专利名称：高新污泥循环式连续回分式反应槽技术
技术领域：
本发明涉及一种污水处理装置，具体而言，是一种污泥循环式连续回分式反应槽。
背景技术：
一般情况下，同时除去污废水中的有机物与氮及磷成分的高级处理的方法有物理处理法、化学处理法、生物学处理法等，其中物理、化学处理法需要大量高价的化学药品，因此从经济侧面考虑时不适合污废水处理，而且使用化学药品易引起二次污染物的发生，危险较高。从如上所述的观点来看，生物学处理法相比于其他方法不仅在经济方面上具有优势，而且所使用的装置操纵容易，且处理场发生二次污染物质的危险性低。因此最近被广泛地应用，最具代表性的有连续回分式反应槽(SBR: Sequencing Batch Reactor)。所述的连续回分式反应槽将利用了培养有微生物的活性污泥的工法从空间概念改为时间概念，其不需要各种附加的外部设备也能提供有氧条件与无氧或缺氧条件，从而可以除去各种有机物和氮、磷成分，可以在单一反应槽中执行流入-反应-沉淀-流出所构成的一系列的处理过程，因此提供了时间上和空间上的优点。如图1所示，通过安装有供给泵3的污废水供给管2，将所述连续回分式反应槽4 与污废水槽1连接。从连续回分式反应槽4延长有处理水排出管10，通过处理水排出管10 将连续回分式反应槽4与内置有薄膜滤器13的过滤槽12连接，且所述处理水排出管10上安装有处理水的排出泵11。所述连续回分式反应槽4的内部分别插入设置有搅拌叶片6a，所述搅拌叶片6a 连接于搅拌电机6的电机轴6a下端；空气分散器8b，所述空气分散器8b通过空气供给管 8a连接于风箱8上；以及，用于处理水排出的滗水器(DeCanter)5。在连续回分式反应槽4 的一侧设置有水位传感器7，底部连接设置有污泥排出管9。所述搅拌叶片6a的作用是将由污废水槽1提供的污废水与培养有微生物的活性污泥均勻地进行混合；所述空气分散器8b的作用是为活性污泥的浮上及需氧反应提供所需的氧气。在连续回分式反应槽4中以如下方式利用微生物对污废水中的有机物与氮气及磷成分进行处理。首先，是将毒性强的氨氮氧化为亚硝酸的硝化反应在空气喷射器8b提供空气 (氧气)的有氧状态下，氨通过硝化微生物一亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)与硝化杆菌属 (NitrcAacter)，将氨氮变成亚硝酸后再被氧化为硝酸的过程。其反应式在忽略了细胞合成的过程的情况下如式1、式2。NH4+ + 1. 502 — NO2- + H2O + H+ + energy———————- (1)
NO2- + 0 . 502 — NO3^ + energy————————————— (2)
整理所述式1、式2则成为如式3的反应式，每个反应中生成的能量用于好氧微生物细
胞的合成及维持。NH4+ + 202 — NO3^ + 2H+ + H2O + energy———————– (3)从而，在空气喷射器8b不提供空气(氧气)的缺氧或无氧状态下会进行脱氮作用。 但在弱酸性状态下即使存在氧气也会认为进行脱氮作用，由于脱氮作用为有机物的分解反应，因此需要碳源，作为该碳源主要使用甲醇，所进行的反应如下面的式5、式6。6NCV +5CH30H — 3N2 + 5C02 + 7H20 + 60F ——————– (5)
