一种多梯次缺氧—好氧生物反应器及其控制方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及一种多梯次缺氧一好氧生物反应器及其控制方法，属于污水处理领域。
[0002]【背景技术】:
目前污水处理的方法主要有活性污泥法和生物膜法两大类:活性污泥法从20世纪初英国开创以来，经过几十年的发展革新已经拥有多种运行方式，同时由于其极好的污水处理效果而逐渐成为大家认可的比较成熟的工艺；生物膜法是利用附着在填料上的生物对水体进行净化的一种工艺，近年来也得到迅速的发展和提高。好氧处理广泛应用的工艺有普通活性污泥法、氧化沟工艺、SBR工艺、A/0、A2/0、接触氧化法等生物处理工艺。
[0003]从多年的运行实践来看，活性污泥法虽较为成熟，但也存在很多的缺点和不足，如曝气池容积大、占地面积高、基建费用高等，同时对水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响等。鉴于上述因素，这种污水处理方法逐渐被后来的生物膜法所取代。生物膜法弥补了活性污泥法的很多不足，如它的稳定性好、承受有机负荷和水力负荷冲击的能力强、无污泥膨胀、无回流，对有机物的去除率高，反应器的体积小、污水处理厂占地面积小等优点。但是生物膜法也有其特有的缺陷，如生物滤池中的滤料易堵塞、需周期性反冲洗、同时固定填料以及填料下曝气设备的更换较困难、生物流化床反应器中的载体颗粒只有在流化状态下才能发挥作用、工艺的稳定性较差等。
[0004]
【发明内容】
:
本发明涉及一种多梯次缺氧一好氧生物反应器及其控制方法，多梯次缺氧一好氧生物反应器具有优秀的脱氮性能和反硝化除磷性能，对于较低碳氮比的污水有一定的处理优势。
[0005]一种多梯次缺氧一好氧生物反应器，由第一段缺氧反应器、第一段好氧反应器、第二段缺氧氧反应器、第二段好氧反应器、第三段缺氧反应器、第三段好氧反应器、二沉池、进水管、流量分配器、硝化液回流泵、污泥回流泵和管式曝气器组成；第一段缺氧反应器、第一段好氧反应器、第二段缺氧氧反应器、第二段好氧反应器、第三段缺氧反应器、第三段好氧反应器和二沉池的容积比依次为1:2:1:3:1:3:1 ;原水沿进水管进入流量分配器，在流量分配器的控制下按不同的分配比例分别进入第一段缺氧反应器、第二段缺氧反应器、第三段缺氧反应器；各缺氧反应器都与对应的好氧反应器相邻，二沉池与第三段好氧反应器相邻；第一段缺氧反应器通过出水口与第一段好氧反应器相通，第二段缺氧氧反应器分别通过出水口与第一段好氧反应器和第二段好氧反应器相通，第三段缺氧反应器分别通过出水口与第二段好氧反应器和第三段好氧反应器相通，二沉池通过出水口与第三段好氧反应器相连通；第三段好氧反应器中设有硝化液回流泵，硝化液回流泵通过管道与第一段缺氧反应器相通；二沉池中设有污泥回流泵，污泥回流泵通过管道与第一段缺氧反应器连通;第一段好氧反应器、第二段好氧反应器和第三段好氧反应器的底部与池壁均设有管式曝气器，各反应器连接口处设有环形曝气管。第一段缺氧反应器、第二段缺氧反应器和第三段缺氧反应器中均设置有搅拌器。
[0006]一种多梯次缺氧一好氧生物反应器的控制方法，进水水量分配根据原水C/N比通过流量分配器9控制，当C/N彡1:1时，三段缺氧区进水流量分配比为1:1:1 ;当C/N为1:1-4:1时，三段缺氧区进水流量分配比为2:2:1 ;当C/N彡4:1时，三段缺氧区进水流量分配比为4:2:1。
