專利名稱：接觸氧化過濾分離一體化生物反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種接觸氧化過濾分離一體化生物反應器，屬于一種高效污水處理裝置。
背景技術：
隨著地球水資源日趨緊缺，人們越來越重視水資源的再生，對污水處理裝置的要求也越來越高。目前的污水處理裝置通常設有多個具有不同功能的單元構筑物來完成處理過程以達到要求的處理效果，因此，現有的污水處理裝置一般比較繁復，配套設備多，操作過程也就比較煩瑣。
發明內容
為克服現有技術中存在的不足，本發明提供了一種高效污水處理裝置——接觸氧化過濾分離一體化生物反應器，該裝置可在一個反應器內完成污水的生物氧化及懸浮物分離的過程，處理效率高，能耗低，構造簡單，運行管理方便，自動化程度高。
本發明提供的技術方案為接觸氧化過濾分離一體化生物反應器主要由反應器池體、安裝于反應器池體上的機電控制閥件及與各機電控制閥件連接的工控機組成。反應器池體內靠近其底部處設有隔板，將反應器分為反應區和底部集水配氣區兩部分，隔板上裝有長柄濾頭，底部集水配氣區的池體上安裝有進氣閥和排水閥，隔板上方為反應區，反應區中裝有濾料，進水口位于反應器池體的上部，在與反應器的最低水位對應的池體位置設有泥斗和排泥閥。反應器池體內反應區的下部設有水下攪拌器，水下攪拌器位于最低水位之下。
由上述技術方案可知，本接觸氧化過濾分離一體化生物反應器集污染物生物氧化與過濾分離為一體，接觸氧化過程和過濾分離過程是在同一反應區中完成，在實際運行過程中，生物氧化可為連續運行或間竭運行方式，過濾分離為間竭式運行方式。反應區中的濾料具有雙重功能，即接觸氧化處理污水時，濾料起微生物載體作用，過濾分離時，濾料起過濾作用。接觸氧化是通過進氣閥使空氣進入底部集水配氣區，并通過長柄濾頭進入反應區，再使反應區中的濾料在上升氣泡的作用下膨脹懸浮，實現在有氧的條件下，利用以活性污泥形式懸浮于水中的微生物和以生物膜形式附著在濾料表面的微生物對有機污染物進行生物降解，同時伴隨磷吸附和同步硝化反硝化過程去除水中的氨氮和磷。過濾分離則是在懸浮液通過濾料層時通過濾料、長柄濾頭將懸浮污泥與處理后的水分離。由于本發明提供的接觸氧化過濾分離一體化生物反應器只需設一個反應區就可完成對污水的處理，無需設置二次沉淀池及污泥回流等設施，因此它的構造簡單、能耗低、操作、運行管理也很簡單。
從上述對技術方案的分析可知，本發明具有如下顯著特點1.集污染物生物氧化與過濾分離為一體，無需二次沉淀池。
2.采用過濾分離，有效避免了生物量流失，反應器內生物量大，污泥齡長，活性高，不受污泥膨脹現象影響，氧化效率高，分離效率高，能耗低。
3.由于無二次沉淀池及回流污泥過程，故處理流程及反應器構造簡單、設備閑置率低、水力停留時間短、投資省，能耗低、管理方便、自動化程度高。
4.不需設置專用的濾池反沖洗裝置。
圖1為本發明處于接觸氧化階段的示意圖。
圖2為本發明處于過濾分離階段的示意圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，本發明提供的接觸氧化過濾分離一體化生物反應器主要由反應器池體3、安裝于反應器池體3上的機電控制閥件及與各機電控制閥件連接的工控機組成。工控機用于控制各進水閥、出水閥、進氣閥和空壓機的工況。反應器池體3內靠近其底部處設有隔板9，將反應器池體3分為反應區2和底部集水配氣區1兩部分，隔板9上裝有長柄濾頭7，底部集水配氣區1的池體上安裝有進氣閥6和排水閥5，隔板9上方為反應區2，反應區2中裝有均粒徑濾料8，濾料8表面附著有微生物(膜)，進水口位于反應器池體3的上部，進水口處安裝有進水閥4，在與反應器池體3內的最低水位對應的池體位置設有泥斗11和排泥閥10。反應器池體3內反應區2的下部設有水下攪拌器12，水下攪拌器12位于最低水位之下。