NO2- + 1. O8CH3OH + 0. 24H2C03 — 0. 056C5H9N02 + 0. 47N2 + 1. 68 H2O+ HCOf ——(6) 因此，在连续回分式反应槽4的内部，以如上所述的方式执行硝化反应及脱氮作用，从而实现污废水的生物学一次处理后。在一次处理后，将培养了微生物的活性污泥沉淀至连续回分式反应槽4的底部，同时将不包括污泥的一次处理水的滤液通过安装有排出泵11的第一排出管10排出到过滤槽12。这种情况下，将排出到过滤槽12的一次处理水的量调节至50%至60%左右，其理由是当被排出的处理水的量超过60%时，会发生活性污泥流出的情况，从而不仅导致处理水的污染，还会加大设置于过滤槽12的薄膜滤器13的过滤负荷。为了调节这样的处理水的排出量，在连续回分式反应槽4的内部设置滗水器5。所述滗水器5是以漂浮在连续回分式反应槽4所储存的污废水(处理水)水面的浮标物如作为基础而设置的，其执行的功能如下给所述浮标物fe提供处理水的流入通路，同时，将所述浮标物fe连接于安装有排出泵11的处理水排出管10，从而随着排出泵11 的运作，将位于结束沉淀的活性污泥上部的处理水滤液依次从其水面排出。所述滗水器5是广泛使用于连续回分式反应槽4的公知部件，也知道根据其运作方式有自浮式或推杆式等各种形态。在图1中示意的是如下形态作为代表实施例所述浮标物fe通过铰链杠杆5c可进行角运动，并且，通过柔软材质的排出管恥而连接设置于处理水排出管10。但是，将上述单一反应槽的连续回分式反应槽4应用于污废水的处理时，通过连续回分式反应槽4而进行污废水处理时的负荷较大，因此会存在污废水的处理效率相对低下的问题；并且，污废水处理中的重要部分一活性污泥，在浮上及沉淀的过程中会发生一定程度的时间消耗，因此使得整个污废水的处理时间在一定程度上会被延迟。不仅如此，为了防止沉淀于连续回分式反应槽4底部的活性污泥经由处理水排出管10而流入过滤槽12，必须设置滗水器5，但所述滗水器5本身为消耗品，其除了处理水的排出功能外，在连续回分式反应槽4所执行的处理过程中会成为障碍物，而且会给连续回分式反应槽4的清扫或维持保修带来麻烦。特别是，当滗水器5不能正常运作的情况下，无法将连续回分式反应槽4中所处理的处理水提供到过滤槽12，这会引发污废水处理作业临时中断的严重结果。并且，在滗水器5随处理水的排出而下降的过程中，因所述排出管恥会搅乱沉淀的活性污泥，由此会发生活性污泥的一部分重新浮上后与处理水一同流入过滤槽12的问题。如上所述，由于通过滗水器5而流入到过滤槽12的污泥成分，使得如薄膜滤器13 等的过滤部件会经常被堵塞。作为对策，会在过滤槽12的底部设置有空气分散器8b，所述空气分散器8b与风箱8连接，从而使附着于过滤部件表面的异物脱落，但对过滤部件的清扫及替换周期并不能起到明显作用，因此很难执行更为经济且合理的污废水的处理
发明内容
为了解决现有的问题，本发明的目的在于提供一种污泥循环式连续回分式反应槽，将连续回分式反应槽分离为2个反应槽，并且使得各反应槽可以通过具备有循环泵的管道而将处理水与污泥相互交换，从而将污废水的处理负荷分散至2个反应槽而缩短污废水的处理时间，提高污废水的处理效率。并且，本发明与现有的连续回分式反应槽不同的是即使不设置滗水器，也可以将不包含污泥的处理水提供至过滤槽，从而可以防止因滗水器的误操作而引起的污废水处理作业的中断，同时，可以最大限度地延长如薄膜滤器等过滤部件的清扫或替换周期，由此可以实现更加合理且经济的污废水为了实现上述目的，根据本发明提供一种污泥循环式连续回分式反应槽，是能执行下列一系列过程的连续回分式反应槽(4):污废水的流入、与培养于活性污泥的微生物的反应、活性污泥的沉淀、处理水的流出，所述连续回分式反应槽(4)被分离设置为连接有污废水供给管(2)的第一反应槽Ga)与连接有处理水排出管(10)的第二反应槽Gb)；在所述第一反应槽Ga)与第二反应槽Gb)的内侧底部设置有空气分散器(8b)，所述空气分散器(8b)通过空气供给管(8a)连接于风箱(8)；所述第一反应槽Ga)的下端延长出反应槽连接管(16)，并且，所述反应槽连接管(16)连接设置于第二反应槽Gb)的上端侧，所述反应槽连接管(16)上安装有第一循环泵(17);所述第二反应槽Gb)的下端延长出污泥回收管(18)，并且，所述污泥回收管(18)连接设置于第一反应槽Ga)的上端侧，所述污泥回收管(18)安装有第二循环泵(19)。