硝化反硝化一体化生物反应器的制作方法

本实用新型涉及环保技术领域,具体地,本实用新型涉及一种硝化反硝化一体化生物反应器。

背景技术：

相关技术中，在废水硝化反硝化中，硝化和反硝化通常需要设置两个反应器，一个反应器用作兼氧的反硝化反应器，另一个用作好氧的硝化反应器。在硝化反应器中氨氮被氧化成硝酸盐氮或者亚硝酸氮，通过循环泵将硝化反应器的泥水混合物回流至反硝化反应器，利用反硝化反应器中的碳源作为还原剂将氧化态的硝酸盐氮或者亚硝酸氮还原成氮气，从而实现脱氮的功能。硝化反硝化反应器后后端接有沉淀池，用于将泥水分离后的污泥回流至硝化反应器中，维持硝化反应器内足够的污泥量。然而，这种废水硝化反硝化两步法处理工艺存在流程复杂、占地面积大，配套设备数量多、投资大、维护成本高的问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种硝化反硝化一体化生物反应器，该硝化反硝化一体化生物反应器具有工艺流程简单、占地面积小，结构紧凑、运行维护成本低和能耗低等优点。

为实现上述目的，根据本实用新型提出一种硝化反硝化一体化生物反应器，所述硝化反硝化一体化生物反应器包括：罐体，所述罐体内具有反应室；曝气装置，所述曝气装置设在所述反应室内，所述反应室的位于所述曝气装置上方的部分构成好氧区且所述反应室的位于所述曝气装置下方的部分构成兼氧区，所述兼氧区具有废水进口，所述好氧区具有呼吸口；脱气沉淀器，所述脱气沉淀器设在所述好氧区内；混合液回流管，所述混合液回流管分别与所述好氧区和所述兼氧区相连，用于将所述好氧区的泥水混合液回流至所述兼氧区。

根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器具有工艺流程简单、占地面积小，结构紧凑、运行维护成本低和能耗低等优点。

另外，根据本实用新型的硝化反硝化一体化生物反应器还具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述硝化反硝化一体化生物反应器还包括：回流泵，所述回流泵设在所述混合液回流管上；布水器，所述布水器设在所述兼氧区且与所述废水进口相连。导流筒，所述导流筒设在所述兼氧区内且所述导流筒的上端和下端敞开。

根据本实用新型的一个实施例，所述硝化反硝化一体化生物反应器还包括：吹扫管，所述吹扫管伸入到所述脱气沉淀器内，用于向所述脱气沉淀器内吹送空气以避免所述脱气沉淀器堵塞；设在所述罐体外且与所述曝气装置和所述吹扫管相连的曝气风机或曝气泵。

根据本实用新型的一个实施例，所述硝化反硝化一体化生物反应器还包括：还原剂投加管，所述还原剂投加管设在所述罐体外且与所述废水进口相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述硝化反硝化一体化生物反应器还包括：污泥排放管，所述污泥排放管与所述脱气沉淀器相连，用于排出所述脱气沉淀器内的多余污泥。

根据本实用新型的一个实施例，所述罐体的顶部敞开以形成所述呼吸口，或所述罐体的顶部设有所述呼吸口形成在其上的罐盖。

根据本实用新型的一个实施例，所述好氧区和所述兼氧区内分别设有悬浮填料或固定填料。

根据本实用新型的一个实施例，所述脱气沉淀器包括箱体，所述箱体内形成好氧三相分离室，所述好氧三相分离室的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小，所述好氧三相分离室的底部具有污泥出口，所述好氧三相分离室内的上部设有隔板，所述隔板将所述好氧三相分离室的上部分隔成好氧脱气区和好氧沉淀区，所述好氧脱气区的底部与所述好氧沉淀区的底部连通以便废水从所述好氧区溢流到所述好氧脱气区内进而从所述好氧脱气区的底部流到所述好氧沉淀区内，所述好氧沉淀区内设有沉淀斜板或沉淀斜管，所述好氧沉淀区内设有溢流堰，所述溢流堰具有将在所述好氧沉淀区内与污泥分离后水排出到所述罐体外面的出水口。

根据本实用新型的一个实施例，与所述分隔板限定出所述好氧脱气区的箱体部分的上沿低于所述隔板的上沿以及与所述隔板限定出所述好氧沉淀区的箱体部分的上沿。

根据本实用新型的一个实施例，所述箱体的横截面为矩形，所述箱体的下部的第一纵侧壁的下端倾斜地向下延伸超过所述箱体的下部的第二纵侧壁的下端，且所述第一纵侧壁的下端与所述第二纵侧壁的下端在上下方向上重叠。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器的结构示意图。

图2是根据本实用新型另一个实施例的硝化反硝化一体化生物反应器的结构示意图。

附图标记：

硝化反硝化一体化生物反应器1、

罐体100、兼氧区120、好氧区130、废水进口121、呼吸口131、罐盖140、

曝气装置200、

脱气沉淀器300、箱体310、好氧三相分离室311、污泥出口312、第一纵侧壁313、第二纵侧壁314、隔板320、好氧脱气区321、好氧沉淀区322、沉淀斜板或沉淀斜管323、溢流堰330、出水口331、

