一种低碳节能一体化脱氮除磷反应器

技术领域

本发明属于一体化脱氮除磷反应器技术领域，具体涉及一种低碳节能一体化脱氮除磷反应器。

背景技术

城镇污水中氮、磷过量排放是水体富营养化的主要诱因，若不进行脱氮除磷处理，对饮用水安全造成极大的威胁，目前常用的脱氮除磷工艺多采用组合式反应器，基于脱氮笑了与A/O之间的污泥回流比正相关这一原理，达到脱氮除磷的目的，但是组合式反应器一般反应池数量较多，能耗高。

目前，专利号为CN202011253770.9的发明专利公开了一种节能脱氮除磷一体化处理生物净化罐，包括前置缺氧厌氧沉淀罐，所述前置缺氧厌氧沉淀罐的顶部安装有检修口盖板，所述前置缺氧厌氧沉淀罐的内部贯穿安装有进水管，所述进水管的一端连接有提升管，所述提升管的底部贯穿连接有提升泵，所述提升泵的侧面贯穿安装有吸入管，所述前置缺氧厌氧沉淀罐的内部贯穿连接有端头曝气管，所述前置缺氧厌氧沉淀罐的内部贯穿安装有第一水管，所述第一水管的一端连接有第一好氧缺氧沉淀罐，所述第一好氧缺氧沉淀罐的内部贯穿安装有第二水管，所述第二水管的一端连接有第二好氧缺氧沉淀罐，所述第二好氧缺氧沉淀罐的内部贯穿安装有第三水管，所述第三水管的内部贯穿安装有进药管；所述进药管的一端连接有药泵，所述药泵的底部通过圆管连接有除磷加药箱，所述第三水管的一端连接有第三好氧缺氧沉淀罐，所述第三好氧缺氧沉淀罐的内部贯穿安装有端部气管，所述第三好氧缺氧沉淀罐的内部贯穿安装有端部水管；所述前置缺氧厌氧沉淀罐包括：外层罐体、中层罐体和内层罐体，所述内层罐体的内部安装有竖向管，其采用的是通过定期将沉淀池的污泥排入污泥储留池而实现生物除磷，在污水进入沉淀澄清池前的管路上配置了化学辅助除磷，使总磷实现可控性稳定达标，但该生物净化罐的设备较多，增加了成本，同时更多的设备会消耗更多的能源，不够低碳节能，通过化学辅助的方式除磷，会造成排放水中含有化学残留，安全性低。

因此，针对上述不够低碳节能的问题，亟需得到解决，以改善一体化脱氮除磷反应器的使用场景。

发明内容

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低碳节能一体化脱氮除磷反应器，该反应器旨在解决现有技术下会消耗更多的能源，不够低碳节能，通过化学辅助的方式除磷，会造成排放水中含有化学残留的技术问题。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种低碳节能一体化脱氮除磷反应器，该反应器包括厌氧生物选择器、依次设置在所述厌氧生物选择器右侧相互连接的第一供液组件、序批式悬浮污泥主反应器、第二供液组件和生物膜硝化反应器；其中，所述厌氧生物选择器下端安装有第一排污组件，所述序批式悬浮污泥主反应器下端固定连接有第二排污组件，所述生物膜硝化反应器下端固定连接有第三排污组件，所述厌氧生物选择器上端固定连接有可拆卸的第一密封盖，所述厌氧生物选择器前后两端内壁之间从上往下依次固定连接有沉淀隔板和三相分离器，所述沉淀隔板和另一沉淀隔板之间固定连接有排水槽，所述厌氧生物选择器内下侧安装有进水布水器，所述厌氧生物选择器内上侧安装有第一曝气管，所述序批式悬浮污泥主反应器上端固定连接有可拆卸的第二密封盖，所述生物膜硝化反应器上端固定连接有可拆卸的第三密封盖，所述序批式悬浮污泥主反应器内固定连接有将所述序批式悬浮污泥主反应器分成预反应区和主反应区的第一分隔板，所述主反应区内上侧安装有涉水器，所述序批式悬浮污泥主反应器内底部上端安装有第二曝气管，所述主反应区内安装有搅拌组件，所述生物膜硝化反应器内安装有将所述生物膜硝化反应器分成厌氧区和好氧区的生物过滤膜，所述厌氧区内安装有第一导流板，所述好氧区内安装有第二导流板，所述第三密封盖内转动连接有往所述厌氧区内延伸的第二转动轴，所述第二转动轴外侧安装有螺旋叶片，所述第二转动轴上端依次安装有第二联轴器和第二电机，所述第二电机和第三密封盖之间固定连接有前后端对称分布的加固杆，所述好氧区内底部上端安装有第三曝气管。

