专利名称：纯氧生物流化反应污水处理器及其处理污水的方法
技术领域：
本发明涉及一种纯氧生物流化反应污水处理器及其处理污水的方法。
背景技术：
在污水处理中，生物处理是最常用的处理技术，以活性污泥法为代表的生物处理方法己成为污水处理的主流工艺，随着对污水处理的技术发展，对生物反应的过程和机理研究逐步深入，产生了具有各种不同功能和特点的水处理反应器。本设备将活性污泥法与生物膜法相结合。国内外许多研究机构它进行了深入的研究，但是其技术的推广任然不尽人意。主要原因是:1、生物硫化床不易设计和放大；2、为了达到处理好的效果需要较大的动力，及功率较大的风机24小时不间断的工作，从而导致运行费用较高。生物流化需要的配套外设备多、而且占地大，投资高，操作繁杂；其传统供氧方式一般采用风机曝气，动力消耗大。
发明内容
本发明的目的就是提供一种纯氧生物流化反应污水处理器，
以解决目前生物流化技术应用于工业污水处理中存在的上述问题。达到减少配套设备，降低运行成本，方便操作的效果。采取的技术方案:纯氧生物流化反应污水处理器，包括主体罐、提升泵、射流器以及连接它们的管道；其中主体罐做成圆筒形，内腔的中上部的中央沿中垂线安装有一个导流筒，导流筒外固接一个与其同轴线的分流筒，二者间形成一个夹层空腔即作分流器；导流筒的下口固接一个圆台形的导流板；导流板的下口与安装滤头的水平隔板边沿一起固接在主体罐的内壁上；水平隔板下面固接有一个上口直径小于水平隔板直径的锥体混合腔，在锥体混合腔内壁的中间位置焊接一个上口小，下口大的气水混合出口 ；在环绕分流筒的外围填充有颗粒活性炭，分流筒掩没于活性炭中，水平隔板上均匀的安装有多个滤头；提升泵安装在主体罐外，提升泵的出口通过进水切入管接至锥体混合腔中，期间安装有一个截止阀，射流器安装在截止阀的两端，射流器的进口连通在进水切入管的靠提升泵一侧，其出口连通在靠锥体混合腔内，接近内壁；射流器的中间是纯氧进口。在导流板下沿附近的主体罐壁上开孔，安装一个反冲洗进水口 ；锥体混合腔底端安装有排污口 ；主体罐的上部靠近顶盖板位置制作一个环形集水槽；集水槽处的主体罐侧壁上开孔安装有一个出水口。纯氧生物流化反应污水处理器处理污水的方法是:污水通过提升泵，由射流器进水口管进入射流器，此时关闭截止阀，由纯氧进口供给纯氧，纯氧和污水通过射流器混合后，由进水切口管切线进入锥体混合腔，进一步扩散混合，利用其余压由气水混合出口，通过滤头进入导流板，导流筒上升流入分流筒，混合充分的气水进入主体罐口，罐体内装填
0.2 IOmm颗粒活性 炭，污水在罐体内缓慢上升；I 1.5小时进入集水槽，处理后的污水通过出水口流出，当生物炭结垢太多，影响生物菌生长时，从反冲洗进水口，通入反冲洗水流，将脱水污泥排出反应器体外，实现脱膜处理；气水混合腔泥砂由排污口排出。分流筒(也可称分流筒)、导流板是非标件和滤头一起都是水处理设备中的通用部件名称、它们的作用和结构行业内都清楚。按照上述方式即制成一个纯氧生物流化反应污水处理器；该设备是以微粒状填料如砂、焦炭、活性炭、玻璃珠、多孔球等作为微生物载体，以每小时25-35米流速的纯氧通入腔内，使载体处于流化状态，通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，从而达到对废水中污染物的带出体系的微生物较少；基质负荷较高时，污泥循环再生的生物量最小，不会因为生物量的累积而引起体系阻塞；生物量的浓度较高并可以调节；液——固接触面积较大；BOD容积负荷高；占地面积小。
图1是纯氧生物流化反应污水处理器结构原理图。图中序号说明:1是提升泵，2是射流器进水口管，3是射流器，4是纯氧进口，5是滤头，6是导流板，7是导流筒，8是分流筒，9是颗粒活性炭，10是出水口，11是集水槽，12是主体罐，13是反冲洗进水口，14是气水混合出口，15是锥体混合腔，16是排污口，17是进水切入管，18是截止阀。
