一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应装置及其设备的制作方法

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应装置及其设备。

背景技术：

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮有机物的排放量急剧增加，为了解决这个问题，大批废水生物处理工程陆续涌现，虽然对有机物污染起到了很好的遏制作用；但是，二级处理的排放水中氨氮和总氮量较高，依然是一个严重的环境污染源。氮元素污染的危害极大，氮进入水体，不但能诱发水体“富营养化”，造成水生生态系统的紊乱，而且还能消耗溶解氧，造成水体缺氧，影响鱼鳃的氧传递，致使鱼类死亡；与氯气作业生成氯胺，影响氯化消毒处理。因此，经济有效的控制氮素污染已势在必行。

废水脱氮的方法有很多，包括物理法、化学法和生物法。相对而言，生物脱氮技术具有投资少、运行操作简单、产生的二次污染物较易被处理等优势，但现有脱氮生物反应器大都存在结构复杂，运行成本高、运行人员专业程度要求高的问题。

另外高海拔环境中的充氧问题也是一直影响出水达标排放的重要问题，以及用地紧张也需要集约化建设的方式。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明公开了一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应装置及其设备，其结构简单、脱氮效率高、充氧效率高、占地省、投资低、工程建设周期短且实用性强，非常适合在高原地区应用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应装置，包括：

罐体，其上端设有出水管，所述罐体下端设有进水管，所述出水管上设有回流管，所述回流管与罐体内下端连通；

曝气器，其平铺在所述罐体内的中部，所述罐体通过曝气器将其分割为上部好氧区和下部缺氧区；所述罐体外部设有曝气风机，所述曝气风机通过导流管与曝气器连接；

中心导流筒，其设在所述罐体内，且所述中心导流筒置于所述曝气器下方的中部区域内。

作为上述技术方案的进一步描述：所述回流管上设有循环回流泵，通过循环回流泵推动罐体内部水体的旋流提升。

作为上述技术方案的进一步描述：所述回流管与罐体的连接出口为第一出口，所述进水管与罐体的连接出口为第二出口，所述第一出口和第二出口均与罐体内圆面相切，且所述第一出口与第二出口均在顺时针方向或者逆时针方向。

作为上述技术方案的进一步描述：所述罐体下端还设有排泥放空管和排沙管。

作为上述技术方案的进一步描述：所述罐体上设有用于实时监测罐体内水体数据的溶氧仪、ph计和温度计。

作为上述技术方案的进一步描述：所述曝气器采用超滤膜或微滤膜制作而成，所述曝气器包括若干等间距分布的曝气嘴。

作为上述技术方案的进一步描述：所述中心导流筒的下端为喇叭状开口。

作为上述技术方案的进一步描述：所述罐体采用钢板卷制加工制成，或采用hdpe防渗膜加工制成，或采用钢筋混凝土堆砌制成。

一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应设备，包括固液分离池和若干个上述所述生化反应装置，所述固液分离池与其中一个所述生化反应装置连通，该所述生化反应装置与其余的所述生化反应装置依次串联连通。

作为上述技术方案的进一步描述：所述生化反应装置为2-4个。

作为上述技术方案的进一步描述：所述固液分离池为平流式沉淀池或竖流式沉淀池或斜板式沉淀池。

作为上述技术方案的进一步描述：所述固液分离池为通过液下设置膜生物反应器的方式进行固液分离的分离池。

作为上述技术方案的进一步描述：与所述固液分离池连接的生化反应装置为第一生化反应装置，所述固液分离池与第一生化反应装置的罐体通过进水管连通，其余所述生化反应装置的罐体的进水管均与其上一个串联的罐体的出水管相连通。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明中，通过设置循环泵和沿切线方向进入罐体的进水管与回流管，形成旋流和向上的流动能，实现了反应器中活性污泥的悬浮状态以及活性污泥中微生物和污水中污染物的充分混合，进而对污水中的有机污染物、氨氮、硝态氮、亚硝态氮和磷酸盐等进行降解去除，实现污水的高效净化。

2、本发明中，通过在罐体中部设置曝气器，空气由于重力作用向上移动形成上部好氧，下部缺氧的状态，从而形成一组旋流式a/o反应装置，根据不同的原水水质、处理目的和要求，填料层的高度不同，好氧区、厌氧区所占比例也随之进行变化，多组旋流式a/o反应装置相结合，形成了良好的短程硝化与反硝化条件，具有高效的污水脱氮效率。

3、本发明提供的一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应设备，结构简单、脱氮效率高、充氧效率高、占地省、投资低、工程建设周期短且实用性强，非常适合在高原地区应用。生化反应装置为旋流式生化反应装置，不仅提高了其容积负荷，还可以使生化反应装置高效运行，弥补了现有的高效生化反应器结构复杂，投资高，运行人员专业化程度要求高的不足。

