专利名称：复合式hbf模块反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种复合式HBF模块反应器。
背景技术：
国家“十二五”规划制定了大力推进城镇化建设，加快城镇整体经济和社会发展的战略方针。环保向来是城镇化建设的重中之重，但由于技术能力有限、投资成本过高、产出无法达到预期效果等原因，在城镇化进程中出现了严重的环境污染问题，特别是与日常生活密不可分的污水处理问题。间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor,简称SBR)又称序批式活性污泥法，是一种不同于传统活性污泥法的废水处理工艺。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。但是目前的SBR运行仍具有如下缺点:(I)单一的SBR反应器需要较大的调节池。(2)处理水量大时，来水与间歇进水不匹配的问题难以解决。此时需要多套SBR反应器并联运行，阀门切换频繁，操作程序复杂。(3)大水量时，优势不明显。无论水量大小，SBR法的基建投资和运行费用都与氧化沟相当，但基建投资比传统活性污泥法降低20%左右。水量小时，SBR的运行费用比传统活性污泥法省20%左右，但水 量大时。SBR运行费用与传统法相近。可见SBR对大水量失去了优势。(4)设备闲置率高。( 5 )污水提升的阻力损失较大。因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型、高效的好氧处理技术HBF工艺(Honess Hybrid Biological & Fixed film Technology 简称 HBF)及装置。
实用新型内容有鉴于现有技术的上述不足，本实用新型提出一种结构和工艺流程简单、灵活，配水均匀，具有良好的微生物、污水反应体系，处理效果更高效，而且投资省，自动化程度高的复合式HBF模块反应器。为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合式HBF模块反应器，包括依次相连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和SBR池；其中，所述SBR池包括第一 SBR池和第二 SBR池，所述第一 SBR池和第二 SBR池同时与所述好氧池连接，且所述好氧池、第一 SBR池和第二 SBR池内分别设置有酶浮填料。上述复合式HBF模块反应器在AAO-SBR基础上，通过在所述好氧池、第一 SBR池和第二 SBR池内分别设置酶浮填料作为生物附着载体，使得反应器的生物总量是同体积的活性污泥法的2倍以上，大大提升了反应器的处理能力简化了反应器结构。由于酶浮填料的存在，对水流及气流均起到强制紊动的作用，同时促进水中污染物、空气与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。因此，在所述好氧池、第一SBR池和第二 SBR池内均无需再加设搅拌器，以及反应器无需另外设置初沉池和二沉池，复合式HBF模块反应器中污泥泥龄长，反应器容积负荷高，水力停留时间短且氧的转化率高，可以有效节省投资与运行成本。且本实用新型的复合式HBF模块反应器对于单个SBR池为间断进水，但对于整座反应器而言，实现了连续进水、出水，使得整个工艺出水连续均匀，操作管理方便。作为本实用新型的进一步改进，所述好氧池内的酶浮填料为垂直设置。作为本实用新型的进一步改进，所述第一 SBR池和第二 SBR池内的酶浮填料与池内水流方向呈60° -80°的夹角设置，使得酶浮填料相当于一般斜板设置，增加沉淀效率之作用，在出水时增加了分离区的面积，提高了分离效率，降低了出水SS，使固液分离效果更好，在反应时提高了 SBR池的污泥浓度，提升了反应效果。作为本实用新型的进一步改进，所述厌氧池、缺氧池、好氧池、第一 SBR池和第二SBR池均为能够工厂化预制及现场拼装的模块化组件，所述厌氧池和缺氧池组合预制形成厌氧缺氧模块，所述好氧池预制形成好氧模块，所述第一 SBR池预制形成第一 SBR模块，以及所述第二 SBR池预制形成第二 SBR模块。所述厌氧缺氧模块包括相互导通连接的厌氧区和缺氧区，且所述厌氧区上设置有污水进水管，所述缺氧区通过管道连接所述好氧模块，所述好氧模块通过管道同时连接所述第一 SBR模块和第二 SBR模块，所述第一 SBR模块和第二 SBR模块上均设置有出水管。
