一种间歇流/连续流交替运行的污水处理反应器

摘要

本发明公开一种间歇流/连续流交替运行的污水处理反应器，该反应器由池体、进出水管、连接管、曝气系统等组成。生物处理池体内竖向设置隔墙，将池体分隔为至少四格，分别作为一个生物反应池，各池除设有独立的进出水系统外，相邻两池设有连接管；各池中设置悬浮填料，池底布置微孔曝气装置，底部设有排泥管；本反应器具有运行方式灵活、处理效能高、耐冲击负荷能力强、运行能耗低、剩余污泥量少、工艺简短、占地少、投资低、管理方便等优点。

说明书

技术领域

本发明属于污水处理、环境保护技术领域，具体涉及一种间歇流/连续流交替运行的污水处理反应器。

背景技术

常规城市污水处理设施投资大、运行费用高、运行管理复杂，很难在小城镇推广。近年来，用于小城镇污水处理的反应器技术发展迅速，例如中国专利先后公开的CN2811278Y“六维三相生物处理工艺装置”、CN1552644“一种小城镇污水处理工艺”和CN2780751“折流湿地滤池+侧向潜流湿地床污水处理系统”等等，均为连续流生物反应器，与本反应器可实现连续流和序批式两种运行方式不同，为了达到较高的处理效能，它们的工艺流程较长，结构较复杂，能耗较大且占地面积大，不利于小城镇污水处理反应器的建设与运行管理。本反应器采用连续流与序批式两种运行方式交替，并填充悬浮填料，具有处理效能高，占地面积小，可根据水质水量变化灵活改变运行方式等特点，国内外尚未见有关于间歇流/连续流交替运行的污水处理反应器的报道。

发明内容

针对现有小城镇污水处理工艺存在的不足，本发明的目的是提供一种间歇流/连续流可交替转换运行的污水处理反应器，将连续流多级反应器与序批式间歇流反应器有机结合，增强反应器对水量水质变化的适应能力和处理效能、以达到简化处理工艺、减少投资、降低处理成本和减少占地的目的。

本发明目的实现的技术方案如下：

一种间歇流/连续流交替运行的污水处理反应器包括池体、进水管、连接管、出水管、排泥管和曝气设备，池体内设置隔墙，将池体分隔为至少四格，分别作为一个生物反应池。各反应池中设有悬浮填料。生物反应池各格均有独立的进、出水管和曝气系统，并且相邻两池设有连接管，进、出水管及连接管上均设有电磁阀，通过控制电磁阀启闭，将并联间歇流序批式运行的四格反应器转换为连续流四格串联运行的多级反应器，可使生物池实现连续流和序批式两种运行方式的转换；各池底部均设有排泥管，可定期从各反应池沉淀分离区排泥。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

①间歇流/连续流交替转换运行的污水处理反应器适应能力强、处理效能高

本反应器由于可实现连续流与间歇流两种运行方式交替转换，可根据小城镇污水水质水量的波动变化，灵活调整运行方式，使反应器的处理效能达到最大。如在小城镇污水水质和水量低于设计值时，可以采用序批式间歇流并联运行方式，并且运行组数也可以水质和水量情况灵活调整；当小城镇污水水质和水量超过设计规模时，可转换为连续流多级串联运行方式，以适应超负荷运行。经计算在负荷相等条件下，连续流运行方式的处理能力可比间歇流序批式并联运行方式处理能力增加2～5倍。在经济水平较低的小城镇，采用该反应器，通过转换运行方式，能满足远期污水处理的要求。可实现小城镇污水厂一次性建成，而不需要远期扩建，大大的减少了小城镇污水处理的投资及占地。此外，本反应器采用生物膜工艺方式，反应器具有较高的微生物浓度，抗冲击负荷能力强，通过在反应器中设置悬浮填料，并控制适宜的溶解氧水平，可以在生物膜内部形成好氧和缺氧微环境，易于实现高效的同步硝化反硝化脱氮。同时，反应器通过间歇曝气可在反应池中实现好氧厌氧交替运行，为生物膜除磷构建了良好的环境。

