公布日：2023.09.29
申请日：2022.03.21
分类号：C02F3/00(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F1/00(2006.01)N;C02F1/32(2006.01)N;C02F1/78(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种高负荷生物膜反应器,属于污水处理技术领域，一种高负荷生物膜反应器，包括池体，填料区内设置有悬浮填料，污泥分离区内设有截留装置，悬浮填料的载体为呈墙体构造的海绵状多孔凝胶，截留装置包括滤网、截留斗、截留板、安装板、以及截留体，截留斗的底部设置有滤网，截留板倾斜设置，位于下方的安装板的底部设置有截留体，截留体延伸至截留斗的内部，且与截留斗之间留有间隙。本发明的高负荷生物膜反应器，去除SS、CODCr和BOD5，脱氮除磷效果好，通过颗粒填料、悬浮填料和截留装置的结合设置防止活性污泥和填料的流失，能够达成活性污泥的富集，无需要污泥回流，高负荷生物膜反应器中活性污泥浓度可以达到8000-10000ppm。
权利要求书
1.一种高负荷生物膜反应器，其特征在于：包括池体，所述池体上设有进水口和出水口；所述池体的内部设置有连通的填料区和污泥分离区；所述进水口设于填料区，填料区内设置有悬浮填料，所述污泥分离区内设有截留装置，截留装置上部设有出水口；所述悬浮填料的载体为呈墙体构造的海绵状多孔凝胶；所述截留装置包括滤网、截留斗、截留板、安装板、以及截留体；所述截留斗的底部设置有滤网，所述截留板设置于上下两个安装板之间，所述安装板位于所述截留斗的上方，截留板倾斜设置，位于下方的安装板的底部设置有截留体，所述截留体延伸至所述截留斗的内部，且与所述截留斗之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：所述截留体的内壁具有用于截留污泥的斜面。
3.根据权利要求1所述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：所述滤网呈圆锥状。
4.根据权利要求1所述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：所述悬浮填料包括第一半球骨架、第二半球骨架、空心存储柱、包衣膜、碳源、以及载体；所述第一半球骨架和第二半球骨架卡合形成球状骨架；所述第一半球骨架和第二半球骨架的内壁均固定有空心存储柱，所述碳源填充在所述空心存储柱内，所述空心存储柱的侧壁开设有多个缓释孔，所述包衣膜将所述缓释孔封闭；所述载体套设在所述空心存储柱上，且至少将其中一个缓释孔包围在内。
5.根据权利要求4所述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：当所述第一半球骨架和第二半球骨架卡合时，所述第一半球骨架的空心存储柱与所述第二半球骨架的空心存储柱相抵；所述空心存储柱包括竖直设置的第一柱体和环绕所述第一柱体设置的第二柱体，所述第二柱体向内倾斜设置。
6.根据权利要求4所述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：所述载体为AQUAPOROUSGEL载体，呈立方体状，且中部开设有用于空心存储柱穿过的通孔，体积膨胀率为172％-208％，比表面积＞4000m2/m3，密度为0.95g/L-0.97g/L，SS附着量10-12g/g载体。
7.根据权利要求1所述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：所述填料区包括连通的第一区和第二区，所述第一区内设置有颗粒填料，所述颗粒填料的上部设置有回填污泥层，所述悬浮填料设置于所述第二区内，所述回填污泥层上和第二区的上部均种植有水生植物。
8.根据权利要求7述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：所述第二区内设置有微生物增效装置。
9.根据权利要求1所述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：所述池体的顶部安装有透光罩，所述透光罩的内部安装紫外灯和臭氧发生器。
