專利名稱：污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，具體而言，是一種污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽。
背景技術：
一般情況下，同時除去污廢水中的有機物與氮及磷成分的高級處理的方法有物理處理法、化學處理法、生物學處理法等，其中物理、化學處理法需要大量高價的化學藥品，因此從經(jīng)濟側(cè)面考慮時不適合污廢水處理，而且使用化學藥品易引起二次污染物的發(fā)生，危險較高。從如上所述的觀點來看，生物學處理法相比于其他方法不僅在經(jīng)濟方面上具有優(yōu)勢，而且所使用的裝置操縱容易，且處理場發(fā)生二次污染物質(zhì)的危險性低。因此最近被廣泛地應用，最具代表性的有連續(xù)回分式反應槽(SBR: Sequencing Batch Reactor)。所述的連續(xù)回分式反應槽將利用了培養(yǎng)有微生物的活性污泥的工法從空間概念改為時間概念，其不需要各種附加的外部設備也能提供有氧條件與無氧或缺氧條件，從而可以除去各種有機物和氮、磷成分，可以在單一反應槽中執(zhí)行流入-反應-沉淀-流出所構成的一系列的處理過程，因此提供了時間上和空間上的優(yōu)點。如圖1所示，通過安裝有供給泵3的污廢水供給管2，將所述連續(xù)回分式反應槽4 與污廢水槽1連接。從連續(xù)回分式反應槽4延長有處理水排出管10，通過處理水排出管10 將連續(xù)回分式反應槽4與內(nèi)置有薄膜濾器13的過濾槽12連接，且所述處理水排出管10上安裝有處理水的排出泵11。所述連續(xù)回分式反應槽4的內(nèi)部分別插入設置有攪拌葉片6a，所述攪拌葉片6a 連接于攪拌電機6的電機軸6a下端；空氣分散器8b，所述空氣分散器8b通過空氣供給管 8a連接于風箱8上；以及，用于處理水排出的潷水器(DeCanter)5。在連續(xù)回分式反應槽4 的一側(cè)設置有水位傳感器7，底部連接設置有污泥排出管9。所述攪拌葉片6a的作用是將由污廢水槽1提供的污廢水與培養(yǎng)有微生物的活性污泥均勻地進行混合；所述空氣分散器8b的作用是為活性污泥的浮上及需氧反應提供所需的氧氣。在連續(xù)回分式反應槽4中以如下方式利用微生物對污廢水中的有機物與氮氣及磷成分進行處理。首先，是將毒性強的氨氮氧化為亞硝酸的硝化反應在空氣噴射器8b提供空氣 (氧氣)的有氧狀態(tài)下，氨通過硝化微生物一亞硝化單胞菌(Nitrosomonas)與硝化桿菌屬 (NitrcAacter)，將氨氮變成亞硝酸后再被氧化為硝酸的過程。其反應式在忽略了細胞合成的過程的情況下如式1、式2。NH4+ + 1. 502 — NO2- + H2O + H+ + energy---------------------- (1)
NO2- + 0 . 502 — NO3^ + energy--------------------------------------- (2)
整理所述式1、式2則成為如式3的反應式，每個反應中生成的能量用于好氧微生物細
胞的合成及維持。NH4+ + 202 — NO3^ + 2H+ + H2O + energy----------------------- (3)從而，在空氣噴射器8b不提供空氣(氧氣)的缺氧或無氧狀態(tài)下會進行脫氮作用。 但在弱酸性狀態(tài)下即使存在氧氣也會認為進行脫氮作用，由于脫氮作用為有機物的分解反應，因此需要碳源，作為該碳源主要使用甲醇，所進行的反應如下面的式5、式6。6NCV +5CH30H — 3N2 + 5C02 + 7H20 + 60F -------------------- (5)
