專利名稱：一種高效生化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理裝置領(lǐng)域，具體涉及一種采用活性污泥法處理廢水的高效生化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
活性污泥法是一種利用微生物絮體處理廢水的好氧生物處理方法，活性污泥法的原理是利用水中的好氧微生物在有氧條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行吸附和消耗，從而除去有機(jī)污染。活性污泥法處理系統(tǒng)基本上由曝氣池、曝氣裝置、沉降池和污泥回流設(shè)備組成，在實(shí)際運(yùn)行中，污水首先與沉淀池回流的活性污泥混合進(jìn)入曝氣池，在曝氣裝置的曝氣作用下，污水與活性污泥充分接觸，廢水中的有機(jī)物被活性污泥所吸附，并被活性污泥中的微生物群體所代謝分解，從而降低了水中有機(jī)物的含量。傳統(tǒng)活性污泥法的曝氣池是在4-5m深的水下用高壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，所述傳統(tǒng)活性污泥法的能耗較大，所需風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓一般高達(dá) 52kpa以上，向水中供IkgO2需要消耗O. IkwH以上的動(dòng)力，并且傳統(tǒng)活性污泥曝氣裝置的充氧能力較差，氧利用率只有15-20%。為了提高氧利用率，上世紀(jì)70年代出現(xiàn)了深井曝氣法，深井曝氣法是在深度達(dá)到15(T300m的地下深豎井構(gòu)筑物中進(jìn)行曝氣。在所述深井的內(nèi)部設(shè)置有降流管，在運(yùn)行時(shí)，污水與回流污泥的混合液由降流管的上端進(jìn)入，并沿所述降流管向下流動(dòng)，在到達(dá)井底后，再折流至所述降流管與所述深井內(nèi)壁之間的區(qū)域，并向上流動(dòng)至深井頂部，部分混合液由所述深井的頂部流出進(jìn)入沉淀池。在影響溶解氧濃度的諸多因素中，除了溫度、氧氣含量外，壓力也是影響溶解氧濃度的一個(gè)重要參數(shù)，由于所述深井具有較大的井深，混合液在向深井底部流動(dòng)的過(guò)程中，隨著水深的增加，壓力不斷加大，溶解氧濃度也會(huì)隨之加大，從而有效提高了混合液中溶解氧的濃度，氧利用率高達(dá)60-90%。上述深井曝氣法雖然有效提高了氧的利用率，但是由于深井井深較大，深井鉆探的造價(jià)很高，并且建造時(shí)需要耗費(fèi)大量的材料，因此嚴(yán)重限制了深井曝氣法的推廣。為了在提高氧利用率的同時(shí)還能夠盡可能減小曝氣構(gòu)筑物的深度和體積，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了加壓式活性污泥反應(yīng)器，如中國(guó)科技文獻(xiàn)《壓力容器活性污泥法處理餐廳生活污水》(環(huán)境工程，2003年4月第21卷第2期，16-17頁(yè)沖公開(kāi)了一種占用空間較小的活性污泥反應(yīng)裝置，該裝置中設(shè)置有加壓活性污泥罐和空壓機(jī)，在運(yùn)行時(shí)利用所述空壓機(jī)向所述加壓活性污泥罐底部曝氣，并控制污泥罐內(nèi)壓力為O. 15-1. 2Mpa，該裝置通過(guò)提高污泥管內(nèi)的壓力，從而使得所述污泥罐內(nèi)的混合液處于加壓環(huán)境，有效提高了溶解氧的濃度。由于所述污泥罐中的淺層混合液也處于加壓狀態(tài)，具有較高的溶解氧濃度，因此該裝置不需要設(shè)置較大的高度和體積。上述加壓式活性污泥反應(yīng)器的高度和體積較小，建造時(shí)造價(jià)較低，同時(shí)由于反應(yīng)器內(nèi)的壓力較高還有效提高了混合液中溶解氧的濃度。但是上述加壓式活性污泥反應(yīng)器在提高溶解氧濃度的同時(shí)也提高了能耗，原因在于，由于反應(yīng)器內(nèi)壓力提高，曝氣裝置在向所述加壓反應(yīng)器內(nèi)的混合液進(jìn)行曝氣時(shí)，需要克服的壓力也隨之增大，從而使得曝氣能耗大幅度增加。而如何在保證溶解氧濃度和減少反應(yīng)器體積的同時(shí)，還能夠大幅度降低曝氣能耗，是現(xiàn)有技術(shù)尚未解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中缺少在保證溶解氧濃度和減少反應(yīng)器體積的同時(shí)，還能夠大幅度降低曝氣能耗的活性污泥反應(yīng)器，從而提供一種低能耗且氧的利用率高，工程造價(jià)低廉的高效生化反應(yīng)器。本發(fā)明所·述的高效生化反應(yīng)器的技術(shù)方案為
一種高效生化反應(yīng)器，包括
反應(yīng)器筒體，所述反應(yīng)器筒體為密閉筒體，與所述反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有出水口 ；
與所述反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有進(jìn)流管，所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)高于反應(yīng)器筒體； 還設(shè)置有
第一推流裝置，所述第一推流裝置適宜于推動(dòng)所述進(jìn)流管中的液體向所述反應(yīng)器筒體內(nèi)流動(dòng)；
