专利名称：多级移动床生物膜反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多级移动床生物膜反应器，属于城市生活污水、中低浓度化工废 水以及食品废水处理装置。
背景技术：
移动床生物膜反应器是将生物膜法和活性污泥工艺相耦合的工艺。该技术通过 在生物曝气池内投加悬浮生物载体，将生物膜法以活性污泥的方式运行，它既具有传统生 物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥量少的优点，又具有活性污泥法的高效性和运转灵活 性。此外，它还具有水头损失小，不易堵塞，无需反冲洗，一般不需回流的特点，并且由于悬 浮载体提供了同时好氧和厌氧的代谢环境，使其具有同时硝化反硝化的作用，大大节约了 反应空间。移动床生物膜反应器在发挥了生物膜法和活性污泥法各自优点的同时，比较好 地克服了生物膜法和活性污泥法各自存在的技术问题。然而目前移动床生物膜反应器连续 进水方式分为完全混合式和推流式，完全混合式可使污水、微生物和空气之间在反应池内 有良好的传质，避免悬浮填料在池出口堆积，是一般生物移动床常采用的方式。但是，池内 进水端与出水端的浓度接近，使微生物始终处于对数期或稳定期，微生物的成熟性不足，造 成处理效果不佳。而推流式却可模拟微生物生长曲线的全过程，微生物在进水端处于对数 期，出口端处于稳定期或衰亡期(内源呼吸)，可有效提高出水水质。但是，在推流式中，水 流的水平线速度较大，使悬浮填料随水流向水池末端移动较快，容易导致其在水池末端的 堆积，在目前的技术条件下，堆积于池末端的填料像污泥一样回流到水池的前端是不容易 实现的。针对这一问题，本项目在不增加池容的前提下，将完全混合曝气池分割成若干间 隔，形成若干分级的小池，在每一级的小池内采用完全混合曝气方式，避免水力拥堵；而上 一级与下一级之间，以及首级与末级之间由于污水浓度差却可看成推流式，实现不同生长 阶段和功能的微生物在空间上的选择分配，发挥不同微生物的功能，从而提高污水处理效 率。在同一级的小池内，污水从池顶(或池底)进入，从池底(或池顶)排出，从而进一步 提高填料、污水等在水池内的全池分布。这种多级生物移动床的设计上，充分发挥完全混合 式和推流式各自优点，有效避免各自缺点，对污染物的处理有良好的效果。由于水流方向与水流垂直方向对悬浮填料在单池中的水力分布有重要影响，所以 合适的单池长宽比显得尤其重要，如果长宽比过大，在单池内将造成悬浮填料在池末端堆 积。除此之外，悬浮填料在单池的水平方向的运行还受污水水力负荷、水池长宽比和进水点 流体稳定性的影响。污水的进水速度越快，相应的长宽比应当越小，即通过增加填料在宽 (水流垂直的水平)的方向上的分布，从而降低流速的影响。浓度越高的污水，因为停留时 间较长，水流对悬浮填料的推动作用越小，其对长宽比的要求越宽泛，但考虑到推流的正效 应，应当选择适当增加长宽比的设计；浓度越小的污水，因为停留时间较短，单位时间内通 过的水流较大，其长宽比应当选择较小的设计。
发明内容
本发明为克服上述技术的不足，在不增加池容的前提下，提供一种结构简单，科学 合理，处理污水效率高的多级移动床生物膜反应器。本发明采用的技术方案是一种多级移动床生物膜反应器包括多个曝气池，各曝 气池之间用隔板隔开，曝气池的长宽比根据处理污水类型选择，曝气池的数量可根据实际 应用确定。