一种新型内循环移动床生物膜反应器.pdf

本发明涉及一种新型内循环移动床生物膜反应器。反应器分为缺氧区11和好氧区12，中间由三层组合穿孔板4隔开，组合穿孔板4顶部设置孔率调节螺栓13，用于孔率调节。反应器内部填充悬浮填料10。缺氧区12前端底部安装潜流泵2，中间设置导流板3，在潜流泵2的推动作用下，缺氧区12内形成顺时针水力环流；好氧区11后端底部安装曝气头6，中间设置导流板5，在曝气的作用下，好氧区11内形成逆时针水力环流。在两区对向环流带动下，混合液从好氧区11内循环回流到缺氧区12，高效去除有机物的同时，实现营养元素氮的硝化反硝化脱除。反应器前端底部设置进水口1，后端顶部设置溢流堰7和出水口8，底部设置排泥口9。反应器结构紧凑，处理效率高。

1、  一种新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于：反应器分为缺氧区(11)和好氧区(12)，其间由三层组合穿孔板(4)隔开，穿孔板顶部设置高度调节螺栓(13)，用于组合穿孔板孔率调节。反应器内部填充聚丙烯悬浮填料(10)。缺氧区前端底部安装潜流泵(2)，中间设置导流板(3)，在潜流泵的推动作用下，缺氧区内形成顺时针水力环流；在好氧区后端底部安装曝气头(6)，中间设置导流板(5)，在曝气的作用下，好氧区内形成逆时针水力环流。在两区对向环流带动下，混合液从好氧区内循环回流到缺氧区，高效去除有机物的同时，实现营养元素N的硝化反硝化脱除。反应器前端底部设置进水口(1)，后端顶部设置溢流堰(7)和出水口(8)，底部设置排泥口(9)。

2、  根据权利要求1所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于：中间隔板由三层组合穿孔板组成，穿孔率15％，孔位置对应，左右两层穿孔板固定，中间穿孔板可通过顶部高度调节螺栓调节升降，通过中间穿孔板和左右穿孔板的错动，调节组合穿孔板的孔率范围0％-15％，从而控制混合液从好氧区到缺氧区的回流比。

3、  根据权利要求1、2所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于：反应器内部填充聚丙烯悬浮填料，填充比40％-60％。

4、  根据权利要求1至3所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于反应器缺氧区前端底部安装潜流泵，中间设置导流板，在潜流泵的推动作用下，缺氧区内形成顺时针水力环流。

5、  根据权利要求4所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于缺氧区导流板将缺氧区分为升流区和回落区，升流区和回落区体积比2∶3。

6、  根据权利要求1至3所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于反应器好氧区后端底部安装曝气头，中间设置导流板，在曝气的作用下，好氧区内形成逆时针水力环流。

7、  根据权利要求6所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于好氧区导流板将好氧区分为升流区和回落区，升流区和回落区体积比2∶3。

8、  根据权利要求1至7所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于在反应器缺氧区和好氧区对向环流带动下，混合液从好氧区内循环回流到缺氧区。

9、  根据权利要求8所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于在反应器无需外加从好氧区到缺氧区的外循环混合液回流回路。

10、  根据权利要求1至9所述的新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于反应器在高效去除有机物的同时，可实现营养元素N的硝化反硝化脱除。

