一种负荷增强的废水处理流态化反应装置、系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及水处理生物反应器装置、系统，采用水处理生物反应器装置处理高浓度工业有机废水的方法领域，是一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，包括流化床反应器本体，流化床反应器本体设有至少一个流体下降区和流体上升区，流化床反应器本体设有进水口，进水口设置于流体下降区，流化床反应器本体在流体下降区的上部设有相对独立于流化床反应器本体的三相分离器，三相分离器包括上端开口的三相分离器桶体，三相分离器的下端设有与流化床反应器本体连通的污泥斗，三相分离器将沉降区中部沉降性能较差的污泥分离出来，性能较好的污泥在重力以及流体曳力的作用下重新进入到流化床反应器本体内部，确保了流化床反应器的稳定高负荷运行。

A fluidized reactor and system for wastewater treatment with enhanced load

【技术实现步骤摘要】
一种负荷增强的废水处理流态化反应装置、系统
本技术涉及水处理生物反应器装置、采用水处理生物反应器装置处理高浓度工业有机废水的方法领域，特别是涉及一种负荷增强的废水处理流态化反应装置、系统。
技术介绍
作为一种新型的废水生物处理技术，流化床生物反应器(FBBR)自20世纪30年代问世以来，因其能维持反应器内部极高的生物质含量而受到行业学者的广泛关注，并于20世纪70年代末80年代初被运用于废水的实际处理。概括来说，FBBR是一种具有活性污泥法和生物膜法的共同特点，同时结合了化工过程流态化技术的反应器。因其高生物量(生物量总固体浓度为15～40g/L)及载体生物膜的巨大比表面积(3000～5000m2/m3)而具有良好的传质效果(氧传质和基质传质)和较强的抗负荷冲击能力，是目前被认为效果显著的工业废水处理反应器，已在煤化工、印染、发酵、养殖和食品废水等实际工程中广泛应用，表现出工程启动/调式容易、抵抗负荷能力强、氧利用效率高等方面的特征。这是相对于传统的沸腾床反应器而言。现有技术中存在的问题：(1)流化床底部的气水混合区是能量耗散最为显著的区域，其次是上升区顶部。有研究指出，在液体射流碰撞能量耗散实验中，当两股流体流量相若，接近对碰的情况下，因碰撞造成的能量损失可达总能量的80％以上。(2)污泥分离过程中会由于气体的上升运动带来三相分离区内废水的扰动，降低分离器内的固液分离效率，会有少量的絮状污泥不能被分离，导致这部分污泥流失，影响出水水质和后续处理工艺。(3)在三相分离器底部，沉降性能更好的活性污泥在重力以及水流曳力的作用下沉降到流化床底部，随后作为剩余污泥排出反应器。但是，沉降性能更好的污泥中含有更高浓度的高效降解污染物的菌胶团，它的流失会降低反应器的处理效率。(4)工程反应装置放大规模有限，受限于高径比与流态化的约束，影响反应器底部的污泥滑落以及三相的均匀混合。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的之一是：提供一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，该装置能够原位识别并分离不同凋亡程度的污泥，将活性高而低凋亡比例的污泥保留在反应器中，而将活性低且高凋亡比例的污泥排出反应器外，这种功能选择性的实现整体提高了流化床反应器内部的污泥活性，以达到高负荷运行的条件，在相同操作条件下提升了反应器对废水中污染物质的降解效率。针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的之二是：提供一种负荷增强的废水处理流态化反应系统，该系统能够对工业废水，特别是焦化废水进行抵抗高毒性负荷的运行，包括脱氮深度处理以及降低COD，实现浓度趋零，提高出水水质。为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，包括流化床反应器本体，流化床反应器本体设有至少一个流体下降区和流体上升区，流化床反应器本体设有进水口，进水口设置于流体下降区，流化床反应器本体在流体下降区的上部设有相对独立于流化床反应器本体的三相分离器，三相分离器包括上端开口的三相分离器桶体，三相分离器的下端设有与流化床反应器本体连通的污泥斗，三相分离器上部设有与流化床反应器本体外部连通的溢流出水槽，三相分离器的溢流出水槽与污泥斗之间的沉降区中段设有与流化床反应器本体连通的进水管，三相分离器连接有旋流分离器，实现剩余污泥从水相中的分离，旋流分离器取水管的端口位于污泥斗与溢流出水槽之间，收集一定比重的污泥。进一步，三相分离器进水管包括纵向设置于三相分离器内部的立管，横向设置于三相分离器外部的平放管以及连接立管与平放管的连接管，连接管的一端连接于平放管的中部，连接管的另外一端连接于立管的下部，该平放管的两端均可以进水，实现两股流体的碰撞使气泡聚并后在立管中与水流逆向而行。进一步，流化床反应器本体的流体下降区设置于中间区域，流化床为长方形结构，流体上升区位于流体下降区的四周，三相分离器设置于流化床反应器本体的上部中间位置。进一步，流化床反应器本体的流体下降区设置在周边，流体上升区设置为一个，位于中心区域，流体下降区位于流体上升区的四周，三相分离器设置在流体下降区的周边外缘。