混合液回流管400、

回流泵500、布水器600、导流筒700、吹扫管800、曝气风机或曝气泵900、还原剂投加管1000、污泥排放管1100。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1包括罐体100、曝气装置200、脱气沉淀器300和混合液回流管400。

罐体100内具有反应室。曝气装置200设在所述反应室内，利用气体在水中上升的原理，所述反应室的位于曝气装置200上方的部分构成好氧区130，且所述反应室的位于曝气装置200下方的部分构成兼氧区120，好氧区130的含氧量高于兼氧区120的含氧量，即兼氧区120的含氧量较低，好氧区130的含氧量较高，兼氧区120内设置反硝化细菌，好氧区130内设置硝化细菌。兼氧区120具有废水进口121，好氧区130具有呼吸口131。脱气沉淀器300设在好氧区130内。混合液回流管400分别与好氧区130和兼氧区120相连，用于将好氧区130的泥水混合液回流至兼氧区120。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1的废水处理过程。

废水通过废水进口121进入反应室内，曝气装置200向好氧区130曝气供氧，并使好氧区130内的硝化细菌与水充分、剧烈接触，利用硝化细菌将废水中的氨氮氧化成硝酸盐氮或者亚硝酸氮，然后通过混合液回流管400，将好氧区130的泥水混合物回流至兼氧区120，利用反硝化细菌将废水中的氧化态的硝酸盐氮或者亚硝酸氮还原成氮气，实现废水脱氮，还原剂可以利用废水中的COD，经还原反应后的水中夹带空气、氮气和污泥，脱气沉淀器300将三者分离，防止气泡影响沉淀过程并保证澄清的出水，其中，分离出的氮气以及通过曝气装置200进入的空气由呼吸口131排出，分离出的污泥沉淀至好氧区130参与下次反应，分离出的水输送至后续处理工序。

根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1，通过曝气装置200在反应室内限定出兼氧区120和好氧区130，并在好氧区130设置脱气沉淀器300，可以在一个罐体100内同时进行硝化处理和反硝化处理，结构紧凑、占地面积小，且无需运输设备在硝化处理、反硝化处理和沉淀处理间进行废水的运输，能耗及设备维护要求和成本低。因此，根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1具有工艺流程简单、占地面积小，结构紧凑、运行维护成本低和能耗低等优点。

下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1包括罐体100、曝气装置200、脱气沉淀器300和混合液回流管400。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1和图2所示，硝化反硝化一体化生物反应器1还包括回流泵500、布水器600和导流筒700。

回流泵500设在混合液回流管400上，用于将好氧区130的泥水混合物通过混合液回流管400泵送至兼氧区120，进行反硝化处理。布水器600设在兼氧区120且与废水进口121相连，布水器600将由废水进口121进入的废水均匀分散至反应室内，以使废水与硝化细菌和反硝化细菌充分、剧烈的接触。导流筒700设在兼氧区120内，导流筒700的上端和下端敞开且位于布水器600上方，起到导流作用，能够进一步使反应室内的水与硝化细菌和反硝化细菌充分接触，硝化细菌和反硝化细菌呈悬浮状态，提高废水与硝化细菌和反硝化细菌的接触程度，从而提高废水脱氮效率。

在本实用新型的一些具体示例中，如图1和图2所示，硝化反硝化一体化生物反应器1还包括吹扫管800和曝气风机或曝气泵900。

吹扫管800伸入到脱气沉淀器300内，用于向脱气沉淀器300内吹送空气以避免脱气沉淀器300堵塞。举例而言，吹扫管800可以为曝气装置200的支管，且吹扫管800上设有位于罐体100外的控制阀，控制阀间歇开关吹扫管800，从而间歇吹扫以避免脱气沉淀器300被污泥堵塞。

曝气风机或曝气泵900设在罐体100外面且与曝气装置200和吹扫管800相连。在一些实施例中，曝气装置200为鼓风曝气且包括曝气风管和安装在曝气风管末端的曝气盘或曝气管，曝气泵或曝气风机800通过曝气风管将空气输送到曝气管或曝气盘，曝气管或曝气盘将空气曝气到好氧区130内。可选地，曝气装置200可以为射流式曝气装置，在此情况下，无需设在好氧区130外面的曝气泵或曝气风机，射流式曝气装置利用射流式水力冲击式空气扩散装置将空气吸入到好氧区130内，例如设在好氧区130内的射流器。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1和图2所示，硝化反硝化一体化生物反应器1还包括还原剂投加管1000和污泥排放管1100。

还原剂投加管1000设在罐体100外且与废水进口121相连，通过还原剂投加管1000向兼氧区120投加还原剂，例如碳源，从而加速反硝化反应，提高脱氮效率。污泥排放管1100与脱气沉淀器300相连，用于排出脱气沉淀器300内的多余污泥。

可选地，罐体100的顶部可以全部敞开以构成呼吸口131(如图2所示)，以保空气迅速排出。当然，根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1并不限于此，罐体100的顶部也可以设有罐盖140，呼吸口131设在罐盖140上(如图1所示)，如此在实现气体排放的同时可以避免其它杂质等进入反应室。