NO2- + 1. O8CH3OH + 0. 24H2C03 — 0. 056C5H9N02 + 0. 47N2 + 1. 68 H2O+ HCOf ——(6) 因此，在連續(xù)回分式反應槽4的內(nèi)部，以如上所述的方式執(zhí)行硝化反應及脫氮作用，從而實現(xiàn)污廢水的生物學一次處理后。在一次處理后，將培養(yǎng)了微生物的活性污泥沉淀至連續(xù)回分式反應槽4的底部，同時將不包括污泥的一次處理水的濾液通過安裝有排出泵11的第一排出管10排出到過濾槽12。這種情況下，將排出到過濾槽12的一次處理水的量調(diào)節(jié)至50%至60%左右，其理由是當被排出的處理水的量超過60%時，會發(fā)生活性污泥流出的情況，從而不僅導致處理水的污染，還會加大設置于過濾槽12的薄膜濾器13的過濾負荷。為了調(diào)節(jié)這樣的處理水的排出量，在連續(xù)回分式反應槽4的內(nèi)部設置潷水器5。所述潷水器5是以漂浮在連續(xù)回分式反應槽4所儲存的污廢水(處理水)水面的浮標物如作為基礎而設置的，其執(zhí)行的功能如下給所述浮標物fe提供處理水的流入通路，同時，將所述浮標物fe連接于安裝有排出泵11的處理水排出管10，從而隨著排出泵11 的運作，將位于結(jié)束沉淀的活性污泥上部的處理水濾液依次從其水面排出。所述潷水器5是廣泛使用于連續(xù)回分式反應槽4的公知部件，也知道根據(jù)其運作方式有自浮式或推桿式等各種形態(tài)。在圖1中示意的是如下形態(tài)作為代表實施例所述浮標物fe通過鉸鏈杠桿5c可進行角運動，并且，通過柔軟材質(zhì)的排出管恥而連接設置于處理水排出管10。但是，將上述單一反應槽的連續(xù)回分式反應槽4應用于污廢水的處理時，通過連續(xù)回分式反應槽4而進行污廢水處理時的負荷較大，因此會存在污廢水的處理效率相對低下的問題；并且，污廢水處理中的重要部分一活性污泥，在浮上及沉淀的過程中會發(fā)生一定程度的時間消耗，因此使得整個污廢水的處理時間在一定程度上會被延遲。不僅如此，為了防止沉淀于連續(xù)回分式反應槽4底部的活性污泥經(jīng)由處理水排出管10而流入過濾槽12，必須設置潷水器5，但所述潷水器5本身為消耗品，其除了處理水的排出功能外，在連續(xù)回分式反應槽4所執(zhí)行的處理過程中會成為障礙物，而且會給連續(xù)回分式反應槽4的清掃或維持保修帶來麻煩。特別是，當潷水器5不能正常運作的情況下，無法將連續(xù)回分式反應槽4中所處理的處理水提供到過濾槽12，這會引發(fā)污廢水處理作業(yè)臨時中斷的嚴重結(jié)果。并且，在潷水器5隨處理水的排出而下降的過程中，因所述排出管恥會攪亂沉淀的活性污泥，由此會發(fā)生活性污泥的一部分重新浮上后與處理水一同流入過濾槽12的問題。如上所述，由于通過潷水器5而流入到過濾槽12的污泥成分，使得如薄膜濾器13 等的過濾部件會經(jīng)常被堵塞。作為對策，會在過濾槽12的底部設置有空氣分散器8b，所述空氣分散器8b與風箱8連接，從而使附著于過濾部件表面的異物脫落，但對過濾部件的清掃及替換周期并不能起到明顯作用，因此很難執(zhí)行更為經(jīng)濟且合理的污廢水的處理
