一种间歇曝气结构床反应装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种间歇曝气结构床反应装置及方法，涉及生物膜水处理设备领域，针对目前生物膜反应器在水处理过程中难以实现同步的消化反硝化及脱碳脱氮处理效能差的问题，在反应容器内布置固定床供生物膜挂膜，并对反应容器内施加间歇曝气，从而实现生物膜反应器气流和曝气时间的双重干预，在生物膜覆盖区域形成溶氧的梯度，形成好氧区和厌氧区，有效实现生物反应器内同步硝化反硝化，提高脱碳脱氮处理效能，有效减少有毒有害物质积累，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种间歇曝气结构床反应装置及方法


[0001]本专利技术涉及生物膜水处理设备领域，具体涉及一种间歇曝气结构床反应装置及方法。

技术介绍

[0002]生物膜法是一种依靠附着在载体表面的微生物，在污废水流经载体表面过程中，通过对有机营养物的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及在膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物进行分解的技术。而生物膜反应器由于占地面积小、污泥产量少和出水质量好等优点，越来越多地用于废水处理。
[0003]在实际运行时，单级的生物膜反应器中对污染物的有效去除主要存在两种主要机制：物理机制和生物机制。物理上，在生物膜中形成溶解氧(DO)的梯度，允许生物膜的外部部分有好氧区，生物膜内部有缺氧/厌氧区。生物学上，微生物群具有多种能力，如异养硝化和好氧反硝化等。但是，目前的生物膜反应器在水处理过程中需要额外补充碳源或氧气，持续运行的生物膜反应器会造成污泥和有毒、有害物质的积累，无法实现同步的硝化反硝化；并且，随着生物膜反应器的运行，传统的填充床容易发生堵塞，而反冲洗时又会对生物膜产生较大的破坏，无法满足生物膜的长时间稳定运行需求，抵抗浓度冲击、负荷冲击的能力差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种间歇曝气结构床反应装置及方法，采用间歇曝气设置能实现单级生物膜反应器气流和曝气时间的双重干预，可有效实现生物反应器内同步硝化反硝化，提高脱碳脱氮处理效能，并有效避免有毒有害物质积累，降低成本。
[0005]本专利技术的第一目的是提供一种间歇曝气结构床反应装置，采用以下方案：
[0006]包括：
[0007]反应容器，其内部设有固定床、位于固定床下方的进水口和位于固定床上方的出水口，固定床与进水口之间设有曝气头，固定床包括多根间隔布置的多孔泡沫，以供生物膜附着；
[0008]气体供应组件，通过气路连接曝气头，以通过曝气头对反应容器内进行间歇曝气。
[0009]进一步的，所述反应容器内部形成顶端开口的柱状腔体，固定床、曝气头位于腔体内，反应容器内部固定床区域形成溶解氧的梯度。
[0010]进一步的，所述多孔泡沫为柱状结构，所有多孔泡沫通过支架安装在反应容器内部。
[0011]进一步的，所述进水口接入三通的第一个接口，三通的第二个接口接入进水组件，三通的第三个接口接入排泥阀门。
[0012]进一步的，所述进水组件包括相连通的进水箱和水泵，进水箱安装有搅拌元件，水
泵与三通之间串联有进水阀门。
[0013]进一步的，所述反应容器位于进水口和固定床之间的节段呈圆锥状，作为沉降区，进水口位于圆锥状节段的尖端。
[0014]进一步的，所述气体供应组件包括通过气管依次串联的气源、流量计、电磁阀和止回阀，流量计、电磁阀分别接入控制器，控制能够通过控制阀对曝气头的曝气间隔、曝气强度进行控制。
[0015]进一步的，还包括监测控制组件，监测控制组件包括控制器、溶解氧探测器、温度控制单元和pH探测器，溶解氧探测器、温度控制单元和pH探测器分别探入反应容器内，同时分别接入控制器。
[0016]本专利技术的第二目的是提供一种工作方法，利用如第一目的所述的间歇曝气结构床反应装置，包括：
[0017]进水口持续获取待处理废水并注入反应容器中，曝气头从气体供应组件获取压力气体并间歇输入反应容器，对反应容器内进行间歇曝气；
[0018]曝气在反应容器的固定床区域形成溶解氧的梯度，固定床上附着的生物膜在曝气作用对反应容器内的废水进行硝化反硝化，对废水进行脱碳脱氮；
[0019]处理后的水体经由顶部的出水口排出。
