一种垂直内循环三相流化床及其污水处理方法与流程

本发明涉及污水处理技术，尤其是涉及一种垂直内循环三相流化床及其污水处理方法。

背景技术：

污水处理过程中，需要在好氧和厌氧环境下分别进行硝化和反硝化反应，进而除去氨氮，而好氧和厌氧环境需要不同的反应器，从而导致污水处理需要多个较为繁杂的步骤及不同的反应器。其一方面导致能源的大量浪费，另一方面也不利于污水处理效率的提高。

有鉴于此，提供一种可同时进行硝化和反硝化的反应器成为现阶段亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种垂直内循环三相流化床及其污水处理方法，解决现有技术中污水处理需要多个反应器配合处理导致能源浪费、处理效率低下的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种垂直内循环三相流化床，包括，

竖直设置的反应筒，所述反应筒内形成有反应腔体；

同轴内置于反应腔体的导流筒；

设于所述反应腔体底部的曝气装置，所述曝气装置位于所述导流筒正下方；及

同轴设于所述导流筒正上方的出水装置。

优选的，所述出水装置包括外整流筒、内整流筒、载体分离器及出水管，所述内整流筒同轴内置于外整流筒并与外整流筒之间形成一整流腔，所述外整流筒与所述反应筒之间形成有一与所述整流腔的下端连通的出水腔，所述载体分离器的出水端与所述整流腔连通，所述出水管与所述出水腔的上端连通。

优选的，所述垂直内循环三相流化床还包括一外径由上至下逐渐增大的锥形罩，所述锥形罩的上端与所述内整流筒连接，所述导流筒上端延伸至所述锥形罩内。

优选的，所述载体分离器为多个且沿所述内整流筒内壁周向均匀布置，每个所述载体分离器均包括：

一分离筒，所述分离筒侧壁上设置有多个分离孔；

内置于所述分离筒的出水筒，所述出水筒与所述分离筒之间形成有分离腔体，所述出水筒一端穿过所述分离筒并与所述整流腔连通、另一端沿所述分离筒轴向延伸并与所述分离筒端部之间形成有与所述分离腔体连通的间隙。

优选的，每个所述分离孔均为沿所述分离筒周向布置的弧形孔，多个所述分离孔沿所述分离筒轴向均匀布置。

优选的，所述垂直内循环三相流化床还包括一反冲洗装置，所述反冲洗装置包括一反冲洗进气管、与所述反冲洗进气管连通的呈环状的反冲洗主管、及多个反冲洗分管，每个所述反冲洗分管均一端与所述反冲洗主管连通、另一端与所述分离腔体连通。

优选的，所述出水装置包括一与所述出水腔上端连通的溢流堰，所述出水管与所述溢流堰连接。

优选的，所述曝气装置包括一曝气进气管及与所述曝气进气管连通的多个曝气盘，多个所述曝气盘呈环形阵列布置于所述导流筒正下方。

同时，本发明还提供一种上述垂直内循环三相流化床的污水处理方法，包括如下步骤：

(1)由反应腔体底部通入污水，向污水中加入悬浮填料并开启曝气装置进行曝气；

(2)悬浮填料在曝气装置作用下沿导流筒向上运动，并使得导流筒内外的悬浮填料循环流动；

(3)曝气后静置，并通过出水装置将反应腔体顶端的澄清水排出。

优选的，在导流筒上方形成絮凝澄清层并对污水进行二次生化处理。

与现有技术相比，本发明通过设置导流筒及配合设置于导流筒下方的曝气装置使导流筒内形成好氧区、导流筒外形成厌氧区和兼氧区，曝气装置产生气体驱动载体沿导流筒向上运动并在导流筒内外循环，进而循环进行硝化、反硝化交替反应，其有利于提高污水处理效率。

附图说明

图1是本发明的垂直内循环三相流化床的连接结构示意图；

图2是本发明的图1的A部放大图；

图3是本发明的曝气装置的连接结构示意图；

图4是本发明的载体分离器的连接结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1～4，本发明的实施例提供了一种垂直内循环三相流化床，包括，

竖直设置的反应筒1，所述反应筒1内形成有反应腔体；

同轴内置于反应腔体的导流筒2；

设于所述反应腔体底部的曝气装置3，所述曝气装置3位于所述导流筒2正下方；及

同轴设于所述导流筒2正上方的出水装置4。

本实施例垂直内循环三相流化床的进水管5可设置于反应筒1侧壁靠近底部位置，使反应腔体内由底部进水，进水同时加入悬浮填料并开启曝气装置3，当反应腔体内水位至导流筒2内后，由于曝气装置3位于导流筒2正下方，故曝气时，气体直接通过导流筒2后排出，从而使导流筒2内形成好氧区，导流筒2外形成厌氧区和兼氧区，使得进水时加入的悬浮填料上形成不同的菌种。当水位达到一定量后，导流筒2被淹没，在曝气装置3的作用下，导流筒2内的悬浮填料由下至上运动，而导流筒2与反应筒1之间的悬浮填料则由上至下运动，从而形成了导流筒2内外悬浮填料的循环运动，从而使得污水交替进行硝化、反硝化反应，其实现了同一反应筒1内硝化、反硝化反应的交替发生，其降低了能源消耗、建造成本，提高了污水处理效率。生化反应后静置，位于反应腔体上端的澄清液可通过出水装置4排出。其中，在上述硝化、反硝化反应过程中，随着悬浮填料的生物膜的深度不同，生物膜内会形成短程硝化和厌氧氨氮化，从而进一步的提高本实施例导流筒2内外的污水处理效率和去氨氮率。