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽，將連續(xù)回分式反應槽分離為2個反應槽，并且使得各反應槽可以通過具備有循環(huán)泵的管道而將處理水與污泥相互交換，從而將污廢水的處理負荷分散至2個反應槽而縮短污廢水的處理時間，提高污廢水的處理效率。并且，本發(fā)明與現(xiàn)有的連續(xù)回分式反應槽不同的是即使不設置潷水器，也可以將不包含污泥的處理水提供至過濾槽，從而可以防止因潷水器的誤操作而引起的污廢水處理作業(yè)的中斷，同時，可以最大限度地延長如薄膜濾器等過濾部件的清掃或替換周期，由此可以實現(xiàn)更加合理且經(jīng)濟的污廢水的處理。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽，是能執(zhí)行下列一系列過程的連續(xù)回分式反應槽(4):污廢水的流入、與培養(yǎng)于活性污泥的微生物的反應、活性污泥的沉淀、處理水的流出，所述連續(xù)回分式反應槽(4)被分離設置為連接有污廢水供給管(2)的第一反應槽Ga)與連接有處理水排出管(10)的第二反應槽Gb)；在所述第一反應槽Ga)與第二反應槽Gb)的內(nèi)側(cè)底部設置有空氣分散器(8b)，所述空氣分散器(8b)通過空氣供給管(8a)連接于風箱(8)；所述第一反應槽Ga)的下端延長出反應槽連接管(16)，并且，所述反應槽連接管(16)連接設置于第二反應槽Gb)的上端側(cè)，所述反應槽連接管(16)上安裝有第一循環(huán)泵(17);所述第二反應槽Gb)的下端延長出污泥回收管(18)，并且，所述污泥回收管(18)連接設置于第一反應槽Ga)的上端側(cè)，所述污泥回收管(18)安裝有第二循環(huán)泵(19)。所述第一反應槽Ga)或第二反應槽Gb)的內(nèi)部插入設置有攪拌葉片6a，所述攪拌葉片6a連接于攪拌電機6的電機軸6a下端。所述第一反應槽Ga)與第二反應槽Gb)設置有水位傳感器(7)，且第一反應槽 (4a)與第二反應槽Gb)的底部連接設置有污泥排出管(9)。相比于利用一個反應槽而一次性對污廢水的全部量進行處理的現(xiàn)有技術，本發(fā)明將污廢水全部量的1/2分散至各反應槽，使相應的各反應槽集中執(zhí)行被分配的反應量，從而不僅可以有效地進行處理，還可以將各反應槽的體積減少為1/2，迅速執(zhí)行活性污泥的浮上與沉淀，從而可以縮短污廢水的處理時間。特別是，將沉淀于第二反應槽底部的活性污泥全部經(jīng)由污泥回收管再循環(huán)至第一反應槽后，可以只將留在第二反應槽的二次處理水提供至過濾槽，因此即使不設置額外的潷水器也可以將不包括活性污泥的處理水提供至過濾槽。由此，使污廢水的處理過程不受潷水器的制約，可以進一步提高污廢水的處理性能，可以提前防止由于潷水器的故障或誤操作而引起的污廢水處理工作的中斷。并且，對各反應槽的清掃及維持保修作業(yè)可以同樣不受潷水器的制約而輕易執(zhí)行。與此同時，通過污泥循環(huán)方式，基本切斷了活性污泥流入過濾槽內(nèi)部的狀況，從而可以最大限度地延長過濾部件的清掃或替換周期，同時，也無需使用作為消耗品的潷水器， 從而可以實現(xiàn)更加合理且經(jīng)濟的污廢水處理作業(yè)。


圖1示意現(xiàn)有的連續(xù)回分式反應槽被設置于污廢水處理裝置上的狀態(tài)的配管圖。圖2示意根據(jù)本發(fā)明的污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽設置于污廢水處理裝置上的狀態(tài)的配管圖。
附圖中主要符號的說明
1一污廢水槽；2 一污廢水供給管；3—供給泵；
