同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，包括反應器本體，所述的反應器本體自下而上分為厭氧區、缺氧區和好氧區，上述所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的內部均設置有若干塊擋板且若干塊所述的擋板上下錯位設置；所述的厭氧區的右側設有填料床；所述的厭氧區和缺氧區內分別添加厭氧氨氧化顆粒污泥和自養/異養反硝化顆粒污泥；所述的好氧區內添加短程硝化輕質生物載體，并設置有若干組曝氣系統，所述的缺氧區的右側通過缺口與好氧區貫通。本實用新型在單一的塔式生物反應器內完成碳、氮、硫污染物的同步去除，反應器結構緊湊可回收單質硫資源。
【專利說明】同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的不斷發展，大量富含有機物、氨氮及硫化物的復雜廢水，如化工生產廢水、農產品加工廢水、厭氧消化液等，排入自然水體中，引起十分嚴重的水污染問題。
[0003]同時含有機物、氨氮及硫化物廢水的傳統生物處理技術主要是多步組合工藝。廢水中的有機物主要通過厭氧消化和好氧活性污泥工藝進行去除；氨氮污染物主要通過生物法去除，常規的生物處理法主要是硝化-反硝化工藝；硫化物的傳統處理方法主要有氣提法、外加消石灰的化學沉淀法及好氧氧化法。
[0004]近20年來，在國際上涌現了多種新型脫氮和除硫耦合工藝。其一是短程硝化-反硝化工藝，該工藝不僅在短程硝化工序節約可觀的曝氣能耗，還可以在異養反硝化階段實現碳和氮的同步去除；其二是短程硝化-厭氧氨氧化工藝，該工藝因其經濟高效而逐漸被公眾所接受；其三是自養反硝化工藝，該工藝利用功能微生物脫氮硫桿菌(Thiobacillusdenitrificans)在缺氧條件下，以硝酸鹽或亞硝酸鹽為電子受體，以硫化物為電子供體，進行自養反硝化作用，不僅實現氮和硫的同步去除，還可以回收單質硫資源。
[0005]若將上述新型工藝有機結合，既可減少傳統好氧除碳工藝和全程硝化工藝的曝氣能耗，也可在反硝化過程中以硫化物作為輔助電子供體，解決碳源不足的問題，達到以廢制廢、廢物多級利用的理想效果。

【發明內容】

[0006]為了克服現有塔式生物反應器功能單一的缺點，本實用新型提供一種可實現自養反硝化、異養反硝化、短程硝化、厭氧氨氧化多步工藝的耦合的同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器。
[0007]本實用新型通過巧妙的構型設置，在單一的塔式生物反應器中，實現自養反硝化、異養反硝化、短程硝化、厭氧氨氧化多步工藝的耦合，將廢水中的碳、氮、硫污染物分別轉化為二氧化碳、氮氣和單質硫，實現同步碳、氮、硫去除并可回收單質硫資源。
[0008]本實用新型采用的技術方案是:
[0009]同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，包括反應器本體、底座、豎直支架以及水平支架，所述的反應器本體、豎直支架均固設在所述的底座上，所述的水平支架的兩端固設在所述的豎直支架上，其特征在于:所述的反應器本體自下而上分為厭氧區、缺氧區和好氧區，上述所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的內部均設置有若干塊擋板且若干塊所述的擋板上下錯位設置；所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的底部分別設置排泥口，所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的中下端分別設置取樣口；
[0010]所述的厭氧區的右側設有填料床，所述的填料床的右側下端設有總出水口，所述的總出水口連接出水管，所述的出水管通過緊固件固定于所述的豎直支架上；[0011]所述的缺氧區的左側中下端設有總進水口 ；所述的厭氧區和缺氧區內分別添加厭氧氨氧化顆粒污泥和自養/異養反硝化顆粒污泥；
[0012]所述的好氧區內添加短程硝化輕質生物載體，并設置有若干組曝氣系統，每組所述的曝氣系統由設置在好氧區上部的曝氣管以及通過中空曝氣導引管與曝氣管連接的曝氣頭構成，所述的中空曝氣導引管通過緊固件固定于水平支架上；
[0013]所述的缺氧區的右側通過缺口與好氧區貫通，所述的好氧區的左側設有好氧區出水口，所述的好氧區出水口通過污水回流管、厭氧區進水管分別與缺氧區回流口及厭氧區進水口連通。
[0014]進一步，所述的反應器本體呈立方體結構；所述的反應器本體的長、寬、高之比為:1:0.7~0.9:3~4，所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的體積之比為:1:0.8~1:1~1.2。
