一种转角可调型废水处理生化反应器的制作方法

本发明涉及一种废水生物处理装置，具体涉及一种转角可调型废水处理生化反应器。

背景技术：

传统的A/A/O工艺是典型的城市污水处理工艺，在一定程度上可解决污水的有机物去除和脱氮除磷的问题。传统的A/A/O工艺厌氧段、缺氧段和好氧段的水力停留时间之比，亦即各反应段容积之比，一般为1:1:3～4，相对容积固定，可调节性差，对于处理水质特殊的工业废水各反应段水力停留时间和处理负荷难以调节，不能适应高盐度、高COD、高浓度难降解有机物、高氮、高磷的一些工业废水,限制了此类生化反应器的发展与应用。

中国专利CN201110157920.0公开了“一种可调式生化池及其进行水处理的可调式A/A/O工艺”，尽管工艺多变，但未能从根本上分别改变厌氧段、缺氧段和好氧段的实际容积大小和相对的水力停留时间比例。中国专利CN200510132777.4“五因子可调污水处理装置”，厌氧池、缺氧池、好氧池的容积比例可以调整，但是需要将厌氧池、缺氧池和好氧池依次排列，并连成一个长方形大池，用移动隔墙来调节，几个反应段布置形式单一，不易调节，应用范围有限。中国专利CN 103408143A公开了“一种分格可调型厌氧-缺氧-好氧生化反应器”其调节是由分格数的改变来实现，而“分格”方式并非连续式的精确调节。中国专利CN103755024A公开了“一种回转式可调型厌氧-缺氧-好氧生化反应器”的调节局限在廊道的前2部分，范围主要在厌氧段和缺氧段，而好氧段的主体部分(外侧廊道)不能调节。

因此，很有必要在现有技术的基础上，研究开发一种设计合理、结构紧凑、易于调节、调节范围广，工艺多样，能适应水质变化的转角可调型废水处理生化反应器。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种设计合理、结构紧凑、易于调节、调节范围广，工艺多样，能适应水质变化的转角可调型废水处理生化反应器。

技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种转角可调型废水处理生化反应器，它呈环形廊道式，包括厌氧段、缺氧段和好氧段，厌氧段与进水管相连，好氧段与出水管相连；沿废水流动方向，在环形廊道上设置1～5块移动隔板，在环形廊道壁上设置有滑轨，移动隔板位于滑轨上；环形廊道中心位置设置有传动装置，移动隔板通过转臂与传动装置相连，所述的移动隔板的下部或上部设置有过水孔口；

所述的环形廊道下部设有固定曝气装置，所述的固定曝气装置包括曝气总管，与曝气总管相连的曝气干管，与曝气干管相连的曝气支管，曝气支管末端设有曝气头，曝气支管上设有控气阀；

所述的环形廊道的中心区域底部位置设有沉淀池，沉淀池上部与沉淀池出水渠相连，沉淀池出水渠与总出水管相连，沉淀池底部设置有沉淀池进水区、沉淀池存泥区和刮泥机；

出水管与沉淀池进水区相连。

作为优选方案，以上所述的转角可调型废水处理生化反应器，生化反应器的环形廊道下部在厌氧段或缺氧段起始处设有水下推进器；在环形廊道的沿水流方向的后1/2部分设置固定曝气装置，在环形廊道的沿水流方向的前1/2部分设置有移动曝气装置，所述的移动曝气装置包括曝气头、与曝气头相连的管道，与管道相连的鼓风机和安装在鼓风机主管路上的阀门。

作为优选方案，以上所述的转角可调型废水处理生化反应器，厌氧段起始端和沉淀池存泥区之间连接有污泥回流管；缺氧段起始端和好氧段的末端连接有污水回流管；污泥回流管和污水回流管沿环形廊道外侧布置。

作为优选方案，以上所述的转角可调型废水处理生化反应器，环形廊道上设置有2块移动隔板，沿水流方向依次分配为厌氧段、缺氧段和好氧段；其中厌氧段、缺氧段和好氧段所占的环形廊道角度之比为1：1：3，1：1：3.5，1：1：4，1：1：8，1：1：10，3：2：7，4：2：7，3：1：8，4：1：8，1：3：8或1：4：8。

