一种海绵生物膜反应器及其系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种海绵生物膜反应器及其系统，该海绵生物膜反应器包括反应容器、海绵生物膜填料层、曝气器、两块带孔隔板，其中两块所述带孔隔板分别横向设置在所述反应容器的内腔中以将所述反应容器的内腔隔开成上、中、下三层空间，所述海绵生物膜填料层固定设置在两块所述带孔隔板之间的中层空间内，所述曝气器设置在所述反应容器的下层空间内，在所述反应容器的下层空间的侧壁上设有进水口、进气口和进游离氨废液口，所述进气口与所述曝气器连通，在所述反应容器的上层空间的侧壁上设有出水口。基于本实用新型专利技术提出的海绵生物膜反应器及其系统，只需要进行一次冲击即可长期维持稳定的短程硝化。持稳定的短程硝化。持稳定的短程硝化。

【技术实现步骤摘要】
一种海绵生物膜反应器及其系统


[0001]本技术涉及生活污水处理
，尤其涉及一种海绵生物膜反应器及其系统。

技术介绍

[0002]氮在生态系统中起着重要的作用，除固氮外，硝化、反硝化和厌氧氨氧化是微生物介导的氮循环的三个关键过程。其中硝化反应是氮循环的关键步骤，在废水处理过程中，它分为两个步骤，氨氮先在氨氧化细菌(AOB)介导下转化为亚硝酸盐，然后在亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的作用下被氧化成硝酸盐。传统的生物脱氮即是基于此，先通过氨化作用将有机氮转化为氨氮，再经由硝化和反硝化过程将氮最终转化为氮气使其从体系中逸出。其基本反应过程可以简化图1所示的步骤。
[0003]然而，传统生物脱氮技术在处理低C/N比废水时，具有一定的技术和经济限制。该方法在运行时需要长时间的曝气，这会消耗掉大量的碳源，导致后续反硝化没有充足的碳源，需要人为额外投加。在传统生物脱氮过程中，会经历一个的过程，氮的化合价先上升后下降，存在能量浪费的情况。在此基础上，短程硝化作为一种新型的废水处理技术被提出，与传统生物脱氮相比，这一技术的节能优势如图2所示。
[0004]短程硝化是通过抑制NOB的生长，将硝化作用控制在亚硝氮阶段，因此实现短程硝化的关键即在于对NOB活性的抑制。鉴于NOB比AOB更容易被抑制，因此常常使用调节溶解氧(DO)、污泥停留时间(SRT)以及游离氨(FA)和游离亚硝氮(FNA)等方法进行抑制NOB，从而实现亚硝酸盐在反应器中的积累。目前常见的短程硝化工艺所采用的系统往往结构复杂，不仅需要持续控制，且控制手段复杂精细，在实际大规模水厂中难于实现，同时经济成本较高，不可行。
[0005]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本技术提出一种海绵生物膜反应器及其系统，基于该反应器及系统只需要进行一次冲击即可长期维持稳定的短程硝化。
[0007]为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]本技术公开了一种海绵生物膜反应器，包括反应容器、海绵生物膜填料层、曝气器、两块带孔隔板，其中两块所述带孔隔板分别横向设置在所述反应容器的内腔中以将所述反应容器的内腔隔开成上、中、下三层空间，所述海绵生物膜填料层固定设置在两块所述带孔隔板之间的中层空间内，所述曝气器设置在所述反应容器的下层空间内，在所述反应容器的下层空间的侧壁上设有进水口、进气口和进游离氨废液口，所述进气口与所述曝气器连通，在所述反应容器的上层空间的侧壁上设有出水口。
[0009]优选地，所述海绵生物膜填料层是以聚氨酯海绵为填料填充满所述反应容器的中层空间以形成生物滤床，并且在所述生物滤床上培养有生物膜。
[0010]优选地，在所述反应容器的下层空间的侧壁上还设有排空口。
[0011]优选地，所述排空口和所述进水口为同一孔洞形成。
[0012]本技术还公开了一种海绵生物膜反应系统，包括供水模块、供气模块、供游离氨废液模块和上述的海绵生物膜反应器，其中所述供水模块连接所述进水口以向所述反应容器中供应水，所述供气模块连接所述进气口以向所述曝气器供应气体，所述供游离氨废液模块连接所述进游离氨废液口以向所述反应容器中供应游离氨废液。