[0015]進一步，所述的擋板的長度L1與反應器本體的高之比為:1:3.5~4，擋板的寬度L2與反應器本體的寬之比為:1:1，所述的厭氧區、缺氧區內的擋板間的距離L3與擋板的長度L1之比分別為1:8~10 ;所述的好氧區內擋板間的距離L4與擋板的長度L1之比為1:3~8。
[0016]進一步，所述的填料床內設置軟性聚乙烯圓形填料。
[0017]進一步，所述的總出水口下方距反應器本體底部的距離L5與反應器本體的高度之比為:1:25~30 ;所述的總進水口下端距缺氧區底部的距離L6與反應器本體的高度之比為:1:25 ~30。
[0018]進一步，所述的好氧區出水口下端距缺氧區底部的距離L7與反應器本體的高度之比為:1:25~30。
[0019]進一步，所述的`缺氧區回流口上端距缺氧區頂部的距離L8與反應器本體的高度之比為:1:25~30 ;所述的厭氧區進水口上端距厭氧區頂部的距離1^9與反應器本體的高度之比為:1:25~30。
[0020]本實用新型的有益效果體現在:1)在單一的塔式生物反應器內完成碳、氮、硫污染物的同步去除，反應器結構緊湊；2)可回收單質硫資源；3)反應器內設置不同的分區及各分區內設置多級擋板，可實現各區的功能分化和優化；4)反應器好氧區中添加輕質載體，較少的曝氣量即可實現床層湍動，能耗較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]參照圖1，同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，包括反應器本體1、底座、豎直支架2以及水平支架，所述的反應器本體1、豎直支架2均固設在所述的底座上，所述的水平支架的兩端固設在所述的豎直支架2上，所述的反應器本體I自下而上分為厭氧區3、缺氧區4和好氧區5，上述所述的厭氧區3、缺氧區4和好氧區5的內部均設置有若干塊擋板6且若干塊所述的擋板6上下錯位設置；所述的厭氧區3、缺氧區4和好氧區5的底部分別設置排泥口 7，所述的厭氧區3、缺氧區4和好氧區5的中下端分別設置取樣口 8 ；
[0023]所述的厭氧區3的右側設有填料床9，所述的填料床9的右側下端設有總出水口10，所述的總出水口 10連接出水管11，所述的出水管11通過緊固件12固定于所述的豎直支架2上；
[0024]所述的缺氧區4的左側中下端設有總進水口 13 ;所述的厭氧區3和缺氧區4內分別添加厭氧氨氧化顆粒污泥和自養/異養反硝化顆粒污泥；
[0025]所述的好氧區5內添加短程硝化輕質生物載體，并設置有三組曝氣系統，每組所述的曝氣系統由設置在好氧區5上部的曝氣管14以及通過中空曝氣導引管15與曝氣管14連接的曝氣頭16構成，所述的中空曝氣導引管15通過緊固件12固定于水平支架上；
[0026]所述的缺氧區4的右側通過缺口 17與好氧區5貫通，所述的好氧區5的左側設有好氧區出水口 18，所述的好氧區出水口 18通過污水回流管19、厭氧區進水管21分別與缺氧區回流口 20及厭氧區進水口 22連通。
[0027]進一步，所述的反應器本體I呈立方體結構；所述的反應器本體I的長、寬、高之比為:1:0.7?0.9:3?4，所述的厭氧區3、缺氧區4和好氧區5的體積之比為:1:0.8?1:1 ?1.2。
[0028]進一步，所述的擋板6的長度L1與反應器本體的高之比為:1:3.5?4，擋板6的寬度L2與反應器本體的寬之比為:1:1，所述的厭氧區3、缺氧區4內的擋板間的距離L3與擋板的長度L1之比分別為1:8?10 ;所述的好氧區5內擋板間的距離L4與擋板的長度L1之比為1:3?8。
[0029]進一步，所述的填料床9內設置軟性聚乙烯圓形填料。
[0030]進一步，所述的總出水口 10下方距反應器本體底部的距離L5與反應器本體的高度之比為:1:25?30 ;所述的總進水口 13下端距缺氧區底部的距離L6與反應器本體的高度之比為:1:25?30。
[0031]進一步，所述的好氧區出水口 18下端距缺氧區底部的距離L7與反應器本體的高度之比為:1:25?30。
[0032]進一步，所述的缺氧區回流口 20上端距缺氧區頂部的距離L8與反應器本體的高度之比為:1:25?30 ;所述的厭氧區進水口 22上端距厭氧區頂部的距離L9與反應器本體的高度之比為:1:25?30。
[0033]本實用新型所述的反應器可由有機玻璃或鋼板構建。廢水由總進水口 13進入后通過缺氧區4內設置的擋板6在自養/異養反硝化顆粒污泥的作用下，泥水充分混合，利用進水中含有的有機物和硫化物，以及回流自好氧區的亞硝酸鹽，發生以硫化物和有機物作為電子供體的自養/異養反硝化反應，實現碳、氮、硫的同步去除；經缺氧區處理后的廢水通過缺口 17進入好氧區5，好氧區5內部設置的三組曝氣系統可提供氧氣，短程硝化輕質生物載體中的好氧氨氧化菌將廢水中的氨氮轉化為亞硝酸鹽；好氧區出水口 18引出的一部分廢水回流至缺氧區4，為反硝化提供電子受體(亞硝酸鹽);好氧區出水口 18引出的另一部分廢水經厭氧區進水管21，由厭氧區進水口 22進入厭氧區3，在厭氧區3內，厭氧氨氧化顆粒污泥將好氧區5反應生成的亞硝酸鹽、廢水中含有的未經反應的氨氮轉化為氮氣，經過處理的污水經過填料床9后由出水管11排出。反應器中污水借助勢能自動回流、經多級處理，最終完成有機物、氨氮、硫化物的同步處理，各反應區設置獨立的排泥口 7，按需排泥，以保持高污泥活性；各區多級擋板6間均設有獨立的取樣口 8，方便實時監控反應器的運行。