曝氣裝置，所述曝氣裝置的出氣口設(shè)置在所述進(jìn)流管內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最聞點(diǎn)設(shè)置。所述第一推流裝置為設(shè)置在所述進(jìn)流管內(nèi)的葉輪，所述進(jìn)流管沿豎直方向設(shè)置； 與所述反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有回流管；
所述回流管套置在所述進(jìn)流管外，所述進(jìn)流管的外壁和所述回流管的內(nèi)壁之間形成回流通道，所述進(jìn)流管和所述回流通道中的液體相連通。所述葉輪設(shè)置在所述進(jìn)流管的底部。在所述回流管的頂端設(shè)置有擴(kuò)張段，所述擴(kuò)張段的直徑大于位于所述擴(kuò)張段下方的所述回流管的直徑。所述進(jìn)流管內(nèi)位于所述反應(yīng)器筒體上方的液體在豎直方向上的高度與所述反應(yīng)器筒體的高度之比為大于或者等于I。所述進(jìn)流管與反應(yīng)器筒體的直徑比為小于或者等于2 :3。還設(shè)置有
置換罐，所述置換罐與所述反應(yīng)器筒體的高壓區(qū)處于基本水平的位置，與所述置換罐連通設(shè)置有用于將未處理的污水送入所述置換罐的進(jìn)水閥和用于放出所述置換罐中液體的出水閥，在所述置換罐的頂部設(shè)置有排氣閥；
與所述置換罐連通設(shè)置有第一循環(huán)管道和第二循環(huán)管道，所述置換罐分別通過(guò)所述第一循環(huán)管道和第二循環(huán)管道與所述反應(yīng)器筒體相連通，在所述第一循環(huán)管道上設(shè)置有第一循環(huán)水閥，在所述第二循環(huán)管道上設(shè)置有第二循環(huán)水閥；
在所述第一循環(huán)管道或第二循環(huán)管道上設(shè)置有第二推流裝置。在所述置換罐的頂部設(shè)置有排泥閥。所述置換罐包括圓柱形筒體以及分別與所述圓柱形筒體的兩個(gè)端面連接設(shè)置的錐形筒體，所述兩個(gè)錐形筒體沿遠(yuǎn)離所述圓柱形筒體的方向逐漸收縮。在所述反應(yīng)器筒體內(nèi)設(shè)置有攪拌器。所述的高效生化反應(yīng)器的運(yùn)行方法，包括以下步驟(1)打開(kāi)所述排氣閥，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥、第二循環(huán)水閥和出水閥，開(kāi)啟所述進(jìn)水閥，將未處理的污水送入所述置換罐；
(2)待所述未處理的污水灌滿所述置換罐后，關(guān)閉所述進(jìn)水閥和排氣閥，打開(kāi)所述第一循環(huán)水閥和第二循環(huán)水閥，開(kāi)啟所述第二推流裝置，將所述反應(yīng)器筒體中處理后的出水與所述置換罐中未經(jīng)處理的污水進(jìn)行置換；
(3)待所述置換罐內(nèi)未處理的污水全部進(jìn)入所述反應(yīng)器筒體后，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥、第二循環(huán)水閥，開(kāi)啟所述排氣閥和所述出水閥，將所述處理后的出水放出，然后再將未處理的污水送入所述置換罐進(jìn)行下一輪置換。在所述步驟(3 )中，待所述置換罐內(nèi)未處理的污水全部進(jìn)入所述反應(yīng)器后，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥、第二循環(huán)水閥，開(kāi)啟所述排氣閥，所述置換罐中的氣體發(fā)生上浮，帶動(dòng)污泥上浮，實(shí)現(xiàn)出水與污泥的分離后，再開(kāi)啟所述出水閥，將分離后的出水放出，剩余的污泥仍舊滯留在所述置換罐中；
關(guān)閉所述出水閥，開(kāi)啟所述進(jìn)水閥，將未處理的污水送入所述置換罐與所述污泥混合進(jìn)行下一輪置換。
在所述步驟(3)中開(kāi)啟所述排氣閥的同時(shí)還開(kāi)啟所述排泥閥，通過(guò)所述排泥閥排出部分污泥。本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，優(yōu)點(diǎn)在于
(I)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，設(shè)置有密閉的反應(yīng)器筒體；與所述反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有進(jìn)流管，所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)高于反應(yīng)器筒體；還設(shè)置有推流裝置，所述推流裝置適宜于推動(dòng)所述進(jìn)流管中的液體向所述反應(yīng)器筒體內(nèi)流動(dòng)；曝氣裝置，所述曝氣裝置的出氣口設(shè)置在所述進(jìn)流管內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)設(shè)置。