申請號：2022113545237
申請日：2022.11.01
分類(lèi)號：C02F3/30(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器及污水處理方法，包括反應器池體，反應器池體內沿污水的處理流向依次設有相連通的缺氧區、動(dòng)力氣升區、蠕動(dòng)床好氧區和兼氧濾床區，污水在相鄰各區之間按照上（下）進(jìn)下（上）出的折流方式流動(dòng)；蠕動(dòng)床好氧區內自下而上設有曝氣器和生物填料蠕動(dòng)床，蠕動(dòng)床好氧區與排泥區相連通；兼氧濾床區內自下而上設有立板穩流組件、生物濾床和出水口，立板穩流組件的下部設有與起始的缺氧區相連通的循環(huán)回流口。本發(fā)明HEDN反應器的處理功能全面、結構緊湊占地面積小、無(wú)需設置沉淀池，適用于接觸氧化或接觸吸附反應過(guò)程，尤其適用于氨氮、總氮含量均較高，需要同步高效硝化反硝化的綜合脫氮過(guò)程。
權利要求書(shū)
1.一種無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器，其特征在于，包括反應器池體，所述反應器池體內沿污水的處理流向依次設有相連通的至少一缺氧區、動(dòng)力氣升區、至少一蠕動(dòng)床好氧區、兼氧濾床區，污水在相鄰各區之間按照上進(jìn)下出、下進(jìn)上出的折流方式流動(dòng)；起始的所述缺氧區的上部設有進(jìn)水口，所述蠕動(dòng)床好氧區內自下而上設置有曝氣器和生物填料蠕動(dòng)床，且所述蠕動(dòng)床好氧區的進(jìn)水口和出流口位于所述生物填料蠕動(dòng)床的上下兩側；一所述蠕動(dòng)床好氧區與設置于所述反應器池體內的排泥區通過(guò)中上部的多角度泥水分離百葉器相連通，所述排泥區的下部設有排泥口；所述兼氧濾床區內自下而上設置有立板穩流組件、生物濾床、出水溢流堰、出水渠和出水口，所述出水溢流堰通過(guò)所述出水渠與所述出水口相連通，所述立板穩流組件的下部設有與末端的所述蠕動(dòng)床好氧區相連通的蠕動(dòng)床好氧區出流口以及與起始的所述缺氧區相連通的循環(huán)回流口；其中，所述生物填料蠕動(dòng)床所使用的填料為生化改性的熱塑性聚氨酯彈體填料，所述生物濾床所使用的填料為兼氧改性的熱塑性聚氨酯彈體填料；所述曝氣器呈水平布設，且兩端的曝氣量高于中間的曝氣量。
2.如權利要求1所述的無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器，其特征在于，所述缺氧區包括相連通的第一缺氧區和第二缺氧區，所述蠕動(dòng)床好氧區包括依次相連通的第一蠕動(dòng)床好氧區、第二蠕動(dòng)床好氧區和第三蠕動(dòng)床好氧區；所述第一缺氧區的上部設有進(jìn)水口和出流口，所述第二缺氧區的下部設有與所述動(dòng)力氣升區相連通的出流口，所述動(dòng)力氣升區的底部設置有動(dòng)力氣升釋放組件并通過(guò)氣升溢流堰與所述第一蠕動(dòng)床好氧區相連通，所述第一蠕動(dòng)床好氧區的下部設有出流口，所述第二蠕動(dòng)床好氧區的上部設有出流口，所述第三蠕動(dòng)床好氧區的中上部設有所述多角度泥水分離百葉器、下部設有所述蠕動(dòng)床好氧區出流口，所述立板穩流組件的下部設有與所述第一缺氧區相連通的所述循環(huán)回流口。
3.如權利要求2所述的無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器，其特征在于，所述氣升溢流堰的頂高低于所述缺氧區的有效液位、高于所述蠕動(dòng)床好氧區的有效液位，所述多角度泥水分離百葉器位于水體深度的中上部，所述進(jìn)水口位于所述第一缺氧區的有效液位以上，所述出水口位于所述兼氧濾床區的有效液位以下。
4.如權利要求1或2所述的無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器，其特征在于，所述多角度泥水分離百葉器包括：多角度百葉板、固定軸桿、調角連桿和調角手輪，所述調角手輪安裝在所述調角連桿一端，所述調角連桿可帶動(dòng)所述多角度百葉板繞所述固定軸桿轉動(dòng)，以調節所述多角度百葉板的傾斜角度。