本实用新型的复合式HBF模块反应器将各主要部件制作成模块化组件，有利于工厂预制和生产，且便于现场拼装。作为本实用新型的进一步改进，所述好氧模块与所述厌氧缺氧模块之间还设置有用于将所述好氧模块内的硝化液回流输送至所述厌氧缺氧模块的硝化液回流泵，所述硝化液回流泵的输入端连接所述好氧模块，所述硝化液回流泵的输出端连接在所述厌氧缺氧模块的缺氧区上。作为本实用新型的进一步改进，所述第一 SBR模块和第二 SBR模块上设置有用于将池内污泥输送至所述厌氧缺氧模块的污泥回流装置，所述污泥回流装置的污泥输入端设置在所述第一 SBR模块和第二 SBR模块，所述污泥回流装置的污泥输出端设置在所述厌氧缺氧模块的厌氧区上。作为本实用新型的进一步改进，所述好氧模块、第一 SBR模块和第二 SBR模块内均分别设置有曝气装置，所述曝气装置包括射流曝气器和射流循环泵。作为本实用新型的进一步改进，所述污泥回流装置包括穿孔吸泥管、污泥回流泵和污泥回流管，所述穿孔吸泥管设置在所述第一 SBR模块和第二 SBR模块内，所述污泥回流泵输入端连接所述穿孔吸泥管，所述污泥回流泵输出端与所述污泥回流管的一端连接，所述污泥回流管的另一端与所述厌氧缺氧模块的厌氧区连接。需补充说明的是，本实用新型中的上述酶浮填料，可选用公告号为CN 101633529B名称为“应用于高难废水处理的离子型酶促悬浮填料制造方法”所制造获得的离子型酶促悬浮填料，本文不再赘述。[0025]综上所述，本实用新型复合式HBF模块反应器及污水处理工艺的有益效果如下:I)本实用新型的结构和工艺流程简单，土建和投资低，无初沉池、二沉池，自动化程度高，同时池中微生物总量由悬浮态的活性污泥及附着生物的生物膜组成，污泥浓度可达8000mg/L以上，即使在生物负荷不增加的情形下，也使得系统可以承受更高的容积负荷，故池容远较传统的生化处理系统为低，使得土建占地及投资远低于现有生化处理工艺。2)对于单个SBR池为间断进水，但对于整座反应器而言，实现了连续进水、出水，使得整个工艺出水连续均匀，操作管理方便。3)池内水位基本恒定，好氧池(好氧模块)处于常曝气状态，增加了池子容积利用率，提高了设备的利用率；鼓风机压力稳定、效率高；空气氧转化利用率高，容积负荷和污泥负荷高。同时，由于酶浮填料的填充，对于底部微孔曝气所释放的气泡起到二次剪切及防止并聚系统，相应延长了空气与水、微生物传质时间；填料拦截所形成的紊流水力剪切，使气泡高度细化并均匀分散，决定了池内空气氧的转化利用率高。足够的溶解氧是保证好氧生物处理系统高负荷运行的条件，这也是本实用新型的优势之一。4)固液分离效果好，剩余污泥产量较少，降低污泥处理与处置费用。由于剥落的生物膜污泥所含原生动物成分较多和比重较大，且污泥颗粒个体较大，因而具有良好的污泥沉降性能，易于固液分离。由于生物膜中食物链较长，因而剩余污泥量明显减少，特别是酶浮填料的生物膜较之传统的生物膜法更厚，内部的厌氧菌能够分解部分好氧过程所合成的剩余污泥，从而使总剩余污泥大大减少。
5)本实用新型在进水期间相当于一个完全混合式反应器，具有强大的稀释功能，因而具有较强的耐冲击负荷和耐毒物能力，沉淀期间属于静止沉淀，沉淀条件好，反应器内可以积累较高的污泥浓度，从而可以不设二沉池。6)良好的脱氮性能。设置酶浮填料，反应器内存在不同菌种的稳定立体生态位组合，硝化和反硝化过程可有机结合，并同时进行，从而能降低系统在硝化反硝化过程中发生的PH变化，减少脱氮过程对碳源和碱度需求，脱氮程度高、效果稳定。同时，工艺通过专门的缺氧反应区加强了反硝化过程，另外，SBR池非曝气阶段沉淀污泥床也有一定反硝化作用，从而使系统有良好的脱氮效果。7)根据生物反应动力学原理，采用多池串联运行，使污水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率。本实用新型的工艺是在序批式活性污泥法基础上，结合生物膜法的优势，以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种复合式HBF模块反应器及污水处理工艺，实现工艺流程简单、灵活，配水均匀，形成良好的微生物、污水反应体系，处理效果更高效；而且省去了沉淀池的设置，投资省，自动化程度高；同时采用组合式模块结构，具有布置紧凑，占地少，建设、运行管理更方便的优点，尤其适用于城市污水及要求脱氮除磷的处理以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