所述曝气池内均设有进行完全混合曝气的梅花形曝气头，在每个曝气池内部填 充悬浮载体，并且分别设有微孔曝气头；曝气池I左侧底部设置进水口，从进水口进入的污 水通过溢流堰经导流管流入曝气池II，然后从曝气池II右侧上部通过溢流堰经导流管流入 曝气池III，再从曝气池III右侧上部通过溢流堰经导流管流入曝气池IV，最后从曝气池IV右 侧顶部通过溢流堰经出水口排出；各曝气池底部分别设置排泥管。所述隔板为表面光滑的有机玻璃板。所述曝气池的长宽，对生活污水1 2-1 4，对中低浓度化工废水1 1左 右，对食品废水2 1-4 1。所述的悬浮载体为高效复合生物悬浮载体，它采用接枝共聚、高分子交联技术，在 聚氯乙烯和聚丙乙烯高分子载体的基础上，加入聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或沸石亲水性材料 挤压而成。所述高效复合生物悬浮填料为短管，内设十字交叉面支撑，外有鱼鳍状沟棱，直径 为 5-15mm，长为 10_30mm，壁厚 10mm，密度为 0. 95-0. 998g/cm3，±真料填充率为 20% -30%。所述微孔曝气头分别与外设的空气泵相连。所述微孔曝气头在曝气池内采用梅花形布设方式，按照每平米布设4个曝气头。所述微孔曝气头的出气孔径为100-300微米，供气量为10L/m2 min。综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点1)结构简单。本发明在不增加池容的前提下，将完全混合曝气池分割成4个小池(可 以根据实际需要分割成若干个小池)，每个小池内采用完全混合曝气方式，避免水力拥堵。2)处理效率高。本发明在上一级曝气池与下一级曝气池之间，以及首级曝气池与 末级曝气池之间由于污水浓度差可看成推流式，实现不同生长阶段和功能的微生物在空间 的选择分配，发挥不同微生物的功能，从而提高污水处理效率。这种多级生物移动床的设计 上，充分发挥完全混合式和推流式各自优点，有效避免各自缺点，对污染物的处理有良好的 效果。3)科学合理。本发明采用亲水性更好，吸附能力更强的高效复合生物悬浮载体提 高了微生物的附着能力，使生物量增加，生物膜变厚，促进了氨氮以及原氮的去除。此外在 实际应用中，可根据曝气头的具体规格，在池内按照每平米布设4个曝气头分布，曝气器采 用梅花形布设方式，曝气器孔径100-300微米，提高了曝气均勻度以及曝气的利用效率。4)出水稳定。由于各曝气池内的曝气头分别与不同的曝气器相连，可以根据实际 需要来调整各个曝气池的曝气量，保证稳定的出水质量。5)应用范围广。本发明通过改变长宽比，可以处理不同类型的废水。6)在污水的进水端设置导流管，在出水端设置溢流堰，以此来均化水量分布，降低 水流速度，使池内进水速度均勻，减少填料的堆积。7)由于环境污染的日益严重，目前国内的氧化沟处理工艺很难满足污水排放标准，本发明对氧化沟处理工艺进行升级改造提供了可行条件，不仅可以达到污水排放标准， 而且节省了财力。
图1是一种多级移动床生物膜反应器结构示意图。图中I、11、111、1乂、曝气池，1、进水口，2、3、4、5、梅花形曝气头，6、7、8、9、排泥管， 10、12、14、16、溢流堰，11、13、15、导流管，17、出水口，18、悬浮载体。
具体实施例方式图1示出了一种多级移动床生物膜反应器结构示意图。图中，该反应器包括4 个曝气池，各曝气池之间用表面光滑的有机玻璃板隔开，曝气池的长宽比，对生活污水 1:2-1: 4，对中低浓度化工废水1 1左右，对食品废水2 1-4 1。曝气池内均设 有进行完全混合曝气的梅花形曝气头2、3、4、5，在每个曝气池内部填充悬浮载体18，并且 分别设有微孔曝气头，微孔曝气头分别与外设的空气泵相连。将高效复合生物悬浮载体18 按照填充比20% -30%分别投入各个曝气池中，从进水口 1进入的污水通过溢流堰10经导 流管11流入曝气池II，然后从曝气池II右侧上部通过溢流堰12经导流管13流入曝气池 III，再从曝气池III右侧上部通过溢流堰14经导流管15流入曝气池IV，最后从曝气池IV右侧 顶部通过溢流堰16经出水口 17排出。运行一段时间后，各曝气池底部沉积的污泥可分别 经排泥管6、7、8、9排出。