本發明中反應器周期性運行，每個周期分為兩個時段，即接觸氧化段和過濾分離段，反應器可在兩種模式下運行連續進水式和間竭進水式。兩種方式的具體操作過程分述如下1.連續進水式具體操作過程是接觸氧化階段，關閉排水閥5，開進水閥4，原水進入反應區2，反應器池體3內水位由最低水位逐漸上升。同時開啟進氣閥6，空氣進入底部集水配氣區1，并通過長柄濾頭7進入反應區2。反應區2中的濾料8在上升氣泡的作用下膨脹懸浮，濾料8表面附著的微生物(膜)及水中活性污泥與有機污染物充分接觸并將其氧化。由于反應器內生物量大，污染物是隨水流逐漸進入反應器且無出流，故氧化效率高，可使污染物濃度保持在低的水平，當反應區2水位升至最高水位時，關閉進氣閥6，濾料8在重力作用下沉降至中間隔板9上。整個過程歷時控制在2-4小時，然后進入過濾分離階段開啟排水閥5，反應器內懸浮液在重力作用下通過濾料8過濾，在絮凝吸附、機械篩濾等作用機理下，懸浮物被濾料分離，濾后水經長柄濾頭7、底部集水配氣區1、排水閥5排出反應器，且排水量大于進水量，反應器內水位逐漸下降。這時反應器中硝態氮濃度較高，氧濃度低，可與進水中的碳源反應，故當懸浮液通過反應器及濾層時，通過反硝化作用進一步脫氮。當反應器中水位下降至最低水位時，關閉排水閥5，開啟進水閥4、進氣閥6，反應器進入下一個運行周期。在曝氣過程中濾床膨脹，濾床中截留的懸浮物被沖出，恢復過濾能力。整個過程歷時約0.5-1小時。
在整個周期運行中，水下攪拌器12常開，以維持活性污泥的懸浮狀態。
2.間竭進水式采用該運行模式時，需設置4-6組反應器交替運行。具體操作過程是關閉排水閥5，開啟進水閥4，原水進入反應區2。在水下攪拌器12作用下，反應器內反硝化菌以進水中的有機物為碳源對硝化液進行脫氮反應。當反應區2水位升至最高水位時，關閉進水閥4。開啟進氣閥6，空氣進入底部集水配氣區1，并通過長柄濾頭7進入反應區2。反應區2中的濾料8在上升氣泡的作用下膨脹懸浮，濾料表面附著的微生物(膜)和水中活性污泥與有機污染物充分接觸并將其氧化。由于反應器內生物量大，故氧化效率高，可使污染物濃度保持在低的水平。曝氣過程結束后，關閉進氣閥6，濾料8在重力作用下沉降至中間隔板9上。整個過程歷時控制在2-4小時，然后進入過濾分離階段具體操作過程如下開啟排水閥5，反應器內懸浮液在重力作用下通過濾料8過濾，在絮凝吸附、機械篩濾等作用機理下，懸浮物被濾料分離，濾后水經長柄濾頭7、底部集水配氣區1、排水閥5排出反應器。當反應器中水位下降至最低水位時，關閉排水閥5，開啟進水閥4、進氣閥6，反應器進入下一個運行周期。在曝氣過程中濾床膨脹，濾床中截留的懸浮物被沖出，恢復過濾能力。整個過程歷時約0.5-1小時。
在整個周期運行中，水下攪拌器12常開，以維持活性污泥的懸浮狀態。
在以上兩種模式的運行過程中，部分懸浮污泥均會沉集在泥斗11內，定期開啟排泥閥10，即可排除沉積在中的剩余污泥，污泥中吸附的磷被同步排除。
權利要求
1.一種接觸氧化過濾分離一體化生物反應器，主要包括反應器池體、安裝于反應器池體上的機電控制閥件及與各機電控制閥件連接的工控機，其特征在于反應器池體內靠近其底部處設有隔板，將反應器分為反應區和底部集水配氣區兩部分，隔板上裝有長柄濾頭，底部集水配氣區的池體上安裝有進氣閥和排水閥，隔板上方為反應區，反應區中裝有濾料，濾料表面附著有微生物，進水口位于反應器池體的上部，在與反應器的最低水位對應的罐體位置設有泥斗和排泥閥。
2.根據權利要求1所述的接觸氧化過濾分離一體化生物反應器，其特征在于反應器池體內反應區的下部設有水下攪拌器，水下攪拌器位于最低水位之下。
3.根據權利要求1或2所述的接觸氧化過濾分離一體化生物反應器，其特征在于濾料為均粒徑濾料。
全文摘要
本發明提供了一種接觸氧化過濾分離一體化生物反應器，該反應器主要包括反應器池體、安裝于反應器池體上的機電控制閥件及與各機電控制閥件連接的工控機，反應器池內靠近其底部處設有隔板，將反應器分為反應區和底部集水配氣區兩部分，隔板上裝有長柄濾頭，底部集水配氣區的池壁上安裝有進氣閥和排水閥，隔板上方為反應區，反應區中裝有濾料，濾料表面附著有微生物，進水口位于反應器池體的上部，在與反應器的最低水位對應的池體位置設有泥斗和排泥閥。這種反應器集污染物生物氧化與過濾分離為一體，無需反沖洗，具有構造簡單、能耗低、操作、運行管理也很簡單的優點。
文檔編號C02F3/12GK1837087SQ20061001877
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月14日 優先權日2006年4月14日
發明者楊開 申請人:武漢大學