4--連續(xù)回分式反應槽；4a-一第一反應槽；4b —第二反應5--潷水器；5a—浮標物；排出管；5c —鉸鏈杠桿；6--攪拌電機；6a_電機軸；乩一攪拌葉片；7--水位傳感器；8--風箱；8a—空氣供給管；汕一空氣分散器；9--污泥排出管；1 Ο-一處理水排出管；Ι 2-一過濾槽；13-一薄膜濾器；14-一第二排出管；11、15—排出泵；16-一反應槽連接管；17-一第一循環(huán)泵；1 δ-一污泥回收管；ι 9-一第二循環(huán)泵。
具體實施例方式以下，參照圖2對用于達到上述目的的本發(fā)明如下進行詳細的說明。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽4包括
第一反應槽如，所述第一反應槽如通過污廢水供給管2與污廢水槽1連接，所述污廢水供給管2上安裝有供給泵3 ；
第二反應槽4b，所述污廢水供給管2通過處理水排出管10與過濾槽12連接，所述處理水排出管10上安裝有排出泵11。優(yōu)選的是，所述污廢水供給管2連接設置于第一反應槽如的上端側(cè)，同時，所述處理水排出管10設于第二反應槽4b，其位置為以第二反應槽4b的底部作為基準而具有一定高度的第二反應槽4b下部側(cè)，并且，考慮到活性污泥的沉淀量，處理水排出管10與第二反應槽4b相連接的位置在活性污泥層的正上方。為了能執(zhí)行活性污泥的浮上及需氧反應時提供所需的氧氣，在所述第一反應槽如與第二反應槽4b的內(nèi)側(cè)底部設置有空氣分散器8b，所述空氣分散器8b通過空氣供給管8a 與風箱8連接。各空氣分散器8b通過電磁閥的應用而共有一個風箱8，不過也可以在每個空氣分散器8b上額外設置風箱8。如上所述，將連續(xù)回分式反應槽4分離為第一反應槽如與第二反應槽4b的同時， 將可通過各反應槽4a、4b而執(zhí)行處理水及污泥的相互交換功能的管道結(jié)構設置于第一反應槽如與第二反應槽4b之間。如圖2所示，所述的管道結(jié)構，為從第一反應槽如的下端設有反應槽連接管16， 反應槽連接管16的另一端連接設置于第二反應槽4b的上端側(cè)，并且，所述反應槽連接管 16安裝有第一循環(huán)泵17 ；從所述第二反應槽4b的下端設有污泥回收管18，所述污泥回收
6管18的另一端連接設置于第一反應槽如的上端側(cè)，并且，所述污泥回收管18安裝有第二循環(huán)泵19。與此同時，所述第二反應槽4b的內(nèi)部插入設置有攪拌葉片6b，所述攪拌葉片6b連接于攪拌電機6的電機軸6a下端。在通過空氣分散器8b對污廢水中的活性污泥起到攪亂作用的同時，通過攪拌葉片6b可以均勻地混合活性污泥與污廢水。根據(jù)情況還可以將所述攪拌電機6及攪拌葉片6b應用于第一反應槽4a，也可以在第一反應槽如與第二反應槽4b 均進行應用。但是，本發(fā)明中將連續(xù)回分式反應槽4分離為2個反應槽如、仙的最大理由為，將污廢水處理所需的反應過程按順序分散開來，從而執(zhí)行迅速有效的污廢水處理。因此如圖所示，優(yōu)選的是，只在第二反應槽4b設置攪拌電機6及攪拌葉片6b。與此同時，為了通過連續(xù)回分式過濾槽4實現(xiàn)污廢水處理的自動化，在第一反應槽如與第二反應槽4b分別設置有水位傳感器7 ；在第一反應槽如與第二反應槽4b的底部連接設置有污泥排出管9，可以將使用了一定期間的活性污泥通過相應的排出管9而排出， 由此替換新的活性污泥。所述水位傳感器7相當于一個具有代表性的傳感器部件，此外還可以將用于測量活性污泥濃度(MLSS)的濁度傳感器或用于測量溶解氧(DO)、溫度、pH及氧化還原電位差 (ORP)等的傳感器部件分別設置于各反應槽如、仙。