本实施例所述出水装置4包括外整流筒41、内整流筒42、载体分离器43及出水管44，所述内整流筒42同轴内置于外整流筒41并与外整流筒41之间形成一整流腔，所述外整流筒41与所述反应筒1之间形成有一与所述整流腔的下端连通的出水腔，所述载体分离器43的出水端与所述整流腔连通，所述出水管44与所述出水腔的上端连通。本实施例进水时为间歇进水，反应完成后由于活性污泥可穿过载体分离器43进入整流腔内，故从载体分离器43进入整流腔的污水中的污泥可沉淀，而进入出水腔内的则为澄清水，出水腔内的澄清水可通过出水管44溢流出去。其中，在静置时，悬浮填料由于没有进水及曝气的支撑，易垮塌，而在重力作用下，垮塌的悬浮填料会相互碰撞，使悬浮填料上形成的生物膜脱落、再生，从而为下一次进水提供条件。

为了便于出水，所述出水装置4包括一与所述出水腔上端连通的溢流堰45，所述出水管44与所述溢流堰45连接。

进一步的，所述垂直内循环三相流化床还包括一外径由上至下逐渐增大的锥形罩6，所述锥形罩6的上端与所述内整流筒42连接，所述导流筒2上端延伸至所述锥形罩6内，而且锥形罩6的外缘与反应筒1内壁之间具有间隙。在滗水时，污水由内整流筒42内通过载体分离器43进入整流腔内，进入整流腔的污水中污泥沿锥形罩6外壁向下运动至导流筒2与反应筒1之间，而曝气时由上述间隙进入运动至内锥形罩6上方的悬浮填料则随污泥落至锥形罩6上表面，从而使得锥形罩6上表面形成一絮凝澄清层，该絮凝澄清层可与将出水的污水之间进行二次反应，其有利于提高反应效率。

如图4所示，为了提高载体分离器43分离的均衡性及出水效率，所述载体分离器43为多个且沿所述内整流筒42内壁周向均匀布置，每个所述载体分离器43均包括分离筒431和出水筒432，分离筒431侧壁上设置有多个分离孔431a，出水筒432内置于所述分离筒431并与所述分离筒431之间形成有分离腔体，所述出水筒432一端穿过所述分离筒431并与所述整流腔连通、另一端沿所述分离筒431轴向延伸并与所述分离筒431端部之间形成有与所述分离腔体连通的间隙。即澄清水由分离孔431a进入分离腔体内，并通过分离筒431端部与出水筒432之间的间隙进入出水筒432内，然后进入整流腔内并通过溢流堰45溢出。

其中，本实施例每个所述分离孔431a均为沿所述分离筒431周向布置的弧形孔，多个所述分离孔431a沿所述分离筒431轴向均匀布置，采用弧形孔可提高分离筒431的出水效率。

由于出水时，生物膜和少量细微悬浮填料可穿过分离孔431a进入载体分离器43，其一方面易导致分离孔431a堵塞，另一方面易在出水筒432内累积、板结，进而导致载体分离器43的出水端堵塞，为了避免载体分离器43发生堵塞，如图1、图2所示，所述垂直内循环三相流化床还包括一反冲洗装置7，所述反冲洗装置7包括一反冲洗进气管71、与所述反冲洗进气管71连通的呈环状的反冲洗主管72、及多个反冲洗分管73，每个所述反冲洗分管73均一端与所述反冲洗主管72连通、另一端与所述分离腔体连通。具体设置时，分离孔431a靠近分离筒431上端设置，反冲洗分管73连接于分离筒431下端，其有利于对分离筒431及出水筒432的出水端同时进行反冲洗。反冲洗时，可通过一供气机构与反冲洗进气管71连接，气体依次通过反冲洗进气管71、反冲洗主管72、反冲洗分管73、分离腔体、出水筒432。

如图3所示，本实施例所述曝气装置3包括一曝气进气管31及与所述曝气进气管31连通的多个曝气盘32，多个所述曝气盘32呈环形阵列布置于所述导流筒2正下方，将多个曝气盘32设置呈环形阵列布置可与导流筒2相配合，促进导流筒2内悬浮填料的上升运动。

本实施例的上述垂直内循环三相流化床的污水处理流程如下：由进水管向反应腔体底部进水，进水过程中加入悬浮填料并进行曝气，曝气装置曝气时悬浮填料在曝气装置作用下沿导流筒向上运动，并使得导流筒内外的悬浮填料循环流动，使导流筒内外分别进行硝化、反硝化反应，且悬浮载体上生物膜可进行短程硝化及厌氧氨氮化，从而提高污水处理效率，生化反应后静置，内整流筒内污水由载体分离器进入整流腔内，污水中污泥沿锥形罩外壁向下运动，而进入出水腔内的澄清水通过溢流堰溢流而出。其中，在静置时，可进行反冲洗，将载体分离器内的悬浮填料及生物膜冲洗至污水中并沉淀下来。

与现有技术相比，本发明通过设置导流筒及配合设置于导流筒下方的曝气装置使导流筒内形成好氧区、导流筒外形成厌氧区和兼氧区，曝气装置产生气体驱动载体沿导流筒向上运动并在导流筒内外循环，进而循环进行硝化、反硝化交替反应，其有利于提高污水处理效率。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。