[发明专利]垂直折流多功能生化反应器

说明书

本发明属于利用垂直折流工艺过程开发一种多功能高效污水生化处理装置。

在污水生化处理工艺过程中，目前主要有两大类反应器：悬浮生长与固着生长反应器，其中以固着生长生化反应器的高生物量，高负荷运行特性而倍受人们重视。另外，在生化处理过程中，以物料（气液）流体力学特性来分类，有垂直流动与水平流动两类，常见水处理设施（曝气池.接触氧化池等）均为简单的垂直流;液体折流式已有专利报道（CN2036946U;CN2054456U;CN1055347A.CN1040970A），典型的水平流为水平管道反应器，典型的垂直流为深井曝气反应器。水平管道反应器采用较高的流体流速，使气液呈湍流混合状态，有利于生化反应的进行，但由于较高的流速，无法实现固定膜生化反应过程，局限性很大。深井曝气的两大特点是实现了气液接触时间延长，压力升高引起的气体溶解增大，使氧吸收率高达80～90%，国内已在制药厂、农药厂、化工厂、建材厂获得应用。多为北京市市政设计院开发。深井曝气的局限性在于建设投资大，地质条件要求高，难以实现固定膜生物处理工艺。本发明的思路在于将深井曝气分段建于地上，将水平管式改为垂直管式，分段后产生上下折流，只要解决了气流同时输运问题，该过程即可实现。同时它可以方便地加装填料，形成固定膜生化反应器，从而充分利用了各种反应器的优点。另外，该装置的应用特性不仅在好氧工艺中体现，而且可以在厌氧工艺中得以体现，它不仅引入了固定膜厌氧生化器，而且使气流搅拌代替了机械搅拌，在节约能源，减少设备投资，方便运行管理方面都有独到之处。值得推荐的还在于它可以通过适当控制给气量及给气方式，可组成厌-好氧串联组合工艺，以实现污泥消化，脱氮脱磷，无污泥化工艺。

本发明的目的是给出一种多功能高效生化处理装置，该装置可以系列化生产，可以实现好氧，厌氧，好厌氧组合生物处理工艺，可以实现悬浮床，固定床生物生长过程，可以实现各类有机废水及污泥的处理，可以实现脱氮脱磷及无污泥化工艺。

本发明的构成如下：

图一为单体设备的外型及结构图。

单体设备由封头（1），筒体（3），人孔（2），内填料网板（4）构成。

单体设备为高度2-20米，直径0.2-20米的钢制，玻璃钢制，工程塑料及钢筋混凝土制容器，图一所示为钢制反应器结构，其它材质结构类同。容器内部设置有填料支撑板，可以填充钢制填料，瓷制填料，塑料填料，半软性填料，纤维填料等。填料填充量及性质，根据处理水质，水量及处理水平而定，组合时部分单体可不装填料，特别是在污泥消化及厌-好氧串联工艺中。设备的供气采用气液同管同流混合进气方式，气源可采用：纯氧（钢瓶，制氧机或工业副产），富氧（制氧机或工业副产），空气（低压风机或自吸射流给气）以及非氧气体（厌氧处理时可利用自产的甲烷气体或惰性气体）。本设备可以在常压或加压下操作，压力范围为0-15大气压。

由单体设备构成的垂直折流多功能生化反应器，可以由2-30个单体设备组成，其个数依水力停留时间和设备高度而定，高度根据场地情况可从2米到25米变化。设计中根据处理水水质及容积负荷，即可确定水力停留时间，段数，反应器单体高度及反应器直径等有关参数。

下面以工艺的气特性分四类介绍其工艺特点：

好氧工艺用于浓度为五日生化需氧量（BOD5）≤1500毫克/立升的废水直接生化处理（详见实施例），污水泵将集水池中的污水送到射流混合器中进行气液混合，气源可以如前所述进行选择，一般以废水浓度大小而选择纯氧，富氧或空气。气液混合物进入反应器，最后经气液分离，气体从排出口排出，水从排放口排放。当废水浓度需循环处理时，或供气量不足需回流时，由回流管部分回流。该工艺中反应器单体中均装填料，以提高其容积处理负荷。

厌氧工艺用于浓度为BOD5≥10000毫克/立升的废水处理。污水泵将积水池中的污水送到射流混合器中进行液体与非氧气体的混合，然后进入反应器，非氧气体来于自产的甲烷气体，多余气体从排气口排出，废水经排放口排出。污泥回流从排出口返回系统，污水回流从排放口完成，从而实现污泥消化及废水深度处理的目的。

厌氧-好氧串联处理工艺：污水泵将积水池中的废水打入反应器进行厌氧处理，反应器根据污泥量大小可不装或装填料，空气或其它氧源从反应器中部加入，供气方式如好氧工艺所述，从而使反应器后部为好氧段。尾气从排出口排走，废水从排放口排走，回流经回流管实现。