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)高于反應(yīng)器筒體，無(wú)需增大反應(yīng)器筒體的高度即可有效增大整個(gè)反應(yīng)器筒體內(nèi)的水壓，從而提高了反應(yīng)器筒體內(nèi)的溶解氧濃度；同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)限定所述曝氣裝置的出氣口在所述進(jìn)流管內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)設(shè)置，使得所述出氣口處的水壓較小，通過(guò)所述出氣口進(jìn)行曝氣時(shí)需要克服的壓力較小，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的密閉式活性污泥反應(yīng)器有效減少了曝氣裝置的能耗。為了進(jìn)一步提高所述反應(yīng)器筒體內(nèi)的溶解氧濃度，本發(fā)明還進(jìn)一步優(yōu)選所述進(jìn)流管內(nèi)位于所述反應(yīng)器筒體上方的液體在豎直方向上的高度與所述反應(yīng)器筒體的高度之比為大于或者等于I。(2)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，將所述進(jìn)流管設(shè)置在所述反應(yīng)器筒體的上方，當(dāng)所述進(jìn)流管位于所述反應(yīng)器筒體上方時(shí)，有利于所述進(jìn)流管中的液體流入所述反應(yīng)器筒體，從而有效減少推流裝置的能耗。(3)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，還設(shè)置所述進(jìn)流管的下邊緣延伸至所述反應(yīng)器筒體的下部。通過(guò)這種設(shè)置方式，混合液沿所述進(jìn)流管進(jìn)入所述反應(yīng)器筒體的底部，所述反應(yīng)器筒體底部的水壓較大，有利于氧氣的溶解，并且所述混合液到達(dá)反應(yīng)器筒體底部后向所述進(jìn)流管外折流后，再向上升流，使得所述反應(yīng)器筒體中溶解氧的濃度較為均勻，有利于活性污泥反應(yīng)的進(jìn)行。(4)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，設(shè)置所述推流裝置為設(shè)置在所述進(jìn)流管內(nèi)的葉輪，所述進(jìn)流管沿豎直方向設(shè)置；與所述反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有回流管；所述回流管套置在所述進(jìn)流管外，所述進(jìn)流管的外壁和所述回流管的內(nèi)壁之間形成回流通道，所述進(jìn)流管和所述回流通道中的液體相連通，相比于使用泵進(jìn)行推流，上述葉輪裝置能夠進(jìn)一步減少能耗，本發(fā)明還限定所述葉輪位于所述進(jìn)流管的底部，這樣設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于葉輪式推進(jìn)器的葉輪設(shè)置在所述降流管的底部時(shí)，由于所述降流管底部的壓力較大，大部分氧已經(jīng)是以溶解氧的形式存在，氣泡尺寸較小，此時(shí)由于所述葉輪的攪拌而導(dǎo)致氣泡發(fā)生合并的可能性比較低，同時(shí)所述葉輪的攪拌能夠增加氣液之間的接觸面積，有利于所述液體循環(huán)，再者，當(dāng)所述葉輪推進(jìn)器的葉輪設(shè)置于所述降流管底部時(shí)，更便于反應(yīng)器的維修與維護(hù)。(5)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，在所述反應(yīng)器底部設(shè)置有攪拌器，通過(guò)設(shè)置所述攪拌器，能夠使所述反應(yīng)器筒體內(nèi)的污泥和污水混合均勻，有利于活性污泥反應(yīng)的進(jìn)行。(6)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，設(shè)置所述進(jìn)流管與反應(yīng)器筒體的直徑比為小于或者等于2 :3，通過(guò)這種設(shè)置方式可以有效減少制備進(jìn)流管時(shí)所需的材料。(7)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，本發(fā)明所述活性污泥反應(yīng)器，還設(shè)置有置換罐，所述置換罐與所述反應(yīng)器的高壓區(qū)處于基本水平的位置，與所述置換罐連通設(shè)置有用·于將未處理的污水送入所述置換罐的進(jìn)水閥和用于放出所述置換罐中液體的出水閥，在所述置換罐的頂部設(shè)置有排氣閥；
與所述置換罐連通設(shè)置有第一循環(huán)管道和第二循環(huán)管道，所述置換罐分別通過(guò)所述第一循環(huán)管道和第二循環(huán)管道與所述反應(yīng)器筒體相連通，在所述第一循環(huán)管道上設(shè)置有第一循環(huán)水閥，在所述第二循環(huán)管道上設(shè)置有第二循環(huán)水閥；在所述第一循環(huán)管道或第二循環(huán)管道上設(shè)置有推流裝置；
