專(zhuān)利名稱(chēng)：高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一 種生物反應(yīng)器，尤其是處理污水用生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市與工業(yè)污水量日益增力口，城市污水處理設(shè)施的數(shù)量和規(guī)模也在不斷增加；但目前的城市污水處理工程造成的二次污染日益嚴(yán)重，其中以污泥和廢氣污染為重。另外，目前城市中心區(qū)的人口密度越來(lái)越大，有的城市考慮在原有污水處理站內(nèi)增設(shè)設(shè)施和設(shè)備，以提高污水處理量及出水水質(zhì)。同時(shí)由于原有管網(wǎng)承載能力已不能滿(mǎn)足污水量急劇增大的需求，且受地下空間不足及地上拆遷成本巨大的制約，對(duì)原有管網(wǎng)的改造難度逐步加大，因此為了減少城市污水管網(wǎng)壓力、集約利用土地、就近再生利用，采取“集中與分散處理相結(jié)合”的方式，在老城區(qū)或城市邊界建設(shè)分散式污水處理站。目前，有的用深水曝氣系統(tǒng)解決上述問(wèn)題，但現(xiàn)有的深水曝氣系統(tǒng)還存在能耗高、除氮效率低、二氧化碳脫氣效果差、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題，究其原因主要存在以下缺點(diǎn)(I)、反應(yīng)器主體內(nèi)頭部箱至曝氣裝置之間的進(jìn)水管內(nèi)可能出現(xiàn)缺氧；(2)、由于進(jìn)水口和出水口都在頭部箱內(nèi)進(jìn)行，因此可能導(dǎo)致出現(xiàn)水力短路現(xiàn)象；(3)、另外現(xiàn)有的布?xì)夥绞绞惯M(jìn)水管中的空氣量大于出水管的空氣量,在條件改變時(shí)，井內(nèi)液體可能發(fā)生倒流現(xiàn)象，從而導(dǎo)致事故。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，它在運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生出水短流、水力短路，而且只需很少的氣量就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)，氧利用率更高、泡沫少。為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體及頭部箱，所述反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)置曝氣裝置、進(jìn)水管、供氣管、出水管，供氣管的進(jìn)氣口連接空氣壓縮機(jī)；所述進(jìn)水管的出水口位于反應(yīng)器主體在軸向上的中部；所述供氣管的出氣口低于進(jìn)水管的出水口 ；所述出水管的進(jìn)水口位于所述反應(yīng)器主體內(nèi)底部且位于所述曝氣裝置的下方；所述反應(yīng)器主體內(nèi)還設(shè)有一內(nèi)筒；內(nèi)筒的上端口高于反應(yīng)器主體的頂端位于頭部箱內(nèi)，內(nèi)筒的底端口低于進(jìn)水管的出水口且高于供氣管的出氣口。進(jìn)一步的技術(shù)方案該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，還包括脫氮區(qū)，所述脫氮區(qū)設(shè)置進(jìn)水口、出水口，脫氮區(qū)的進(jìn)水口連接污水輸入管，脫氮區(qū)的出水口連通反應(yīng)器主體內(nèi)的所述進(jìn)水管。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，還包括浮力凈化器，所述浮力凈化器設(shè)有輸入口、出水口、出泥口 ；浮力凈化器的輸入口與反應(yīng)器主體內(nèi)的所述出水管連通；浮力凈化器的出泥ロ連接有剩余污泥排出管道、回流污泥輸送管道；所述脫氮區(qū)還設(shè)置有回流入ロ，所述浮力浄化器的出泥ロ經(jīng)回流污泥輸送管道與脫氮區(qū)的回流入口連通。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器中，所述頭部箱頂部設(shè)有脫氣裝置。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，還包括出水過(guò)濾器，所述出水過(guò)濾器的入口與所述浮力浄化器的出水ロ連通。該高負(fù)荷垂直超深 生物反應(yīng)器中，所述的脫氣裝置的出口連接ー氣體生物過(guò)濾器。在該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，所述的反應(yīng)器主體由防漏鋼制成。