使用本技术方案的反应器时，沉淀池的回流污泥送入厌氧生物选择器内，污水通过进水布水器送入厌氧生物选择器内，污水和回流污泥在厌氧生物选择器内混合接触，借助高负荷梯度产生的“选择压力”筛选出具有良好絮凝性的细菌，并使聚磷菌厌氧释磷，压缩空气通过第一曝气管进入厌氧生物选择器内，与污水混合，污水经过三相分离器在沉淀隔板和另一沉淀隔板之间沉淀，随着水位的上升，处理后的污水进入排水槽内，通过第一排污组件排出部分污泥，然后由第一供液组件抽出送入序批式悬浮污泥主反应器内第一分隔板左侧的预反应区，进行流入工序，第二曝气管往序批式悬浮污泥主反应器内通入压缩空气，对污水预处理，预处理后的污水进入主反应区，往序批式悬浮污泥主反应器内加入硝化液，启动搅拌组件缓速搅拌，有利于脱氮、释放磷，然后进入反应工序，第二曝气管曝气，去除BOD、硝化、磷的吸收、反硝化，然后进入沉淀工序，停止曝气和搅拌，静止沉淀，沉淀时间不少于1.5h，然后进入排放工序，排放上清液，通过第二排污组件排出部分污泥，水排放后，序批式悬浮污泥主反应器进入待机工序，等待下一个周期的操作，通过第二供液组件将污水送入生物膜硝化反应器内，经过厌氧区，第二电机启动，带动第二联轴器和第二转动轴旋转，第二转动轴外侧的螺旋叶片同步旋转，使污水提升，然后经过生物过滤膜送入好氧区内，第三曝气管曝气处理，最后处理后的水排出。

进一步地，所述第一供液组件和第二供液组件均包括供液泵、安装在所述供液泵进口端的第一连接管、安装在所述供液泵出口端的第二连接管。

进一步地，所述第一排污组件、第二排污组件和第三排污组件均包括排污泵、安装在所述排污泵出口端的第三连接管、安装在所述排污泵进口端的第四连接管。

进一步地，所述搅拌组件包括第一搅拌轴和固定连接在所述序批式悬浮污泥主反应器右端的电机固定板、安装在所述电机固定板上端的第一电机、安装在所述第一电机和第一搅拌轴之间的第一联轴器、设置在所述第一搅拌轴外侧的搅拌叶片。

进一步地，所述沉淀隔板右端固定连接有与所述排水槽相贯通的排水管，且排水管穿过所述厌氧生物选择器向外延伸，所述第一曝气管下端固定连接有等距分布的第一曝气嘴。

进一步地，所述第一密封盖上端设置有气体出口，所述厌氧生物选择器左端从上往下依次设置有第一压缩空气进口、污泥回流口和第一进水口。

进一步地，所述进水布水器上端开设有等距分布的第一进水孔，所述第二密封盖上端设置有硝化液进口，所述序批式悬浮污泥主反应器左端从上往下依次设置有第二进水口和第二压缩空气进口。

进一步地，所述序批式悬浮污泥主反应器前端设置有第一出水口，所述第二曝气管上端固定连接有等距分布的第二曝气嘴，所述第三密封盖上端设置有上清液进口，所述生物膜硝化反应器前端设置有第二出水口，所述第三曝气管上端固定连接有等距分布的第三曝气嘴。