本發(fā)明通過(guò)設(shè)置所述置換罐，在實(shí)際運(yùn)行中，首先打開(kāi)排氣閥，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥、第二循環(huán)水閥和出水閥開(kāi)啟所述進(jìn)水閥，將未處理的污水送入所述置換罐，且待所述未處理的污水灌滿所述置換罐后，關(guān)閉所述進(jìn)水閥和排氣閥，打開(kāi)所述第一循環(huán)水閥和第二循環(huán)水閥，開(kāi)啟所述推流裝置，將所述反應(yīng)器筒體中處理后的出水與所述置換罐中未經(jīng)處理的污水進(jìn)行置換，待所述置換罐內(nèi)未處理的污水全部進(jìn)入所述反應(yīng)器后，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥、第二循環(huán)水閥，開(kāi)啟所述排氣閥，所述置換罐中的氣體發(fā)生上浮，帶動(dòng)污泥上浮，實(shí)現(xiàn)出水與污泥的分離后，再開(kāi)啟所述出水閥，將分離后的出水放出，剩余的污泥仍舊滯留在所述置換罐中；待分離后的出水放出后，關(guān)閉所述出水閥，開(kāi)啟所述進(jìn)水閥，將未處理的污水送入所述置換罐與所述污泥混合后進(jìn)行下一輪的置換。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置所述置換罐與所述反應(yīng)器筒體的高壓區(qū)處于基本水平的位置，其中所述“反應(yīng)器筒體的高壓區(qū)”為壓力大于O. IMpa的區(qū)域，因此當(dāng)所述反應(yīng)器筒體為加壓反應(yīng)器時(shí)，由于所述反應(yīng)器筒體內(nèi)壓力較大，而本發(fā)明中的置換罐可以實(shí)現(xiàn)常壓進(jìn)水，因此向所述置換罐中進(jìn)水所需的能耗低于直接向所述反應(yīng)器筒體中進(jìn)水的能耗；本發(fā)明中所述的置換罐，當(dāng)水進(jìn)入所述置換罐中后，開(kāi)啟所述第一循環(huán)水閥和第二循環(huán)水閥，所述推流裝置兩端的水壓保持平衡，此時(shí)所述推流裝置只需要克服液體的管道阻力即可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器筒體中處理后的出水與所述置換罐中未經(jīng)處理的污水之間的置換，這一過(guò)程能耗極低，因此通過(guò)設(shè)置本發(fā)明中所述的置換裝置進(jìn)行進(jìn)水和出水的置換，其能耗要低于現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)器的進(jìn)水能耗。本發(fā)明中的置換罐起到了二沉池的作用，無(wú)需再額外設(shè)置二沉池和污泥回流裝置，節(jié)省了污泥回流的動(dòng)力。本發(fā)明中所述反應(yīng)器的高壓區(qū)壓力大于O. IMpa，在該壓力水平下，反應(yīng)器中處理后的出水中溶解氧的濃度較高，當(dāng)反應(yīng)器中處理后的出水進(jìn)入所述置換罐后，開(kāi)啟所述排氣閥，使得所述置換罐與外界大氣相連通，所述置換罐中的壓力恢復(fù)到大氣壓狀態(tài)，從而導(dǎo)致所述置換罐中溶解的大量氣體上浮，足以帶動(dòng)污泥上浮。(8)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，在所述置換罐的頂部設(shè)置有排泥閥，通過(guò)設(shè)置所述排泥閥，當(dāng)所述置換罐中的氣體發(fā)生上浮，帶動(dòng)出水中的污泥上浮時(shí)，開(kāi)啟所述排泥閥，能夠排出部分污泥，實(shí)現(xiàn)污泥的更新。


為了使本發(fā)明所述的技術(shù)方案更加便于理解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器做進(jìn)一步的闡述。如圖I所示是本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器；
如圖2所示是本發(fā)明所述的進(jìn)流管與所述反應(yīng)器筒體的頂壁相連通的高效生化反應(yīng)
器；
如圖3所示是本發(fā)明所述的設(shè)置有回流管的高效生化反應(yīng)器；
如圖4所示是本發(fā)明所述的設(shè)置有置換罐的高效生化反應(yīng)器；
其中，附圖標(biāo)記為
I-反應(yīng)器筒體；2_出水口；3-進(jìn)流管；4_第一推流裝置；5_曝氣裝置的出氣口 ；6_回流管；7-回流通道；8_置換罐；81_進(jìn)水閥；82_出水閥；83_排氣閥；84_排泥閥；85_第一循環(huán)管道；86_第二循環(huán)管道；851_第一循環(huán)水閥；861_第二循環(huán)水閥；87_第二推流裝置；9-入水口 ； 10-擴(kuò)張段。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器，如圖I所示，包括
反應(yīng)器筒體I，所述反應(yīng)器筒體I為密閉筒體，高度為8m，直徑Sm ;在所述反應(yīng)器筒體I上設(shè)置有出水口 2，本實(shí)施例中所述出水口 2設(shè)置在所述反應(yīng)器筒體I的頂部側(cè)壁上；
與所述反應(yīng)器筒體I連通設(shè)置有進(jìn)流管3，所述進(jìn)流管3直徑與所述反應(yīng)器筒體I的直徑之比為1:40 ;所述進(jìn)流管3內(nèi)液體的最高點(diǎn)比所述反應(yīng)器筒體I高30m，所述進(jìn)流管3內(nèi)位于所述反應(yīng)器筒體I上方的液體在豎直方向上的高度與所述反應(yīng)器筒體I的高度之比等于3. 75。本實(shí)施例中所述進(jìn)流管3位于所述反應(yīng)器筒體I的側(cè)部，所述進(jìn)流管3與所述反應(yīng)器筒體I的一側(cè)側(cè)壁相連通；
