申请日2013.07.22
公开(公告)日2013.12.11
IPC分类号C02F3/28
摘要
一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，包括反应器本体，所述反应器本体自下而上分为进水缓冲区、升流式反应室和三相分离区，进水缓冲区设有与外界接通的进水管，进水管连有环形布水器，环形布水器下端布置出水小孔;位于环形布水器下方的进水缓冲区设有滤网，位于滤网下方的反应器本体上设有排泥口;升流式反应室通过渐扩管与三相分离区的沉淀室相接;三相分离区分为沉淀区、三相分离室和集气室，沉淀室分布在三相分离室底部外周边，并通过污泥回流缝与渐扩管的内腔连通;三相分离室上方连接集气室，集气室顶部设有集气罩，集气罩顶端设有出气口。本发明有益效果是：实现水、气、泥的有效分离，减少污泥流失，避免短流，增加反应器有效工作体积。
权利要求书
1.一种升流式厌氧氨氧化颗粒 污泥矩形床，包括反应器本体， 其特征在于：所述反应器本体自下而上分为进水缓冲区、升流式反应 室和三相分离区，所述进水缓冲区设有与外界接通的进水管，所述进 水管连有环形布水器，所述环形布水器下端布置出水小孔;位于所述 环形布水器下方的进水缓冲区设有滤网，并且位于滤网下方的反应器 本体上设有排泥口;所述升流式反应室通过渐扩管与所述三相分离区 的沉淀室相接;所述的三相分离区分为沉淀区、三相分离室和集气室， 所述沉淀室分布在三相分离室底部外周边，并通过污泥回流缝与渐扩 管的内腔连通;所述三相分离室上方连接集气室，所述集气室顶部设 有将其与所述沉淀室相隔的集气罩，所述集气罩顶端设有出气口。
2.根据权利要求1所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形 床，其特征在于：所述升流式反应室器壁设有便于检测反应器本体内 污泥成分的取泥采样口。
3.根据权利要求2所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形 床，其特征在于：所述沉淀室的外侧设有用于排水的溢流板，并在所 述的溢流板上方的反应器本体上设置出水管。
4.根据权利要求3所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形 床，其特征在于：所述集气罩通过支架与所述反应器本体相接。
5.根据权利要求4所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形 床，其特征在于：所述升流式反应室呈长方体形状，横截面为矩形， 长宽比为1～4:1，升流式反应室总高与底边之比为4～8:1，升流式反 应室横截面积与所述沉淀室的最大横截面积之比为1:1.4～4。
6.根据权利要求5所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形 床，其特征在于：所述的环形布水器横截面积与所述反应室横截面积 之比为0.6～0.8:1，所述环形布水器的出水小孔的孔径与反应器本体 内颗粒污泥平均粒径之比为0.4～0.7:1。
7.根据权利要求6所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形 床，其特征在于：所述反应器本体底部设有与反应室等横截面积的滤 网，所述滤网与反应器本体底部相接，网孔的直径与反应器本体内的 颗粒污泥平均粒径之比为0.8～1.2:1。
8.根据权利要求7所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形 床，其特征在于：所述三相分离室与所述反应器本体的总体积之比为 0.35～0.45:1，所述渐扩管与反应器本体的器壁的夹角β为120°～ 150°，所述污泥回流缝间距与对应位置反应器本体的边长之比为 1:4.5～9。
9.根据权利要求8所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形 床，其特征在于：所述反应器本体的底部呈四面锥体，四面锥体侧面 与水平面夹角γ为15°～30°。
说明书
一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床
技术领域
本发明涉及一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床。
背景技术
厌氧氨氧化生物脱氮工艺作为一种新工艺具有强大的优势。运行 厌氧氨氧化工艺的反应器有很多，但通常存在一些缺陷，尤其是死区 比例大和污泥流失能够直接导致厌氧氨氧化生物反应器整体脱氮能 力的下降。