(3)有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的反应器利用减少装置的数量，从而有效降低反应器的能耗，更加低碳节能，序批式悬浮污泥主反应器包括流入、反应、沉淀、排放和待机五个工序，在一个运行周期中，各阶段的运行时间、序批式悬浮污泥主反应器内混合液体积的变化及运行状态等，均可根据污水性质、出水水质要求及运行功能要求等灵活掌握，通过回流污泥，借助高负荷梯度产生的压力，筛选出具有良好絮凝性的细菌，并使聚磷菌厌氧释磷，不需要化学辅助的方式除磷，排放水中无化学残留，更加安全。

附图说明

图1为本发明反应器一种具体实施方式的立体结构示意图；

图2为本发明反应器一种具体实施方式中厌氧生物选择器的内部结构示意图；

图3为本发明反应器一种具体实施方式中序批式悬浮污泥主反应器的内部结构示意图；

图4为本发明反应器一种具体实施方式中生物膜硝化反应器的内部结构示意图；

图5为本发明反应器一种具体实施方式中搅拌组件的组装示意图；

图6为本发明反应器一种具体实施方式中第二供液组件的组装示意图；

图7为本发明反应器一种具体实施方式中第三排污组件的组装示意图。

附图中的标记为：1、厌氧生物选择器；2、第一供液组件；3、序批式悬浮污泥主反应器；4、第二供液组件；401、供液泵；402、第一连接管；403、第二连接管；5、生物膜硝化反应器；6、第一排污组件；7、第二排污组件；8、第三排污组件；801、排污泵；802、第三连接管；803、第四连接管；9、第一密封盖；10、沉淀隔板；11、三相分离器；12、排水槽；13、进水布水器；14、第一曝气管；15、第二密封盖；16、第三密封盖；17、第一分隔板；18、预反应区；19、主反应区；20、涉水器；21、第二曝气管；22、搅拌组件；221、第一搅拌轴；222、电机固定板；223、第一电机；224、第一联轴器；225、搅拌叶片；23、生物过滤膜；24、厌氧区；25、好氧区；26、第一导流板；27、第二导流板；28、第二转动轴；29、螺旋叶片；30、第二联轴器；31、第二电机；32、加固杆；33、第三曝气管；34、排水管；35、第一曝气嘴；36、气体出口；37、第一压缩空气进口；38、污泥回流口；39、第一进水口；40、第一进水孔；41、硝化液进口；42、第二进水口；43、第二压缩空气进口；44、第一出水口；45、第二曝气嘴；46、上清液进口；47、第二出水口；48、第三曝气嘴。

具体实施方式

本具体实施方式是低碳节能一体化脱氮除磷反应器，其立体结构示意图如图1所示，其厌氧生物选择器1的内部结构示意图如图2所示，该反应器包括厌氧生物选择器1、依次设置在所述厌氧生物选择器1右侧相互连接的第一供液组件2、序批式悬浮污泥主反应器3、第二供液组件4和生物膜硝化反应器5；所述厌氧生物选择器1下端安装有第一排污组件6，所述序批式悬浮污泥主反应器3下端固定连接有第二排污组件7，所述生物膜硝化反应器5下端固定连接有第三排污组件8，所述厌氧生物选择器1上端固定连接有可拆卸的第一密封盖9，所述厌氧生物选择器1前后两端内壁之间从上往下依次固定连接有沉淀隔板10和三相分离器11，所述沉淀隔板10和另一沉淀隔板10之间固定连接有排水槽12，所述厌氧生物选择器1内下侧安装有进水布水器13，所述厌氧生物选择器1内上侧安装有第一曝气管14，所述序批式悬浮污泥主反应器3上端固定连接有可拆卸的第二密封盖15，所述生物膜硝化反应器5上端固定连接有可拆卸的第三密封盖16，所述序批式悬浮污泥主反应器3内固定连接有将所述序批式悬浮污泥主反应器3分成预反应区18和主反应区19的第一分隔板17，所述主反应区19内上侧安装有涉水器20，所述序批式悬浮污泥主反应器3内底部上端安装有第二曝气管21，所述主反应区19内安装有搅拌组件22，所述生物膜硝化反应器5内安装有将所述生物膜硝化反应器5分成厌氧区24和好氧区25的生物过滤膜23，所述厌氧区24内安装有第一导流板26，所述好氧区25内安装有第二导流板27，所述第三密封盖16内转动连接有往所述厌氧区24内延伸的第二转动轴28，所述第二转动轴28外侧安装有螺旋叶片29，所述第二转动轴28上端依次安装有第二联轴器30和第二电机31，所述第二电机31和第三密封盖16之间固定连接有前后端对称分布的加固杆32，所述好氧区25内底部上端安装有第三曝气管33。