作为优选方案，以上所述的转角可调型废水处理生化反应器，环形廊道上设置有5个移动隔板，环形廊道上设置有5个移动隔板，沿水流方向依次分配为缺氧段、厌氧段和好氧段，其中缺氧段设置为进行亚硝化生化反应的亚硝化段，厌氧段设置为进行厌氧氨氧化生化反应的厌氧氨氧化段，其由等容积的4部分构成；所述的亚硝化段、厌氧氨氧化段和好氧段所占的环形廊道角度之比为1：2：3或1：2：4(采用该比值的优点是将亚硝化段前置为厌氧氨氧化做准备，充分考虑厌氧氨氧化段有足够的停留时间，以适于厌氧氨氧化菌的培养与增殖。本发明通过大量实验筛选，同时兼顾工程应用的方便选定该比值)；厌氧氨氧化段为厌氧状态，厌氧氨氧化段加上盖子，使得废水中溶解氧值更低，控制溶解氧低于1.0mg/L，盖上打孔通上排气管；亚硝化段设置有微曝气装置，控制溶解氧在0.5～1.5mg/L；好氧段设置有曝气装置，控制溶解氧大于2.0mg/L。

作为优选方案，以上所述的转角可调型废水处理生化反应器，所述的构成厌氧氨氧化段的移动隔板的过水孔口依次交替位于移动隔板的下部和上部，同时两块移动隔板之间距离控制为环形廊道宽度的0.8～1.2倍，使得水流进行上下折流流动；厌氧氨氧化段的两块移动隔板之间有效过水部分设置有填料，可有利于厌氧生物膜的生长；所述的填料为悬浮球状填料；移动隔板上部的过水孔口设置有格栅，防止悬浮球状填料流出。

作为优选方案，以上所述的转角可调型废水处理生化反应器，所述的沉淀池为辐流式沉淀池，采用中心进水，周边出水的运行方式。

作为优选方案，以上所述的转角可调型废水处理生化反应器，移动隔板通过转臂与传动装置相连，通过传动装置带动旋转转臂，带动移动隔板沿着滑轨上下移动实现厌氧段、缺氧段和好氧段容积的分配和调整。

作为优选方案，以上所述的转角可调型废水处理生化反应器，所述的传动装置与刮泥机相连。

本发明可以根据具体废水的特性、处理要求和操作要求，灵活方便的采用隔板来对厌氧段、缺氧段和好氧段来进行分隔，使其中的微生物种群相对独立，相应的生化反应的环境相对保持平稳。通过机械装置调整隔板的位置，使各反应段占不同的环形廊道角度；在环形廊道等宽，等深的条件下，各反应段所占的环形廊道角度之比就是各反应段有效容积的比值，亦即各反应段水力停留时间的比值。

当处理生活污水时，同时考虑去除COD和脱氮除磷，厌氧段、缺氧段和好氧段所占角度比为1：1：3，1：1：3.5或1：1：4这样形成经典的A/A/O脱氮除磷工艺。当废水处理需要延时曝气时，厌氧段、缺氧段和好氧段所占角度比为1：1：8或1：1：10。本发明对于处理工业废水，考虑延长厌氧段相对停留时间，强化厌氧段生化处理的效果，厌氧段、缺氧段和好氧段所占角度比为3：2：7或者4：2：7。本发明在处理高磷废水时，着重需要进行除磷，考虑延长厌氧段、好氧段相对停留时间，以利于厌氧释磷和好氧吸磷，厌氧段、缺氧段和好氧段所占角度比为3：1：8或4：1：8。本发明提供的转角可调型废水处理生化反应器对于处理高氮废水，着重考虑脱氮时，考虑缩短厌氧段相对停留时间，延长缺氧段、好氧段相对停留时间，以利于工艺脱氮，厌氧段、缺氧段和好氧段所占角度比为1：3：8或1：4：8。

只设一个移动隔板时，可以取消厌氧段，缺氧段和好氧段所占角度比为1：2，形成传统A/O缺氧脱氮工艺；或取消缺氧段，厌氧段和好氧段所占角度比为1：2，形成传统A-O厌氧除磷工艺。