[0035]图1为复合式HBF模块反应器结构示意图。图2为复合式HBF模块反应器平面布置不意图。图3为厌氧好氧模块的主视图。图4为厌氧好氧模块的俯视图。图5为图3的A-A截面示意图。图6为好氧模块的主视图。图7为好氧模块的俯视图。图8为图6的B-B截面示意图。图9为第一 SBR模块的俯视图。图10为第一 SBR模块的底部平面布置示意图。图11为图9的C-C截面示意图。图12为污水处理工艺流程图。
具体实施方式
实施例一: 本实施例的一种复合式HBF模块反应器，包括依次相连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和SBR池；其中，所述SBR池包括第一 SBR池和第二 SBR池，所述第一 SBR池和第二 SBR池同时与所述好氧池连接，且所述好氧池、第一 SBR池和第二 SBR池内分别设置有酶浮填料。具体的，本实施例所述的酶浮填料可采用公告号为CN 101633529 B名称为“应用于高难废水处理的离子型酶促悬浮填料制造方法”(下称公告文件)制造获得。示例性的，本实施例采用的酶浮填料是按照公告号为CN 101633529 B的公告文件中的教导来进行制作，具体为采用前述文件第0027段至0030段实施例1所教导的方法制作出的板片状的酶浮填料。 当然了，在其他具体实施例中，所述酶浮填料还可以采用其他制造方法进行制造。作为本实施例的进一步具体实施方式
，所述好氧池内的酶浮填料为垂直设置，所述第一 SBR池和第二 SBR池内的酶浮填料与池内水流方向呈60°的夹角设置，设置在同一池内的若干酶浮填料保持相互平行。当然了，在其他具体实施例中，所述第一 SBR池和第二SBR池内的酶浮填料与池内水流方向的夹角还可以是80 °或与池底呈其他倾斜夹角。如图3至图11所示，所述厌氧池、缺氧池、好氧池、第一 SBR池和第二 SBR池均为能够工厂化预制及现场拼装的模块化组件，各模块均为单独组件。如图3至图5所示，所述厌氧池和缺氧池组合预制形成厌氧缺氧模块I。如图6至图8所示，所述好氧池预制形成好氧模块2。如图9至图11所示，所述第一 SBR池预制形成第一 SBR模块3，以及所述第二 SBR池预制形成第二 SBR模块4，第二 SBR模块4和第一 SBR模块3结构相同。具体的，本实施例将上述各主要部件在工厂进行预制生产制作成模块化组件，再找现场按照设计要求进行拼装连接。图1为复合式HBF模块反应器结构示意图，图2为复合式HBF模块反应器平面布置示意图。如图1和图2所示，厌氧缺氧模块I包括相互导通连接的厌氧区5和缺氧区6，且厌氧区5上设置有污水进水管，缺氧区6通过管道连接好氧模块2，好氧模块2通过管道同时连接第一 SBR模块3和第二 SBR模块4，第一 SBR模块3和第二 SBR模块4上均设置
有出水管。示例性的，如图1和图2所示，好氧模块2与厌氧缺氧模块I之间还设置有用于将好氧模块2内的硝化液回流输送至厌氧缺氧模块I的硝化液回流泵7，硝化液回流泵7的输入端11连接好氧模块2，硝化液回流泵7的输出端12连接在厌氧缺氧模块I的缺氧区6上。第一 SBR模块3和第二 SBR模块4上设置有用于将池内污泥输送至厌氧缺氧模块I的污泥回流装置8，污泥回流装置8的污泥输入端13设置在第一 SBR模块3和第二 SBR模块4上，污泥回流装置8的污泥输出端14设置在厌氧缺氧模块I的厌氧区5上。结合图10所示，示例性的，本实施例中污泥回流装置8包括穿孔吸泥管15、污泥回流泵16和污泥回流管17，穿孔吸泥管17设置在第一 SBR模块3和第二 SBR模块4内，污泥回流泵16输入端连接穿孔吸泥管15，污泥回流泵16输出端与污泥回流管17的一端连接，污泥回流管17的另一端与厌氧缺氧模块I的厌氧区5连接。且如图6所示的好氧模块2、如图11所示的第一 SBR模块3和第二 SBR模块4内均分别设置有曝气装置8，曝气装置8包括射流曝气器18和射流循环泵19。