化学强化的生物流化复合反应器制造技术

化学强化的生物流化复合反应器，属于环境保护中水处理装置技术领域。为了解决传统内循环三相生物流化床的固液分离效果不理想，氨氮出水不能达标排放的不足，本发明专利技术提供了一种化学强化的生物流化复合反应器，包括具有三相分离器的内循环三相生物流化床，以及耦合在所述流化床顶部的实现高效固液分离的电解气浮反应器，所述流化床的反应区以好氧流化反应区和缺氧区为主体，所述电解气浮反应器的固液上升区和气浮澄清区中分别设置至少一组极板。本发明专利技术所述的复合反应器结构简单，处理效率高，抗冲击负荷能力强，设备紧凑，占地少，操作、管理、维护简便，处理效果好。通过本发明专利技术所述的复合反应器处理后的生活污水能达到二级排放标准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护中水处理装置
，特别涉及一种用于污水处理与资源化的化学强化生物流化复合反应器。
技术介绍
我国在今后相当长的一段时间内都将面临水环境污染的严峻形势。根据中国环境保护远景目标纲要，2010年全国设市城市的污水处理率不低于60％，重点城市的污水处理率不低于70％。我国要在5年的时间内达到城市生活污水处理率不低于60％，工业废水基本上达标排放，实现这一目标需要建设一大批污水处理厂，迫切需要高效低能耗的处理技术。随着废水排放标准，特别是氮、磷排放标准的日益严格，城市污水和工业废水生物处理的费用不断提高。随着我国城市化的发展，小城镇的数量日益增多，迫切需要适应小城镇污水处理的技术。好氧-缺氧高效分离生化处理新工艺具有效率高、投资省、占地少、易于设备化等优点，可以发展成组装式的系列化产品，进行批量生产，改变污水处理难于实现设备化的现状。好氧-缺氧高效分离生化处理新工艺是城镇污水及工业废水处理的适用技术，在我国以及其他发展中国家将具有良好的市场需求。高效低耗污水生化处理反应器的核心技术是一种以内循环三相生物流化反应器原理为基础，结合其它污水处理工艺优点而开发的新型生物反应器，国内外尚无相同的研究成果。以好氧-缺氧高效分离生物流化复合反应器为核心处理单元，与预处理和后处理相组合构成的处理工艺可达到不同污水处理的水质目标。该技术继承了三相生物流化床的主要优点，可以发展成组装式的系列化产品，可应用于城镇生活污水处理和化工、制药、印染、酿造、油脂加工、制糖等工业废水的处理。美国国家环境保护局早在1970年就进行了好氧流化床处理有机污水的实验研究。其后，美国的Dorr-Oliver公司在流化床的实用性方面做了研究，尤其是在充氧装置和进水分布系统上取得了进展，开发了名为Oxitron的流化床反应器。英国水研究中心和美国水研究中心又在工艺流程上进行了一系列改进，主要是把厌氧与好氧结合起来，用两段流化床系统对废水进行处理，效果不错，而且比较经济；稍后又设计了两种自动脱膜装置，使流化床操作更为完善。日本从70年代中期开始对生物流化床进行研究，大量的研究工作始于80年代初，有代表性的是栗田、三菱等公司的研究工作。日本的研究着眼于中小型工厂的废水处理，采用空气曝气，反应装置的构形和脱膜与欧美不大一样，有其独到之处。将流化床分别用于硝化和反硝化的研究报道很多，但仅有个别报道介绍了硝化和反硝化流化床在工业上的应用，至于在一个流化床内同时进行硝化和反硝化的研究并不多。荷兰的Frijters等人开发了一种新型的Circox气升式流化床反应器。该反应器有好氧和缺氧两区，能取得较高的液流速度和混合均匀度，因而具有很好化学需氧量(COD)去除、脱氮能力。荷兰的Van loosdrecht等人研究出了一种新型一体化气升式生物流化床反应器。该装置在常规气升式内循环流化床反应器的基础上附加了一个缺氧区，并且通过调节反应器顶部空间的气压来控制液流和生物载体在好氧流化反应区与缺氧区间的循环，从而实现硝化与反硝化作用的一体化。国内对生物流化床的研究始于1978年。近年来，三相好氧生物流化床的研究发展较快，对一些新型的流化床，如内循环三相生物流化床、复合式生物流化床等工艺均做了一些研究。清华大学针对原有传统双筒内循环三相生物流化床存在的不足提出一种改进的生物反应器--高效分离生物流化复合反应器(HSBFR，High Efficient Separation Biological FluidizedReactor)，为了保证出水SS，HSBFR将流化床与溶气气浮进行了有效耦合。