一种厌氧好氧一体化生物反应器的制作方法

本发明涉及环保技术领域,具体地,本发明涉及一种厌氧好氧一体化生物反应器。

背景技术：

相关技术中，在废水厌氧和好氧两步法处理工艺中，通常需要设置两个反应器，一个反应器用作厌氧反应器，另一个用作好氧反应器。然而，这种废水厌氧和好氧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，而且，废水厌氧处理后存在臭味逸出至大气中，造成二次污染。

技术实现要素：

本发明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，本发明提出一种一种厌氧好氧一体化生物反应器，该一种厌氧好氧一体化生物反应器占地面积小，结构紧凑、运行维护成本低：能耗低，设备维护要求低；厌氧室的出水直接进入好氧室进行处理，可以避免废气的产生，不需要二沉池。

为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种厌氧好氧一体化生物反应器，所述厌氧好氧一体化生物反应器包括：罐体，所述罐体内具有反应室，所述反应室内设有分隔板，所述分隔板将所述反应室分成厌氧反应室和位于所述厌氧反应室上面的好氧反应室，所述分隔板上设有用于使废水从所述厌氧反应室单向流入所述好氧反应室的通水孔，所述厌氧反应室具有废水进口，所述好氧反应室具有呼吸口；厌氧三相分离器，所述厌氧三相分离器设在所述厌氧反应室内；好氧三相分离器，所述好氧三相分离器设在所述好氧反应室内；曝气装置，所述曝气装置设在所述好氧反应室内；沼气净化器，所述沼气净化器设在所述罐体内，所述沼气净化器内具有沼气收集净化腔，所述沼气收集净化腔的底部与所述好氧反应室连通，所述沼气收集净化腔的顶部具有沼气出口，所述沼气收集净化腔的上部具有位于所述好氧反应室内的液面下方且开口倾斜向下的出口；沼气收集管，所述沼气收集管的一端与所述厌氧三相分离器的沼气收集室相连且所述沼气收集管的另一端伸入所述沼气收集净化腔的下部。

根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器占地面积小，结构紧凑、运行维护成本低：能耗低，设备维护要求低；厌氧室的出水直接进入好氧室进行处理，可以避免废气的产生，不需要二沉池。

另外，根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述出口连接有向下倾斜延伸的出口管。

根据本发明的一个实施例，所述厌氧好氧一体化生物反应器还包括：布水器，所述布水器设在所述厌氧反应室内且与所述废水进口相连；设在所述罐体外面且与所述曝气装置相连的曝气风机或曝气泵。

根据本发明的一个实施例，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。

根据本发明的一个实施例，所述好氧三相分离器包括箱体，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反应室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，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。

根据本发明的一个实施例，与所述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。

根据本发明的一个实施例，所述箱体的横截面为矩形。

根据本发明的一个实施例，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。

根据本发明的一个实施例，所述厌氧三相分离器设在所述厌氧反应室内且包括下端敞开的外筒体和设在所述外筒体内的内箱体，所述外筒体与所述内箱体之间形成顶部封闭的厌氧脱气区，所述沼气收集室位于所述厌氧脱气区的顶部，所述内箱体内形成厌氧沉淀区，所述厌氧沉淀区通过所述通水孔与所述好氧反应室连通，所述厌氧沉淀区的底部与所述厌氧脱气区连通，所述内箱体的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小。

根据本发明的一个实施例，所述内箱体的横截面为矩形。

根据本发明的一个实施例，所述内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内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。

根据本发明的一个实施例，所述好氧反应室内设有悬浮填料或固定填料。

根据本发明的一个实施例，所述厌氧好氧一体化生物反应器还包括污泥排放管，所述 污泥排放管分别与所述好氧反应室的下部和所述厌氧反应室的下部相连，用于排出所述好氧反应室和所述厌氧反应室内的多余污泥。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的一种厌氧好氧一体化生物反应器的示意图。

图2是根据本发明另一实施例的一种厌氧好氧一体化生物反应器的示意图。

附图标记：

厌氧好氧一体化生物反应器1、

罐体100、分隔板110、通水孔111、厌氧反应室120、废水进口121、好氧反应室130、呼吸口131、罐盖140、

厌氧三相分离器200、外筒体210、厌氧脱气区211、沼气收集室212、内箱体220、厌氧沉淀区221、第一纵侧壁222、第二纵侧壁223、

好氧三相分离器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、

曝气装置400、控制阀410、

沼气净化器500、沼气收集净化腔510、沼气出口511、出口512、出口管513、

沼气收集管600、布水器700、曝气风机或曝气泵800、污泥排放管900。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器1。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器1包括罐体100、厌氧三相分离器200、好氧三相分离器300、曝气装置400、沼气净化器500和沼气收集管600。