[0007]本发明具有以下有益效果:多梯次缺氧一好氧生物反应器平面为方形，反应单元处于一体结构中，结构紧凑，占地面积集中，达到最优的处理效果。以流量分配器来控制的流量的分配，通过对水质的监测，对大多数污水的多点进水流量分配比。多点进水使得系统对碳源的需求更加平衡，并有效避免或降低因碳源不足造成的脱氮效果降低的情况。好氧反应器中设有管式曝气器，增加了通气量，为微生物代谢提供氧气，并且管式曝气器的搅拌作用可以改善传质。环形曝气管增加了水中曝气量。硝化液回流泵和污泥回流泵可以使混合液回流，达到反硝化脱氮和反硝化除磷的目的。
[0008]【附图说明】:
图1多梯次缺氧一好氧生物反应器平面图。
[0009]1、第一段缺氧反应器，2、第一段好氧反应器，3第二段缺氧氧反应器，4、第二段好氧反应器，5、第三段缺氧反应器，6、第三段好氧反应器，7、二沉池，8、进水管，9、流量分配器，10、搅拌器，11、硝化液回流泵，12、污泥回流泵，13、管式曝气器，14、环形曝气管。
[0010]【具体实施方式】:
一种多梯次缺氧一好氧生物反应器，由第一段缺氧反应器1、第一段好氧反应器2、第二段缺氧氧反应器3、第二段好氧反应器4、第三段缺氧反应器5、第三段好氧反应器6、二沉池7、进水管8、流量分配器9、硝化液回流泵11、污泥回流泵12和管式曝气器13组成；第一段缺氧反应器1、第一段好氧反应器2、第二段缺氧氧反应器3、第二段好氧反应器4、第三段缺氧反应器5、第三段好氧反应器6和二沉池7的容积比依次为1:2:1:3:1:3:1 ;原水沿进水管8进入流量分配器9，在流量分配器9的控制下按不同的分配比例分别进入第一段缺氧反应器1、第二段缺氧反应器3、第三段缺氧反应器5 ;各缺氧反应器都与对应的好氧反应器相邻，二沉池7与第三段好氧反应器6相邻；第一段缺氧反应器I通过出水口与第一段好氧反应器2相通，第二段缺氧氧反应器3分别通过出水口与第一段好氧反应器2和第二段好氧反应器4相通，第三段缺氧反应器5分别通过出水口与第二段好氧反应器4和第三段好氧反应器6相通，二沉池7通过出水口与第三段好氧反应器6相连通；第三段好氧反应器6中设有硝化液回流泵11，硝化液回流泵11通过管道与第一段缺氧反应器I相通；二沉池7中设有污泥回流泵12，污泥回流泵12通过管道与第一段缺氧反应器I连通；第一段好氧反应器2、第二段好氧反应器4和第三段好氧反应器6的底部与池壁均设有管式曝气器13，各反应器连接口处设有环形曝气管。第一段缺氧反应器1、第二段缺氧反应器3和第三段缺氧反应器5中均设置有搅拌器10。
[0011]以流量分配器9来控制的流量的分配，通过对水质的监测，对大多数污水的多点进水流量分配比。进水水量分配根据原水C/N比通过流量分配器9控制，当C/N < 1:1时，三段缺氧区进水流量分配比为1:1:1 ;当C/N为1:1-4:1时，三段缺氧区进水流量分配比为2:2:1 ;当C/N彡4:1时，三段缺氧区进水流量分配比为4:2:1。在硝化液回流泵11回流比为200%，好氧区反应器悬浮填料填充率30%，缺氧区反应器悬浮填料填充率50%，DO为2mg/L时，该反应装置脱氮率在97.7%左右。出水平均TN约8-10mg/L，BODg^J 1m g/L，CODcr约50mg/L，达到国家标准。利用特种悬浮滤料上附着的生物膜形成的“微环境”实现同步硝化反硝化脱氮，结合生物流化床及多段进水工艺实现脱氮除磷的目的。由于特种悬浮填料在水中的碰撞和剪切作用，使溶解氧更多，氧气的利用效率提高，曝气效率比无填料的曝气提高20-30%。占地面积集中，达到最优的处理效果。
[0012]实例:
以沈阳市某奶牛场污水为处理对象，COD = 1500mg/L, TN = 278mg/L, TP = 24mg/L,C/N = 5.30，在污泥回流比为0.5，内部循环比为0.5，生物反应器主体个单元均有特种悬浮滤料填充，好氧区填充率30%，缺氧区填充率50%，DO为2mg/L温度为25度左右。启动稳定后连续运行3个月，试验结果表明，出水COD = 50mg/L, TN = 8-10mg/L，系统对TN、TP去除效果稳定，试验结果达到国家标准。
【主权项】
1.一种多梯次缺氧一好氧生物反应器，其特征在于由第一段缺氧反应器(I)、第一段好氧反应器(2)、第二段缺氧氧反应器(3)、第二段好氧反应器(4)、第三段缺氧反应器(5)、第三段好氧反应器(6)、二沉池(7)、进水管(8)、流量分配器(9)、硝化液回流泵(11)、污泥回流泵(12)和管式曝气器(13)组成；第一段缺氧反应器(I)、第一段好氧反应器(2)、第二段缺氧氧反应器(3)、第二段好氧反应器(4)、第三段缺氧反应器(5)、第三段好氧反应器(6)和二沉池(7)的容积比依次为1:2:1:3:1:3:1 ;原水沿进水管(8)进入流量分配器(9)，在流量分配器(9)的控制下按不同的分配比例分别进入第一段缺氧反应器(I)、第二段缺氧反应器(3)、第三段缺氧反应器(5);各缺氧反应器都与对应的好氧反应器相邻，二沉池与第三段好氧反应器相邻；第一段缺氧反应器(I)通过出水口与第一段好氧反应器(2)相通，第二段缺氧氧反应器(3)分别通过出水口与第一段好氧反应器(2)和第二段好氧反应器(4)相通，第三段缺氧反应器(5)分别通过出水口与第二段好氧反应器(4)和第三段好氧反应器(6)相通，二沉池通过出水口与第三段好氧反应器(6)相连通；第三段好氧反应器(6)中设有硝化液回流泵(11 )，硝化液回流泵(11)通过管道与第一段缺氧反应器(I)相通；二沉池(7)中设有污泥回流泵(12)，污泥回流泵(12)通过管道与第一段缺氧反应器(I)连通；第一段好氧反应器(2)、第二段好氧反应器(4)和第三段好氧反应器(6)的底部与池壁均设有管式曝气器(13);各反应器连接口处设有环形曝气管(14)。
2.根据权利要求1所述的一种多梯次缺氧一好氧生物反应器，其特征在于第一段缺氧反应器(I)、第二段缺氧反应器(2)和第三段缺氧反应器(3)中均设置有搅拌器(10)。
3.根据权利要求1所述的一种多梯次缺氧一好氧生物反应器的控制方法，其特征在于进水水量分配根据原水C/N比通过流量分配器9控制，当C/N < 1:1时，三段缺氧区进水流量分配比为1:1:1 ;当C/N为1:1-4:1时，三段缺氧区进水流量分配比为2:2:1 ;当C/N彡4:1时，三段缺氧区进水流量分配比为4:2:1。
【专利摘要】一种多梯次缺氧—好氧生物反应器及其控制方法，属于污水处理领域。反应器主体主要是通过多梯次缺氧—好氧工艺，反应器中加入悬浮填料最终使反应器的处理效果加强。反应器主体大致为3段进水多级缺氧—好氧设计形式，各反应池相互独立又互相联系。本发明将分段进水工艺与生物流化床技术相结合并辅以附属污水处理装置，在提高污水处理效率的状况下缩小处理构筑物的占地面积。多梯次缺氧—好氧生物反应器能充分利用碳源，提高脱氮除磷的效率，使污水处理效果提高。本发明反应器的结构紧密，多种进水方式和进气方式可随时改变反应池功效，处理方式十分灵活。适用于处理适用于中、小型城镇生活污水，畜牧养殖污水及工业废水深度脱氮等除磷领域。
【IPC分类】C02F9-14
【公开号】CN104671601
【申请号】CN201510048460
【发明人】赵鹤谦, 于鹏飞, 苏杨, 高子平
【申请人】沈阳建筑大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月30日