附图说明

图1为本发明提供的一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应装置的的俯视图；

图3为本发明提供的一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应设备的结构示意图。

其中：1-罐体；2-固液分离池；3-进水管；4-出水管；5-回流管；6-循环回流泵；7-曝气器；8-曝气风机；9-导流管；10-中心导流筒；11-排泥放空管；12-排沙管；13-溶氧仪；14-ph计；15-温度计；16-曝气嘴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应装置，包括罐体1、曝气器7和中心导流筒10，所述罐体1的上端设有出水管4，所述罐体1的下端设有进水管3，所述出水管4上设有回流管5，所述回流管5与罐体1内下端连通；所述曝气器7平铺在所述罐体1内的中部，所述罐体1通过曝气器7将其分割为上部好氧区和下部缺氧区；所述罐体1外部设有曝气风机8，所述曝气风机8通过导流管9与曝气器7连接；所述中心导流筒10设在所述罐体1内，且所述中心导流筒10置于所述曝气器7下方的中部区域内。在罐体1中部设置曝气器7，空气由于重力作用向上移动形成上部好氧，下部缺氧的状态，从而形成一组旋流式a/o反应装置，根据不同的原水水质、处理目的和要求，填料层的高度不同，好氧区、厌氧区所占比例也随之进行变化，多组旋流式a/o反应装置相结合，形成了良好的短程硝化与反硝化条件，具有高效的污水脱氮效率。

在本实施例中，所述回流管5上设有循环回流泵6，通过循环回流泵6推动罐体1内部水体的旋流提升；所述回流管5与罐体1的连接出口为第一出口，所述进水管3与罐体1的连接出口为第二出口，所述第一出口和第二出口均与罐体1内圆面相切，且所述第一出口与第二出口均在顺时针方向或者逆时针方向，形成旋流和向上的流动能，实现了反应器中活性污泥的悬浮状态以及活性污泥中微生物和污水中污染物的充分混合，进而对污水中的有机污染物、氨氮、硝态氮、亚硝态氮和磷酸盐等进行降解去除，实现污水的高效净化。

在本实施例中，所述罐体1下端还设有排泥放空管11和排沙管12，便于排出污垢。

在本实施例中，所述罐体1上设有用于实时监测罐体内水体数据的溶氧仪13、ph计14和温度计15，以便操作人员实时了解罐体1中水体的溶解氧含量、酸碱度和温度。

在本实施例中，所述曝气器7采用超滤膜或微滤膜制作而成，所述曝气器包括若干等间距分布的曝气嘴16，保证了高海拔状态下的充氧效率和能力。

在本实施例中，所述中心导流筒10的下端为喇叭状开口，方便排泥。

在本实施例中，所述罐体1采用钢板卷制加工制成，或采用hdpe防渗膜加工制成，或采用钢筋混凝土堆砌制成。

一种高原污水处理脱氮旋流式的生化反应设备，包括固液分离池2和若干个上述所述生化反应装置，所述固液分离池与其中一个所述生化反应装置连通，该所述生化反应装置与其余的所述生化反应装置依次串联连通。

在本实施例中，所述生化反应装置为2-4个；所述固液分离池2为平流式沉淀池或竖流式沉淀池或斜板式沉淀池；所述固液分离池2为通过液下设置膜生物反应器的方式进行固液分离的分离池。

在本实施例中，与所述固液分离池2连接的生化反应装置为第一生化反应装置，所述固液分离池与第一生化反应装置的罐体1通过进水管3连通，其余所述生化反应装置的罐体1的进水管3均与其上一个串联的罐体1的出水管4相连通。

本发明工作原理如下：

首先开启曝气风机8，置于罐体1中部的曝气器7内开始向曝气空气由于重力作用向上移动，曝气器7上部形成好氧曝气区，下部形成缺氧区，形成一个旋流式a/o处理单元。

经固液分离池2处理过的高氨氮进水进入和回流液经循环回流泵6提升，沿切线进入圆柱形罐体1内部，液体由于旋流作用，及中心导流筒10导流，实现了反应器中活性污泥的悬浮状态以及活性污泥中微生物和污水中污染物的充分混合，有机污染物、氨氮、硝态氮、亚硝态氮磷酸盐等被降解去除，污水被高效净化。

高氨氮进水沿切线进水管旋流进入圆形罐体1，经曝气后氨态氮被微生物氧化成硝态氮，经过循环回流泵经回流管进入缺氧区进行高效脱氮。

采用本实施例中旋流式生化反应器设计、运行的生活污水处理厂，设计规模8000m³/d，进水水质为：cod＝286mg/l，氨氮＝35mg/l，总氮＝55mg/l；出水水质为：cod≤20mg/l，氨氮≤0.5mg/l，总氮≤10mg/l。反应设备规格为φ12×11m，三级设置。固液分离内采用液下设置膜生物反应器的方式进行固液分离。吨水投资约2000元，吨水处理成本约0.80元，建设周期约45天。由此可以得出，本发明中的旋流式生物反应设备表现出了占地面积省、工程投资低、建设周期短、脱氮效率高、运行费用低的技术优势。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。