第一推流裝置4，所述第一推流裝置4適宜于推動(dòng)所述進(jìn)流管3中的液體向所述反應(yīng)器筒體I內(nèi)流動(dòng)，本實(shí)施例中所述第一推流裝置4為與所述進(jìn)流管3連接設(shè)置的泵，在所述泵上設(shè)置有入水口 9，所述污泥和污水的混合液由所述入水口 9進(jìn)入，并在泵的推動(dòng)作用下進(jìn)入所述進(jìn)流管和所述反應(yīng)器筒體I ;
曝氣裝置，所述曝氣裝置的出氣口 5設(shè)置在所述進(jìn)流管3內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管3內(nèi)液體的最聞點(diǎn)設(shè)置。本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器的工作過(guò)程為
開(kāi)啟曝氣裝置和泵，污泥和污水的混合液在泵的推動(dòng)作用下進(jìn)入所述進(jìn)流管3，并由所述進(jìn)流管3流入所述反應(yīng)器筒體1，污水進(jìn)水量為400m3/h，進(jìn)水中BOD含量為300mg/L ；處理好的污水由所述出水口 2排出，本實(shí)施例中污水的停留時(shí)間為I小時(shí)，出水BOD為30mg/L，BOD去除率為90% ;本實(shí)施例中所述的活性污泥反應(yīng)器，每處理一噸水的能耗是O. 3kwH,去除每千克BOD耗電量?jī)H為lkwH。實(shí)施例2
本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器，如圖2所示，包括反應(yīng)器筒體1，所述反應(yīng)器筒體I為密閉筒體，高度為8m，直徑8m ;在所述反應(yīng)器筒體I上設(shè)置有出水口 2 ；
與所述反應(yīng)器筒體I連通設(shè)置有進(jìn)流管3，所述進(jìn)流管3直徑與所述反應(yīng)器筒 體I的直徑之比為1:40 ;所述進(jìn)流管3內(nèi)液體的最高點(diǎn)高出反應(yīng)器筒體30m，所述進(jìn)流管3內(nèi)位于所述反應(yīng)器筒體I上方的液體在豎直方向上的高度與所述反應(yīng)器筒體I的高度之比等于3. 75。本實(shí)施例中所述的進(jìn)流管3與所述反應(yīng)器筒體I的頂壁相連通，且所述進(jìn)流管3的下邊緣延伸至所述反應(yīng)器筒體I的下部；
第一推流裝置4，所述第一推流裝置4適宜于推動(dòng)所述進(jìn)流管3中的液體向所述反應(yīng)器筒體I內(nèi)流動(dòng)，本實(shí)施例中所述第一推流裝置4為與所述進(jìn)流管3連接設(shè)置的泵，在所述泵上設(shè)置有入水口 9，所述污泥和污水的混合液由所述入水口 9進(jìn)入，并在泵的推動(dòng)作用下進(jìn)入所述進(jìn)流管3和所述反應(yīng)器筒體I ;
曝氣裝置，所述曝氣裝置的出氣口 5設(shè)置在所述進(jìn)流管3內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管3內(nèi)液體的最聞點(diǎn)設(shè)置。本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器的工作過(guò)程為
開(kāi)啟曝氣裝置和泵，污泥和污水的混合液在泵的推動(dòng)作用下進(jìn)入所述進(jìn)流管3，并由所述進(jìn)流管3流入所述反應(yīng)器筒體1，污水進(jìn)水量為400m3/h，進(jìn)水中BOD含量為300mg/L ；處理好的污水由所述出水口 2排出，本實(shí)施例中污水的停留時(shí)間為I小時(shí)，出水BOD為30mg/L，BOD去除率為90% ;本實(shí)施例中所述的活性污泥反應(yīng)器，每處理一噸水的能耗是O. 3kwH,去除每千克BOD耗電量?jī)H為I kwH。實(shí)施例3
本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器，如圖3所示,包括
反應(yīng)器筒體I，所述反應(yīng)器筒體I為密閉筒體，高度為10m，直徑IOm;在所述反應(yīng)器筒體I上設(shè)置有出水口 2 ；
與所述反應(yīng)器筒體I連通設(shè)置有進(jìn)流管3，進(jìn)流管3直徑為I. Sm;所述進(jìn)流管3內(nèi)液體的最高點(diǎn)高出反應(yīng)器筒體50m，所述進(jìn)流管3內(nèi)位于所述反應(yīng)器筒體I上方的液體在豎直方向上的高度與所述反應(yīng)器筒體I的高度之比等于5。所述進(jìn)流管3與所述反應(yīng)器筒體I的頂壁相連通且沿豎直方向設(shè)置；所述進(jìn)流管3的下邊緣延伸至所述反應(yīng)器筒體I的下部，本實(shí)施例中在所述反應(yīng)器筒體I的底部設(shè)置有入水口 9。第一推流裝置4，所述第一推流裝置4適宜于推動(dòng)所述進(jìn)流管3中的液體向所述反應(yīng)器筒體I內(nèi)流動(dòng)，所述第一推流裝置4為設(shè)置在所述進(jìn)流管3內(nèi)的葉輪。曝氣裝置，所述曝氣裝置的出氣口設(shè)置在所述進(jìn)流管3內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管3內(nèi)液體的最高點(diǎn)設(shè)置，本實(shí)施例中所述曝氣裝置設(shè)置在所述第一推流裝置4的下方；