[0034]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本實用新型的保護范圍的不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及于本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
【權利要求】
1.同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，包括反應器本體、底座、豎直支架以及水平支架，所述的反應器本體、豎直支架均固設在所述的底座上，所述的水平支架的兩端固設在所述的豎直支架上，其特征在于:所述的反應器本體自下而上分為厭氧區、缺氧區和好氧區，上述所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的內部均設置有若干塊擋板且若干塊所述的擋板上下錯位設置；所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的底部分別設置排泥口，所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的中下端分別設置取樣口； 所述的厭氧區的右側設有填料床，所述的填料床的右側下端設有總出水口，所述的總出水口連接出水管，所述的出水管通過緊固件固定于所述的豎直支架上； 所述的缺氧區的左側中下端設有總進水口 ；所述的厭氧區和缺氧區內分別添加厭氧氨氧化顆粒污泥和自養/異養反硝化顆粒污泥； 所述的好氧區內添加短程硝化輕質生物載體，并設置有若干組曝氣系統，每組所述的曝氣系統由設置在好氧區上部的曝氣管以及通過中空曝氣導引管與曝氣管連接的曝氣頭構成，所述的中空曝氣導引管通過緊固件固定于水平支架上； 所述的缺氧區的右側通過缺口與好氧區貫通，所述的好氧區的左側設有好氧區出水口，所述的好氧區出水口通過污水回流管、厭氧區進水管分別與缺氧區回流口及厭氧區進水口連通。
2.如權利要求1所述的同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，其特征在于:所述的反應器本體呈立方體結構；所述的反應器本體的長、寬、高之比為:1:0.7?0.9:3?4，所述的厭氧區、缺氧區和好氧區的體積之比為:1:0.8?1:1?1.2。
3.如權利要求2所述的同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，其特征在于:所述的擋板的長度L1與反應器本體的高之比為:1:3.5?4，擋板的寬度L2與反應器本體的寬之比為:1:1，所述的厭氧區、缺氧區內的擋板間的距離L3與擋板的長度L1之比分別為1:8?10 ;所述的好氧區內擋板間的距離L4與擋板的長度L1之比為1:3?8。
4.如權利要求3所述的同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，其特征在于:所述的填料床內設置軟性聚乙烯圓形填料。
5.如權利要求4所述的同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，其特征在于:所述的總出水口下方距反應器本體底部的距離L5與反應器本體的高度之比為:1:25?30 ;所述的總進水口下端距缺氧區底部的距離L6與反應器本體的高度之比為:1:25?30。
6.如權利要求5所述的同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，其特征在于:所述的好氧區出水口下端距缺氧區底部的距離L7與反應器本體的高度之比為:1:25?30。
7.如權利要求6所述的同步去除碳、氮、硫塔式生物反應器，其特征在于:所述的缺氧區回流口上端距缺氧區頂部的距離L8與反應器本體的高度之比為:1:25?30 ;所述的厭氧區進水口上端距厭氧區頂部的距離L9與反應器本體的高度之比為:1:25?30。
【文檔編號】C02F3/30GK203530023SQ201320623173
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】金仁村, 張倩倩, 吳凱, 張正哲 申請人:杭州師范大學