本實(shí)用新型的有益效果是I、反應(yīng)器軸向的中部進(jìn)水、底部出水，有利于進(jìn)水與空氣的進(jìn)一歩混合，同時(shí)防止了出水短流的發(fā)生；2、設(shè)置的脫氮區(qū)，克服了普通深井曝氣池脫氮效果差的問(wèn)題；3、頭部箱頂部設(shè)置脫氣裝置，保證廢氣、殘留氣體的釋放，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)阻力，只需很少的氣量就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)；4、反應(yīng)器底部具有壓力，出水管無(wú)需外加驅(qū)動(dòng)カ即可將反應(yīng)器內(nèi)底部的水泥輸出；從而簡(jiǎn)化了整體結(jié)構(gòu)，也降低了成本；5、將普通深水曝氣エ藝中的三個(gè)分離處理區(qū)(氧化區(qū)、混合區(qū)、氧飽和區(qū))合井，使反應(yīng)器主體體積更小、氧的利用率更高，從而有效地降低了工程投資和運(yùn)行費(fèi)用。6、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用很低，通常只有傳統(tǒng)曝氣エ藝技術(shù)的一半或以下。7、和傳統(tǒng)的曝氣エ藝技術(shù)相比，該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器的VOC(揮發(fā)性的有機(jī)化合物)排放量是最低的。傳統(tǒng)的曝氣エ藝排放到大氣中的VOC可高達(dá)污水中總VOC的 60%。8、結(jié)構(gòu)非常緊湊，所需的空間和占地面積很小，通常只有傳統(tǒng)エ藝所占面積的40%。9、沒(méi)有開(kāi)放的曝氣池。因此，環(huán)境影響和氣味排放都是最少的。10、在氣候非常惡劣的地方或情況下，本系統(tǒng)還可以非常經(jīng)濟(jì)地建在一個(gè)封閉的建筑內(nèi)；而且也可以將本系統(tǒng)和周?chē)沫h(huán)境有機(jī)地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造。7、容易操作和維修，并可以設(shè)計(jì)成完全自動(dòng)控制，無(wú)需人員操作。8、經(jīng)濃縮的廢水排放，即使流量變化不定，濃度不同，也可以經(jīng)處理后使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。9、由于所需的曝氣程度較低，從而大大減少了運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫。10、防漏鋼反應(yīng)器主體和灌漿水泥外壁可防止地面水污染，而這正是傳統(tǒng)曝氣池經(jīng)常遇到的問(wèn)題。11、深水反應(yīng)器在地震時(shí)受到破壞的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于置于地面上的曝氣池或反應(yīng)器。適用于エ業(yè)廢水和城市污水處理的技木。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步的說(shuō)明[0039]圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中I供氣管，2進(jìn)水管，3頭部箱，4浮力凈化器，41輸入口，42出水口，43出泥口，5反應(yīng)器主體，6出水管，7脫氮區(qū)，71進(jìn)水口，72出水口，73回流入口，8曝氣裝置，9空氣壓縮機(jī)，10內(nèi)筒，11污水輸入管，12剩余污泥排出管道，13回流污泥輸送管道，14脫氣裝置，15出水過(guò)濾器，16生物過(guò)濾器。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器主要包括反應(yīng)器主體5、頭部箱3、脫氮 區(qū)7、浮力凈化器4。其反應(yīng)器主體5由防漏鋼制成，反應(yīng)器主體5內(nèi)設(shè)置曝氣裝置8、進(jìn)水管2、供氣管
I、出水管6，供氣管I的進(jìn)氣口連接空氣壓縮機(jī)9。進(jìn)水管2的出水口位于反應(yīng)器主體5在軸向上的中部；供氣管I的出氣口低于進(jìn)水管2的出水口；出水管6的進(jìn)水口位于反應(yīng)器主體5內(nèi)底部且位于曝氣裝置8的下方；這樣，有利于進(jìn)水與空氣的進(jìn)一步混合，同時(shí)防止了出水短流的發(fā)生。反應(yīng)器主體5內(nèi)還設(shè)有一內(nèi)筒10。內(nèi)筒10的上端口高于反應(yīng)器主體5的頂端位于頭部箱3內(nèi)，內(nèi)筒10的底端口低于進(jìn)水管2的出水口且高于供氣管I的出氣口。內(nèi)筒10起到導(dǎo)流作用，輔助循環(huán)。