专利名称：一种高效好氧混合反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于环境工程中有机污水生物处理设备技术领域。尤其对生活污水，以农、林、牧、副、鱼为原料的各加工行业、轻工、化工和食品加工行业的中低浓度的有机污水，以及经厌氧消化后的污水，有很高的去除效率。
目前国内外环境专家公认对有机污水采用好氧方法处理，不但处理效率高，且处理的彻底，处理后达到国家排放标准。但是该法必须向污水中充足够的氧气和较长的接触时间，才能达到较高的处理效果。这样势必建造庞大的钢筋混凝土曝气池，还必须有价格高的空气压缩机，以致于基建费和运行费用昂贵，被视为一种高投资、高运行费的方法。近年来利用低廉的氧化塘和氧化沟处理工艺受到重视。但占地面积特别大，对于人口稠密的地区，地价昂贵，或者没有足够的土地面积可占而不可行。这样国内外环境专家不得不另寻出路。
美国哥德勒斯公司发明的自吸式射流器曝气设备，如图1所示。有机污水通过闸门［2］和沉淀池［3］回流闸门［1］，同时按比例地由污水泵［4］打入射流器［8］中。由于水的高速射流在腔内形成负压，空气由进气管［9］吸入，同时空气和污水由喷射管［5］喷出。被打碎的微小气泡和污水在池内［6］循环流动，气泡在上浮过程中不断变大，最后从水面逸出。污水中的好氧菌生长繁殖并消化污水。最后由出流管［10］回流到沉淀池［3］中，消化后的水从沉淀池上部流出。［7］为射流器的支架。
图2为日本川崎公司发明的自吸式涡轮充氧机设备。它的工作过程是有机污水从进水管［19］进入钢筋混凝土池［11］内，污水充满后启动电动机［15］，电机输出轴与空心的涡轮轴［13］和涡轮［12］联接，在涡轮轴联接处的空腔内有一个小风扇［17］。当启动电机后，涡轮高速旋转，推动污水循环，同时由于线速度很高使涡轮处形成负压，空气由进气管［16］通过空腔由空心涡轮轴喷入污水中。为了加强喷入的空气量，小风扇又强制进风，被打碎的小气泡与污水一起循环。由于气泡的浮力不断碰撞变大由水面跑出。［18］是消化后排出口。
从图1和图2可以看出，比传统利用空气压缩机充气要经济的多，同时氧的利用率也高。但是还有很多不足之处，如被打碎微小气泡运行途径短就逸出水面。氧的利用率还比较低。设备不能达到完全混合，不能保证出水的水质稳定。池内活性污泥浓度低，污水消化时间长，势必池子容积大、造价高等不足之处。
本实用新型的目的，旨在解决上述难点，提出高效好氧混合反应器。由于内循环作用，自吸式涡轮充氧机(或射流器)高速旋转使水流产生强烈的搅拌和剪切力，将污泥、水、气分散成非常细的小菌团和小气泡，产生了气、水、固三相巨大的接触面积和接触时间，加速好氧菌对污水的吸附和消化。污泥循环作用使活性污泥返回流化床内，增加活性污泥浓度，加快污水消化。
本实用新型的主要结构由自吸式涡轮充氧机(或射流器)、中心导筒和反应器内壁所组成的一个内循环系统；由溢流堰、沉淀池和污泥泵及喷射器所组成外循环系统以及颗粒物所组成。从调节池出来的污水和由沉淀池底部出来的污泥，通过两个闸门按比例地用污泥泵通过射流器打入反应器中心导筒内，水的高速射流作用，将水和空气一起沿中心导筒流到底部，又从环缝向上流到澄清区，颗粒物及污泥沉降下来，消化后的水和空气经溢流堰排入沉淀池内，浓缩后的污泥返回反应器中，来提高污泥浓度，完成了外循环任务。由于自吸式涡轮充氧机高速旋转，将污泥、水、气剪切成很细的微粒并混合的非常均匀地向下流动，到底后又从环隙中向上流动到中心导筒上部。污泥、水、气又重新被打碎，同时被水流卷吸到中心导筒，即形成内循环。同时反应器内装填了表面积巨大的颗粒物(如砂子、陶粒、活性炭等)，好氧菌易附着上面生长繁殖，在颗粒物表面形成活性很高的生物膜，加速了污水的消化。