具体实施例方式以下结合附图，作为实施例，对技术方案进一步说明。参照图1，纯氧生物流化反应污水处理器的主体罐12做成圆筒形，在其内腔上部制作集水槽11，环绕内腔壁焊接成一个圆环状的集水槽，在集水槽位置的腔壁上安装出水口 10，在约为主体罐高度三分之一的下部的内腔壁上焊接一块水平隔板，水平隔板上均匀分布固装多个蘑菇型滤头。在水平隔板的下方是锥体混合腔15，锥体混合腔锥顶向下，开口安装有阀门控制的排污口 16 ·;锥底周边与水平隔板焊接一体；在锥体混合腔15的腔壁中部焊接气水混合出口 14，其形状也呈锥体，锥底周边与锥体混合腔15的腔壁焊接一体，顶部形成一个通孔，作气水混合出口。在水平隔板与主体罐12内腔壁的结合部固接圆台形的导流板6，上面开有系列小孔，与纯氧混合的水沿着导流板进入导流简7，而主体罐12内的载体活性炭在负压的情况下进入导流筒。起到循环作用、通道作用，导流板6的上口焊接导流筒7，四壁是全封闭、顶部没有封闭，在导流筒7外套一个与其同轴线的圆筒，二者间形成一个夹层空间，作为分流器，其顶部是封闭的。与纯氧混合的水沿着导流板进入导流简7，二者间形成一个夹层空间后纯氧混合的水、载体活性炭从夹层空间循环流动，导流板6与导流筒7悍接为一体，形成整体后再焊接在主体罐12上、导流筒7与分流筒8采用三个支点焊接，内腔壁与导流板6边沿接合部位置开孔安装反冲洗进水口 13 ;导游板6上表面与分流筒8的筒体的外围填充颗粒活性炭或砂、焦炭、玻璃珠、陶粒、多孔球类填充料。主体罐12外，用进水切入管17，切入管是把进水管插入筒体内靠壁、使水流形成向上的切线漩涡，把提升泵I和锥体混合腔15连通，并在该管路的外部安装截止阀18，射流器3的进水管2和出口管连通在截止阀18的两端，射流器3的中部是纯氧进口 4。污水处理过程:
污水通过提升泵1，由射流器进水口管2进入射流器3，此时关闭截止阀18，纯氧由纯氧进口 4进入，气水通过射流器混合后由进水切口管17切线进入锥体混合腔15进一步扩散混合后，利用其余压由气水混合出口 14通过滤头5进入导流板6，导流筒7上升流入分流筒8，混合充分的气水进入主体罐12 ，罐体内装填0.2 — IOmm颗粒活性炭9，污水在罐体内缓慢上升。大约I一1.5小时进入集水槽11，处理后的污水通过出水口 10流出，当生物炭结垢太多，影响生物菌生长时，需要反冲洗将脱离污泥排出反应器体夕卜，达到脱膜处理功能，反冲洗水由反冲洗进水口 13进入。气水混合腔泥砂由排污口 16排出。本发明由床体、载体、布水装置、脱膜装置，床体即主体罐12、载体即活性炭9 (也可用陶粒)、布水装置是滤头5，脱膜装置是反冲洗进水口 13，降流区是主体罐12和分流筒8之间的空隙。导流板6导流筒7形成升流区，进水是由下而上，再进入分流筒8的。反应区由内筒和外筒两个同心圆柱体组成，微孔曝气装置即由滤头5构成的布水装置，设在内筒的底部。反应区内填充活性炭、陶粒等载体，为微生物生长和繁殖提供了很大的表面积，从而提高了单位容积内的生物量。当纯氧与混合后的水由滤头装置释放进入内筒升流筒时，由于气体的推动作用在水中的裹夹与混合作用，使水与载体的混合液密度减小而向上流动，到达分离区顶部即指出水口 13至载体9平面，后以大气泡逸出，而含有小气泡的水与载体混合液则流人外筒。由于载体处于循环流化状态，从而大大加快了微生物和废水之间的相对运动，强化了传质作用，同时又可有效地控制生物膜的厚度，使其保持较高的生物活性，污水被处理后经沉降区分离沉降后通过出水堰排出。
本发明将生物流化床外设的充氧装置，脱膜设备，大于处理污水的进水量及高扬程水泵，组合成一体，以纯氧为氧源，以提高废水中溶解氧浓度，并在罐体内设置的锥体混合腔中进水与纯氧在锥体的下部相结合，由于此处断面小，流速大，可使较多的氧溶入水中。可使溶解氧浓度提高到30—40mg /L，之后利用提升泵的余压进入生物反应床进行生化处理。本发明既适于高浓度的有机废水，又适于中、低浓度的有机废水处理，它的有机容积负荷(以B0D5计)可达2 — IOkg / ( m3, d ),由于所需氮磷营养较少，尤适于处理氮磷缺乏的工业废水。处理的工业废水包括含酚废水、α 一萘磺酸废水、鱼类加工废水、炼油污水、乳糖废水、屠宰场废水、煤气化废水等，处理的城市污水包括家庭废水、粪便废水、市政污水。厨房废水等。一般的生物流化床采用的是空气曝气系统。本采用氧气作为气源向废水中输送，具有以下优点:
一、无水雾、无臭味，对周围环境不会造成二次污染。二、溶氧消耗动力低，空气中的氧气分压只站21 %，在标准条件下清水中溶解氧的饱和浓度只能达到9.17mg / L，在纯氧条件下可达到43.7/mg / L，由此可见纯氧利用率高，制氧动力省，而溶解氧动力增加，其比空气曝气系统可节60%既以上)。三、同时可提高容积负荷，占地省，运行费用低，操作简便。
权利要求
1.纯氧生物流化反应污水处理器，包括主体罐(12)、提升泵(I)、射流器(3)以及连接它们的管道；其特征在于主体罐(12)做成圆筒形，内腔的中上部的中央沿中垂线安装有一个导流筒(7)，导流筒外固接一个与其同轴线的分流筒(8)，二者间形成一个夹层空腔即作分流器；导流筒(7)的下口固接一个圆台形的导流板(6);导流板(6)的下口与安装滤头(5)的水平隔板边沿一起固接在主体罐(12)的内壁上；水平隔板下面固接有一个上口直径小于水平隔板直径的锥体混合腔(15)，在锥体混合腔内壁的中间位置焊接一个上口小，下口大的气水混合出口(14);在环绕分流筒(8)的外围填充有颗粒活性炭(9)，分流筒(8)掩没于活性炭中，水平隔板上均匀的安装有多个滤头(5);提升泵安装在主体罐(12)外，提升泵(I)的出口通过进水切入管(17)接至锥体混合腔(15)中，区间安装有一个截止阀(18)，射流器(3 )安装在截止阀(18 )的两端，射流器(3 )的进口连通在进水切入管(17)的靠提升泵一侧，其出口连通在锥体混合腔(15)内，接近内壁；射流器(3)的中间是纯氧进口(4)。
2.根据权利要求I所述的纯氧生物流化反应污水处理器，其特征在于在导流板(6)下沿附近的主体罐壁上开孔，安装一个反冲洗进水口(13)。
3.根据权利要求I所述的纯氧生物流化反应污水处理器，其特征在于锥体混合腔(15)底端安装有排污口(16)。
4.根据权利要求I所述的纯氧生物流化反应污水处理器，其特征在于主体罐(12)的上部靠近顶盖板位置制作一个环形集水槽(11);集水槽(11)处的主体罐侧壁上开孔安装有一个出水口(10)。
5.权利要求I所述的纯氧生物流化反应污水处理器处理污水的方法是污水通过提升泵(1)，由射流器进水口管(2)进入射流器(3)，此时关闭截止阀(18)，由纯氧进口(4)供给纯氧，纯氧和污水通过射流器(3)混合后，由进水切口管(17)切线进入锥体混合腔(15)，进一步扩散混合，利用其余压由气水混合出口(14)，通过滤头(5)进入导流板(6)，导流筒(7)上升流入分流筒(8)，混合充分的气水进入主体罐口(12)，罐体内装填O. 2 IOmm颗粒活性炭，污水在罐体内缓慢上升；I I. 5小时进入集水槽(11)，处理后的污水通过出水口( 10)流出，当生物炭结垢太多，影响生物菌生长时，从反冲洗进水口( 13)，通入反冲洗水流，将脱水污泥排出反应器体外，实现脱膜处理；气水混合腔泥砂由排污口(16)排出。
全文摘要
纯氧生物流化反应污水处理器及其处理污水的方法，包括主体罐、提升泵、射流器及连接管道；主体罐呈圆筒形，内腔中沿中垂线安装有导流筒，导流筒外套接分流筒，二者间形成夹层空腔；导流筒的下口固接导流板；导流板的下口与隔板边沿一起固接在主体罐的内壁上；隔板下面固接有一个上口小于水平隔板的锥体混合腔，其内壁的中间位置焊接一个上口小，下口大的气水混合出口；环绕分流筒的外围填充有颗粒活性炭；隔板上安装多个滤头；提升泵在主体罐外，其出口通过进水切入管接至锥体混合腔中，区间有截止阀，射流器装在截止阀的两端，其进口连通在进水切入管的靠提升泵一侧，出口连通在锥体混合腔内；射流器的中间是纯氧进口。
文档编号C02F3/10GK103253762SQ20131019809
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月26日 优先权日2013年5月26日
发明者张永, 曾郴林 申请人:云南智慧仁核桃股份有限公司, 曾郴林