有利地，好氧区130和兼氧区120内设有悬浮填料或固定填料，这样可以提高系统截留污泥的能力，进而提高好氧区130内的硝化细菌浓度和兼氧区120内的反硝化细菌的浓度，提高脱氮能力。

在根据本实用新型的一些具体实施例中，如图1和图2所示，脱气沉淀器300设在混合液回流管400上方且包括箱体310，箱体310内形成好氧三相分离室311，好氧三相分离室311的底部具有污泥出口312。好氧三相分离室311内的上部设有隔板320，隔板320将好氧三相分离室311的上部分隔成好氧脱气区321和好氧沉淀区322，好氧脱气区321的底部与好氧沉淀区322的底部连通以便废水从好氧区130溢流到好氧脱气区321内进而从好氧脱气区321的底部流到好氧沉淀区322内，好氧沉淀区322内设有沉淀斜板或沉淀斜管323，好氧沉淀区322内设有溢流堰330，溢流堰330具有将在好氧沉淀区322内与污泥分离后水排出到罐体100外面的出水口331，好氧三相分离室311的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小。吹扫管800伸入到好氧三相分离室311内。

下面参考1和图2描述脱气沉淀器300对水、空气和硝化细菌污泥的分离过程。

随着废水持续进入反应室，好氧区130内的水位逐渐升高，经硝化处理后的水中夹带空气、氮气和硝化细菌污泥，夹带空气、氮气和硝化细菌污泥的水溢流至好氧三相分离室311的好氧脱气区321，其中空气和氮气上升由呼吸口131排出，完成空气分离，而夹带硝化细菌污泥的水由好氧脱气区321的底部流向好氧沉淀区322，此时硝化细菌污泥沉淀下沉并在好氧沉淀区322下部倾斜的内壁的引导下聚集至污泥出口312，由污泥出口312排出脱气沉淀器300，完成硝化细菌污泥的分离，而剩下的水溢流至溢流堰330内，并由出水口331输送至后续处理工序，硝化细菌污泥与水在上升过程中，硝化细菌污泥在沉淀斜板或沉淀斜管323的内壁上沉降并滑落到好氧沉淀区322内，有助于硝化细菌污泥与水分离，至此，完成水、硝化细菌污泥、空气和氮气的分离。在此分离过程中，吹扫管800定期向好氧三相分离室311内吹气，从而可以避免好氧三相分离室311被硝化细菌污泥堵塞。

有利地，如图1和图2所示，与隔板320限定出好氧脱气区321的箱体310部分的上沿低于隔板320的上沿以及与隔板320限定出好氧沉淀区322的箱体310部分的上沿。换言之，箱体310的限定出好氧脱气区321的部分的上沿，低于箱体310的限定出好氧沉淀区322的部分上沿，且低于隔板320的上沿。溢流堰330的上沿可以与箱体310的限定出好氧脱气区321的部分的上沿平齐或高于箱体310的限定出好氧脱气区321的部分的上沿，并且溢流堰330的上沿低于箱体310的限定出好氧沉淀区322的部分上沿以及隔板320的上沿。由此可以防止好氧脱气区321内的水从上方溢流至好氧沉淀区322，保证好氧脱气区321内的水从好氧脱气区321底部流至好氧沉淀区322，进而使硝化细菌污泥充分分离，并且好氧沉淀区322内的水通过溢流至溢流堰330内，避免了溢流堰330内的水中夹带硝化细菌污泥。

可选地，如图1和图2所示，箱体310的横截面为矩形，箱体310的下部的第一纵侧壁313的下端倾斜地向下延伸超过箱体310的下部的第二纵侧壁314的下端，且第一纵侧壁313的下端与第二纵侧壁314的下端在上下方向上重叠。

举例而言，箱体310的四个纵向侧壁中，沿水平方向长度较长的两个分别为第一纵侧壁313和第二纵侧壁314，第一纵侧壁313的下端和第二纵侧壁314的下端相对于第一纵侧壁313的上端和第二纵侧壁314的上端相互邻近，第一纵侧壁313的下端位于第二纵侧壁314的下端的下方，且第一纵侧壁313的下端和第二纵侧壁314的下端在水平面内的投影重叠，第一纵侧壁313的下端与第二纵侧壁314的下端之间的间隙构成污泥出口312，由此一方面可以保证好氧三相分离室311内的硝化细菌污泥沉淀后能够通过污泥出口312顺利返回好氧区130，且另一方面该污泥出口312的结构能够阻挡好氧区130内的硝化细菌污泥从污泥出口312进入好氧三相分离室311，保证脱气沉淀器300的硝化细菌污泥分离效果以及出水质量。

根据本实用新型实施例的硝化反硝化一体化生物反应器1，在一个罐体100内同时进行硝化处理和反硝化处理，结构紧凑、占地面积小，且无需运输设备在硝化处理、反硝化处理和沉淀处理间进行废水的运输，能耗及设备维护要求和成本低。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。