本发明提供的转角可调型废水处理生化反应器，其中回流污泥设在厌氧段起始处，缺氧段硝化液回流在缺氧段的起始处，均由泵和管道输送进廊道。本发明在廊道下部设置固定曝气装置，通过控气阀控制曝气量，厌氧段关闭控气阀，缺氧段、好氧段通过调节控气阀来控制曝气量，缺氧段保持混合液溶解氧在0.2～2.0mg/L，好氧段保持混合液溶解氧大于2.0mg/L。

由于生化反应器的环形廊道后半部分主要是好氧段，所以只在环形廊道的沿水流方向的后1/2部分设置固定的曝气装置；而在前1/2部分，在需要曝气的地方设置移动曝气装置，这种结构设置不仅可减少设备投入，操作运行方便，并且曝气处理效果好。移动曝气装置由曝气头、管道和连通鼓风机主管路的阀门组成，根据需要安装、拆改、移动到需要的曝气的地方再安装。移动曝气装置一般沿环形廊道外侧移动，布置合理，安装方便。厌氧段、缺氧段、好氧段和沉淀池之间的污泥回流及废水回流，通过回流泵和管道实现，回流泵和管道在环形廊道的外侧沿线布置。

除了调节成上述的多样工艺之外，还能调节成厌氧、缺氧、好氧生物耦合或反复间隔处理的多种复杂工艺。可转角可调型废水处理生化反应器在环形廊道上设置5个移动隔板，沿水流方向依次分配为缺氧段(亚硝化段)、厌氧段(厌氧氨氧化段)和好氧段，这样构成“亚硝化--厌氧氨氧化--好氧处理”的新工艺，主要适于处理氨氮高而碳氮比低的废水。其中厌氧氨氧化段由等容积的4小部分构成，构成厌氧氨氧化段的移动隔板的过水孔口，依次交替位于隔板的下部和上部，同时两隔板之间距离控制为环形廊道宽度的0.8～1.2倍，使得水流进行；厌氧氨氧化段的两隔板之间有效过水部分设置填料，有利于厌氧生物膜的形成与生长。厌氧氨氧化段实质上是形成了有填料的改良的ABR反应器，厌氧氨氧化生化反应主要在改良的ABR反应器内发生。厌氧氨氧化菌可在改良的ABR反应器内进行培养和增殖：上下折流流动使得废水与厌氧生物膜加强接触；厌氧氨氧化段加盖是为了获得比较好的厌氧条件，使得废水中DO值更低；盖上打孔通上排气管，是为了及时排除产生的沼气；设置填料，可延长厌氧污泥的停留时间，有利于厌氧生物的生长。

短程的亚硝化段、厌氧氨氧化段和好氧段所占的环形廊道角度之比为1：2：3或1：2：4；短程硝化段设置微曝气装置，控制溶解氧在0.5～1.5mg/L，厌氧氨氧化段为厌氧状态，控制溶解氧低于1.0mg/L，好氧段设置曝气装置，控制溶解氧大于2.0mg/L。短程硝化段主要控制废水中生成亚硝态氮，而生成的亚硝态氮进入厌氧氨氧化段，在能进行厌氧氨氧化的微生物作用下，在厌氧条件中与氨氮反应，生成氮气，从而实现脱氮。如果在反应器投加和培养的是全程自养的厌氧氨氧化菌则形成了“厌氧氨氧化CANON工艺”。如果在短程亚硝化段投加和培养的是亚硝化菌种，在厌氧氨氧化段投加和培养的是自养的厌氧氨氧化菌，则形成了“厌氧氨氧化OLAND工艺”。全程严格控制DO浓度，控制将硝化过程停留在亚硝化阶段，完成废水中一半NH₄⁺-N转化成NO₂^--N，再另剩余的NH₄⁺-N与NO₂^--N反应，进行的是厌氧氨氧化反应，从而能够实现高效率脱氮。适于处理C/N较低的高氮废水。