整个一体化好氧-缺氧HSBFR反应器的结构可以分成三部分，最下面是具有好氧流化反应区和缺氧区的主体生物流化反应区，中间是实现固、液、气三相分离的三相分离器，上部是实现固液分离的溶气气浮反应器。好氧-缺氧结构的一体化使循环流化床功能得到扩展，使得HSBFR具有生物脱氮功能。但是，由于生物流化床的高效性而仅需要较短的水力停留时间(HRT)这使增殖速率较慢的硝化菌不易在反应器中存留，因而在HSBFR的好氧流化反应区HRT＜2.0hr时，出水NH3-N不能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的二级标准(25mg/L)。高效生物流化反应器处理污水时水力停留时间一般为1～2hr，对生活污水一般只需要1hr，而生物絮体沉淀则需要至少2hr，导致(1)沉淀区表面负荷高，出水悬浮固体(SS)偏高。(2)沉淀时间＞反应时间(对于生活污水)，不利于反应器大型化。(3)反应器高度大，晃动和震动会破坏出水堰的水平度，对沉淀出水产生影响。耦合了高效溶气气浮的一体式HSBFR反应器虽然可以有效地控制出水SS在20mg/L以内，但是溶气气浮需要有空压机、溶气罐等设备，需要较大的投资，增加处理成本，而且操作较为复杂，给运行管理带来不便。另外，现有的好氧-缺氧生物流化反应器能实现部分的生物除磷，但是由于没有专门的厌氧区，生物除磷效果并不理想，一般出水总磷含量仍在2～3mg/L之间，因此不能满足较严格的排放要求。
技术实现思路
为了解决传统内循环三相生物流化床的固液分离效果不理想，氨氮出水不能达标排放(二级标准)的不足，本专利技术提供了一种化学强化的生物流化复合反应器，其特征在于所述复合反应器包括具有三相分离器的内循环三相生物流化床，以及耦合在所述流化床顶部的实现高效固液分离的电解气浮反应器，所述流化床的反应区以好氧流化反应区和缺氧区为主体，所述电解气浮反应器的固液上升区和气浮澄清区中分别设置至少一组极板。为了满足特定的使用要求，达到较好的除磷效果，本专利技术在所述电解气浮反应器固液上升区的极板下方还设有加药管，以实现化学药剂同步除磷。本专利技术所述的化学强化的生物流化复合反应器可以实现产品的一体化和设备化，它不仅能使COD的去除达到快速、高效、低耗，实现硝化与反硝化的一体化，并通过耦合电解气浮的高效固液分离单元来改进提高生物流化反应器的分离效果，实现电化学强化脱氮和化学药剂强化除磷，满足脱氮除磷的要求。本专利技术的这种功能将很好地满足我国污水处理对有机物和营养物质去除的要求，对城镇水及工业废水污染的控制具有重要的意义，具有广阔的应用前景。附图说明图1为化学强化的生物流化复合反应器剖面示意图。图2为化学强化的生物流化复合反应器的反应区平面示意图。具体实施例方式下面结合附图来进一步说明本专利技术。本专利技术所述的化学强化的生物流化复合反应器的一个实施例如图1所示。所述生物流化复合反应器的下部是内循环三相生物流化床反应区，中间是实现固、液、气三相分离的三相分离器，顶部是实现高效固液分离的电解气浮反应器。所述流化床的反应区以好氧流化反应区II和缺氧区I为主体。所述电解气浮反应器的固液上升区IV和气浮澄清区V中分别设置至少一组极板302。化学强化的生物流化复合反应器以钢板为反应器的壳体材料，外形为圆柱体，共用外筒壁105。复合反应器最下部的内循环三相生物流化床反应区被内筒壁106分成缺氧区I和好氧流化反应区II；好氧流化反应区II被隔板107分成独立区域，本例中分成6个独立的区域。在这6个区域中的底部间隔安装曝气头102。在进气管101中通入压缩空气，在曝气头曝气的情况下，该区域作为循环流化的升流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学强化的生物流化复合反应器，其特征在于：所述复合反应器包括具有三相分离器的内循环三相生物流化床，以及耦合在所述流化床顶部的实现高效固液分离的电解气浮反应器，所述流化床的反应区以好氧流化反应区和缺氧区为主体，所述电解气浮反应器的固液上升区和气浮澄清区中分别设置至少一组极板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施汉昌，陈金銮，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]