所述第一反应槽Ga)或第二反应槽Gb)的内部插入设置有搅拌叶片6a，所述搅拌叶片6a连接于搅拌电机6的电机轴6a下端。所述第一反应槽Ga)与第二反应槽Gb)设置有水位传感器(7)，且第一反应槽 (4a)与第二反应槽Gb)的底部连接设置有污泥排出管(9)。相比于利用一个反应槽而一次性对污废水的全部量进行处理的现有技术，本发明将污废水全部量的1/2分散至各反应槽，使相应的各反应槽集中执行被分配的反应量，从而不仅可以有效地进行处理，还可以将各反应槽的体积减少为1/2，迅速执行活性污泥的浮上与沉淀，从而可以缩短污废水的处理时间。特别是，将沉淀于第二反应槽底部的活性污泥全部经由污泥回收管再循环至第一反应槽后，可以只将留在第二反应槽的二次处理水提供至过滤槽，因此即使不设置额外的滗水器也可以将不包括活性污泥的处理水提供至过滤槽。由此，使污废水的处理过程不受滗水器的制约，可以进一步提高污废水的处理性能，可以提前防止由于滗水器的故障或误操作而引起的污废水处理工作的中断。并且，对各反应槽的清扫及维持保修作业可以同样不受滗水器的制约而轻易执行。与此同时，通过污泥循环方式，基本切断了活性污泥流入过滤槽内部的状况，从而可以最大限度地延长过滤部件的清扫或替换周期，同时，也无需使用作为消耗品的滗水器， 从而可以实现更加合理且经济的污废水处理作业。
图1示意现有的连续回分式反应槽被设置于污废水处理装置上的状态的配管图。图2示意根据本发明的污泥循环式连续回分式反应槽设置于污废水处理装置上的状态的配管图。
附图中主要符号的说明
1一污废水槽；2 一污废水供给管；3—供给泵；
4–连续回分式反应槽；4a-一第一反应槽；4b —第二反应5–滗水器；5a—浮标物；排出管；5c —铰链杠杆；6–搅拌电机；6a_电机轴；乩一搅拌叶片；7–水位传感器；8–风箱；8a—空气供给管；汕一空气分散器；9–污泥排出管；1 Ο-一处理水排出管；Ι 2-一过滤槽；13-一薄膜滤器；14-一第二排出管；11、15—排出泵；16-一反应槽连接管；17-一第一循环泵；1 δ-一污泥回收管；ι 9-一第二循环泵。
具体实施例方式以下，参照图2对用于达到上述目的的本发明如下进行详细的说明。如图2所示，根据本发明的污泥循环式连续回分式反应槽4包括
第一反应槽如，所述第一反应槽如通过污废水供给管2与污废水槽1连接，所述污废水供给管2上安装有供给泵3 ；
第二反应槽4b，所述污废水供给管2通过处理水排出管10与过滤槽12连接，所述处理水排出管10上安装有排出泵11。优选的是，所述污废水供给管2连接设置于第一反应槽如的上端侧，同时，所述处理水排出管10设于第二反应槽4b，其位置为以第二反应槽4b的底部作为基准而具有一定高度的第二反应槽4b下部侧，并且，考虑到活性污泥的沉淀量，处理水排出管10与第二反应槽4b相连接的位置在活性污泥层的正上方。为了能执行活性污泥的浮上及需氧反应时提供所需的氧气，在所述第一反应槽如与第二反应槽4b的内侧底部设置有空气分散器8b，所述空气分散器8b通过空气供给管8a 与风箱8连接。各空气分散器8b通过电磁阀的应用而共有一个风箱8，不过也可以在每个空气分散器8b上额外设置风箱8。如上所述，将连续回分式反应槽4分离为第一反应槽如与第二反应槽4b的同时， 将可通过各反应槽4a、4b而执行处理水及污泥的相互交换功能的管道结构设置于第一反应槽如与第二反应槽4b之间。如图2所示，所述的管道结构，为从第一反应槽如的下端设有反应槽连接管16， 反应槽连接管16的另一端连接设置于第二反应槽4b的上端侧，并且，所述反应槽连接管 16安装有第一循环泵17 ；从所述第二反应槽4b的下端设有污泥回收管18，所述污泥回收