[0020]进一步的，进水口持续获取待处理废水，出水口持续排出处理后的水体，使反应容器内部处于连续流状态。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0022](1)针对目前生物膜反应器在水处理过程中难以实现同步的消化反硝化及脱碳脱氮处理效能差的问题，在反应容器内布置固定床供生物膜挂膜，并对反应容器内施加间歇曝气，从而实现生物膜反应器气流和曝气时间的双重干预，在生物膜覆盖区域形成溶氧的梯度，形成好氧区和厌氧区，有效实现生物反应器内同步硝化反硝化，提高脱碳脱氮处理效能，有效减少有毒有害物质积累，降低成本。
[0023](2)气体供应组件能够间歇供应气体至曝气头，使曝气头对反应容器内部进行间歇曝气，在反应容器内的生物膜中形成溶解氧的梯度，使生物膜的外部部分形成好氧区，生物膜的内部部分形成缺氧/厌氧区，从而能够为不同种群生物提供不同溶解氧条件，满足异养硝化和好氧反硝化的需求，结合气流作用共同促进硝化反硝化生物的高效反应。
[0024](3)多孔泡沫具有良好的亲水性，能够提供有效的空隙供给生物膜生长，同时，多孔泡沫内部的多孔结构也能够将进水中的污泥吸附在其表面上，从而减少污泥在反应容器内其他位置的累积，避免因污泥在反应容器有效反应位置累积影响水处理效率的问题；多孔泡沫通过支架安装在反应容器的内部，在运行一段时间、多孔泡沫上吸附有大量污泥后，可以通过将固定床从反应容器内部拆下，更换新的多孔泡沫填料，通过更换新填料实现有效排泥。
[0025](4)采用多孔泡沫作为固定床，比表面积大于传统的填料，不仅提高了反应容器内微生物浓度和微生物种类的多样性，而且由于多孔泡沫的孔径相对于碳素纤维上的表面孔径更大，微生物不会对多孔泡沫造成堵塞，方便了生物膜固定在多孔泡沫形成的固定床上，减少了脱单脱碳功能菌的流失，反应容器单位容积的生物量会增加，有效提升了整个间歇性曝气结构反应装置的抗基质浓度冲击和容积负荷冲击的能力。
附图说明
[0026]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0027]图1为本专利技术实施例1和2中间歇曝气结构床反应装置的示意图。
[0028]其中，1.进水箱，2.搅拌桨，3.搅拌电机，4.蠕动泵，5.进水阀门，6.三通，7.排泥阀门，8.进水口，9.曝气头，10.止回阀，11.电磁阀，12.流量计，13.气源，14.固定床，15.出水口，16.溢流口，17.取样口，18.恒温加热棒，19.溶解氧探头，20.溶解氧探测器，21.温度控制器，22.控制器。
具体实施方式
[0029]实施例1
[0030]本专利技术的一个典型实施例中，如图1所示，给出一种间歇曝气结构床反应装置。
[0031]目前的生物膜反应器在水处理过程中需要额外补充碳源或氧气，随着反应的进行还会造成污泥和有毒有害物质的累积，难以实现同步的硝化反硝化，脱碳脱氮处理效能差，难以满足连续水处理的需求。
[0032]基于此，本实施例中给出一种间歇曝气结构床反应装置，在反应容器内布置固定床14供生物膜挂膜，并对反应容器内施加间歇曝气，从而实现生物膜反应器气流和曝气时间的双重干预，在生物膜覆盖区域形成溶氧的梯度，形成好氧区和厌氧区，有效实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种间歇曝气结构床反应装置，其特征在于，包括：反应容器，其内部设有固定床、位于固定床下方的进水口和位于固定床上方的出水口，固定床与进水口之间设有曝气头，固定床包括多根间隔布置的多孔泡沫，以供生物膜附着；气体供应组件，通过气路连接曝气头，以通过曝气头对反应容器内进行间歇曝气。2.如权利要求1所述的间歇曝气结构床反应装置，其特征在于，所述反应容器内部形成顶端开口的柱状腔体，固定床、曝气头位于腔体内，反应容器内部固定床区域形成溶解氧的梯度。3.如权利要求2所述的间歇曝气结构床反应装置，其特征在于，所述多孔泡沫为柱状结构，所有多孔泡沫通过支架安装在反应容器内部。4.如权利要求1所述的间歇曝气结构床反应装置，其特征在于，所述进水口接入三通的第一个接口，三通的第二个接口接入进水组件，三通的第三个接口接入排泥阀门。5.如权利要求4所述的间歇曝气结构床反应装置，其特征在于，所述进水组件包括相连通的进水箱和水泵，进水箱安装有搅拌元件，水泵与三通之间串联有进水阀门。6.如权利要求4所述的间歇曝气结构床反应装置，其特征在于，所述反应容器位于进水口和固定床之间的节段呈圆锥状，作为沉降区，进水口位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：程仁振，王君，焦文海，张鑫，王磊，姚阔为，杨曦凯，郑伟杰，徐学信，刘成，王刘煜，
申请(专利权)人：济南市市政工程设计研究院集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：