頭部箱3頂部設(shè)有脫氣裝置14，保證廢氣、殘留氣體的釋放，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)阻力，只需很少的氣量就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器的脫氮區(qū)7設(shè)置進(jìn)水口 71、出水口 72，脫氮區(qū)的進(jìn)水口 71連接污水輸入管11，脫氮區(qū)的出水口 72連通反應(yīng)器主體5內(nèi)的進(jìn)水管2。脫氮區(qū)7的設(shè)置克服了現(xiàn)有技術(shù)中普通深井曝氣池脫氮效果差的問(wèn)題。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器的浮力凈化器4設(shè)有輸入口 41、出水口 42、出泥口43。浮力凈化器的輸入口 41與反應(yīng)器主體5內(nèi)的出水管6連通。浮力凈化器的出泥口 43連接有剩余污泥排出管道12、回流污泥輸送管道13。脫氮區(qū)7還設(shè)置有回流入口 73，浮力凈化器的出泥口 43經(jīng)回流污泥輸送管道13與脫氮區(qū)的回流入口 73連通。浮力凈化器的出水口 42可連接一出水過(guò)濾器15，進(jìn)一步提高出水質(zhì)量。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器在施工時(shí)，需要在施工地點(diǎn)挖井，挖井過(guò)程中為防止井壁土方坍塌，需要及時(shí)做混凝土護(hù)壁。挖井完成后，將反應(yīng)器主體5放入井中，然后將在反應(yīng)器主體5與混凝土護(hù)壁之間灌注混凝土，這樣在反應(yīng)器主體5外形成兩層混凝土護(hù)壁。防漏鋼制成的反應(yīng)器主體5和兩層混凝土護(hù)壁可有效防止地面水污染。該反應(yīng)器主體5內(nèi)，曝氣裝置8下方為氧飽和區(qū)，曝氣裝置8與供氣管I的出氣口、進(jìn)水管2的出水口之間為混合區(qū)，進(jìn)水管2的出水口上方為氧化區(qū)。在啟動(dòng)期間，空氣通過(guò)供氣管I被注入混合區(qū)以啟動(dòng)循環(huán)。被激起的氣泡跟著做環(huán)行運(yùn)動(dòng)，形成了一個(gè)密實(shí)的斜面，從而在氧化區(qū)內(nèi)造成了向上的空氣浮力。一旦循環(huán)建立起來(lái)并得到穩(wěn)定，注入混合區(qū)內(nèi)的空氣就被轉(zhuǎn)換到低一檔位置。未經(jīng)處理的廢水通過(guò)進(jìn)水管2引入到混合區(qū)內(nèi)一個(gè)高于空氣注入點(diǎn)的再循環(huán)液體內(nèi)。和壓力及深度緊密相關(guān)的高氧轉(zhuǎn)換率保證了在混合區(qū)內(nèi)混合液體內(nèi)氧的高度溶解。氧化區(qū)內(nèi)的高速反應(yīng)又確保了垂直循環(huán)圈的反應(yīng)器主體上半部分內(nèi)大部分有機(jī)化合物被生物氧化。再循環(huán)液體向上運(yùn)動(dòng)直達(dá)氣ロ，然后進(jìn)入頂部的頭部箱3。在頭部箱3內(nèi)，夾帶來(lái)的剰余廢氣可以從這里排入大氣。這些微生物呼吸產(chǎn)生的氣態(tài)衍生物必須要除掉以防止剩余的氣體再進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，從而導(dǎo)致?lián)p害空氣機(jī)械浮力效率。如果需要的話(huà)，這些氣體可以很容易的經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)在脫氣裝置出ロ處連接一生物過(guò)濾器16將VOC除掉。相應(yīng)地，一小部分經(jīng)混合區(qū)處理過(guò)的液體由混合區(qū)內(nèi)向下進(jìn)入位置較低的氧飽和區(qū)。該區(qū)的特征是高度溶解的濃縮氧及液體在此滯留一段相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間從而能導(dǎo)致殘留的BOD得到高度氧化。該精化區(qū)內(nèi)高度溶解的濃縮氣體還能在浮力浄化器4里將固體(污泥)與水分離開(kāi)。浄化了的廢水和混合氣體由出水管6從反應(yīng)器主體5內(nèi)底部被壓出，迅速轉(zhuǎn)送到浮力浄化器4內(nèi)浄化。這樣就可保證顆?；蚬腆w無(wú)法在反應(yīng)器主體5的底部停留。在混合過(guò)的液體通過(guò)出水管6由反應(yīng)器主體5底部向表面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，壓カ迅速降低，最后形成了曝氣充分、密度低的絮片。在浮力浄化器4內(nèi)進(jìn)ー步分離后，就產(chǎn)生了高濃縮的生物體(即污泥)和可以供消毒和排放的高質(zhì)量液體。