本實(shí)施例中與所述反應(yīng)器筒體I還連通設(shè)置有回流管6，所述回流管6直徑為2. 6m ;所述回流管6套置在所述進(jìn)流管3外，所述進(jìn)流管3的外壁和所述回流管的內(nèi)壁之間形成回流通道7，所述進(jìn)流管3和所述回流通道7中的液體相連通。本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器的工作過(guò)程為通過(guò)所述反應(yīng)器筒體I的底部的入水口 9向所述反應(yīng)器筒體I中進(jìn)水，完成進(jìn)水后，開(kāi)啟曝氣裝置和第一推流裝置4，污泥和污水的混合液在所述葉輪的推動(dòng)作用下進(jìn)入所述進(jìn)流管3，并沿所述進(jìn)流管3向所述反應(yīng)器筒體I流動(dòng)，部分進(jìn)入所述反應(yīng)器筒體I中的混合液通過(guò)所述回流通道7回流，污水進(jìn)水量為400m3/h，進(jìn)水中BOD含量為3000mg/L ；
處理好的污水由所述出水口 2排出，本實(shí)施例中污水的停留時(shí)間為2小時(shí)，出水BOD為300mg/L, BOD去除率為90% ;本實(shí)施例中所述的活性污泥反應(yīng)器，每處理一噸水的能耗是
O.2kwH，去除每千克BOD耗電量?jī)H為O. 07kwH。實(shí)施例4
本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器，如圖4所示,包括
反應(yīng)器筒體I，所述反應(yīng)器筒體I為密閉筒體，高度為10m，直徑IOm;在所述反應(yīng)器筒體I上設(shè)置有出水口 2 ；·
與所述反應(yīng)器筒體I連通設(shè)置有進(jìn)流管3，進(jìn)流管3直徑為I. Sm ;所述進(jìn)流管3內(nèi)液體的最高點(diǎn)高出反應(yīng)器筒體50m，所述進(jìn)流管3內(nèi)位于所述反應(yīng)器筒體I上方的液體在豎直方向上的高度與所述反應(yīng)器筒體I的高度之比等于5。所述進(jìn)流管3與所述反應(yīng)器筒體I的頂壁相連通且沿豎直方向設(shè)置；所述進(jìn)流管3的下邊緣延伸至所述反應(yīng)器筒體I的下部，本實(shí)施例中與所述進(jìn)流管3連通設(shè)置有入水口 9。第一推流裝置4，所述第一推流裝置4適宜于推動(dòng)所述進(jìn)流管3中的液體向所述反應(yīng)器筒體I內(nèi)流動(dòng)，所述第一推流裝置4為設(shè)置在所述進(jìn)流管3內(nèi)的葉輪，本實(shí)施例中所述葉輪設(shè)置在所述進(jìn)流管3的底部。曝氣裝置，所述曝氣裝置的出氣口 5設(shè)置在所述進(jìn)流管3內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管3內(nèi)液體的最高點(diǎn)設(shè)置；
本實(shí)施例中與所述反應(yīng)器筒體I還連通設(shè)置有回流管6，所述回流管6直徑為2. 6m ;所述回流管6套置在所述進(jìn)流管3外，所述進(jìn)流管3的外壁和所述回流管6的內(nèi)壁之間形成回流通道7，所述進(jìn)流管3和所述回流通道7中的液體相連通，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)施例中所述回流管6的頂端設(shè)置有擴(kuò)張段10，所述擴(kuò)張段10的直徑大于位于所述擴(kuò)張段10下方的回流管6的直徑，這樣設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效避免因?yàn)榈谝煌屏餮b置4的推流作用而導(dǎo)致的液面大幅波動(dòng)的現(xiàn)象。本實(shí)施例中在所述反應(yīng)器筒體I的底部還設(shè)置有攪拌器；
如圖4所示，本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器還設(shè)置有
置換罐8，所述置換罐8高10m，在所述置換罐8的頂部設(shè)置有排泥閥84，所述置換罐8處于與所述反應(yīng)器筒體I水平的位置，與所述置換罐8連通設(shè)置有用于將未處理的污水送入所述置換罐8的進(jìn)水閥81和用于放出所述置換罐8中液體的出水閥82，在所述置換罐8的頂部設(shè)置有排氣閥83;本實(shí)施例中所述置換罐8包括圓柱形筒體以及分別與所述圓柱形筒體的兩個(gè)端面連接設(shè)置的錐形筒體，所述兩個(gè)錐形筒體沿遠(yuǎn)離所述圓柱形筒體的方向逐漸收縮。與所述置換罐8連通設(shè)置有第一循環(huán)管道85和第二循環(huán)管道86，所述置換罐8分別通過(guò)所述第一循環(huán)管道85和第二循環(huán)管道86與所述反應(yīng)器筒體I相連通，在所述第一循環(huán)管道85上設(shè)置有第一循環(huán)水閥851，在所述第二循環(huán)管道86上設(shè)置有第二循環(huán)水閥861 ；在所述第一循環(huán)管道85上設(shè)置有第二推流裝置87，所述第二推流裝置87為設(shè)置在所述第一循環(huán)管道85內(nèi)的葉輪，作為可選擇的實(shí)施方式，所述第二推流裝置87也可以設(shè)置在所述第二循環(huán)管道86內(nèi)。本實(shí)施例中所述的高效生化反應(yīng)器的工作過(guò)程為