进一步，还包括曝气装置，曝气装置包括空气压缩机、空气分离装置、富氧气体进气管道和富氮气体进气管道，空气分离装置连接于空气压缩机，富氧气体进气管道和富氮气体进气管道的一端均连接于空气分离装置，富氧气体进气管道的另一端位于流体下降区的中部，端头连接有微孔曝气器，富氮气体进气管道的另一端则位于流体上升区的底部，其端头连接有富氮气体分布器。进一步，流体下降区底部设有水流导向装置，水流导向装置为朝向流体上升区的斜面，流体上升区和流体下降区之间设有导流筒隔板，流体上升区与流体下降区之间通过导流筒隔板分隔，降低实现流态化目标的动力消耗。进一步，流体上升区内设有缩放管，缩放管沿水流方向设置，缩放管为若干个大管径和小管径间隔设置的连续管状件。一种负荷增强的废水处理流态化反应系统，包括依次相连的隔油池、气浮池、调节池、一级好氧反应器(O1，除碳反应单元)、水解脱氮反应器(H，水解与脱氮单元)、二级好氧反应器(O2，完全硝化单元)、混凝沉淀池以及过滤池，其中一级好氧反应器采用一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，二级好氧反应器采用另外一种负荷增强的废水处理流态化反应装置。总的说来，本技术具有如下优点：一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，三相分离器沉降区中段外加旋流分离器取水管，将沉降区中部沉降性能较差的污泥分离出来，此外，性能较好的污泥在重力以及流体下降区的流体曳力的作用下重新进入到流化床反应器本体内部参加污染物的降解反应，确保了流化床反应器的稳定高负荷运行。一种负荷增强的废水处理流态化反应系统，采用不同型式负荷增强的废水处理流态化反应装置作为一级好氧反应器和二级好氧反应器，使整个反应系统处理能力增强，可处理高浓度废水，通过分离空气，并将富氧气体和富氮气体分别通入不同位置，与污泥的管理模式的协同作用获得高效的废水处理效果。附图说明图1为本技术一种负荷增强的废水处理流态化反应装置一种实施例的结构示意图。图2为本技术一种负荷增强的废水处理流态化反应装置另外一种实施例的结构示意图。图3为本技术一种负荷增强的废水处理流态化反应装置三相分离器进水管的结构示意图。图4为本技术一种负荷增强的废水处理流态化反应装置的导流筒隔板结构示意图。图5为本技术一种负荷增强的废水处理流态化反应装置的十字形构件结构示意图。图6为焦化废水处理流程图。图7为反应器径向的湍动能分布(0.4m横截面)图。图8为无内构件时KLa模拟值与实验值对比分析图。图9为无内构件及3种不同内构件时KLa模拟值对比分析图。图10为底隙区置入十字形内构件前后液体循环速度对比图。图11为底隙区置入十字形内构件前后反应器总体气含率对比图。图12为底隙区置入十字形内构件前后反应器上升区平均湍动能对比图。图13为分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，其特征在于：包括流化床反应器本体，流化床反应器本体设有至少一个流体下降区和流体上升区，流化床反应器本体设有进水口，进水口设置于流体下降区，流化床反应器本体在流体下降区的上部设有相对独立于流化床反应器本体的三相分离器，三相分离器包括上端开口的三相分离器桶体，三相分离器的下端设有与流化床反应器本体连通的污泥斗，三相分离器上部设有与流化床反应器本体外部连通的溢流出水槽，三相分离器的溢流出水槽与污泥斗之间的沉降区中段设有与流化床反应器本体连通的进水管，三相分离器连接有旋流分离器，旋流分离器取水管的端口位于污泥斗与溢流出水槽之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，其特征在于：包括流化床反应器本体，流化床反应器本体设有至少一个流体下降区和流体上升区，流化床反应器本体设有进水口，进水口设置于流体下降区，流化床反应器本体在流体下降区的上部设有相对独立于流化床反应器本体的三相分离器，三相分离器包括上端开口的三相分离器桶体，三相分离器的下端设有与流化床反应器本体连通的污泥斗，三相分离器上部设有与流化床反应器本体外部连通的溢流出水槽，三相分离器的溢流出水槽与污泥斗之间的沉降区中段设有与流化床反应器本体连通的进水管，三相分离器连接有旋流分离器，旋流分离器取水管的端口位于污泥斗与溢流出水槽之间。


2.按照权利要求1所述的一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，其特征在于：三相分离器进水管包括纵向设置于三相分离器内部的立管，横向设置于三相分离器外部的平放管，以及连接立管与平放管的连接管，连接管的一端连接于平放管的中部，连接管的另外一端连接于立管的下部。


3.按照权利要求2所述的一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，其特征在于：流化床反应器本体的流体下降区设置于中间区域，流化床为长方形结构，流体上升区位于流体下降区的四周，三相分离器设置于流化床反应器本体的上部中间位置。


4.按照权利要求2所述的一种负荷增强的废水处理流态化反应装置，其特征在于：流化床反应器本体的流体下降区设置在周边，流体上升区设置为一个，位于中心区域，流体下降区位于流体上升...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦朝海，吴海珍，陈奔，杨兴舟，冯春华，吴超飞，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44