多块隔板的设置和调节，可形成“厌氧氨氧化CANON+好氧”或“厌氧氨氧化OLAND工艺+好氧”新工艺，可解决传统A/A/O工艺不能很好地处理C/N较低的高氮废水的问题。厌氧氨氧化工艺也是脱氮除磷中的以后的主要发展趋势，本发明可很好的结合厌氧氨氧化，成了有填料的改良的ABR厌氧工段。可克服A/A/O工艺无法形成厌氧氨氧化工段或厌氧氨氧化作用很微弱、难以优势占据厌氧过程的问题，取得了整体工艺预料不到的技术效果。

移动隔板通过滑轨装置实现沿着廊道方向上的移动，生化反应器环形中心设置有传动装置来旋转转臂，转臂与装有滑轨的移动隔板相连，来实现各分段容积的分配和调整。逆着水流方向，首先调节隔离好氧段的移动隔板，然后将隔板固定好；卸开转臂与隔板的连接，将转臂与另一块移动隔板接好，对另一块移动隔板调节、固定，这样便可实现一个转臂对多块移动隔板的调节，调节装置配置合理，调节方便，效率高。

有益效果：本发明提供的转角可调型废水处理生化反应器和现有技术相比具有以下优点：

1、本发明提供的转角可调型废水处理生化反应器，结构紧凑设计合理，可根据待处理水质情况灵活调节各段相对停留时间，采用隔板来对各段来进行灵活分隔，使其中的微生物种群相对独立，相应的生化反应的环境更加平稳。因而，本发明提供的生化反应器在处理不同废水时，均能保持高效生化处理，使反应器获得整体上稳定高效的处理效果。

2、本发明提供的转角可调型废水处理生化反应器，能适应不同水质特性的废水或变化水质的废水的处理需求，应用广泛。调节范围广，可涉及全部环形廊道，整个生化反应器的各个反应段。同时可调节的处理工艺进一步多样化，可克服A/A/O工艺无法形成厌氧氨氧化工段或厌氧氨氧化作用很微弱、难以优势占据厌氧过程的问题，调节形成“亚硝化—厌氧氨氧化—好氧”的组合处理过程，取得了很好的预料不到的新的技术效果。

3、本发明提供的转角可调型废水处理生化反应器，主体部分通过传动装置、转臂、滑轨、移动隔板来调节十分方便，并可实现精确调节，工作效率更高。移动曝气装置、污泥回流装置及污水回流装置，均通过环形廊道外侧沿线布置，简洁、合理、方便。

4、本发明提供的转角可调型废水处理生化反应器，采用固定曝气装置和移动曝气装置，并在生化反应器中心区域底部设有沉淀池，沉淀池底部设置有沉淀池进水区、沉淀池存泥区和刮泥机等，可充分利用环形反应器的中心位置，使得结构更加优化，并通过“生化反应-辐流沉淀”一体化处理，可更好的处理废水。

附图说明

图1为本发明提供的生化反应器的剖面结构示意图。

图2为本发明提供的生化反应器的平面结构示意图。

图3为本发明提供的生化反应器的一种分段平面结构示意图。

图4为本发明提供的一种外环廊道沿水流方向各反应段的分段示意图。

如图所示，生化反应器组成部分如下：1：进水管，2：推进器，3：厌氧段，4：移动隔板，5：缺氧段，6：移动曝气装置，7：好氧段，8：出水管，9：曝气总管，10：曝气干管，11：曝气支管，12：曝气头，13：控气阀，14：总出水管，15：污泥回流管，16：污水回流管，17：转臂，18：沉淀池，19：沉淀池出水渠，20：传动装置，21：滑轨，22：过水孔口，23：刮泥机，24：沉淀池进水区，25：沉淀池存泥区，26：填料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图1和图2所示，一种转角可调型废水处理生化反应器，所述的反应器呈环形廊道式，设置了1条连续的等宽等高的过水廊道，分配为厌氧段3、缺氧段5和好氧段7，其中沿废水流动方向，在起始廊道上设置2块移动隔板4，在环形廊道壁上设置滑轨21，生化反应器环形中心设置有传动装置20来旋转转臂17，转臂17与滑轨21之上的移动隔板4相连，通过移动隔板4来实现各分段容积的分配和调整。移动隔板4的下部或上部设置有过水孔口22。