作为第二代厌氧生物反应器的代表，专利200720149772.7提出了 一种外循环式升流式厌氧污泥床反应器，从悬浮区上部设置取水口， 取混合液到进水管进行循环，有效提高反应区的水力负荷和产气率， 又不增加三相分离区的负荷和沉淀区的容积。对于高效厌氧氨氧化反 应器，由于颗粒污泥产气量大，使其平均密度降低，沉降性能变差， 进而影响反应器性能的稳定性。此外在远离气水交融的地方容易形成 死角。常见的圆形截面颗粒污泥床也存在抗冲击能力弱、混合程度不 高等缺点，而且其对场地选择要求较高。本发明的优点主要体现在： ①与初沉池或其他矩形反应器共用壁面，节约基建成本;②可根据厂 区平面几何形状调整截面长宽比;③在反应器的不同区域形成自发的 上升和下降污泥流，反应器局部水力剪切力分布均匀，利于形成高沉 降性能的厌氧氨氧化颗粒污泥;④与圆形截面颗粒污泥床相比，矩形 床的水流速度分布差异大，强化了混合和传质，提高了抗负荷冲击能 力。
发明内容
为了解决目前的反应器存在上述的问题，本发明提供一种基建成 本低、有效减少死区增加反应器有效工作体积、保持系统稳健性、提 高脱氮性能的升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床。
本发明所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，包括反应 器本体，其特征在于：所述反应器本体自下而上分为进水缓冲区、升 流式反应室和三相分离区，所述进水缓冲区设有与外界接通的进水 管，所述进水管连有环形布水器，所述环形布水器下端布置出水小孔; 位于所述环形布水器下方的进水缓冲区设有滤网，并且位于滤网下方 的反应器本体上设有排泥口;所述升流式反应室通过渐扩管与所述三 相分离区的沉淀室相接;所述的三相分离区分为沉淀区、三相分离室 和集气室，所述沉淀室分布在三相分离室底部外周边，并通过污泥回 流缝与渐扩管的内腔连通;所述三相分离室上方连接集气室，所述集 气室顶部设有将其与所述沉淀室相隔的集气罩，所述集气罩顶端设有 出气口。
所述的升流式反应室器壁设有便于检测反应器本体内污泥成分 的取泥采样口。
所述沉淀室的外侧设有用于排水的溢流板，并在所述的溢流板上 方的反应器本体上设置出水管。
所述集气罩通过支架与所述反应器本体相接。
所述升流式反应室呈长方体形状，横截面为矩形，长宽比为 1～4:1，升流式反应室总高与底边之比为4～8:1，升流式反应室横截 面积与所述沉淀室的最大横截面积之比为1:1.4～4。
所述的环形布水器横截面积与所述反应室横截面积之比为 0.6～0.8:1，所述的环形布水器的出水小孔的孔径与反应器本体的内 颗粒污泥平均粒径之比为0.4～0.7:1。
所述反应器本体底部设有与反应室等横截面积的滤网，所述的滤 网与反应器本体底部相接，网孔的直径与反应器本体内的颗粒污泥平 均粒径之比为0.8～1.2:1。
所述三相分离室与所述反应器本体的总体积之比为0.35～ 0.45:1，所述渐扩管与反应器本体的器壁的夹角β为120°～150°，所 述污泥回流缝间距与对应位置反应器本体的边长之比为1:4.5～9。
所述反应器本体的底部呈四面锥体，四面锥体侧面与水平面夹角 γ为15°～30°。
使用时，本发明可用钢材或钢筋混凝土构建，废水由反应器本体 底部一侧的进水管由经环形布水器进入升流式反应室，反应过程中产 生的氮气途经三相分离室、集气室由集气罩顶端的出气口经水封逸出 反应器本体以保证反应器本体处于厌氧状态。产生的氮气气流及水流 携带反应器本体上部的泥水气混合物在三相分离室内实现分离;沉淀 后的泥水靠重力作用经污泥回流缝回流至三相分离室实现污泥截留， 确保反应器较高的污泥浓度;三相分离室内的出水经沉淀室外侧的溢 流板排出。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)通过设计矩形床结构，反应器内局部形成上升和下降污泥 流，犹如多个内循环流，带动整个反应体系中泥流搅动，使污染物与 污泥充分接触，达到很好的脱氮效果;
(2)通过设计多个取泥采样口，当产气量太大，集气罩上的出 气口不足以满足时，可临时将采样口用以排气，以便防患于未然，同 时通过在不同位置处取泥，可准确监测并衡量反应体系中污泥成分的 变化;
(3)通过设计与进水管相连的环形布水器，可促使布水均匀， 同时水流向下喷射有利于污泥筛分，并且也有利于底部的气固分离;
(4)通过设计矩形床底部的滤网，可有效调控矩形床最底部的 污泥量，最大限度确保反应器内颗粒污泥处于“活化”状态，既能增 强反应器抗冲击能力，又能提高反应器性能;
(5)通过设计矩形床最底部的排泥口，可按需调控反应器内的 污泥浓度，以便研究污泥浓度与反应器有效体积的最佳比例，从而更 有效的管理、运行反应器。
