一种活性污泥水净化反应器及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种活性污泥水净化反应器及采用该反应器进行污水净化的方法。本发明专利技术活性污泥水净化反应器，包括兼氧区、主反应区和联合辐照室；兼氧区与主反应区、主反应区与联合辐照室之间均设有水通道，水通道处设有阀门；联合辐照室内设有超声波辐射系统和紫外辐射系统；超声波辐射系统包括超声波发生器和超声波转换器；紫外辐射系统包括紫外线发生器和紫外线转换器；超声波转换器、紫外线转换器分别与超声波发生器、紫外线发生器相连。本发明专利技术活性污泥水净化反应器建设费用低，由于省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省20％～30％。工艺流程简洁，布局紧凑，占地面积小，适合在居民小区或社区中使用。

【技术实现步骤摘要】
—种活性污泥水净化反应器及其应用
[0001 ] 本专利技术涉及一种活性污泥水净化反应器及其应用。
技术介绍
随着环境污染尤其是水污染形式的日益严峻，饮用水质量问题备受关注，目前城镇中经污水处理厂处理后输送到各小区、社区的自来水仍存在氯离子去除不彻底、微生物含量超标等问题。为响应《节能减排“十二五”规划》关于“城镇生活污水处理设施建设工程”的号召，一种净化效率高、占地面积小、成本适中的城市生活污水净化设备的专利技术，具有十分重要的现实意义。在污水处理中，传统的活性污泥污水处理方法具有处理量大,原料易得,对溶解性易降解有机物处理效率高等优点，目前被很多污水处理厂广泛采用。但是传统工艺在净化的效率、彻底性以及能源节约方面仍存在以下不足:首先，当进水的水质变化大，或者含有难降解物质时，传统活性污泥处理装置的生物处理效果往往不佳；其次，传统工艺中，在对活性污泥进行脱水时大多采用机械的方式，由于活性污泥中固体颗粒含水稳定，泥水分离困难，因而脱水效果很差，而高含水量的污泥进入到后继干化工艺，必然会造成大量热损；第三，污水处理设备占地面积大，造成一定的空间浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种体积小、且能有效提高污水净化效果的装置。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种活性污泥水净化反应器，包括兼氧区、主反应区和联合辐照室；兼氧区与主反应区、主反应区与联合辐照室之间均设有水通道，水通道处设有阀门；联合辐照室内设有超声波辐射系统和紫外辐射系统；超声波辐射系统包括超声波发生器和超声波转换器；紫外辐射系统包括紫外线发生器和紫外线转换器；超声波转换器、紫外线转换器分别与超声波发生器、紫外线发生器相连。其中，兼氧区的体积占活性污泥水净化反应器总体积的5%。本专利技术活性污泥水净化反应器还包括PLC ;所述阀门为电动阀门；PLC分别与电动阀门、超声波发生器、超声波转换器、紫外线发生器、紫外线转换器相连。对本专利技术的进一步改进在于:联合辐照室上分别设有污水入口、污水出口、活性污泥入口和活性污泥出口。上述活性污泥水净化反应器还包括取泥机械手和污泥泵；PLC分别与取泥机械手、污泥泵相连。本专利技术还提供了一种采用上述活性污泥水净化反应器对污水的净化方法，其步骤如下: (1)预处理阶段:先将污水经格栅和调节池除去较大的漂浮物和悬浮物；(2)进水一兼氧阶段:自流进入所述活性污泥水净化反应器的兼氧区，停留0.3-0.5h ；(3)进水一曝气阶段:打开兼氧区与主反应区之间的水通道阀门，进水的同时进行周期性曝气，在主反应区内进行生物降解；在生物降解过程中，从主反应区中抓取活性污泥入联合辐照室内进行超声波处理，处理后的活性污泥再送回主反应区内；所述超声波处理的超声波频率为21kHz，声强为0.2 — 0.3W/cm2，处理时间为10_15min ;所述活性污泥的抓取频率为每隔20min抓取8 一 1kg的活性污泥； (4)进水一沉淀阶段:停止曝气，静置沉淀使泥水分离，静置时间为90min;此阶段不停止进水，且同时进行步骤(3)中的活性污泥的超声波处理； (5)排水阶段:打开主反应区与联合辐照室之间的水通道阀门，将经初步净化的水通入联合辐照室内同时经超声波和紫外辐射处理后，经石英砂和活性炭过滤；所述超声波和紫外辐射处理时间为45min ;所述超声波频率为24kHz，功率为90W，所述紫外辐射主波长为254nm ； (6)后续处理阶段:将主反应区内的活性污泥先运送至联合辐照室内经超声波处理，处理后的污泥运送至污泥浓缩池等待处理；所述超声波频率为20 - 30kHz，声强为400W/m2，超声时间为2 - 4min。其中，步骤(3)中进行周期性曝气时，控制所述主反应区内污水中溶解氧不大于2.5mg/L。活性污泥的抓取通过PLC控制取泥机械手进行；所述步骤(3)和步骤(5)中的水通道阀门均采用电动阀门，且由PLC控制开关；超声波和紫外辐射处理分别通过PLC控制超声波辐射系统和紫外辐射系统实现。上述PLC通过超声波传感器测量所述反应池内容物的含量；当反应池内容物高度达池深的2/3时，进行 步骤(3)的活性污泥超声波处理。本专利技术相比现有技术具有以下优点: 1、本专利技术活性污泥水净化反应器建设费用低，由于省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省20%~30%。工艺流程简洁，布局紧凑，占地面积小，适合在居民小区或社区中使用。2、本专利技术活性污泥水净化反应器运行费用省，由于曝气是周期性的，反应器的主反应区内的溶解氧浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运行费用节省10%~30%。3、采用本专利技术活性污泥水净化反应器进行污水净化，有机物去除率高，出水水质好，不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且具有良好的脱氮除磷效果；同时经紫外线杀菌后水质明显高于普通自来水。4、本专利技术活性污泥水净化反应器管理简单，运行可靠。工艺流程由PLC程序控制器自动控制，不需人为参与，且由于不连续的污泥外送，减少了发生污泥膨胀的可能性。5、本专利技术活性污泥水净化反应器自动化程度高，控制简便，运行高效。6、污泥脱水性改善，便于进一步处理，减少后续处理能耗。【附图说明】图1为本专利技术活性污泥水净化反应器的结构示意图； 图2为采用本专利技术活性污泥水净化反应器进行污水净化的工艺流程图； 图3为图1中联合辐照室的结构示意图。图中，1-兼氧区，2-主反应区，3-联合辐照室，4-水通道，5-定量取泥机械手，6-污泥泵，7-超声波发生器，8-超声波转换器，9-紫外线发生器，10-紫外线转换器，11-污水入口，12-污水出口，13-活性污泥入口，14-活性污泥出口。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术活性污泥水净化反应器由3个区域组成，即兼氧区1、主反应区2和联合辐照室3，如图1所示。1、兼氧区I为设置在反应器前端的小容积区域，容积约为反应器总容积的5%，水力停留时间为0.3~0.5h，通常在兼氧的条件下运行。兼氧区不仅能对进水水质水量变化起到缓冲作用，还能促进磷的进一步释放和强化反硝化作用。兼氧区I与主反应区2之间设有水通道，水通道处设有电动阀门。2、主反应区为去除营养物质的 主要场所，内部主要功能物质为活性污泥。主反应区采用周期性曝气方式，通常控制溶解氧DO在0mg/L~2.5mg/L,使主反应区内溶液始终处于好氧状态，活性污泥内部处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制，而硝态氮由污泥内向主体溶液的传递不受限制，使主反应区同时发生硝化、反硝化作用和磷的吸收。主反应区2与联合辐照室3之间设有水通道4，水通道处设有电动阀门。3、联合辐照室3的构成为在一个房室内设有超声波辐射系统和紫外辐射系统。结合图3，其中超声波辐射系统设有超声波发生器7和超声波转换器8 ;紫外辐射系统设有紫外线发生器9和紫外光转换器10。联合辐照室3分别设有污水入口 11、污水出口 12、活性污泥入口 13和活性污泥出口 14。超声波系统设有3个档位:生物处理强化档、深度净化档和污泥脱水档。由PLC (Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)程序控制器自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性污泥水净化反应器，其特征在于：包括兼氧区、主反应区和联合辐照室；所述兼氧区与主反应区、主反应区与联合辐照室之间均设有水通道，水通道处设有阀门；所述联合辐照室内设有超声波辐射系统和紫外辐射系统；所述超声波辐射系统包括超声波发生器和超声波转换器；所述紫外辐射系统包括紫外线发生器和紫外线转换器；所述超声波转换器、紫外线转换器分别与超声波发生器、紫外线发生器相连。