②运行能耗低

通常污水处理过程中的能耗费用占其运行成本的比例较大，降低能耗是降低运行成本的关键所在。一般污水处理过程的能耗主要用于污水的提升、曝气、以及硝化液、污泥的回流。本处理反应器通过在反应器中设置悬浮球形半软性组合填料，可实现高效的同步硝化反硝化，省去了混合液回流系统。同时，通过控制曝气方式在反应池内实现好氧厌氧交替运行，为生物膜法高效除磷构建了良好的环境，省去了一般除磷系统的污泥回流系统。此外，采用生物膜法构建该处理系统，省去了一般反应器在厌氧释磷和缺氧反硝化过程中所需的搅拌设备，因此，该处理反应器具有高效低耗的特征。

③剩余污泥量少

在处理池中设置半软性组合填料形成稳定的由多个营养级组成的复合生态系统，减少了污泥产量。

④工艺流程短、占地少、投资低

该处理反应器集水量调节、有机物降解、生物除磷脱氮、污泥减量、沉淀等工艺单元为一体，具有工艺流程短、运行方式灵活、占地少、投资低等特点。

附图说明

图1：间歇流/连续流交替运行的污水处理反应器平面图；

图2：间歇流/连续流交替运行的污水处理反应器剖面图；

具体实施方式

参见图1、图2，本污水处理反应器反应器包括池体1、进水管2、连接管3、出水管4、排泥管5和曝气设备6。所述池体1内竖向设置四面隔墙7，将池体1分隔为四格，分别作为四个生物反应池8，各池内设悬浮填料9(具体采用半软性组合填料)；所述进水管2设于池体1的上方分别与各格生物反应池8的进水口连通，各格生物反应池之间通过连接管3依次实现连通，四格生物池均分别设有独立的出水管4。每个池的进、出水管及连接管上均设有电磁阀12，可通过电磁阀启闭实现连续流和间歇流运行方式的转换。各生物反应池底部布置微孔曝气装置6，均与空气管11相接，进行间歇曝气。且各生物反应池底部做有下凹结构，形成泥斗10，并接有排泥管5，定期从各反应池排泥。

本反应器的处理过程如下：

当反应器按间歇流序批式运行时，通过调整各电池阀的启闭，污水首先依次进入四格并联运行的生物处理池，每格生物处理池按序批式(进水-反应-沉淀-出水)方式周期运行。序批式间歇进水过程实现了对水量的调节，对污水中的有机物、氮磷等污染物质通过生物膜的吸附、生物降解作用得以去除。本发明通过在反应器中设置悬浮填料，可以在生物膜内部形成丰富的好氧缺氧微环境，易于实现高效的同步硝化反硝化脱氮。同时，反应器可采用曝气/停曝方式运行，在反应池中进行好氧厌氧交替运行，可实现高效生物除磷。

当反应器按连续流运行时，通过调整各电池阀的启闭，污水连续进入四格串联运行的生物处理池，一方面通过在反应器中设置球形悬浮半软性组合填料，在生物膜内部形成了丰富的好氧缺氧微环境，易于实现高效的同步硝化反硝化脱氮。同时，反应器可采用曝气/停曝方式运行，可在反应池中实现好氧厌氧交替运行，为生物膜除磷构建了良好的环境。另一方面，生物处理池以多级反应器方式运行，在反应器的不同级段存在不同的优势微生物，有利于对污水中的有机物、氮磷等污染物质的去除。此外，各池均设有排泥系统，定期从各反应池排泥。

主要技术参数：

COD容积负荷：反应池COD容积负荷为1.0kgCOD/m³.d

结构参数：

间歇流/连续流交替运行的污水处理反应器规格(L×B×H)(L、B、H分别代表长、宽、高)

反应区有效水深H₁＝H-0.5(m)

反应池有效容积V＝Q/m×n×M(m³)(Q为Quantity的简写，即流量，单位：m³/d，m为排水比，n为单格生物反应池每天反应周期数，M为生物反应池格数)