本实施例的复合式HBF模块反应器，加设了酶浮填料以及采用模块化部件，并将多模块串联两SBR模块并联运行，实现待处理的污水可连续进入反应器内，通过酶浮填料的作用和两SBR模块交替出水实现高效出水和整体连续出水。且各池内水位基本恒定，呈整体推流，而在不同区域内为完全混合的复杂流态，容积利用率较高，处理效果较稳定。可见，本实施例的复合式HBF模块反应器具有结构简单、灵活，自动化程度高，配水均匀，具有良好的微生物、污水反应体系，处理效果更高效，而且无需设置沉淀池和二沉池等，节省投资成本的优点。以下描述本实施例的工艺流程。图12为污水处理工艺流程图。一种采用实施例一的复合式HBF模块反应器的污水处理工艺，将各部件按照实施例一的描述进行拼装连接形成如图1和图2所示的·复合式HBF模块反应器，再结合图12所示，依次进行以下步骤:步骤S1:污水通过所述污水进水管导入厌氧缺氧模块I的厌氧区5内，并在厌氧区5内与污泥回流装置10回流输送的污泥进行搅拌混合，完成厌氧释磷。示例性的，在厌氧区5内置有潜水搅拌机进行搅拌。步骤S2:厌氧区5的污水导入缺氧区6内，并与硝化液回流泵7回流输送的液体进行搅拌混合，同时加入硝态氮进行反硝化反应。示例性的，在缺氧区6内置有潜水搅拌机进行搅拌。步骤S3:缺氧区6内的污水再通过管道输送到好氧模块2内，在好氧模块2内进行曝气去除有机物及进行硝化反应，同时通过好氧模块2内置的酶浮填料9强化了系统处理效果，以及实现同步硝化反硝化反应。步骤S4:最后再将好氧模块2内的污水交替输入第一 SBR模块3和第二 SBR模块4内，第一 SBR模块3和第二 SBR模块4交替运行，通过所述出水管实现连续出水，通过污泥回流装置10回流输送污泥至厌氧缺氧模块I的厌氧区5内。作为进一步具体实施方式
，在所述步骤S4中，当好氧模块2内的污水进入第一 SBR模块3时，第一 SBR模块3作为沉淀池通过所述出水管实现出水，同时第二 SBR模块4则处于曝气好氧、搅拌缺氧或沉淀状态，并通过污泥回流装置10将第二 SBR模块4内的污泥回流输送至厌氧缺氧模块I的厌氧区5内；当好氧模块2内的污水进入第二 SBR模块4时，第
二SBR模块4作为沉淀池通过所述出水管实现出水，同时第一 SBR模块3则处于曝气好氧、搅拌缺氧或沉淀状态，并通过污泥回流装置10将第一 SBR模块3内的污泥回流输送至厌氧缺氧模块I的厌氧区5内。污水处理工艺为实施例一的复合式HBF模块反应器的一种具体应用。由于在反应器的好氧模块、第一 SBR模块和第二 SBR模块内增加固定的酶浮填料作为生物附着载体，使得系统的生物总量是同体积的活性污泥法的2倍以上，大大提升了污水生化处理系统的处理能力。酶浮填料的存在，对水流及气流均起到强制紊动的作用，同时促进水中污染物、空气与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。因此，HBF系统中污泥泥龄长，反应器容积负荷高，水力停留时间短且氧的转化率高，可以有效节省投资与运行成本。污水处理工艺依靠固定于新型酶浮填料表面上的微生物及悬浮活性污泥共同降解有机物，综合了活性污泥与生物膜法的优点，由于酶浮填料的加入，使污水处理的机理和效能都大为改变。在反应器中，微生物生存的基础环境由原来的气、液两相转变成气、液、固三相；这种转变为微生物创造了更丰富的存在形式，形成一个更为复杂的复合式生态系统。反应器中同时存在着附着相和悬浮相微生物，在任何时候都有一些游离的菌体附着在载体表面，同时又有一些生物膜脱离载体表面而形成悬浮污泥。当这一过程达到平衡时，反应器中的载体表面就形成稳定状态的生物膜，这层生物膜与液相中的悬浮污泥共同发挥作用，各自发挥自己的降解优势，同时又在纵横两个方向上相互关联。在纵向上，微生物构成了一个由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物等多个营养级别组成的复杂生态系统，其中每一个营养级的数量都受到环境和其他营养级的制约，最终达到动态平衡。 在横向上,沿着液体到载体的方向，构成了一个悬浮好氧型、附着好氧型、附着兼氧型、附着厌氧型的多种不同运动能力、呼吸类型、营养类型的微生物系统，从而使得系统可完成有机物的去除的任务。以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
