設涵閘20勾通銜接，各單元可連接組合為厭氧反應區21，或者連接組合為好氧反應區22，或者串接為厭氧反應區21與好氧反應22區組合。發酵池23的厭氧反應區21，其整體的外部為氣密性保溫結構，在發酵池23的頂部的一端安設水封式柔性的沼氣儲存裝置13。發酵池23的好氧反應區22，其發酵池23頂部設有若干個敞開的排氣口19，在頂部的一端設有空氣壓縮機17，及輸氣管道18，輸氣管道18的一端內與空氣壓縮機17相連接，輸氣管道18的另一端伸入發酵池23內。
本發明工作時，位于上位池4的污水通過啟開閥門20就可從管道進入設在底層的進水口6，連續地在渠槽內分層迂回并自下而上地流往頂部過水通道2的出水口7，從而流經全部發酵池23空間，實現污水的內、外循環。獨立的上位池4和下位池8，動力來自安置于下位池8的泥漿泵9，泥漿泵將下位池的污水連同污泥揚至上位池4。在勢能作用下，進入過水通道2并全程流動，最終以跌水形式回歸下位池8，污水在下位池8內又得到進一步均勻混合。在流動過程中，各過水通道2內均安裝的導流裝置，約束流向，掀動污泥，防止局部沉積，并在各過水通道的入口處設置的擋泥板10，控制污泥流失，使自然條件下污泥在空間上合理分布。污水在過水通道2內的運動，可以有三種方式，即跌水式的定時沖刷、連續水流或兩者相結合。
實施例一本發明對于厭氧反應和好氧反應均可適用，本實施例為發酵池內厭氧和好氧反應串接，但本發明不局限于本實施例。
在厭氧發酵區21，全部外部構筑物均為氣密性保溫結構。在發酵池的頂部的一端安設水封式柔性的沼氣儲存裝置13。此時整體的布局采用產氣與貯氣分離而又相對集中的原則，以利節約空間，節省造價。發酵池23頂部采用平頂式隔板結構，其上水池11內可覆蓋水平頂下側埋設輸氣管18，使沼氣發生時能及時輸往沼氣儲存裝置13。沼氣儲存裝置13可布設在沿過水通道2走向任一端的平頂上，基面高程略高于發酵池的液面12，以利貯納沼氣。沼氣儲存裝置13有隔墻與頂部水池分隔，內部裝置即貯氣囊。各過水通道2內因生物反應所產的過多污泥，主要通過具有上位池4勢能的大容量污水的沖刷來排出。污水從上層過水通道2出水口7回落下位池8時，將繞著弧形濾墻14的外側并隨著過水斷面的擴大作減速流動，弧形水流引起的離心力更加速了污泥往相對平靜的水體空間擴散。于兩端拐角處設沉積坑15，可定期把污泥富集并于排渣口16集中剔出。污水泵9設于弧形濾墻14內側，濾墻14可透過一定濃度的污泥微粒，使滿足反應器運轉時所需活性污泥。
在好氧反應22區，發酵池23、上位池4和下位池8均無需氣密性結構。好氧反應不產沼氣，相反要輸入空氣。因此發酵池23頂部設置有空氣壓縮機17、輸氣管18及一定的出氣口19，這里區別于傳統方式的顯著特點是發酵池內同樣安設渠槽式的整體裝置，不僅污水要循環運行，輸氣也同步進行。要將壓縮空氣與污水同時輸入渠槽內作混合回旋運動，通過導流裝置驅動，使水氣之間充分混合，增加流程，延長交換時間，提高氣體在水中的溶解度和反應效率。這樣可減少輸入的壓縮空氣量，節約能源。好氧反應區22的頂部，除保留有限的出氣口19外，其余水面均予以覆蓋，以有利于保溫，減少空氣污染，同時提高場地的空間利用率。
本發明尤宜于厭氧、好氧反應串連實施，先厭氧，后好氧。兩者布設時均可把整體劃分為若干相對獨立的結構單元，其間設閘20控制、銜接，以利分期分批進料、出料，合理生產運作，有效凈化污水。本項發明對活性污泥的攪拌與采用連續運轉、能流點源擴散的現有反應器模式相比，在相同單機動力作用下，其能耗將隨著渠槽的垂直分應器模式相比，在相同單機動力作用下，其能耗將隨著渠槽的垂直分層數n的增加而遞減，即相當于現有模式的1/n，由于采用脈沖式水流沖擊渠槽內污泥，沖擊能量顯著增大。同現有模式相比，增加倍數相當于貯水時間t1與泄水時間t2之比，即t1/t2值。在滿足每次沖刷時間間隔低于污泥平均沉降時間t條件時，通過設計，可使沖擊能量高達數十倍之巨，污泥將實現持續地充分攪拌。因此本發明具有低能耗，高反應效率的特征，有助于邁入小型、智能、可控的方向，是處理有機廢水的有效環保裝置。可廣泛應用于城鄉工礦、企業及人群集中的有機廢水的就地處理，從而使污水在源頭上得到控制，并體現廢物利用，變廢為寶，改善生態環境。同時減輕末端污水處理場的負荷壓力。并對現有好氧反應模式普遍感到的能耗巨大的壓力，提出改善的新途徑。