罐体100内具有反应室，所述反应室内设有分隔板110，分隔板110将所述反应室分成厌氧反应室120和位于厌氧反应室120上面的好氧反应室130，分隔板110上设有用于使废水从厌氧反应室120单向流入好氧反应室130的通水孔111。其中，厌氧反应室120具有废水进口121，好氧反应室130具有呼吸口131。厌氧三相分离器200设在厌氧反应室120内且具有沼气收集室212。好氧三相分离器300设在好氧反应室130内。曝气装置400设在好氧反应室130内。沼气净化器500设在罐体100内，沼气净化器500内具有沼气收 集净化腔510，沼气收集净化腔510的底部与好氧反应室130连通，沼气收集净化腔510的顶部具有沼气出口511，沼气收集净化腔510的上部具有位于好氧反应室130内的液面下方且开口倾斜向下的出口512。沼气收集管600的一端与厌氧三相分离器200的沼气收集室212相连，且沼气收集管600的另一端伸入沼气收集净化腔510的下部。

下面参考附图描述根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器1的废水处理过程。

废水通过废水进口121进入下部的厌氧反应室120，利用厌氧污泥进行厌氧处理，经厌氧处理后的水中夹带沼气和厌氧污泥，厌氧三相分离器200将三者分离，其中，分离出的沼气位于沼气收集室212内，且通过沼气收集管600进入沼气净化器500的沼气收集净化腔510，分离出的厌氧污泥沉淀至厌氧反应室120参与新进废水的厌氧处理，分离出的水通过通水孔111进入好氧反应室130，曝气装置400向好氧反应室130曝气供氧，并使好氧反应室130内的好氧污泥与水充分、剧烈接触，以好氧降解剩余的cod(化学需氧量)，实现好氧处理。经好氧处理后的水中夹带空气和好氧污泥，好氧三相分离器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，分离出的空气以及通过曝气装置400进入的空气由呼吸口131排出，分离出的好氧污泥沉淀至好氧反应室130参与好氧处理，分离出的水输送至后续处理工序。在好氧处理过程中，好氧反应室130内的好氧污泥随水由沼气净化器500的底部进入沼气收集净化腔510，进入沼气收集净化腔510内的好氧污泥去除沼气收集净化腔510内沼气中的硫化氢等杂质，从而提高沼气纯度，经去杂后的沼气由出口512排出以便后续利用，之后沼气收集净化腔510内的污泥从出口512返回好氧反应室130，倾斜的出口512可以防止沼气收集净化腔510内的沼气进入好氧反应室130，

根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器1，通过分隔板110在反应室内限定出厌氧反应室120和好氧反应室130，可以在一个罐体100内同时进行厌氧处理和好氧处理，结构紧凑、占地面积小，且无需运输设备在好氧处理和厌氧处理间进行废水的运输，能耗及设备维护要求和成本低。此外，厌氧反应室120的出水直接进入好氧反应室130进行好氧处理，可以避免废气的产生，无需二沉池，且厌氧反应产生的沼气经沼气净化器500净化后可作为绿色能源回收利用。

因此，根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器1，占地面积小，结构紧凑、运行维护成本低：能耗低，设备维护要求低；厌氧室的出水直接进入好氧室进行处理，可以避免废气的产生，不需要二沉池，可以采用模块化设计，便于运输以及大规模应用，降低设计和施工成本。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的厌氧好氧一体化生物反应器1。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器1包括罐体100、厌氧三相分离器200、好氧三相分离器300、曝气装置400、沼气净化器500和沼气收集管 600。

可选地，罐体100的顶部可以全部敞开以构成呼吸口131(如图1所示)，以保证空气迅速排出。当然，根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器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。

可选地，如图1和图2所示，出口512连接有向下倾斜延伸的出口管513，由此，沼气收集净化腔510内的好氧污泥可以通过出口管513返回好氧反应室130，且出口管513的结构可以防止沼气收集净化腔510内的沼气从出口管513进入好氧反应室130。

在本发明的一些具体实施例中，好氧反应室130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，进而提高好氧反应室130内的污泥浓度，提高cod和氮的去除能力。

可选地，如图1和图2所示，厌氧好氧一体化生物反应器1还包括污泥排放管900，污泥排放管900分别与好氧反应室130的下部和厌氧反应室120的下部相连，用于排出好氧反应室130和厌氧反应室120内的多余污泥。

有利地，如图1和图2所示，厌氧好氧一体化生物反应器1还包括布水器700以及曝气风机或曝气泵800。

曝气风机或曝气泵800设在罐体100外面且与曝气装置400相连。在一些实施例中，曝气装置400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反应室130内。可选地，曝气装置400可以为射流式曝气装置，在此情况下，无需设在好氧反应室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反应室130内，例如设在好氧反应室130内的射流器。