本实用新型的优点①去除率高，COD去除率在80％以上，BOD5为95％以上，进水BOD5／CODCr为0.6，而出水之比为0.1；②活性污泥比普通法降低约1倍；③COD容积负荷高达43.5kgCOD／M3·d，而高负荷活性污泥法只有2－4kgCOD／M3·d；④氧利用率高，每公斤BOD5所消耗的空气量为9M3(空气)／kg·BOD5，而最高活性污泥法有40－50M3(空气)／kg·BOD5；⑤设备的容积只有普通法的1／8～10；⑥占地面积小、结构简单、造价低；⑦运行方式灵活，可单台使用、多台并联和串联使用。
附图1为自吸式射流器曝气设备结构示意图；附图2为自吸式涡轮充氧机曝气设备结构示意图；附图3为一种高效好氧混合反应器结构示意图。
结合图3将进一步描述本实用新型的结构。
有机污水从调节池［21］、闸门［22］进入污水泵［23］的吸水管，同时沉淀池［28］的污泥由闸门［24］也进入吸水管(利用两个闸门控制进水量和污泥回流量)，然后通过射流器［25］打入中心导筒［30］内，由于射流器的高速射流作用，将水和射流所吸入的空气，一起喷射到中心导筒中，将污泥、水和空气打成很细的微粒，并向下流动到底部，又从由中心导筒和反应器内壁［29］所组的环隙向上流动到澄清区［35］，颗粒物及污泥因重力沉降，其中心导筒面积与环隙面积之比在0.1－0.8范围较适宜。消化后的水从溢流堰［34］和出水管［33］流入沉淀池［28］中，完成外循环任务。内循环利用自吸式涡轮充氧机［37］(或自吸式射流器)来完成。当充氧机启动电机后，电机主轴带动空心的涡轮轴［32］和涡轮［31］高速旋转，在涡轮处形成负压。空气通过进气口［36］，腔室和空心的涡轮轴将空气压送到污水中，并在强烈的搅动下形成微小的气泡，气、水、固沿中心导筒［30］向下急流，到底部返向环隙流动，在流动中气泡逐渐碰撞而变大。同时颗粒物菌团也在长大，由于涡轮高速旋转又被重新打碎并被卷吸向下流动，完成了内循环。剩余空气和消化后的污水通过澄清区、溢流堰和排水管流入沉淀池，气体从排气管［27］排出；消化后的水由排水管［26］多余的活性污泥从底部闸门排出。［38］为好氧菌团生长繁殖附着的颗粒物(石英砂、陶粒、活性炭)。
本实用新型经试验表明，COD去除率在80％以上，BOD5为95％以上；进水BOD5／CODCr为0.6，而出水之比为0.1，说明处理比较彻底，所产生的活性污泥比普通法降低1倍，COD容积负荷高达43.5kgCOD／M3·d，而高负荷活性污泥法只有2－4kgCOD／M3·d。氧的利用率高，每公斤BOD5所消耗的空气量为9M3(空气)／kgBOD5，而最高活性污泥法为40－50M3(空气)／kgBOD5。污水仅在反应器内停留1小时，就能保证较好的处理效果；而设备的容积只有普通法的1／8～10。
权利要求1.一种高效好氧混合反应器，其特征在于所述的反应器是由自吸式涡轮充氧机(或自吸式射流器)、中心导管与反应器内壁所组成的一个内循环系统，一个由污泥泵、澄清区、溢流堰和沉淀池所组成的外循环系统，以及生物生长繁殖的颗粒物所构成。
2.根据权利要求1所述的反应器其特征在于中心导管面积与环隙面积之比在0.1－0.8范围内。
专利摘要一种高效好氧混合反应器，属于环境工程有机污水处理技术领域。它适宜处理生活污水，以农、林、牧、副、渔为原料的各种工厂，以及轻工、化工各类企业所产生的中、低浓度有机污水以及经厌氧消化后的污水。主要向反应器内打入空气，使生物生长繁殖，来净化污水。主要结构由两个循环系统，污水澄清区和颗粒物所组成。该反应器处理COD、BOD的效率高、空气利用率高、污泥量少，污水处理彻底，达到排放标准。本实用新型结构简单、造价低、占地面积少，运行费用低，可单独使用，亦可多机串、并联使用。凡是常规的生物处理污水，本实用新型均有较高的处理效果。
文档编号C02F3/22GK2110634SQ9220085
公开日1992年7月22日 申请日期1992年1月20日 优先权日1992年1月20日
发明者王振声 申请人:王振声