5.如權利要求4所述的無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器，其特征在于，所述多角度百葉板斜向下傾斜指向所述排泥區，且所述多角度百葉板的傾斜角度為30°-75°。
6.如權利要求1或2所述的無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器，其特征在于，所述生物填料蠕動(dòng)床所使用的填料孔徑為2-3mm；所述立板穩流組件為使用間距15-25cm的韌性ABS或PP板材拼接形成的一體化組件，各板材豎直布置；所述生物濾床所使用的填料孔徑為4-6mm；其中，生化改性的改性方法為：將熱塑性聚氨酯彈體填料烘烤升溫至60-70℃，使用異氰酸酯乳化液噴涂或浸潤后，在110±3℃真空環(huán)境下烘烤15min附著(zhù)固化，并在150±3℃真空環(huán)境下烘烤5min進(jìn)行共聚穩定；兼氧改性的改性方法為：將熱塑性聚氨酯彈體填料烘烤升溫至60-70℃，使用β-羥基丁酸戊酸酯涂覆表面，在110±3℃真空環(huán)境下烘烤15min附著(zhù)固化，并在180±3℃真空環(huán)境下烘烤5min進(jìn)行共聚穩定。
7.一種基于如權利要求1-6中任一項所述的無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器的污水處理方法，其特征在于，包括：步驟1、待處理污水經(jīng)由所述進(jìn)水口進(jìn)入所述缺氧區，在缺氧區內進(jìn)行反硝化脫氮的生化處理過(guò)程，同步降解有機物；步驟2、污水經(jīng)由所述缺氧區的出流口進(jìn)入到所述動(dòng)力氣升區，并在氣升推力的作用下，通過(guò)氣升溢流堰，進(jìn)入到所述蠕動(dòng)床好氧區；步驟3、污水在所述蠕動(dòng)床好氧區內，進(jìn)行好氧硝化及脫碳反應，及部分兼氧反應，然后經(jīng)由所述蠕動(dòng)床好氧區出流口進(jìn)入到所述兼氧濾床區；同時(shí)，部分泥水混合物流經(jīng)所述多角度泥水分離百葉器進(jìn)行泥水分離后，污泥進(jìn)入到所述排泥區內進(jìn)一步沉降，并通過(guò)所述排泥口實(shí)現排泥；步驟4、污水進(jìn)入到兼氧濾床區后，一部分豎向流動(dòng)依次經(jīng)由所述立板穩流組件、生物濾床、出水溢流堰、出水渠和出水口，實(shí)現末端泥水分離及兼氧污染物去除反應，并合格出水；另一部分水平流動(dòng)經(jīng)由所述循環(huán)回流口進(jìn)入到所述缺氧區內；步驟5、由所述進(jìn)水口進(jìn)入的待處理污水與步驟4中的回流液在所述缺氧區充分混合，并進(jìn)入下一連續循環(huán)反應。
8.如權利要求7所述的污水處理方法，其特征在于，所述缺氧區內設置有生物填料，所述動(dòng)力氣升區內動(dòng)力氣升釋放組件作為所述缺氧區的高效混合及防止污泥沉降的動(dòng)力來(lái)源；通過(guò)調節所述動(dòng)力氣升區內的動(dòng)力氣升釋放組件的實(shí)際供氣量，以調節從所述缺氧區進(jìn)入到所述蠕動(dòng)床好氧區的水量，進(jìn)而實(shí)現后端循環(huán)回流比的控制。
9.如權利要求7所述的污水處理方法，其特征在于，污水在所述曝氣器曝氣擾動(dòng)作用下，在所述蠕動(dòng)床好氧區內形成上下的局部循環(huán)流態(tài)。
發(fā)明內容
針對現有生化反應器存在的空間利用率低、回流比低、回流能耗高、容積負荷低、泥水分離區功能單一、占地面積大、耐沖擊負荷能力低等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器及污水處理方法，其處理功能全面、結構緊湊占地面積小、無(wú)需設置沉淀池、有較高的工程應用經(jīng)濟價(jià)值，適用于接觸氧化或接觸吸附反應過(guò)程，尤其適用于氨氮、總氮含量均較高，需要同步高效硝化反硝化綜合脫氮過(guò)程。
