[实用新型]一种内循环好氧生物反应器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种提高草浆中段废水处理效果的自制改良型高效内循环好氧生物反应器，属于环境工程领域。

背景技术：

好氧生物处理工艺历史悠久，自1914年第一座活性污泥法污水处理试验厂运行以来，已经90多年了。近30年来，改进曝气技术和好氧生物固定技术以提高污水处理的效果，是好氧生物处理领域的主要研究内容，HCR(High Performance Compact Reactor)工艺就是这一特定时期的产物。

HCR工艺是德国克劳斯塔尔工科大学物相传送研究所于80年代实用新型的。该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃，它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。

HCR系统主要包括：集成反应器、两相喷头、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反应器为圆形容器，其外筒两端被封闭，连接着各种管道；内筒两端开口，两相喷头安装在反应器上部的正中央。循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气。水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡。富含溶解氧的混合污水经导流筒到达反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行。于是，污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体。工程实践表明，该工艺对甲醛废水、含酚废水、糖醛废水、树脂酸废水都能进行有效处理；如已有工程实例的进水COD浓度达到了20000mg/L；该工艺还有望提高污水脱氮的效果。但是HCR工艺用于造纸废水处理特别是草浆废水的处理效果还有待提高。

目前我国的大部分造纸厂的中段废水生物处理系统存在占地面积大、污染负荷低、动力消耗高等不足以致企业的成本增加。由于草浆中段废水存在降解性很差的有机物，如木质素和某些有毒物质，且其水质同木浆废水有一定的区别。采用针对木浆废水性质设计制造的HCR反应器处理草浆中段废水效果并不理想。

实用新型内容：

本实用新型针对我国造纸工业以麦草为主要原料的特点和中段废水治理不理想的现状，根据HCR工艺的优点以及借鉴内循环高效厌氧生物反应器、生物流化床、深井曝气等的优点，并运用高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，研制出一种新型的塔式好氧反应器。

本实用新型是通过以下技术方案来解决的：

一种内循环好氧生物反应器，该反应器包括：空压机1、气压表2、气体流量计3、液压表4、循环泵5、反应器6、进水泵7、回流污泥泵8、液体流量计9和沉淀池10，其特征在于：所述空压机1、反应器6和沉淀池10依次连接；所述空压机1和反应器6之间依次设置有气压表2和气体流量计3；所述反应器6上设置有液压表4、循环泵5、进水泵7、回流污泥泵8和液体流量计9；所述循环泵5通过液压表4与反应器6连接；所述进水泵7设置在反应器6的进水管路上；所述回流污泥泵8和液体流量计9设置在回流管路上。

1.自行设计研发改良型高效内循环好氧生物反应器，确定其各个部分的设计参数。主要包括：反应器的容积、径高比、底隙高度、顶隙高度、头部水箱、水力停留时间等。并采用一种新型的射流曝气技术以提高反应效果。

2.研究高效内循环好氧生物反应器工艺性能。通过清水试验测量射流曝气器的氧总转移系数、动力效率、氧利用率；改变试验工艺条件测量不同条件下反应器的循环流量、风机功率、气水比等工艺性能参数。

3.研究高效内循环好氧生物反应器处理草浆中段废水的环境影响因素以及反应器的整个启动运行期污泥性质的变化情况，探讨气水比、水力停留时间、循环流量等对高效内循环好氧生物反应器运行效果的影响，从而确定出高效内循环好氧生物床反应器处理草浆中段废水的最佳工艺参数。

4.根据上述研究结果，有针对性再对高效内循环好氧生物反应器主要设计参数进行改进。最终得到针对草浆中段废水性质的改良型高效内循环好氧生物反应器。

本实用新型的效果如下：草浆中段废水进水COD_cr浓度在1500(mg/L)左右，经过该反应器处理后其COD_cr降为为350～300mg/L，其COD去除率稳定在75％以上，其水力停留时间较短为4~6h，反应期间污泥状态良好，反应结束后废水COD浓度和色度明显降低。以上数据表明该好氧反应器可以达到高效的处理草浆中段废水的目的，解决了传统反应器处理该种废水时效果不理想，出水效果不佳的问题。