[0013]优选地，所述海绵生物膜反应系统还包括出水模块，所述出水模块连接所述出水口以接收从所述出水口排出的水。
[0014]优选地，所述海绵生物膜反应系统还包括溶解氧控制模块，所述溶解氧控制模块包括溶解氧控制器和溶解氧传感器，所述溶解氧传感器的端头插入到所述海绵生物膜填料层中以测定所述海绵生物膜填料层中的溶解氧，所述溶解氧控制器分别连接所述溶解氧传感器和所述供气模块以根据所述溶解氧传感器测定的所述海绵生物膜填料层中的溶解氧来实时控制所述供气模块。
[0015]优选地，所述溶解氧控制器包括控制单元和显示单元，所述控制单元分别连接所述溶解氧传感器和所述供气模块，所述显示单元连接所述控制单元以用于显示所述海绵生物膜填料层中的溶解氧的数据和所述供气模块的运行情况。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术提出的海绵生物膜反应器及其系统，其中基于该反应器和系统可以利用游离氨冲击实现短程硝化的方法，不需要持续的添加游离氨和调节pH进行控制，只需要进行一次冲击即可长期维持稳定的短程硝化，是一种适用于大型水厂的短程硝化策略，同时冲击所用的游离氨废液很容易从污水厂的厌氧消化废水中获得，来源广泛成本低廉且可以循环使用，另外基于生物膜反应器可以轻松排干的特点，该方法也更为经济可行。
附图说明
[0017]图1是硝化过程和反硝化过程的基本反应过程示意图；
[0018]图2是短程硝化相比全程硝化的节能优势示意图；
[0019]图3是本技术优选实施例的海绵生物膜反应器的结构示意图；
[0020]图4是本技术优选实施例的海绵生物膜反应系统的结构示意图；
[0021]图5是本技术优选实施例的利用游离氨冲击实现短程硝化的方法流程图。
具体实施方式
[0022]以下对本技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。
[0023]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。
[0024]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0025]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0026]如图3所示，本技术优选实施例提供一种海绵生物膜反应器10，该海绵生物膜反应器10可以基于用于处理市政生活污水来实现污水氨氮短程硝化，包括反应容器11、海绵生物膜填料层12、曝气盘13、两块带孔隔板14、15，其中两块带孔隔板14、15分别横向设置在反应容器11的内腔中以将反应容器11的内腔隔开成上、中、下三层空间111、112、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海绵生物膜反应器，其特征在于，包括反应容器、海绵生物膜填料层、曝气器、两块带孔隔板，其中两块所述带孔隔板分别横向设置在所述反应容器的内腔中以将所述反应容器的内腔隔开成上、中、下三层空间，所述海绵生物膜填料层固定设置在两块所述带孔隔板之间的中层空间内，所述曝气器设置在所述反应容器的下层空间内，在所述反应容器的下层空间的侧壁上设有进水口、进气口和进游离氨废液口，所述进气口与所述曝气器连通，在所述反应容器的上层空间的侧壁上设有出水口。2.根据权利要求1所述的海绵生物膜反应器，其特征在于，所述海绵生物膜填料层是以聚氨酯海绵为填料填充满所述反应容器的中层空间以形成生物滤床，并且在所述生物滤床上培养有生物膜。3.根据权利要求1所述的海绵生物膜反应器，其特征在于，在所述反应容器的下层空间的侧壁上还设有排空口。4.根据权利要求3所述的海绵生物膜反应器，其特征在于，所述排空口和所述进水口为同一孔洞形成。5.一种海绵生物膜反应系统，其特征在于，包括供水模块、供气模块、供游离氨废液模块和权利要求1至4任一项所述的海绵生物膜反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：管运涛，黄拓，郑泽林，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：新型
国别省市：