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器，包括反應器池體，所述反應器池體內沿污水的處理流向依次設有相連通的至少一缺氧區、動(dòng)力氣升區、至少一蠕動(dòng)床好氧區、兼氧濾床區，污水在相鄰各區之間按照上進(jìn)下出、下進(jìn)上出的折流方式流動(dòng)；
起始的所述缺氧區的上部設有進(jìn)水口，所述蠕動(dòng)床好氧區內自下而上設置有曝氣器和生物填料蠕動(dòng)床，且所述蠕動(dòng)床好氧區的進(jìn)水口和出流口位于所述生物填料蠕動(dòng)床的上下兩側；一所述蠕動(dòng)床好氧區與設置于所述反應器池體內的排泥區通過(guò)中上部的多角度泥水分離百葉器相連通，所述排泥區的下部設有排泥口；
所述兼氧濾床區內自下而上設置有立板穩流組件、生物濾床、出水溢流堰、出水渠和出水口，所述出水溢流堰通過(guò)所述出水渠與所述出水口相連通，所述立板穩流組件的下部設有與末端的所述蠕動(dòng)床好氧區相連通的蠕動(dòng)床好氧區出流口以及與起始的所述缺氧區相連通的循環(huán)回流口。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述缺氧區包括相連通的第一缺氧區和第二缺氧區，所述蠕動(dòng)床好氧區包括依次相連通的第一蠕動(dòng)床好氧區、第二蠕動(dòng)床好氧區和第三蠕動(dòng)床好氧區；
所述第一缺氧區的上部設有進(jìn)水口和出流口，所述第二缺氧區的下部設有與所述動(dòng)力氣升區相連通的出流口，所述動(dòng)力氣升區的底部設置有動(dòng)力氣升釋放組件并通過(guò)氣升溢流堰與所述第一蠕動(dòng)床好氧區相連通，所述第一蠕動(dòng)床好氧區的下部設有出流口，所述第二蠕動(dòng)床好氧區的上部設有出流口，所述第三蠕動(dòng)床好氧區的中上部設有所述多角度泥水分離百葉器、下部設有所述蠕動(dòng)床好氧區出流口，所述立板穩流組件的下部設有與所述第一缺氧區相連通的所述循環(huán)回流口。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣升溢流堰的頂高低于所述缺氧區的有效液位、高于所述蠕動(dòng)床好氧區的有效液位，所述多角度泥水分離百葉器位于水體深度的中上部，所述進(jìn)水口位于所述第一缺氧區的有效液位以上，所述出水口位于所述兼氧濾床區的有效液位以下。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多角度泥水分離百葉器包括：多角度百葉板、固定軸桿、調角連桿和調角手輪，所述調角手輪安裝在所述調角連桿一端，所述調角連桿可帶動(dòng)所述多角度百葉板繞所述固定軸桿轉動(dòng)，以調節所述多角度百葉板的傾斜角度。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多角度百葉板斜向下傾斜指向所述排泥區，且所述多角度百葉板的傾斜角度為30°-75°。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述生物填料蠕動(dòng)床所使用的填料為生化改性的熱塑性聚氨酯彈體填料，中細孔徑；所述立板穩流組件為使用間距15-25cm的韌性ABS或PP板材拼接形成的一體化組件，各板材豎直布置；所述生物濾床所使用的填料為兼氧改性的熱塑性聚氨酯彈體填料，中粗孔徑；
其中，生化改性的改性方法為：將熱塑性聚氨酯彈體填料烘烤升溫至60-70℃，使用異氰酸酯乳化液噴涂或浸潤后，在110±3℃真空環(huán)境下烘烤15min附著(zhù)固化，并在150±3℃真空環(huán)境下烘烤5min進(jìn)行共聚穩定；中細孔徑為2-3mm；
兼氧改性的改性方法為：將熱塑性聚氨酯彈體填料烘烤升溫至60-70℃，使用β-羥基丁酸戊酸酯涂覆表面，在110±3℃真空環(huán)境下烘烤15min附著(zhù)固化，并在180±3℃真空環(huán)境下烘烤5min進(jìn)行共聚穩定；中粗孔徑為4-6mm。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述曝氣器呈水平布設，且兩端的曝氣量高于中間的曝氣量。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于上述無(wú)沉淀池型蠕動(dòng)床式HEDN反應器的污水處理方法，包括：