通過如上所述的包括水位傳感器7的傳感器部件，可以控制污廢水供給管2的供給泵3、處理水排出管10的排出泵11、反應槽連接管16的第一循環(huán)泵17、污泥回收管18的第二循環(huán)泵19及空氣供給管8a的電磁閥與風箱8的操作。但是，為了根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)回分式反應槽4的自動化而設置的傳感器部件及電磁閥的應用例并不局限于圖2中所示，只要能實現(xiàn)連續(xù)回分式反應槽4的自動化，控制部件的種類與位置可以進行任意變更，為了各管道的開閉而設置的通常的閥門部件的位置也可
以變更。以下，對如上所述構成本發(fā)明的應用關系，參照附圖2進行詳細說明。首先，將一定量的活性污泥投入至第一反應槽如的內(nèi)部后，驅(qū)動供給泵3，使儲存于污廢水槽1的污廢水流入到第一反應槽如的內(nèi)部；同時，驅(qū)動風箱8，給設置于第一反應槽如的空氣分散器8b提供氣泡，活性污泥向儲存于第一反應槽如的污廢水中浮上及進行攪亂，由此進行利用微生物的需氧反應。如上所述，在第一反應槽如的內(nèi)部執(zhí)行一定時間的微生物需氧反應，由此完成污廢水的一次生物學處理。然后，驅(qū)動安裝于反應槽連接管16的第一循環(huán)泵17，將包括活性污泥的一次處理水供給到第二反應槽4b的內(nèi)部。如上所述的狀態(tài)下，由設置于第二反應槽4b的空氣分散器8b提供氣泡；同時，攪拌葉片6b隨著攪拌電機6的工作而旋轉(zhuǎn)起來，使得第二反應槽4b內(nèi)部的活性污泥與一次處理水在被均勻地混合的同時，通過由空氣分散器8b所提供的氣泡中的氧氣成分，迅速執(zhí)行殘余量的需氧反應。如上所述，在第二反應槽4b內(nèi)部追加執(zhí)行一定時間的需氧反應后，停止風箱8與攪拌電機6的工作，在第二反應槽4b內(nèi)部執(zhí)行活性污泥的沉淀及嫌氣性反應。當活性污泥的沉淀結(jié)束后，驅(qū)動安裝于污泥回收管18上的第二循環(huán)泵19，將沉淀于第二反應槽4b內(nèi)部
7的全部活性污泥再循環(huán)至第一反應槽如。如上所述，將全部活性污泥從第二反應槽4b再循環(huán)至第一反應槽如后，重新驅(qū)動安裝于污廢水供給管2的供給泵3，使污廢水流入至第一反應槽如內(nèi)部，在第一反應槽如中重復執(zhí)行上述說明的需氧反應。同時，驅(qū)動安裝于處理水排出管10的排出泵11，將儲存于第二反應槽4b的二次處理水提供到過濾槽12。通過如上所述的方式，在第一反應槽如中執(zhí)行污廢水的流入、活性污泥的浮上及一次需氧反應；在第二反應槽4b中執(zhí)行二次需氧反應、活性污泥的沉淀及嫌氣性反應。從而，可以通過使用本發(fā)明的連續(xù)回分式反應槽4，實現(xiàn)污廢水的依次且連續(xù)的處理。不僅如此，相比于利用一個反應槽對污廢水的全部量進行一次性處理的現(xiàn)有技術，本發(fā)明將污廢水全部量的1/2分散至各反應槽^、4b，使相應的各反應槽4a、4b集中處理各自被分配的反應量，可以有效地進行處理。同時，由于各反應槽^、4b的體積減少為現(xiàn)有反應槽體積的1/2，使得本發(fā)明可以迅速得執(zhí)行活性污泥的浮上與沉淀，從而可以縮短污廢水的處理時間。特別是，將沉淀于第二反應槽4b底部的活性污泥經(jīng)污泥回收管18全部再循環(huán)至第一反應槽如后，可以將留在第二反應槽4b的二次處理水提供至過濾槽12。因此即使不設置額外的潷水器5，第二反應槽4b中的二次處理水也不會含有活性污泥，可以將二次處理水直接提供至過濾槽12，解決了活性污泥對二次處理水的污染問題。