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器的排放物成分其很容易經(jīng)過(guò)ー個(gè)階段的處理就可以降低95%的B0D。増加ー個(gè)去除懸浮物的生物過(guò)濾器(即出水過(guò)濾器15)，排放的質(zhì)量還能得到更進(jìn)一步的提尚。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器的排放物成分的氣態(tài)物排放排放出來(lái)的氣體要比從傳統(tǒng)曝氣エ藝中排放出的氣體少得多。頭部箱3中的廢氣既可以直接排放出去，又可以將其收集起來(lái)再排放到ー個(gè)生物過(guò)濾器16中，將其中的VOCs徹底處理掉。從浮力凈化器4排放出來(lái)的氣體量大約接近于從頭部箱3排放出來(lái)的氣體量的2%，這些氣體不需收集，可直接排空。通常來(lái)說(shuō)，該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，每公斤BOD曝氣處理所需的電要少于O. 8千瓦/小時(shí)(每磅O. 5馬力-小時(shí))。而大部分的傳統(tǒng)曝氣エ藝所耗的電要高出此數(shù)很多。一般來(lái)說(shuō)，該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，只要是在設(shè)計(jì)要求的規(guī)范內(nèi)，連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行不消耗聚合物，因而并不需要添加聚合物。光這ー項(xiàng)就可比傳統(tǒng)的エ藝節(jié)省相當(dāng)可觀(guān)的成本。大部分的傳統(tǒng)エ藝需要連續(xù)不斷地添加聚合物。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，當(dāng)流入負(fù)荷高于設(shè)計(jì)值時(shí)，也可以向聚合物供應(yīng)商租用一套聚合物添加系統(tǒng)加入適量的聚合物來(lái)控制高負(fù)荷或意外情況下的固體分離。用大約5毫克/公升的氧離子表面活性劑就能夠使排放物的標(biāo)準(zhǔn)保持在規(guī)范要求之內(nèi)。仍然比傳動(dòng)エ藝成本低。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器用水，主要是用于エ廠(chǎng)一般的清洗，如果使用聚合物的話(huà)，也要用來(lái)配制聚合物，但用水量很少；所以能大量解決水資源及用水成本。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器為高負(fù)荷反應(yīng)器，其產(chǎn)泥量?jī)H為常規(guī)エ藝的1/3，無(wú)污泥膨脹問(wèn)題，且污泥穩(wěn)定性高，便于最終處置。該高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器一般為直徑I 6米、深達(dá)50 150米的曝氣池， 利用水壓來(lái)提高水中氧的轉(zhuǎn)移速率，以高效去除污水中B0D。該反應(yīng)器具有處理有機(jī)負(fù)荷高、氧轉(zhuǎn)移率高、能耗低、耐沖擊負(fù)荷、處理不受季節(jié)影響、產(chǎn)泥量低、集成性強(qiáng)、占地少、能夠有效地防止二次污染、易于維護(hù)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)工藝適用于城市生活污水處理領(lǐng)域、工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。另外由于采用高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器(SVTBR)氧轉(zhuǎn)移效率高，所需空氣量減少，產(chǎn)生的廢氣量少，減輕了飛沫和氣溶膠對(duì)大氣的污染。因此SVTBR反應(yīng)器新技術(shù)與常規(guī)工藝相比動(dòng)力消耗低、處理出水效果好，同時(shí)可以減少占地60%以上，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，尤其適合大規(guī)模水量、城區(qū)土地緊張的地域應(yīng)用。而高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器(SVTBR)技術(shù)具有“見(jiàn)縫插井”的優(yōu)勢(shì)，可以大量節(jié)省占地，最適用于城市污水就近利用、就近排放、就近回用；同時(shí)也非常適用于現(xiàn)有污水處理廠(chǎng)的改造或擴(kuò)建項(xiàng)目，可以在不增加占地面積的前提下，將處理能力放大數(shù)倍，以節(jié)省大量市政管道投入。特別是在下列傳統(tǒng)的工藝技術(shù)不能應(yīng)用的情況時(shí)，它的優(yōu)點(diǎn)就更加顯著，例如