10.根据权利要求7所述的高负荷生物膜反应器，其特征在于：还包括曝气设备，所述曝气设备的曝气端延伸至所述第二区内的底部，所述曝气设备的曝气端为微孔曝气盘。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高负荷生物膜反应器即：HBBR(HighBearBiofilmReactor)，SS、CODCr和BOD5去除率高，脱氮除磷效果好，通过颗粒填料、悬浮填料和截留装置的结合设置防止活性污泥的流失，能够达成活性污泥的富集，无需要污泥回流，活性池污泥浓度可以达到8000-10000ppm。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种高负荷生物膜反应器，包括池体，池体上设有进水口和出水口，池体的内部设置有连通的填料区和污泥分离区，进水口设于填料区，填料区内设置有悬浮填料，污泥分离区内设有截留装置，截留装置上部设有出水口，悬浮填料的载体为呈墙体构造的海绵状多孔凝胶，截留装置包括滤网、截留斗、截留板、安装板、以及截留体，截留斗的底部设置有滤网，截留板设置于上下两个安装板之间，安装板位于截留斗的上方，截留板倾斜设置，位于下方的安装板的底部设置有截留体，截留体延伸至截留斗的内部，且与截留斗之间留有间隙。
优选地，截留体的内壁具有用于截留污泥的斜面。
优选地，滤网呈圆锥状。
优选地，悬浮填料包括第一半球骨架、第二半球骨架、空心存储柱、包衣膜、碳源、以及载体，第一半球骨架和第二半球骨架卡合形成球状骨架，第一半球骨架和第二半球骨架的内壁均固定有空心存储柱，碳源填充在空心存储柱内，空心存储柱的侧壁开设有多个缓释孔，包衣膜将缓释孔封闭，载体套设在空心存储柱上，且至少将其中一个缓释孔包围在内。
优选地，当第一半球骨架和第二半球骨架卡合时，第一半球骨架的空心存储柱与第二半球骨架的空心存储柱相抵，空心存储柱包括竖直设置的第一柱体和环绕第一柱体设置的第二柱体，第二柱体向内倾斜设置。
优选地，载体为AQUAPOROUSGEL载体，呈立方体状，且中部开设有用于空心存储柱穿过的通孔，体积膨胀率为172％-208％，比表面积＞4000m2/m3，密度为0.95g/L-0.97g/L，SS附着量10-12g/g载体。
优选地，填料区包括连通的第一区和第二区，所第一区内设置有颗粒填料，颗粒填料的上部设置有回填污泥层，悬浮填料设置于第二区内，回填污泥层上和第二区的上部均种植有水生植物。
优选地，第二区内设置有微生物增效装置。
优选地，池体的顶部安装有透光罩，透光罩的内部安装紫外灯和臭氧发生器。
优选地，还包括曝气设备，曝气设备的曝气端延伸至第二区内的底部，曝气设备的曝气端为微孔曝气盘。
本发明的有益效果为：
1、通过载体为呈墙体构造的海绵状多孔凝胶的悬浮填料，提高生化池负荷，为不同的微生物提高厌氧、缺氧和好氧等相适应的生存环境，提高系统微生物的质与量，进而提高活性污泥浓度，提高硝化效率，减少占地，并结合截留装置对活性污泥和悬浮填料进行截留，能够达成活性污泥的富集，活性污泥浓度可以达到8000-10000ppm，不需要污泥回流。堪比MBR工艺，但又不需要配套安装膜。SS、CODCr和BOD5去除率高，脱氮除磷效果好，并且能够同时形成厌氧、缺氧和好氧等不同的微生物生存环境，在同一个反应器中发生生化氧化、反硝化、硝化、厌氧氨氧化、短程硝化反硝化多种反应模式。
2、采用AQUAPOROUSGEL载体，具有亲水性好、微生物附着快的特点，由于其墙体构造，使其比表面积较常规海绵载体增大6倍以上，附着的微生物种类多、浓度高，泥龄并不受系统总的HRT的影响。
3、过滤网的设置避免悬浮填料流失，部分未被滤网截留住的污泥随水进入截留斗内，首先水只能通过截留体和截留斗之间的间隙穿过，而在这个过程中，大部分水被截留体截留，进而使得污泥被截留体截留，残余未被截留体截留的污泥随水从相邻的两个截留板之间的间隙穿过，在这过程中，由于截留板呈倾斜设置，进一步对水中污泥进行截留，如此，通过滤网、截留斗、截留板进行三次截留，有效实现清水和污泥的分离。
4、滤网呈圆锥状，避免污泥堆积堵塞，并且避免悬浮填料挡柱滤网。
5、通过将载体套设在空心存储柱上，使得载体在球状骨架内立体分布，不会堆积于一处，提高微生物附着的均匀度和全面性。通过在空心存储柱内填充碳源，结合包衣膜的设置，通过包衣膜起到缓释作用，随时间推移，包衣膜逐渐脱落，进行碳源缓释，从载体内部和载体外部进行双重逐步提供有机物，更有利于附着的微生物生长和富集，提高处理效率。
6、第一半球骨架的空心存储柱与第二半球骨架的空心存储柱相抵，避免载体脱落，空心存储柱包括竖直设置的第一柱体和环绕第一柱体设置的第二柱体，第二柱体向内倾斜设置，如此设置在有限的空间内部署更多的载体，大大提高微生物附着量。
7、通过颗粒填料的设置，进一步提高生化池负荷，为不同的微生物提高厌氧、缺氧和好氧等相适应的生存环境。
8、因为设置透光罩，防止臭气外溢，并安装紫外灯和臭氧发生器灯除臭，所以不需要另外设计附属的污水除臭系统。
9、微孔曝气盘所产生的气泡小，气相比表面积大，传质面积大，传质效果好。由于本高负荷生物膜反应器的压头损失比传统流化床的压头小，所以，消耗低。而曝气设备的鼓风的动力消耗是好氧处理法主要的能量消耗，所以，高负荷生物膜反应器这种对气量的要求又构成了它的经济性。
10、通过截留装置截留下来的污泥不需要回流至前序工段，可取部分脱水污泥作为回填至颗粒填料上方形成回填污泥层，高效利用。
（发明人：崔秀文;黄艺武;张天宇）