本发明提供的转角可调型废水处理生化反应器，其中生化反应器沉淀池的沉淀污泥回流设在厌氧段起始端，依靠污泥回流管15回流；缺氧段硝化液回流设在缺氧段的起始端，依靠污水回流管16回流。本发明在环形廊道的沿水流方向的后1/2部分设置固定曝气装置，所述的固定曝气装置包括曝气总管9，与曝气总管9相连的曝气干管10，与曝气干管10相连的曝气支管11，曝气支管11末端设有曝气头12，曝气支管11上设有控气阀13。通过控气阀13控制曝气量，厌氧段关闭控气阀，缺氧段和好氧段通过调节控气阀13来控制曝气量，缺氧段保持混合液溶解氧在0.5～2.0mg/L，好氧段保持混合液溶解氧大于2.0mg/L。在需要曝气的地方设置移动曝气装置6。

移动曝气装置由曝气头、管道和连通鼓风机主管路的阀门组成，根据需要安装、拆改、移动到需要的曝气的地方再安装。移动曝气装置一般沿环形廊道外侧移动，各反应段之间的污泥回流及废水回流，通过回流泵和管道实现，回流泵和管道在环形廊道的外侧沿线布置。

生化反应器的中心位置设置沉淀池18为辐流式沉淀池，废水经处理后由出水管8进入沉淀池18，采用中心进水，周边出水的运行方式，由沉淀池进水区24进水配水，沉淀池出水渠19集水，经总出水管14出水。污泥回流由沉淀池存泥区25经污泥回流管15回流到反应器所需的生化反应段。生化反应器环形中心设置有传动装置在不进行调节时，作为沉淀池的刮泥机23的传动装置。

当处理生活污水时，处理前生活污水水质指标：COD(化学需氧量)为300～1000mg/L，氨氮为30～50mg/L，总磷为5～8mg/L，利用以上所述的生化反应器，构成厌氧段、缺氧段和好氧段的所占的环形廊道角度之比(在环形廊道等宽，等深的条件下，亦即各段分配的有效容积之比或各段的水力停留时间之比)，为1：1：3，1：1：3.5或1：1：4。采用本发明生化反应器处理后生活污水的水质指标：COD为50～80mg/L,氨氮≤5.0mg/L,总磷≤1.0mg/L(经本发明反应器处理后出水的水质指标是指经后续沉淀单元后的出水的测定数值，以下实施例中均是如此)。

实施例2

采用本发明提供的反应器处理一般工业废水，所述的反应器过水廊道设计布置和各生化反应段的分隔方式，反应器和曝气装置的运行操控方式和参数等均同实施例1。与实施例1不同的是针对处理对象的不同，而采用不同的厌氧段、缺氧段和好氧段分配容积比。

对于处理难降解的工业废水，处理前工业废水水质指标：COD为1000～3000mg/L，氨氮约为30mg/L，总磷约为5mg/L，利用以上所述的回转式可调型厌氧-缺氧-好氧生化反应器，需要延长厌氧段相对水力停留时间，强化厌氧段生化处理的效果，厌氧段、缺氧段和好氧段所占的环形廊道角度之比为3：2：7或4：2：7，采用本发明生化反应器处理后废水的水质指标：COD为50～150mg/L,氨氮≤5.0mg/L,总磷≤1.0mg/L。

实施例3

采用本发明提供的反应器处理高磷废水，所述的反应器过水廊道设计布置和各生化反应段的分隔方式，反应器和曝气装置的运行操控方式和参数等均同实施例1。与实施例1不同的是针对处理对象的不同，而采用不同的厌氧段、缺氧段和好氧段容积比。

对于处理高磷废水，处理前工业废水水质指标：COD(化学需氧量)为400～1000mg/L，氨氮约为10mg/L，总磷约为20mg/L，利用以上所述的回转式可调型厌氧-缺氧-好氧生化反应器，需要进行除磷，延长厌氧段、好氧段相对水力停留时间，以利于厌氧释磷和好氧吸磷，厌氧段、缺氧段和好氧段所占的环形廊道角度之比为3：1：8或4：1：8，采用本发明生化反应器处理后废水的水质指标：COD为50～80mg/L,氨氮≤5.0mg/L,总磷≤1.0mg/L。