【技术特征摘要】
1.一种活性污泥水净化反应器，其特征在于:包括兼氧区、主反应区和联合辐照室；所述兼氧区与主反应区、主反应区与联合辐照室之间均设有水通道，水通道处设有阀门；所述联合辐照室内设有超声波辐射系统和紫外辐射系统；所述超声波辐射系统包括超声波发生器和超声波转换器；所述紫外辐射系统包括紫外线发生器和紫外线转换器；所述超声波转换器、紫外线转换器分别与超声波发生器、紫外线发生器相连。2.根据权利要求1所述的活性污泥水净化反应器，其特征在于:所述兼氧区的体积占所述活性污泥水净化反应器总体积的5%。3.根据权利要求1或2所述的活性污泥水净化反应器，其特征在于:所述活性污泥水净化反应器还包括PLC ;所述阀门为电动阀门；所述PLC分别与电动阀门、超声波发生器、超声波转换器、紫外线发生器、紫外线转换器相连。4.根据权利要求3所述的活性污泥水净化反应器，其特征在于:所述联合辐照室上分别设有污水入口、污水出口、活性污泥入口和活性污泥出口。5.根据权利要求4所述的活性污泥水净化反应器，其特征在于:所述活性污泥水净化反应器还包括取泥机械手和污泥泵；所述PLC分别与取泥机械手、污泥泵相连。6.一种采用权利要求1所述活性污泥水净化反应器对污水的净化方法，其特征在于:所述净化方法步骤如下: (1)预处理阶段:先将污水经格栅和调节池除去较大的漂浮物和悬浮物； (2)进水一兼氧阶段:自流进入所述活性污泥水净化反应器的兼氧区，停留0.3-0.5h ； (3)进水一曝气阶段:打开兼氧区与主反应区之间的水通道阀门，进水的同时进行周期性曝气，在主反应区内进行生物降解；在生物降解过程中，从主反应区中抓取活性污泥入联合辐照室内进行超声波处...

【专利技术属性】
技术研发人员：石雅媛，薛艳，芮茂凌，蒋烨林，王镇乾，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32