权利要求
一种多级移动床生物膜反应器，该反应器包括多个曝气池，各曝气池之间用隔板隔开，曝气池的长宽比根据处理污水类型选择，曝气池的数量可根据实际应用确定；其特征在于所述曝气池内均设有进行完全混合曝气的梅花形曝气头，在每个曝气池内部填充悬浮载体(18)，并且分别设有微孔曝气头；曝气池Ⅰ左侧底部设置进水口(1)，从进水口(1)进入的污水通过溢流堰(10)经导流管(11)流入曝气池Ⅱ，然后从曝气池Ⅱ右侧上部通过溢流堰(12)经导流管(13)流入曝气池Ⅲ，再从曝气池Ⅲ右侧上部通过溢流堰(14)经导流管(15)流入曝气池Ⅳ，最后从曝气池Ⅳ右侧顶部通过溢流堰(16)经出水口(17)排出；各曝气池底部分别设置排泥管。
2.根据权利要求1所述的多级移动床生物膜反应器，其特征在于所述隔板为表面光 滑的有机玻璃板。
3.根据权利要求1所述的多级移动床生物膜反应器，其特征在于所述曝气池的长 宽，对生活污水1 2-1 4，对中低浓度化工废水1 1左右，对食品废水2 1-4 1。
4.根据权利要求1所述的多级移动床生物膜反应器，其特征在于所述的悬浮载体为 高效复合生物悬浮载体，它采用接枝共聚、高分子交联技术，在聚氯乙烯和聚丙乙烯高分子 载体的基础上，加入聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或沸石亲水性材料挤压而成。
5.根据权利要求4所述的多级移动床生物膜反应器，其特征在于所述高效复合生物 悬浮填料为短管，内设十字交叉面支撑，外有鱼鳍状沟棱，直径为5-15mm，长为10-30mm，壁 厚10mm，密度为0. 95-0. 998g/cm3，填料填充率为20% -30%。
6.根据权利要求1所述的多级移动床生物膜反应器，其特征在于所述微孔曝气头分 别与外设的空气泵相连。
7.根据权利要求6所述的多级移动床生物膜反应器，其特征在于所述微孔曝气头在 曝气池内采用梅花形布设方式，按照每平米布设4个曝气头。
8.根据权利要求6、7所述的多级移动床生物膜反应器，其特征在于所述微孔曝气头 的出气孔径为100-300微米，供气量为10L/m2 min。
全文摘要
一种多级移动床生物膜反应器，属于城市生活污水、中低浓度化工废水以及食品废水处理装置。它主要用来处理城市生活污水、中低浓度化工废水以及食品废水。该反应器包括多个曝气池，各曝气池之间用隔板隔开，曝气池的长宽比根据处理污水类型的不同而不同，所述的各个曝气池内部都分别设有新型悬浮载体、曝气装置，排泥管、进水管以及溢流堰。该反应器集中了推流式和完全混合式反应器的优点，不仅很好的解决了推流式反应器内填料聚堆现象，而且解决了完全混合式反应器内进水端与出水端的污水浓度接近，使微生物始终处于对数期或稳定期，微生物的成熟性不足，造成处理效果不佳的问题。具有结构简单，科学合理，处理效率高，出水稳定、应用范围广等优点。
文档编号C02F9/14GK101870542SQ201010209720
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月19日 优先权日2010年6月19日
发明者全燮, 张耀斌, 秦四飞 申请人:大连理工大学