6管18的另一端连接设置于第一反应槽如的上端侧，并且，所述污泥回收管18安装有第二循环泵19。与此同时，所述第二反应槽4b的内部插入设置有搅拌叶片6b，所述搅拌叶片6b连接于搅拌电机6的电机轴6a下端。在通过空气分散器8b对污废水中的活性污泥起到搅乱作用的同时，通过搅拌叶片6b可以均勻地混合活性污泥与污废水。根据情况还可以将所述搅拌电机6及搅拌叶片6b应用于第一反应槽4a，也可以在第一反应槽如与第二反应槽4b 均进行应用。但是，本发明中将连续回分式反应槽4分离为2个反应槽如、仙的最大理由为，将污废水处理所需的反应过程按顺序分散开来，从而执行迅速有效的污废水处理。因此如图所示，优选的是，只在第二反应槽4b设置搅拌电机6及搅拌叶片6b。与此同时，为了通过连续回分式过滤槽4实现污废水处理的自动化，在第一反应槽如与第二反应槽4b分别设置有水位传感器7 ；在第一反应槽如与第二反应槽4b的底部连接设置有污泥排出管9，可以将使用了一定期间的活性污泥通过相应的排出管9而排出， 由此替换新的活性污泥。所述水位传感器7相当于一个具有代表性的传感器部件，此外还可以将用于测量活性污泥浓度(MLSS)的浊度传感器或用于测量溶解氧(DO)、温度、pH及氧化还原电位差 (ORP)等的传感器部件分别设置于各反应槽如、仙。通过如上所述的包括水位传感器7的传感器部件，可以控制污废水供给管2的供给泵3、处理水排出管10的排出泵11、反应槽连接管16的第一循环泵17、污泥回收管18的第二循环泵19及空气供给管8a的电磁阀与风箱8的操作。但是，为了根据本发明的连续回分式反应槽4的自动化而设置的传感器部件及电磁阀的应用例并不局限于图2中所示，只要能实现连续回分式反应槽4的自动化，控制部件的种类与位置可以进行任意变更，为了各管道的开闭而设置的通常的阀门部件的位置也可
以变更。以下，对如上所述构成本发明的应用关系，参照附图2进行详细说明。首先，将一定量的活性污泥投入至第一反应槽如的内部后，驱动供给泵3，使储存于污废水槽1的污废水流入到第一反应槽如的内部；同时，驱动风箱8，给设置于第一反应槽如的空气分散器8b提供气泡，活性污泥向储存于第一反应槽如的污废水中浮上及进行搅乱，由此进行利用微生物的需氧反应。如上所述，在第一反应槽如的内部执行一定时间的微生物需氧反应，由此完成污废水的一次生物学处理。然后，驱动安装于反应槽连接管16的第一循环泵17，将包括活性污泥的一次处理水供给到第二反应槽4b的内部。如上所述的状态下，由设置于第二反应槽4b的空气分散器8b提供气泡；同时，搅拌叶片6b随着搅拌电机6的工作而旋转起来，使得第二反应槽4b内部的活性污泥与一次处理水在被均勻地混合的同时，通过由空气分散器8b所提供的气泡中的氧气成分，迅速执行残余量的需氧反应。如上所述，在第二反应槽4b内部追加执行一定时间的需氧反应后，停止风箱8与搅拌电机6的工作，在第二反应槽4b内部执行活性污泥的沉淀及嫌气性反应。当活性污泥的沉淀结束后，驱动安装于污泥回收管18上的第二循环泵19，将沉淀于第二反应槽4b内部
7的全部活性污泥再循环至第一反应槽如。如上所述，将全部活性污泥从第二反应槽4b再循环至第一反应槽如后，重新驱动安装于污废水供给管2的供给泵3，使污废水流入至第一反应槽如内部，在第一反应槽如中重复执行上述说明的需氧反应。同时，驱动安装于处理水排出管10的排出泵11，将储存于第二反应槽4b的二次处理水提供到过滤槽12。通过如上所述的方式，在第一反应槽如中执行污废水的流入、活性污泥的浮上及一次需氧反应；在第二反应槽4b中执行二次需氧反应、活性污泥的沉淀及嫌气性反应。