一种新型内循环移动床生物膜反应器
技术领域
本发明属于生物膜技术废水处理设备，具体为一种新型内循环移动床生物膜反应器。
背景技术
水体中氨氮含量过高会引起水质富营养化，导致水体中某些藻类过度繁殖，其它生物生长受到影响，从而破坏了水生生态系统，导致水质恶化并影响到其使用功能。
生物脱氮技术是目前应用最广的废水脱氮技术。硝化工艺虽然能把氨氮转化为硝酸盐，消除氨氮的污染，但不能彻底消除氮污染。而反硝化工艺虽然能根除氮素的污染，但不能直接去除氨氮。因此，传统生物脱氮工艺通常由硝化工艺和反硝化工艺组成。由于参与的菌群不同和工艺运行参数不同，硝化和反硝化两个过程需要在两个隔离的反应器中进行，或者在时间或空间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中进行，因此，需要外加回路进行污泥和硝化液回流或增加时间、空间序列控制系统，增加了动力消耗和运行费用，给实际操作带来不便。此外，硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度，造成传统活性污泥系统总水力停留时间较长，有机负荷较低，有机物处理效率不高，增加了基建投资和运行成本。
本发明通过移动床生物膜反应器内部结构的改进，实现反应器内硝化液从好氧区到缺氧区的内循环流动，减少了外部回流带来的动力消耗，简化了系统流程，同时，利用微生物在悬浮填料上的固着生长，实现了水力停留时间和固体停留时间的分离，保证了硝化细菌的停留增殖，缩短了水力停留时间，提高了反应器处理效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构紧凑，操作简便，处理效率高，可实现有机物和营养元素N同步高效去除的一体化污水处理装置。
本发明为一种新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于：反应器分为缺氧区(11)和好氧区(12)，其间由三层组合穿孔板(4)隔开，穿孔板顶部设置高度调节螺栓(13)，用于组合穿孔板孔率调节。反应器内部填充聚丙烯悬浮填料(10)。缺氧区前端底部安装潜流泵(2)，中间设置导流板(3)，在潜流泵的推动作用下，缺氧区内形成顺时针水力环流；在好氧区后端底部安装曝气头(6)，中间设置导流板(5)，在曝气的作用下，好氧区内形成逆时针水力环流。在两区对向环流带动下，混合液从好氧区内循环回流到缺氧区，高效去除有机物的同时，实现营养元素N的硝化反硝化脱除。反应器前端底部设置进水口(1)，后端顶部设置溢流堰(7)和出水口(8)，底部设置排泥口(9)。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于：中间隔板由三层组合穿孔板组成，三层穿孔板穿孔率均为25％，孔的大小和位置对应，左右两层穿孔板固定，中间穿孔板可通过顶部高度调节螺栓调节升降，通过中间穿孔板和左右穿孔板的错动，调节组合穿孔板的孔率范围为0％-25％，从而控制混合液从好氧区到缺氧区的回流比。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于：反应器内部填充聚丙烯悬浮填料，填充比40％-60％。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于反应器缺氧区前端底部安装潜流泵，中间设置导流板，在潜流泵的推动作用下，缺氧区内形成顺时针水力环流。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于缺氧区导流板将缺氧区分为升流区和回落区，升流区和回落区体积比2∶3。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于反应器好氧区后端底部安装曝气头，中间设置导流板，在曝气的作用下，好氧区内形成逆时针水力环流。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于好氧区导流板将好氧区分为升流区和回落区，升流区和回落区体积比2∶3。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于在反应器缺氧区和好氧区对向环流带动下，混合液从好氧区内循环回流到缺氧区。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于在反应器无需外加从好氧区到缺氧区的外循环混合液回流回路。
上述新型内循环移动床生物膜反应器，其特征在于反应器在高效去除有机物的同时，可实现营养元素N的硝化反硝化脱除。
附图说明
图1为本发明所述的一种新型内循环移动床生物膜反应器结构图。
1-进水口，2-潜流泵，3-缺氧区导流板，4-三层组合穿孔隔板，5-好氧区导流板，6-曝气头，7-溢流堰，8-出水口，9-排泥口，10-聚丙烯悬浮填料，11-缺氧区，12-好氧区，13-组合穿孔板孔率调节螺栓。
具体实施方式
废水从进水口(1)进入反应器缺氧区(11)，在缺氧环境下，通过悬浮填料(10)上生物膜异养微生物的作用，有机物得到初步降解；同时，生物膜中大量聚集的反硝化细菌，利用从好氧区回流的混合液中的硝酸盐、亚硝酸盐作为电子受体，氧化分解有机碳源，使有机物浓度进一步降低。之后，废水通过组合穿孔板(4)进入好氧区(12)。此时，废水有机物浓度已经很低，异养微生物增殖缓慢，硝化细菌占据优势，硝化作用明显，废水中氨氮被氧化为硝酸盐、亚硝酸盐，通过反应器内对向环流内循环，穿过组合穿孔板(4)回流到缺氧区(12)经反硝化脱除。最终，废水中有机物和营养元素N得到高效去除，处理水经溢流堰(7)由出水口(8)排出。
实施例1：
利用上述实施方式处理模拟废水。反应器尺寸为：D 20cm×L 40cm×H 40cm，有效容积30L，填料填充比40％，缺氧段潜流泵流量2.0L·/min，好氧段曝气量1.0L/min，调节组合穿孔板孔率为15％，在平均进水COD 295.5mg/L，NH₄⁺-N 37.08mg/L，TN 39.90mg/L条件下，调节反应器进水流量10L/h，水力停留时间3h，反应器稳定运行1个月，平均出水COD 18.19mg/L，NH₄⁺-N 5.07mg/L，TN 6.08mg/L，污染物平均去除率分别为COD 93.8％，NH₄⁺-N 86.3％，TN84.8％。
实施例2：
利用上述实施方式处理模拟废水。反应器尺寸为：D 20cm×L 40cm×H 40cm，有效容积30L，填料填充比60％，缺氧段潜流泵流量3.0L/min，好氧段曝气量2.0L/min，调节组合穿孔板孔率为2％，在平均进水COD 297.0mg/L，NH₄⁺-N 36.70mg/L，TN 39.20mg/L条件下，进水流量3.75L/h，水力停留时间8h，反应器稳定运行1个月，出水COD 14.19mg/L，NH₄⁺-N 3.44mg/L，TN 4.33mg/L，污染物平均去除率分别为COD 95.2％，NH₄⁺-N 90.6％，TN 89.0％。