一體式廢水生物處理反應器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及廢水處理領域，具體的說是一種一體式廢水生物處理反應器。
【背景技術】
[0002] 現有的廢水生物處理工藝多采用功能單一的生物反應池進行串聯組合，特別是對 難處理的有機廢水，如焦化廢水，其生物處理由最初的一級簡易活性污泥處理工藝發展到 現在的多級好氧一缺氧/厭氧處理工藝。隨著焦化廢水生物處理工藝路線的延長，焦化廢水 停留時間由當初簡易活性污泥法的20多個小時，延長到目前處理工藝的80個小時以上，有 的甚至近200小時。如此長的處理工藝路線導致水處理過程中存在以下問題：
[0003]⑴工藝流程長、設備多、設施占地面積大、投資大；
[0004]⑵現有焦化廢水生物處理系統對總氮去除效果差，在反硝化單元需補充碳源，運 行成本高；
[0005] ⑶針對低C0D、低C/N的焦化區域焦化廢水以及生活污水，現有處理技術受碳源不 足的制約，無法正常啟動運行；
[0006] ⑷現有焦化廢水生物處理系統污泥量大、堿源消耗大；
[0007] (5)現有焦化廢水生物處理設施封閉性差，暴露于大氣環境下的水面面積大，水體 的V0C揮發量大，對大氣污染程度高；
[0008] (6)現有焦化廢水生物處理技術工藝路線長、焦化廢水停留時間長，不便操作、控制 及管理；
[0009] ⑵現有焦化廢水生物處理設施維護工作量大，維護成本高；
[0010] (8)現有焦化廢水生物處理設施管線長、接點多，跑、冒、滴、漏現象嚴重。

【發明內容】

[0011] 本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構簡單緊湊，運行可靠、占地 面積少、維護量少、投資成本和運行成本低的一體式廢水生物處理反應器。
[0012] 技術方案包括頂面開口的外筒和內筒，所述外筒被徑向設置的多塊溢流隔板均勻 分隔成多個交錯布置的外好氧區和外缺氧區，所述外好氧區底部的外筒筒壁上設外曝氣 頭、污泥入口和進水口，所述外缺氧區底部的內筒筒壁上設有內筒進水孔，所述外好氧區和 外缺氧區的底部相通;所述內筒經環形溢流板分隔成內筒內層的內好氧區和內筒外層的內 缺氧區，所述內好氧區底部設有內曝氣頭，所述內缺氧區頂部內筒筒壁上設有與外界相通 的出水管，所述內好氧區和內缺氧區底部相通。
[0013] 所述出水管的入口處設有環形的出水槽，所述環形的出水槽的進水口處設有齒型 溢流堰。
[0014] 所述內筒進水孔的上方設有折流板。
[0015] 所述外好氧區底部的外筒筒壁設有多層外曝氣頭，所述外曝氣頭上方設污泥入 口，所述污泥入口的上方設進水口。
[0016]所述外筒底面的污泥排出口經管道與所述污泥入口連接。
[0017]所述內曝氣頭與輸氣管連接，所述輸氣管經螺桿吊裝在外筒頂部。
[0018]所述內筒經螺桿吊裝在外筒頂部。
[0019]所述環形溢流板經螺桿吊裝在外筒頂部。
[0020] 所述出水管的入口處高度比外筒的最高水位低0.5 -1.5米。
[0021] 針對【背景技術】中存在的問題，發明人對現有的短程硝化反硝化工藝進行改進:短 程硝化反硝化的核心是如何將硝化過程控制在亞硝酸階段，本發明根據亞硝酸菌具有類似 碳氧化菌的飽食一饑餓的特性，即能適應溶解氧周期性的波動，而硝酸菌不能適應此波動 的原理，提出通過控制曝氣量以調控焦化廢水中的溶解氧(D0)，利用亞硝酸菌和硝酸菌對 D0的親和力不同這一特性，將硝酸菌淘洗出系統，從而實現短程硝化反硝化過程。因而對焦 化廢水采用高溶解氧曝氣處理、低溶解氧反應、缺氧反應的過程能夠實現上述過程，通過上 述至少一次反應周期的循環，從而實現亞硝酸菌和異養型反硝化菌等優勢菌群的培養，以 及硝酸菌等菌群的淘汰，提高出水總氮去除率，減少污泥消耗和堿源消耗，對于低C0D、低C/ N的焦化區域焦化廢水也同樣適用，上述循環僅涉及到三個反應過程，因此縮短工藝流程、 降低設備投資和運行成本。