布水器700设在厌氧反应室120内且与废水进口121相连。布水器700将由废水进口121进入的废水均匀分散至厌氧反应室120内，以使废水与厌氧污泥充分、剧烈的接触。

在根据本发明的一些具体示例中，如图1和图2所示，厌氧三相分离器200设在厌氧反应室120内，且厌氧三相分离器200包括下端敞开的外筒体210和设在外筒体210内的内箱体220。外筒体210与内箱体220之间形成厌氧脱气区211，厌氧脱气区211顶部通过分隔板110封闭，沼气收集室212为厌氧脱气区211的一部分且位于厌氧脱气区211的顶部。内箱体220内形成厌氧沉淀区221，厌氧沉淀区221通过分隔板110上的通水孔111与好氧反应室130连通，厌氧沉淀区221的底部与厌氧脱气区211连通，内箱体220的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小。

下面参考1和图2描述好厌氧三相分离器200对水、沼气和厌氧污泥的分离过程。

随着废水持续注入厌氧反应室120，厌氧反应室120内的水位逐渐升高，经厌氧处理后的水中夹带沼气和厌氧污泥，夹带沼气和厌氧污泥的水进入厌氧脱气区211，其中沼气上升进入沼气收集室212并通过沼气收集管600进入沼气净化器500，完成沼气分离，而夹带厌氧污泥的水由厌氧脱气区211的底部流向厌氧沉淀区221，此时厌氧污泥沉淀下沉并在厌氧沉淀区221下部倾斜的内壁的引导下返回厌氧反应室120参与厌氧处理，完成厌氧污泥的分离，而剩下的水在厌氧沉淀区221内通过通水孔111进入好氧反应室130，至此，完成水、厌氧污泥和沼气的分离。

可选地，如图1和图2所示，内箱体220的横截面为矩形，内箱体220的下部的第一纵侧壁222的下端倾斜地向下延伸超过内箱体220的下部的第二纵侧壁223的下端，且第一纵侧壁222的下端与第二纵侧壁223的下端在上下方向上重叠。

举例而言，内箱体220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222和第二纵侧壁223，第一纵侧壁222的下端和第二纵侧壁223的下端相对于第一纵侧壁222的上端和第二纵侧壁223的上端相互邻近，第一纵侧壁222的下端位于第二纵侧壁223的下端的下方，且第一纵侧壁222的下端和第二纵侧壁223的下端在水平面内的投影重叠，厌氧脱气区211内的夹带厌氧污泥的水由第一纵侧壁222和第二纵侧壁223之间的间隙进入厌氧沉淀区221，且厌氧沉淀区221内的好氧污泥沉淀后由第一纵侧壁222和第二纵侧壁223之间的间隙返回厌氧反应室120。由此一方面可以保证厌氧三相分离器200内的厌氧污泥沉淀后能够通过顺利返回厌氧反应室120，且另一方面能够阻挡厌氧反应室120内的厌氧污泥直接进入厌氧沉淀区221，保证厌氧三相分离器200的厌氧污泥分离效果以及出水质量。

在根据本发明的一些具体实施例中，如图1和图2所示，好氧三相分离器300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反应室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。

下面参考1和图2描述好氧三相分离器300对水、空气和好氧污泥的分离过程。

随着厌氧处理后的水持续进入好氧反应室130，好氧反应室130内的水位逐渐升高，经好氧处理后的水中夹带空气和好氧污泥，夹带空气和好氧污泥的水溢流至好氧三相分离室311的好氧脱气区321，其中空气上升由呼吸口131排出，完成空气分离，而夹带好氧污泥 的水由好氧脱气区321的底部流向好氧沉淀区322，此时好氧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排出好氧三相分离器300以参与好氧处理，完成好氧污泥的分离，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，好氧污泥与水上升过程中，好氧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，有助于好氧污泥与水分离，至此，完成水、好氧污泥和空气的分离。

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，进而使好氧污泥充分分离，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内的水中夹带好氧污泥。

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内的好氧污泥沉淀后能够通过污泥出口312顺利返回好氧反应室130，且另一方面该污泥出口312的结构能够阻挡好氧反应室130内的好氧污泥从污泥出口312进入好氧三相分离室311，保证好氧三相分离器300的好氧污泥分离效果以及出水质量。

根据本发明实施例的厌氧好氧一体化生物反应器1，在一个罐体100内同时进行厌氧处理和好氧处理，结构紧凑、占地面积小，且无需运输设备在好氧处理和厌氧处理间进行废水的运输，能耗及设备维护要求和成本低。厌氧反应室120的出水直接进入好氧反应室130进行好氧处理，可以避免废气的产生，无需二沉池，且厌氧反应产生的沼气经沼气净化器 500净化后可作为绿色能源回收利用。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，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发明中的具体含义。

在本发明中，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发明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发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。