CN109437397A - 一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，属于污水处理技术领域，反应器为圆筒状，中间由一根金属转轴贯穿；反应器内部的转轴上有螺旋前进的金属斜面；反应器包括厌氧缺氧反应室和好氧反应室，反应室之间由截留器分隔开，厌氧缺氧反应室内含有厌氧缺氧填料，好氧反应室内含有好氧填料，有效解决了移动床生物膜反应器填料在反应器内移动状态不均衡，池内不同程度存在死区的问题，使填料得到充分利用；好氧反应室管壁下方以“井”字形布置若干微孔曝气头，为好氧生物填料提供必需的氧气，本发明装置集生物膜反应器和A2O技术于一体，占地面积较小，结构简单，操作方便，处理效果更好更稳定，适宜推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器。
背景技术
生物膜法和活性污泥法并列，是最古老的水处理技术之一。生物膜反应器就是利用附着在填料表面的生物膜内的微生物的代谢活动来净化、去除污染物的，是目前国内外应用广泛的的一种高效污水处理技术。生物膜法具有出水水质好、占地面积小、运行成本较低的优点，典型应用有生物转盘、生物滤池、移动床生物膜反应器。
移动床生物膜反应器(Moving-Bed Biofilm Reactor，MBBR)的主要原理就是将密度接近于水的悬浮填料直接投加到反应器中，作为微生物生长附着的载体，在一定条件下进行挂膜，使填料上附着大量微生物，然后向反应器内连续通入污水和空气，并创造良好的混合接触条件，栖息在填料表面上的微生物不断摄取水中的氧和有机物，从而达到净化污水的目的。
另一方面活性污泥法的A2O(厌氧-缺氧-好氧)工艺简单、易维护，具有良好的脱氮除磷作用，在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及氨氮有机物通过生物硝化作用，转化为硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化为氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去。
微气孔曝气是一种新型曝气方式，微气孔曝气能够实现生物膜反应器连续稳定运行，并且能获得接近100％的氧利用率，相较传统的曝气方式，相同的进水条件下，微气泡曝气反应器的COD、氨氮、总氮去除率更高，生物膜的形成速率和稳定生物量更高，从而提高反应器的运行性能，降低成本。
现在的生物膜反应器和传统活性污泥法在处理污水时存在以下问题：
(1)填料在反应器内的移动状态不均衡，池内不同程度地存在死区的问题，从而导致填料利用不够充分，出水水质不够稳定，同时这也间接增加了运行成本；
(2)传统活性污泥法中的A2O工艺占地面积大，制约了使用范围；
(3)传统曝气方式氧气利用率低，出水水质不够稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供填料利用率高、功能一体化、占地面积小、节能、处理效果高效稳定、操作方便的一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，致力于处理中小型流量污水。
一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，包括反应器外壳、金属转轴、螺旋斜面、厌氧缺氧生物填料、好氧生物填料和微气孔曝气装置，所述反应器外壳包括厌氧缺氧反应室和好氧反应室，所述厌氧缺氧反应室与好氧反应室连通，所述厌氧缺氧反应室内部均匀填充有厌氧缺氧生物填料，所述好氧反应室内部均匀填充有好氧生物填料，所述金属转轴贯穿反应器内部，所述螺旋斜面在两个反应室内均环绕着金属转轴前进，所述厌氧缺氧反应室顶壁上开设有一进水口，所述好氧反应室侧壁上开设有一出水口，顶壁上开设有一排气孔，底壁上开设有一排泥管，所述微气孔曝气装置包括若干“井”字形布置微孔曝气头、SPG膜系统、风机，所述微孔曝气头沿筒壁下半部分均匀分布。
优选的，所述厌氧缺氧反应室和好氧反应室之间通过截留器分隔开，所述好氧反应室与出水管之间通过截留器分隔开，所述截留器分别与筒壁和金属转轴贴合，截留器上开设有多个等角间距分布的圆形小孔，所述小孔略小于填料大小。
优选的，所述金属转轴通过联轴器与外界连接有电机。
优选的，所述厌氧缺氧生物填料和好氧生物填料选用孔隙率为50％-65％的方形海绵，填充率在20％-50％之间。
优选的，所述微孔曝气头选用陶瓷材料。
优选的，所述厌氧缺氧反应室和好氧反应室容积应为1:1。
优选的，所述金属转轴与筒壁直径比为1:3，转速应为5-20转/分钟。
优选的，所述螺旋斜面的螺距应为反应室长度的1/6-1/5。
本发明的优点在于：(1)通过改进移动床生物膜反应器内部构造，改善水力条件，增加水流与生物膜填料接触的时间和面积，提高生物填料利用率，稳定出水水质，降低运行成本；
(2)采用一体化结构设计，占地面积小，适用于多种场合；
(3)采用微气孔曝气装置，提高氧气利用率，稳定出水水质，提高COD、氨氮、总氮去除率。
附图说明
图1为本发明的装置图。
图2为本发明的主视图。