从而，可以通过使用本发明的连续回分式反应槽4，实现污废水的依次且连续不仅如此，相比于利用一个反应槽对污废水的全部量进行一次性处理的现有技术，本发明将污废水全部量的1/2分散至各反应槽^、4b，使相应的各反应槽4a、4b集中处理各自被分配的反应量，可以有效地进行处理。同时，由于各反应槽^、4b的体积减少为现有反应槽体积的1/2，使得本发明可以迅速得执行活性污泥的浮上与沉淀，从而可以缩短污废水的处理时间。特别是，将沉淀于第二反应槽4b底部的活性污泥经污泥回收管18全部再循环至第一反应槽如后，可以将留在第二反应槽4b的二次处理水提供至过滤槽12。因此即使不设置额外的滗水器5，第二反应槽4b中的二次处理水也不会含有活性污泥，可以将二次处理水直接提供至过滤槽12，解决了活性污泥对二次处理水的污染问题。由此，使污废水的处理过程不再受滗水器5的制约，可以进一步提高污废水的处理性能。同时，可以提前防止由于滗水器5的故障或误操作而引起污废水处理工作中断，并且对各反应槽^、4b的清扫及维持保修作业同样不受滗水器5的制约，可以轻易执行。与此同时，通过污泥循环方式，可以基本切断活性污泥流入过滤槽12内部的状况，从而可以最大限度地延长过滤槽12的过滤部件的清扫或替换周期。同时，由于可以不使用消耗品滗水器5，实现更加合理且经济的污废水处理作业。
权利要求
1.一种污泥循环式连续回分式反应槽，是能执行下列一系列过程的连续回分式反应槽 (4):污废水的流入、与培养于活性污泥的微生物的反应、活性污泥的沉淀、处理水的流出， 其特征在于，所述连续回分式反应槽(4)被分离设置为连接有污废水供给管(2)的第一反应槽(4a)与连接有处理水排出管(10)的第二反应槽(4b)；在所述第一反应槽(4a)与第二反应槽(4b)的内侧底部设置有空气分散器(8b)，所述空气分散器(8b)通过空气供给管 (8a)连接于风箱(8);所述第一反应槽(4a)的下端延长出反应槽连接管(16)，并且，所述反应槽连接管(16)连接设置于第二反应槽(4b)的上端侧，所述反应槽连接管(16)上安装有第一循环泵(17)；所述第二反应槽(4b)的下端延长出污泥回收管(18)，并且，所述污泥回收管(18)连接设置于第一反应槽(4a)的上端侧，所述污泥回收管(18)安装有第二循环泵 (19)。
2.如权利要求1所述的污泥循环式连续回分式反应槽，其特征在于，所述第一反应槽 (4a)或第二反应槽(4b)的内部插入设置有搅拌叶片6a，所述搅拌叶片6a连接于搅拌电机 6的电机轴6a下端。
3.如权利要求1或2所述的污泥循环式连续回分式反应槽，其特征在于，所述第一反应槽(4a)与第二反应槽(4b)设置有水位传感器(7)，且第一反应槽(4a)与第二反应槽(4b) 的底部连接设置有污泥排出管(9 )。
全文摘要
本发明提供一种污泥循环式连续回分式反应槽(4)，所述连续回分式反应槽(4)被分离设置为连接有污废水供给管(2)的第一反应槽(4a)与连接有处理水排出管(10)的第二反应槽(4b)；在所述第一反应槽(4a)与第二反应槽(4b)的内侧底部设置有空气分散器(8b)，所述空气分散器(8b)通过空气供给管(8a)连接于风箱(8)；所述第一反应槽(4a)的下端延长出反应槽连接管(16)；所述第二反应槽(4b)的下端延长出污泥回收管(18)。本发明将污废水的处理负荷分散至2个反应槽，提高处理效率。并且不设置滗水器，实现更加合理且经济的污废水处理。
文档编号C02F9/14GK102211836SQ201110038369
公开日2011年10月12日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年4月5日
发明者朴成进, 郑柄健, 金仁洙 申请人:南亮压力容器技术(上海)有限公司