其中，所述第一供液组件2和第二供液组件4均包括供液泵401、安装在所述供液泵401进口端的第一连接管402、安装在所述供液泵401出口端的第二连接管403，所述第一排污组件6、第二排污组件7和第三排污组件8均包括排污泵801、安装在所述排污泵801出口端的第三连接管802、安装在所述排污泵801进口端的第四连接管803。

同时，所述搅拌组件22包括第一搅拌轴221和固定连接在所述序批式悬浮污泥主反应器3右端的电机固定板222、安装在所述电机固定板222上端的第一电机223、安装在所述第一电机223和第一搅拌轴221之间的第一联轴器224、设置在所述第一搅拌轴221外侧的搅拌叶片225，所述沉淀隔板10右端固定连接有与所述排水槽12相贯通的排水管34，且排水管34穿过所述厌氧生物选择器1向外延伸，所述第一曝气管14下端固定连接有等距分布的第一曝气嘴35。

另外，所述第一密封盖9上端设置有气体出口36，所述厌氧生物选择器1左端从上往下依次设置有第一压缩空气进口37、污泥回流口38和第一进水口39，所述进水布水器13上端开设有等距分布的第一进水孔40，所述第二密封盖15上端设置有硝化液进口41，所述序批式悬浮污泥主反应器3左端从上往下依次设置有第二进水口42和第二压缩空气进口43。

此外，所述序批式悬浮污泥主反应器3前端设置有第一出水口44，所述第二曝气管21上端固定连接有等距分布的第二曝气嘴45，所述第三密封盖16上端设置有上清液进口46，所述生物膜硝化反应器5前端设置有第二出水口47，所述第三曝气管33上端固定连接有等距分布的第三曝气嘴48。

该反应器中序批式悬浮污泥主反应器3的内部示意图如图3所示，其生物膜硝化反应器5的内部结构示意图如图4所示，其搅拌组件22的组装示意图如图5所示，其第二供液组件4的组装示意图如图6所示，其第三排污组件8的组装示意图如图7所示。

使用本技术方案的反应器时，沉淀池的回流污泥送入厌氧生物选择器1内，污水通过进水布水器13送入厌氧生物选择器1内，污水和回流污泥在厌氧生物选择器1内混合接触，借助高负荷梯度产生的“选择压力”筛选出具有良好絮凝性的细菌，并使聚磷菌厌氧释磷，压缩空气通过第一曝气管14进入厌氧生物选择器1内，与污水混合，污水经过三相分离器11在沉淀隔板10和另一沉淀隔板10之间沉淀，随着水位的上升，处理后的污水进入排水槽12内，通过第一排污组件6排出部分污泥，然后由第一供液组件2抽出送入序批式悬浮污泥主反应器3内第一分隔板17左侧的预反应区18，进行流入工序，第二曝气管21往序批式悬浮污泥主反应器3内通入压缩空气，对污水预处理，预处理后的污水进入主反应区19，往序批式悬浮污泥主反应器3内加入硝化液，启动搅拌组件22缓速搅拌，有利于脱氮、释放磷，然后进入反应工序，第二曝气管21曝气，去除BOD、硝化、磷的吸收、反硝化，然后进入沉淀工序，停止曝气和搅拌，静止沉淀，沉淀时间不少于1.5h，然后进入排放工序，排放上清液，通过第二排污组件7排出部分污泥，水排放后，序批式悬浮污泥主反应器3进入待机工序，等待下一个周期的操作，通过第二供液组件4将污水送入生物膜硝化反应器5内，经过厌氧区24，第二电机31启动，带动第二联轴器30和第二转动轴28旋转，第二转动轴28外侧的螺旋叶片29同步旋转，使污水提升，然后经过生物过滤膜23送入好氧区25内，第三曝气管33曝气处理，最后处理后的水排出。