由此，使污廢水的處理過程不再受潷水器5的制約，可以進一步提高污廢水的處理性能。同時，可以提前防止由于潷水器5的故障或誤操作而引起污廢水處理工作中斷，并且對各反應槽^、4b的清掃及維持保修作業(yè)同樣不受潷水器5的制約，可以輕易執(zhí)行。與此同時，通過污泥循環(huán)方式，可以基本切斷活性污泥流入過濾槽12內(nèi)部的狀況，從而可以最大限度地延長過濾槽12的過濾部件的清掃或替換周期。同時，由于可以不使用消耗品潷水器5，實現(xiàn)更加合理且經(jīng)濟的污廢水處理作業(yè)。
權利要求
1.一種污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽，是能執(zhí)行下列一系列過程的連續(xù)回分式反應槽 (4):污廢水的流入、與培養(yǎng)于活性污泥的微生物的反應、活性污泥的沉淀、處理水的流出， 其特征在于，所述連續(xù)回分式反應槽(4)被分離設置為連接有污廢水供給管(2)的第一反應槽(4a)與連接有處理水排出管(10)的第二反應槽(4b)；在所述第一反應槽(4a)與第二反應槽(4b)的內(nèi)側(cè)底部設置有空氣分散器(8b)，所述空氣分散器(8b)通過空氣供給管 (8a)連接于風箱(8);所述第一反應槽(4a)的下端延長出反應槽連接管(16)，并且，所述反應槽連接管(16)連接設置于第二反應槽(4b)的上端側(cè)，所述反應槽連接管(16)上安裝有第一循環(huán)泵(17)；所述第二反應槽(4b)的下端延長出污泥回收管(18)，并且，所述污泥回收管(18)連接設置于第一反應槽(4a)的上端側(cè)，所述污泥回收管(18)安裝有第二循環(huán)泵 (19)。
2.如權利要求1所述的污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽，其特征在于，所述第一反應槽 (4a)或第二反應槽(4b)的內(nèi)部插入設置有攪拌葉片6a，所述攪拌葉片6a連接于攪拌電機 6的電機軸6a下端。
3.如權利要求1或2所述的污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽，其特征在于，所述第一反應槽(4a)與第二反應槽(4b)設置有水位傳感器(7)，且第一反應槽(4a)與第二反應槽(4b) 的底部連接設置有污泥排出管(9 )。
全文摘要
本發(fā)明提供一種污泥循環(huán)式連續(xù)回分式反應槽(4)，所述連續(xù)回分式反應槽(4)被分離設置為連接有污廢水供給管(2)的第一反應槽(4a)與連接有處理水排出管(10)的第二反應槽(4b)；在所述第一反應槽(4a)與第二反應槽(4b)的內(nèi)側(cè)底部設置有空氣分散器(8b)，所述空氣分散器(8b)通過空氣供給管(8a)連接于風箱(8)；所述第一反應槽(4a)的下端延長出反應槽連接管(16)；所述第二反應槽(4b)的下端延長出污泥回收管(18)。本發(fā)明將污廢水的處理負荷分散至2個反應槽，提高處理效率。并且不設置潷水器，實現(xiàn)更加合理且經(jīng)濟的污廢水處理。
文檔編號C02F9/14GK102211836SQ201110038369
公開日2011年10月12日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權日2010年4月5日
發(fā)明者樸成進, 鄭柄健, 金仁洙 申請人:南亮壓力容器技術(上海)有限公司