在啟動(dòng)階段，首先關(guān)閉所述置換罐8的第一循環(huán)水閥851和第二循環(huán)水閥861，通過(guò)所述入水口將污泥和污水的混合液送入所述反應(yīng)器筒體，然后開(kāi)啟曝氣裝置和第一推流裝置4，污泥和污水的混合液在第一推流裝置4的推動(dòng)作用沿所述進(jìn)流管3向所述反應(yīng)器筒體流動(dòng)，部分進(jìn)入所述反應(yīng)器筒體I的混合液沿所述回流通道7回流，所述反應(yīng)器筒體的污水進(jìn)水量為400m3/h，進(jìn)水中BOD含量為3000mg/L ；
待進(jìn)入所述反應(yīng)器筒體I的污水完成處理后，開(kāi)啟所述置換罐8進(jìn)行置換，具體步驟
為 (O打開(kāi)所述排氣閥83，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥851、第二循環(huán)水閥861和出水閥82，開(kāi)啟所述進(jìn)水閥81，將未處理的污水送入所述置換罐8，；
(2)待所述未處理的污水灌滿所述置換罐8后，關(guān)閉所述進(jìn)水閥81和排氣閥83，打開(kāi)所述第一循環(huán)水閥851和第二循環(huán)水閥861，開(kāi)啟所述推流裝置，將所述反應(yīng)器筒體I中處理后的出水與所述置換罐8中未經(jīng)處理的污水進(jìn)行置換；
(3)待所述置換罐8內(nèi)未處理的污水全部進(jìn)入所述反應(yīng)器后，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥851、第二循環(huán)水閥861，開(kāi)啟所述排氣閥83和排泥閥84，所述置換罐8中的氣體發(fā)生上浮，帶動(dòng)污泥上浮，通過(guò)所述排泥閥84排出部分污泥，實(shí)現(xiàn)出水與污泥的分離后，再開(kāi)啟所述出水閥82，將分離后的出水放出，剩余的污泥仍舊滯留在所述置換罐8中；
關(guān)閉所述出水閥82，開(kāi)啟所述進(jìn)水閥81，將未處理的污水送入所述置換罐8與所述污泥混合進(jìn)行下一輪置換。本實(shí)施例中污水在所述反應(yīng)器筒體I內(nèi)的停留時(shí)間為2小時(shí)，出水BOD為250mg/L，BOD去除率為92% ;本實(shí)施例中所述的活性污泥反應(yīng)器，每處理一噸水的能耗是O. IkwH,去除每千克BOD耗電量?jī)H為O. 04kwH。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中所述的“反應(yīng)器筒體的高壓區(qū)”是指反應(yīng)器筒體內(nèi)壓力大于O. IMpa的區(qū)域。對(duì)比例
為了證明本發(fā)明所述的活性污泥反應(yīng)器的技術(shù)效果，本發(fā)明還設(shè)置了對(duì)比例
本對(duì)比例中所述的活性污泥反應(yīng)器為背景技術(shù)中所述的加壓活性污泥罐，與所述加壓活性污泥罐的底部連通設(shè)置有空壓機(jī)，在運(yùn)行時(shí)利用所述空壓機(jī)向所述加壓活性污泥罐底部曝氣，并控制污泥罐內(nèi)壓力為O. 5Mpa ;所述加壓活性污泥罐的直徑為IOm ;高度為IOm ；本實(shí)施例中的污水進(jìn)水同實(shí)施例3，本對(duì)比例中污水在所述加壓活性污泥罐內(nèi)的停留時(shí)間為2小時(shí)，出水BOD為300mg/L，B0D去除率為90% ;本對(duì)比例中所述的加壓活性污泥罐，每處理一噸水的能耗是5kwH，去除每千克BOD耗電量為I. 85kwH。雖然本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)具體實(shí)施方式
對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)闡述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在此基礎(chǔ)上所做出的未超出權(quán)利要求保護(hù)范圍的任何形式和細(xì)節(jié)的變化，均屬于本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種高效生化反應(yīng)器,包括 反應(yīng)器筒體，所述反應(yīng)器筒體為密閉筒體，與所述反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有出水口 ； 與所述反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有進(jìn)流管，所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)高于反應(yīng)器筒體； 還設(shè)置有 第一推流裝置，所述第一推流裝置適宜于推動(dòng)所述進(jìn)流管中的液體向所述反應(yīng)器筒體內(nèi)流動(dòng)； 