从实例1～3可以看出本发明反应器处理适用面广，面对多种类型水质废水均能保持高效生化处理的优点。

实施例4

采用转角可调型废水处理生化反应器处理变化水质废水，所述的反应器过水廊道设计布置和各生化反应段的分隔方式，反应器和曝气装置的运行操控方式和参数等均同实施例1。与实施例1不同的是针对废水水质的变化，而采用不同的厌氧段、缺氧段和好氧段分配容积比，并进行及时的调整。

起初待处理废水水质同实施例1，以生活污水为主，处理前生活污水水质指标：COD为300～1000mg/L，氨氮为30～50mg/L，总磷为5～8mg/L，利用以上所述的回转式可调型厌氧-缺氧-好氧生化反应器，构成厌氧段、缺氧段和好氧段的分配容积比为1：1：3，采用本发明生化反应器处理后生活污水的水质指标：COD为50～80mg/L,氨氮≤5.0mg/L,总磷≤1.0mg/L。

当上述废水处理进水水质发生变化或波动时，(例如在建的工业集中区时有少量工业废水进入生活污水处理厂处理，或有工业废水管道泄漏进市政管网)处理前的废水变化为COD为500～2000mg/L，氨氮25～50mg/L，总磷3～5mg/L，如果厌氧段、缺氧段和好氧段的分配容积比仍然保持为比为1：1：3，则不适应现在的进水水质，长期运行会导致生化处理效率下降，特别是出水COD的值会升高，导致出水不达标。此时应该对厌氧段、缺氧段和好氧段分配容积比进行调整，延长厌氧段相对水力停留时间，强化厌氧段生化处理的效果，厌氧段、缺氧段和好氧段分配容积比为3：2：7或4：2：7。经过这样的调整，同时加大好氧段曝气量，反应器适应现在的进水水质，调整后反应器处理之后废水的水质指标：COD为50～80mg/L,氨氮≤5.0mg/L,总磷≤1.0mg/L，因而使得本发明反应器始终保持高效生物处理。

从实例4可以看出本发明反应器适应变化废水水质的处理，具有调节灵活的优点。

实施例5

如图3和图4，一种转角可调型废水处理生化反应器，呈环形廊道式，设置了1条连续的等宽等高的过水廊道，分配为缺氧段(亚硝化段)、厌氧段(厌氧氨氧化段)和好氧段，其中沿废水流动方向，在起始廊道上设置5块移动隔板4，在廊道壁上设置滑轨装置21，移动隔板通过滑轨装置实现沿着廊道方向上的移动，生化反应器环形中心设置有传动装置20来旋转转臂17，转臂17与滑轨21之上的移动隔板4相连，从而移动相应的移动隔板4来实现各分段容积的分配和调整。其中厌氧氨氧化段由等容积的4小部分构成，亚硝化段、厌氧氨氧化段和好氧段所占的环形廊道角度之比为1：2：3或1：2：4；厌氧氨氧化段为厌氧状态，厌氧氨氧化段加上盖子，使得废水中DO值更低，控制溶解氧低于1.0mg/L，盖上打孔通上排气管；亚硝化段设置有微曝气装置，控制溶解氧在0.5～1.5mg/L；好氧段设置有曝气装置，控制溶解氧大于2.0mg/L。构成厌氧氨氧化段的移动隔板的过水孔口，依次交替位于隔板的下部和上部，同时两隔板之间距离控制为环形廊道宽度的1.0倍，使得水流进行上下折流流动；厌氧氨氧化段的两隔板之间有效过水部分设置填料26，有利于厌氧生物膜的生长。

移动曝气装置和回流等设置同实例1。沉淀池设置同实例1。

当处理C/N较低的高氮废水时，处理前水质指标：COD(化学需氧量)为300～500mg/L，氨氮为500～1000mg/L，总磷为5～8mg/L，利用以上所述的生化反应器，构成亚硝化段、厌氧氨氧化段和好氧段所占的环形廊道角度之比为1：2：3或1：2：4。采用本发明生化反应器处理后的水质指标：COD为50～80mg/L,氨氮≤20.0mg/L,总磷≤1.0mg/L。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。