步驟1、待處理污水經(jīng)由所述進(jìn)水口進(jìn)入所述缺氧區，在缺氧區內進(jìn)行反硝化脫氮的生化處理過(guò)程，同步降解有機物；
步驟2、污水經(jīng)由所述缺氧區的出流口進(jìn)入到所述動(dòng)力氣升區，并在氣升推力的作用下，通過(guò)氣升溢流堰，進(jìn)入到所述蠕動(dòng)床好氧區；
步驟3、污水在所述蠕動(dòng)床好氧區內，進(jìn)行好氧硝化及脫碳反應，及部分兼氧反應，然后經(jīng)由所述蠕動(dòng)床好氧區出流口進(jìn)入到所述兼氧濾床區；同時(shí)，部分泥水混合物流經(jīng)所述多角度泥水分離百葉器進(jìn)行泥水分離后，污泥進(jìn)入到所述排泥區內進(jìn)一步沉降，并通過(guò)所述排泥口實(shí)現排泥；
步驟4、污水進(jìn)入到兼氧濾床區后，一部分豎向流動(dòng)依次經(jīng)由所述立板穩流組件、生物濾床、出水溢流堰、出水渠和出水口，實(shí)現末端泥水分離及兼氧污染物去除反應，并合格出水；另一部分水平流動(dòng)經(jīng)由所述循環(huán)回流口進(jìn)入到所述缺氧區內；
步驟5、由所述進(jìn)水口進(jìn)入的待處理污水與步驟4中的回流液在所述缺氧區充分混合，并進(jìn)入下一連續循環(huán)反應。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述缺氧區內設置有生物填料，所述動(dòng)力氣升區內動(dòng)力氣升釋放組件作為所述缺氧區的高效混合及防止污泥沉降的動(dòng)力來(lái)源；通過(guò)調節所述動(dòng)力氣升區內的動(dòng)力氣升釋放組件的實(shí)際供氣量，以調節從所述缺氧區進(jìn)入到所述蠕動(dòng)床好氧區的水量，進(jìn)而實(shí)現后端循環(huán)回流比的控制。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，污水在所述曝氣器曝氣擾動(dòng)作用下，在所述蠕動(dòng)床好氧區內形成上下的局部循環(huán)流態(tài)。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
1、本發(fā)明的HEDN反應器在平面及豎向上高度集成、結構緊湊、占地面積小、空間利用率高；
2、本發(fā)明的缺氧區為高效反硝化脫氮區，蠕動(dòng)床好氧區兼有兼氧填料功能區，可實(shí)現同步硝化反硝化脫氮及高效降解有機物，兼氧濾床區可實(shí)現出水端同步硝化反硝化深度脫氮的高效保障，反應器的處理功能全面；
3、本發(fā)明多級濾床填料的微生物負載作用及污泥截留作用，實(shí)現整體反應器污泥濃度倍增，反應器污染物容積負荷高；
4、本發(fā)明的動(dòng)力氣升區使用氣升推流技術(shù)實(shí)現低功耗下的高倍率回流，解決常規生化反應器回流比低、回流能耗高問(wèn)題；
5、本發(fā)明在高容積負荷、高倍率回流比作用下，反應器能快速稀釋進(jìn)水，耐沖擊負荷能力強；
6、本發(fā)明的兼氧濾床區兼具污泥截留、吸附、過(guò)濾的多重功能，實(shí)現高效泥水分離，無(wú)需單獨設置污泥沉淀池，節省占地，減少投資；
7、本發(fā)明的蠕動(dòng)床好氧區及兼氧濾床區均無(wú)需獨立反洗及排污，省去常規濾床配套汽水沖洗系統設備成本，及節省清洗水量；
8、本發(fā)明通過(guò)多角度泥水分離百葉器，實(shí)現對需要外排的剩余污泥分離外排，無(wú)需設置獨立的泥水分離單元對全部泥水進(jìn)行分離后，再分別進(jìn)行生化污泥回流、以及剩余污泥外排，因此無(wú)需單獨設置污泥沉淀池、污泥回流系統等，簡(jiǎn)化功能單元、節省占地、減少投資；
9、本發(fā)明適用于接觸氧化或接觸吸附反應過(guò)程、尤其適用于氨氮、總氮含量均較高，需要同步高效硝化反硝化的綜合脫氮過(guò)程。
綜上，本發(fā)明的HEDN反應器具有較高的工程應用經(jīng)濟價(jià)值。
（發(fā)明人：王偉龍;張蒙納;高大雨;朱倩;李骎;王鑄;徐繼洋;還道遠）