權利要求
1.一種凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，它包括有發酵池、頂部水池、上位池、下位池、導污濾墻、提水機械、沉積坑及排渣口，其特征在于發酵池為渠槽式，其內由若干條臥式的具有層疊、回旋特性的水平過水通道組成；過水通道為沿發酵池長度方向用隔墻隔為若干等寬縱向空間，在各縱向空間中沿豎向用輕型隔板或復合化纖布等距分隔為若干個面積相同的過水框格，在同一水平層面內，各過水通道首尾回旋相連，在上、下層過水通道層面之間設有一垂直通道，在各層過水通道的入水口處均設有一擋泥板，在各過水通道內設有導流裝置。
2.根據權利要求1所述凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其特征在于所述的上位池位于發酵池的頂部，長條形布設，垂直于過水通道的一端，上位池通過進水管道與下位池相連通，進水管道的一端從上位池的頂部伸入上位池內，厭氧反應時，其出水口位于上位池內的底部，好氧反應時，其出水口位于上位池內的頂部，進水管道的另一端與位于下位池底部的污水泵相連接，上位池的出水口通過泄水閥經涵管與發酵池底層過水通道的進水口相連接。
3.根據權利要求1所述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其特征在于下位池位于上位池的下方，長條形布設，垂直于過水通道的一端，下位池的液面低于發酵池的液面，廢水來自發酵池頂部液面的回落，下位池的寬度大于上位池，在其上位池覆蓋以外的部分布設導污的濾墻，濾墻內側設置污水泵，外側拐角處設沉積坑、排渣口，下位池通過其內的污水泵與上位池相連通。
4.根據權利要求1所述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其特征在于所述的提水機械為唧筒，或者為泵。
5.根據權利要求1所述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其特征在于所述的導流裝置可為氣體導流機構、泥沙導向機構及水流導速機構；氣體導流機構為設置在各過水通道頂部的擋塊；泥沙導向機構為設置在各過水通道底部的擋塊；水體導速機構為設置在各過水通道中部的擋塊；各擋塊的截面直徑均小于過水通道的截面直徑，氣體導流機構、泥沙導向機構及水流導速機構單獨設置于過水通道內，或者相互組合設置在過水通道內。
6.根據權利要求1所述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其特征在于所述的發酵池內的過水通道，以污水的負荷量劃分為若干具有相應容量而又相對獨立的結構單元，各單元均具有可雙向調節的獨立的進水口、出水口，相鄰單元之間設涵閘勾通銜接，各單元可連接組合為厭氧反應區，或者連接組合為好氧反應區，或者串接為厭氧反應區與好氧反應區組合。
7.根據權利要求6所述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其特征在于發酵池的厭氧反應區，其整體的外部為氣密性保溫結構，在發酵池的頂部的一端安設水封式柔性的沼氣儲存裝置。
8.根據權利要求6所述的凈化有機廢水的渠槽式生物反應器，其特征在于發酵池的好氧反應區，其發酵池頂部設有若干個敞開的排氣口，在頂部的一端設有空氣壓縮機，及輸氣管道，輸氣管道的一端內與空氣壓縮機相連接，輸氣管道的另一端伸入發酵池內。
全文摘要
本發明涉及一種凈化有機廢水的渠槽式生物反應器,它包括有發酵池、頂部水池、上位池、下位池、導污濾墻、提水機械、沉積坑及排渣口,發酵池為渠槽式,其內由若干條臥式的具有層疊、回旋特性的水平過水通道組成;過水通道中沿豎向分隔為若干個面積相同的過水框格,在同一水平層面內,各過水通道首尾回旋相連,在上、下層過水通道層面之間設有一垂直通道,在各層過水通道的入水口處均設有一擋泥板,在各過水通道內設有導流裝置。它適合于厭氧反應和好氧反應的串聯處理。
文檔編號C02F3/12GK1337363SQ0111371
公開日2002年2月27日 申請日期2001年6月22日 優先權日2001年6月22日
發明者區裕雄 申請人:區裕雄, 南京艾米倫斯科技開發有限公司