其中：1-格栅；2-沉淀池；3-电机；4-SPG膜系统；5-风机；6-联轴器；7-进水口；8-厌氧缺氧生物填料；9-螺旋斜面；10-金属转轴；11-截留器；12-好氧生物填料；13-微气孔曝气装置；14-出水口；15-排气孔；16-排泥管；17-厌氧缺氧反应室；18-好氧反应室。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图2所示，一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，包括反应器外壳、金属转轴10、螺旋斜面9、厌氧缺氧生物填料8、好氧生物填料12和微气孔曝气装置13，所述反应器外壳包括厌氧缺氧反应室17和好氧反应室18，所述厌氧缺氧反应室17与好氧反应室18连通，所述厌氧缺氧反应室17内部均匀填充有厌氧缺氧生物填料8，所述好氧反应室18内部均匀填充有好氧生物填料12，所述金属转轴10贯穿反应器内部，所述螺旋斜面9在两个反应室内均环绕着金属转轴10前进，所述厌氧缺氧反应室17顶壁上开设有一进水口7，所述好氧反应室18侧壁上开设有一出水口14，顶壁上开设有一排气孔15，底壁上开设有一排泥管16，所述微气孔曝气装置13包括若干“井”字形布置微孔曝气头、SPG膜系统4、风机5，所述微孔曝气头沿筒壁下半部分均匀分布。
值得注意的是，所述厌氧缺氧反应室17和好氧反应室18之间通过截留器11分隔开，所述好氧反应室18与出水管14之间通过截留器11分隔开，所述截留器11分别与筒壁和金属转轴10贴合，截留器11上开设有多个等角间距分布的圆形小孔，所述小孔略小于填料大小。
在本实施例中，污水在进入反应器前，需经过带有格栅1的沉淀池2进行预处理，以除去大部分不可溶性杂质，避免堵塞反应器。
在本实施例中，所述金属转轴10通过联轴器6与外界连接有电机3。
在本实施例中，所述厌氧缺氧生物填料8和好氧生物填料12选用孔隙率为50％-65％的方形海绵，填充率在20％-50％之间。
在本实施例中，所述微孔曝气头选用陶瓷材料。
在本实施例中，所述厌氧缺氧反应室17和好氧反应室容18积应为1:1。
在本实施例中，所述金属转轴10与筒壁直径比为1:3，转速应为5-20转/分钟。
在本实施例中，所述螺旋斜面9的螺距应为反应室长度的1/6-1/5。
污水在反应器内部沿螺旋斜面前进，同时通过金属转轴的旋转带来的搅拌的作用充分与生物填料接触，大大提高了生物填料的利用率。
本发明装置工作流程：在调试挂膜成功后，正式工作阶段，分别在本发明的进水口和出水口取样，每个口各取三次样，每隔两天取一次水样，本发明装置持续运行10天后结束取样。选取COD、氨氮、总氮这三种常见的指标作为代表，实施例表明，一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器对中小流量污水中COD平均去除率分别为81.0％、84.1％、85.8％、85.0％、87.8％，氨氮平均去除率为95.7％、94.0％、96.5％、97.0％、98.1％，总氮平均去除率分别为39.1％、40.0％、35.0％、46.1％、49.5％。并且在连续的重复实验中，其去除效率波动不大，效果稳定。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (8)
1.一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，包括反应器外壳、金属转轴(10)、螺旋斜面(9)、厌氧缺氧生物填料(8)、好氧生物填料(12)和微气孔曝气装置(13)，其特征在于，所述反应器外壳包括厌氧缺氧反应室(17)和好氧反应室(18)，所述厌氧缺氧反应室(17)与好氧反应室(18)连通，所述厌氧缺氧反应室(17)内部均匀填充有厌氧缺氧生物填料(8)，所述好氧反应室(18)内部均匀填充有好氧生物填料(12)，所述金属转轴(10)贯穿反应器内部，所述螺旋斜面(9)在两个反应室内均环绕着金属转轴(10)前进，所述厌氧缺氧反应室(17)顶壁上开设有一进水口(7)，所述好氧反应室(18)侧壁上开设有一出水口(14)，顶壁上开设有一排气孔(15)，底壁上开设有一排泥管(16)，所述微气孔曝气装置(13)包括若干“井”字形布置微孔曝气头、SPG膜系统(4)、风机(5)，所述微孔曝气头沿筒壁下半部分均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，其特征在于：所述厌氧缺氧反应室(17)和好氧反应室(18)之间通过截留器(11)分隔开，所述好氧反应室(18)与出水管(14)之间通过截留器(11)分隔开，所述截留器(11)分别与筒壁和金属转轴(10)贴合，截留器(11)上开设有多个等角间距分布的圆形小孔，所述小孔略小于填料大小。
3.根据权利要求1所述的一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，其特征在于：所述金属转轴(10)通过联轴器(6)与外界连接有电机(3)。
4.根据权利要求1所述的一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，其特征在于：所述厌氧缺氧生物填料(8)和好氧生物填料(12)选用孔隙率为50％-65％的方形海绵，填充率在20％-50％之间。
5.根据权利要求1所述的一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，其特征在于：所述微孔曝气头选用陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述的一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，其特征在于：所述厌氧缺氧反应室(17)和好氧反应室容(18)积应为1:1。
7.根据权利要求1所述的一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，其特征在于：所述金属转轴(10)与筒壁直径比为1:3，转速应为5-20转/分钟。
8.根据权利要求1所述的一种具有螺旋斜面结构的一体化移动床生物膜反应器，其特征在于：所述螺旋斜面(9)的螺距应为反应室长度的1/6-1/5。
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