权利要求1.一种复合式HBF模块反应器，包括依次相连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和SBR池；其特征在于:所述SBR池包括第一 SBR池和第二 SBR池，所述第一 SBR池和第二 SBR池同时与所述好氧池连接，且所述好氧池、第一 SBR池和第二 SBR池内分别设置有酶浮填料。
2.如权利要求1所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于:所述好氧池内的酶浮填料为垂直设置。
3.如权利要求1所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于:所述第一SBR池和第二SBR池内的酶浮填料与池内水流方向呈60° -80°的夹角设置。
4.如权利要求1所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于:所述厌氧池、缺氧池、好氧池、第一 SBR池和第二 SBR池均为模块化组件，所述厌氧池和所述缺氧池组合预制形成厌氧缺氧模块，所述好氧池预制形成好氧模块，所述第一 SBR池预制形成第一 SBR模块，以及所述第二 SBR池预制形成第二 SBR模块； 所述厌氧缺氧模块包括相互导通连接的厌氧区和缺氧区，且所述厌氧区上设置有污水进水管，所述缺氧区通过管道连接所述好氧模块，所述好氧模块通过管道同时连接所述第一SBR模块和第二 SBR模块，所述第一 SBR模块和第二 SBR模块上均设置有出水管。
5.如权利要求4所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于:所述好氧模块与所述厌氧缺氧模块之间还设置有用于将所述好氧模块内的硝化液回流输送至所述厌氧缺氧模块的硝化液回流泵，所述硝化液回流泵的输入端连接所述好氧模块，所述硝化液回流泵的输出端连接在所述厌氧缺氧模块的缺氧区上。
6.如权利要求4所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于:所述第一SBR模块和第二SBR模块上设置有用于将池内污泥输送至所述厌氧缺氧模块的污泥回流装置，所述污泥回流装置的污泥输入端设置在所述第一 SBR模块和第二 SBR模块，所述污泥回流装置的污泥输出端设置在所述厌氧缺 氧模块的厌氧区上。
7.如权利要求4所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于:所述好氧模块、第一SBR模块和第二 SBR模块内均分别设置有曝气装置，所述曝气装置包括射流曝气器和射流循环栗。
8.如权利要求6所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于:所述污泥回流装置包括穿孔吸泥管、污泥回流泵和污泥回流管，所述穿孔吸泥管设置在所述第一 SBR模块和第二SBR模块内，所述污泥回流泵输入端连接所述穿孔吸泥管，所述污泥回流泵输出端与所述污泥回流管的一端连接，所述污泥回流管的另一端与所述厌氧缺氧模块的厌氧区连接。
专利摘要本实用新型公开了一种复合式HBF模块反应器，包括依次相连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和SBR池；其中，所述SBR池包括第一SBR池和第二SBR池，所述第一SBR池和第二SBR池同时与所述好氧池连接，且所述好氧池、第一SBR池和第二SBR池内分别设置有酶浮填料；且所述厌氧池、缺氧池、好氧池、第一SBR池和第二SBR池均为模块化组件。本实用新型在AAO-SBR基础上，通过在所述好氧池、第一SBR池和第二SBR池内分别设置酶浮填料作为生物附着载体，使得反应器的生物总量是同体积的活性污泥法的2倍以上，大大提升了反应器的处理能力简化了反应器结构。
文档编号C02F3/30GK203159331SQ201320159979
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者王文标, 张凯, 肖霄, 张显忠, 王浩, 刘学文 申请人:上海泓济环保工程有限公司