[0022] 進一步的，廢水及污泥在各階段中不同溶解氧濃度下的停留時間對出水總氮去除 率具有影響，所述焦化廢水在高溶解氧曝氣處理階段的停留時間為8_12h，控制該步驟中混 合液(焦化廢水與污泥混合后形成的混合液）的溶解氧濃度D0>4mg/L，在高溶解氧的曝氣 下，在污泥中微生物的作用下，進行氨氮的硝化分解、反硝化和有機物的降解;在低溶解氧 反應階段的停留時間為2-3h，控制該步驟中的混合液的溶解氧濃度DO< 2mg/L，焦化廢水和 污泥在低溶解氧條件下進行好氧生物反應，隨著反應的進行，溶解在混合液中的氧耗盡，從 而進入下一階段的反應;在缺氧反應階段的停留時間為7-9h。通過焦化廢水停留時間和混 合液的溶解氧濃度的控制可以盡可能多的使硝酸菌被抑制并洗出系統，同時有利于亞硝酸 菌和異養型反硝化菌等優勢菌群的培養，從而提高廢水總氮去除率。以檢測出水總氮去除 率作為指標，上述高溶解氧曝氣處理、低溶解氧反應、缺氧反應的循環過程可根據需要進行 兩次或兩次以上。
[0023]進一步的，本發明工藝在本發明特別研制的自循環生物處理反應器中進行，將多 個反應階段集中到一個反應器中，可滿足多次循環的要求，大大減少了占地面積、池容小， 操作控制難度小。
[0024]本發明的自循環生物處理反應器具有以下特點：內筒和外筒的結構各自滿足完整 的自循環過程，在外筒中，外筒通過徑向設置的溢流隔板分為多個相鄰的底部相通的外好 氧區和外缺氧區，使含有焦化廢水和污泥的混合液在外好氧區和外缺氧區間流動;在外好 氧區中設置外曝氣頭，該外曝氣頭設置在污泥入口和進水口的下方，在提供條件要求的溶 解氧濃度的基礎上，還為污泥和焦化廢水提供混合流動的動力，在氣流作用下，含焦化廢水 和污泥的混合液可以由外好氧化向外缺氧區流動，并且，由于外好氧區和外缺氧區相鄰設 置，因此外好氧區的混合液經高溶解氧曝氣處理后，可通過溢流的方式將混合液中的大部 分氣體排出，而進入外缺氧區，通過低溶解氧反應后，混合液中的氧被反應消耗，進入外缺 氧區下段后從而可自然進行缺氧反應，而外筒中外厭氧區和外好氧區的的底部相通結構， 氣流作用又可以使上述混合液形成一個固定流向，上述反應過程可不斷循環。
[0025]由于多個溢流隔板將外筒分隔成多個外好氧區和外缺氧區，因此焦化廢水和淤泥 可被分成多份同時處理，混合反應效果好。
[0026] 在外缺氧區底部的內筒筒壁上設有內筒進水孔，在壓差的作用下，部分混合液可 以通過內筒進水孔將外筒的外缺氧區內的混合液引入內筒內，由于內筒進水孔的上方設有 折流板的存在，形成了污泥和廢水的沉降分散區域，從而降低了進入內筒的混合液中的污 泥濃度，提高污泥在外筒內的循環量，減少內筒污泥的堆積。所述內筒被環形溢流板分隔成 內筒內層的內好氧區和內筒外層的內缺氧區，所述內好氧區內筒底部設有內曝氣頭，同時 在內曝氣頭噴出的含氧的氣體作用下，混合液先進入內筒內層的內好氧區進行高溶解氧曝 氣處理，然后溢流通過環形溢流板進入內筒外層的內缺氧區上段進行低溶解氧反應，再繼 續下行進入內筒外層的內缺氧區下段進行缺氧反應，由于內好氧區和內缺氧區底部相通， 氣流作用可以使上述混合液形成一個固定流向，上述反應過程可不斷循環。
[0027]所述內缺氧區頂部內筒筒壁上設有與外界相通的出水管，該出水管入口高度低于 外筒的最高水位，優選所述出水管的入口處高度比外筒的最高水位低〇 . 5 - 1.5米，因此可 在內、外筒形成壓力差，使內筒內反應后的混合液由出水管引出。
[0028] 所述輸氣管、內筒、環形溢流板均分別經螺桿吊裝在外筒頂部，通過螺桿調整所述 輸氣管的高度，從而相應調整內曝氣頭的高度，控制內好氧區與內缺氧區之間混合液的循 環量，回流比控制在100 -150%，若回流比小于100%，則相應調低內曝氣頭的高度;通過螺 桿調整所述內筒的高度，以控制外好氧區與外缺氧區混合液的循環量，達到回流比為1〇〇 - 150%，若回流比小于100%，相應調高內筒，從而提升出水口高度，減少進內筒廢水量;若回 流量過高，相應調低內筒，增加進內