[发明专利]一种新型尾气回流式生物膜反应器

说明书

一种新型尾气回流式生物膜反应器，反应器主体设有进水口和出水口，所述进水口比出水口高，所述反应器主体的上部敞口安装所述反应器密封顶盖，所述反应器密封顶盖设置有单向尾气收集装置，在单向尾气收集装置后设置尾气处理装置，尾气处理装置后设置尾气排气阀及尾气循环气泵；部分尾气通过尾气排气阀排出，另一部分经尾气循环气泵，与鼓风机中的新鲜空气混合后，进入曝气装置；通过曝气装置为膜生物反应器提供所需的溶解氧，所述曝气装置被均匀安装于反应器底部。通过控制尾气排放量、尾气循环量及新鲜空气量之间比例，可改变曝气的氧气分压，从而分别调控反应器中曝气强度和溶解氧含量。本发明强化了生物膜反应器稳定运行及污染物高效脱除。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及生物膜反应器，尤其是一种新型尾气回流式生物膜反应器。

背景技术

随着近期我国的经济高速发展，城市规模和人口数量不断扩大，生产和生活活动过程中会产生大量的且成分复杂的污水。人们面临着严重的水安全危机,具体表现为严峻的水资源短缺和水污染问题。污水处理厂尾水水质不达标是一个严重的问题，特别是氮磷元素，排入自然水体易造成富营养化，且受污染水体难以复原。现如今，我国多数污水厂仍不具有高效脱氮能力，因此面临大规模升级改造。

活性污泥法工艺因具有污染物氧化降解效果好、处理水量大、处理能耗较低等诸多特点，成为目前最为广泛应用的污水处理技术。但是传统活性污泥法仍存在一系列问题制约其发展，例如脱氮效率不高，剩余污泥产量大，耐冲击负荷和抗毒性差，容易发生污泥膨胀等缺点。

生物膜反应器通过在反应器中投加固定或可移动填料，使微生物以填料为载体固着，并逐渐形成稳定的生物膜结构。生物膜法相较于传统活性污泥法有诸多优点。相较于传统活性污泥法，生物膜反应器体系内单位体积填料上的生物量更高，且微生物种相丰富，耐污染冲击能力增强。同时，随着生物膜层的增厚，填料由外向内出现溶解氧梯度，促进了好氧-缺氧微环境的形成，有效强化了同步硝化反硝化及脱氮效果。另一方面，由于微生物固着在填料表面，有效避免了丝状菌造成的污泥膨胀。

生物膜反应器中生物膜结构的形成及固着对生物膜反应器稳定运行具有重要意义。已有研究表明，由曝气产生的水力剪切对填料表面生物膜结构具有重要意义。低曝气强度下水力剪切不足，容易导致形成的生物膜中胞外多聚物(Extracellular polymericsubstances，EPS)含量低，致密性差、易脱落，影响挂膜效果及出水水质。但高曝气强度导致反应器溶解氧含量过高，在生物膜中难以形成缺氧区，抑制反硝化脱氮效果。综上所述，保持体系内具有适宜的曝气强度的同时，维持较低的溶解氧浓度对生物膜反应器的高效稳定运行具有重要意义。

另一方面，近几年随着对污水处理厂环境影响评价要求的不断提高，全国包括上海，浙江，西安及重庆等多地均要求对污水处理厂生化池加盖密封，并对尾气进行收集处理。生化池中产生的尾气要求由通风管道进入尾气处理装置，以实现对尾气中有害气体的去除，减少污水处理构筑物所产生臭气对周边环境影响。目前对污水处理厂生化池加盖密封及尾气处理的设计要求，使尾气回流式生物膜反应器具有技术可行性。

发明内容

为了克服已有技术的不足，为了分别控制生物膜反应器中的曝气强度和溶解氧含量，强化生物膜反应器的高效稳定运行，本发明提出了一种新型尾气回流式生物膜反应器，反应器顶部密封，并设置有尾气收集装置。曝气产生的尾气被尾气收集系统收集后进入尾气处理装置，处理后的部分尾气排出，另一部分尾气经过尾气循环泵与鼓风机中的新鲜空气混合，从反应器底部重新进入，为微生物提供反应所需溶解氧。通过控制尾气排放量、尾气循环量及新鲜空气量之间比例，可改变曝气强度和曝气的氧气分压，从而分别调控反应器中水力剪切和溶解氧含量。本发明强化了生物膜反应器稳定运行及污染物高效脱除，具有良好的经济性和实用性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：