(I)空間面積都很有限的地方；(2)廢水中VOC含量很高的情況下；(3)改建或處理廠(chǎng)擴(kuò)建 的地方；(4)廢水濃度較高的情況下；(5)沉淀物很多或溫度很高的地方；(6)靠近居民區(qū)的地方；(7)排污量變化較大的地方；(8)環(huán)境幽雅不適合建較大型處理廠(chǎng)的地方，如娛樂(lè)區(qū)；(9)地震較頻繁發(fā)生的地方；(10)廢水容易產(chǎn)生泡沫的地方等。
權(quán)利要求1.高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體及頭部箱，所述反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)置曝氣裝置、進(jìn)水管、供氣管、出水管，供氣管的進(jìn)氣ロ連接空氣壓縮機(jī)；其特征是 所述進(jìn)水管的出水ロ位于反應(yīng)器主體在軸向上的中部； 所述供氣管的出氣ロ低于進(jìn)水管的出水ロ； 所述出水管的進(jìn)水口位于所述反應(yīng)器主體內(nèi)底部且位于所述曝氣裝置的下方； 所述反應(yīng)器主體內(nèi)還設(shè)有一內(nèi)筒；內(nèi)筒的上端ロ高于反應(yīng)器主體的頂端位于頭部箱內(nèi)，內(nèi)筒的底端ロ低于進(jìn)水管的出水ロ且高于供氣管的出氣ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，其特征是還包括脫氮區(qū)，所述脫氮區(qū)設(shè)置進(jìn)水口、出水ロ，脫氮區(qū)的進(jìn)水口連接污水輸入管，脫氮區(qū)的出水ロ連通反應(yīng)器 主體內(nèi)的所述進(jìn)水管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，其特征是還包括浮力浄化器，所述浮力浄化器設(shè)有輸入ロ、出水ロ、出泥ロ ；浮力浄化器的輸入ロ與反應(yīng)器主體內(nèi)的所述出水管連通；浮力浄化器的出泥ロ連接有剩余污泥排出管道、回流污泥輸送管道；所述脫氮區(qū)還設(shè)置有回流入口，所述浮力浄化器的出泥ロ經(jīng)回流污泥輸送管道與脫氮區(qū)的回流入ロ連通。
4.脫氣裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，其特征是還包括出水過(guò)濾器，所述出水過(guò)濾器的入口與所述浮力浄化器的出水ロ連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，其特征是所述的脫氣裝置的出ロ連接ー氣體生物過(guò)濾器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，其特征是所述的反應(yīng)器主體由防漏鋼制成。
專(zhuān)利摘要高負(fù)荷垂直超深生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體及頭部箱，所述反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)置曝氣裝置、進(jìn)水管、供氣管、出水管，供氣管的進(jìn)氣口連接空氣壓縮機(jī)；其特征是進(jìn)水管的出水口位于反應(yīng)器主體在軸向上的中部；供氣管的出氣口低于進(jìn)水管的出水口；出水管的進(jìn)水口位于所述反應(yīng)器主體內(nèi)底部且位于所述曝氣裝置的下方；反應(yīng)器主體內(nèi)還設(shè)有一內(nèi)筒；內(nèi)筒的上端口高于反應(yīng)器主體的頂端位于頭部箱內(nèi)，內(nèi)筒的底端口低于進(jìn)水管的出水口且高于供氣管的出氣口。它在運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生水力短路，只需很少的氣量就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)；而且具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低、占地面積小、氧利用率更高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用很低，泡沫少等優(yōu)點(diǎn)。適用于工業(yè)廢水和城市污水處理。
文檔編號(hào)C02F3/02GK202415246SQ20112057019
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
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