曝氣裝置，所述曝氣裝置的出氣口設(shè)置在所述進(jìn)流管內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最聞點(diǎn)設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，所述第一推流裝置為設(shè)置在所述進(jìn)流管內(nèi)的葉輪，所述進(jìn)流管沿豎直方向設(shè)置； 與所述反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有回流管； 所述回流管套置在所述進(jìn)流管外，所述進(jìn)流管的外壁和所述回流管的內(nèi)壁之間形成回流通道，所述進(jìn)流管和所述回流通道中的液體相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，所述葉輪設(shè)置在所述進(jìn)流管的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，在所述回流管的頂端設(shè)置有擴(kuò)張段，所述擴(kuò)張段的直徑大于位于所述擴(kuò)張段下方的所述回流管的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)流管內(nèi)位于所述反應(yīng)器筒體上方的液體在豎直方向上的高度與所述反應(yīng)器筒體的高度之比為大于或者等于I。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)流管與反應(yīng)器筒體的直徑比為小于或者等于2 :3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，還設(shè)置有 置換罐，所述置換罐與所述反應(yīng)器筒體的高壓區(qū)處于基本水平的位置，與所述置換罐連通設(shè)置有用于將未處理的污水送入所述置換罐的進(jìn)水閥和用于放出所述置換罐中液體的出水閥，在所述置換罐的頂部設(shè)置有排氣閥； 與所述置換罐連通設(shè)置有第一循環(huán)管道和第二循環(huán)管道，所述置換罐分別通過(guò)所述第一循環(huán)管道和第二循環(huán)管道與所述反應(yīng)器筒體相連通，在所述第一循環(huán)管道上設(shè)置有第一循環(huán)水閥，在所述第二循環(huán)管道上設(shè)置有第二循環(huán)水閥； 在所述第一循環(huán)管道或第二循環(huán)管道上設(shè)置有第二推流裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，在所述置換罐的頂部設(shè)置有排泥閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，所述置換罐包括圓柱形筒體以及分別與所述圓柱形筒體的兩個(gè)端面連接設(shè)置的錐形筒體，所述兩個(gè)錐形筒體沿遠(yuǎn)離所述圓柱形筒體的方向逐漸收縮。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的高效生化反應(yīng)器，其特征在于，在所述反應(yīng)器筒體內(nèi)設(shè)置有攪拌器。
11.采用權(quán)利要求7-10任一所述的高效生化反應(yīng)器的運(yùn)行方法，包括以下步驟 (I)打開(kāi)所述排氣閥，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥、第二循環(huán)水閥和出水閥，開(kāi)啟所述進(jìn)水閥，將未處理的污水送入所述置換罐； (2)待所述未處理的污水灌滿所述置換罐后，關(guān)閉所述進(jìn)水閥和排氣閥，打開(kāi)所述第一循環(huán)水閥和第二循環(huán)水閥，開(kāi)啟所述第二推流裝置，將所述反應(yīng)器筒體中處理后的出水與所述置換罐中未經(jīng)處理的污水進(jìn)行置換； (3)待所述置換罐內(nèi)未處理的污水全部進(jìn)入所述反應(yīng)器筒體后，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥、第二循環(huán)水閥，開(kāi)啟所述排氣閥和所述出水閥，將所述處理后的出水放出，然后再將未處理的污水送入所述置換罐進(jìn)行下一輪置換。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的高效生化反應(yīng)器的運(yùn)行方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，待所述置換罐內(nèi)未處理的污水全部進(jìn)入所述反應(yīng)器后，關(guān)閉所述第一循環(huán)水閥、第二循環(huán)水閥，開(kāi)啟所述排氣閥，所述置換罐中的氣體發(fā)生上浮，帶動(dòng)污泥上浮，實(shí)現(xiàn)出水與污泥的分離后，再開(kāi)啟所述出水閥，將分離后的出水放出，剩余的污泥仍舊滯留在所述置換罐中； 關(guān)閉所述出水閥，開(kāi)啟所述進(jìn)水閥，將未處理的污水送入所述置換罐與所述污泥混合進(jìn)行下一輪置換。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的高效生化反應(yīng)器的運(yùn)行方法，其特征在于，在所述步驟(3)中開(kāi)啟所述排氣閥的同時(shí)還開(kāi)啟所述排泥閥，通過(guò)所述排泥閥排出部分污泥。
全文摘要
本發(fā)明所述的高效生化反應(yīng)器，設(shè)置有密閉的反應(yīng)器筒體；與反應(yīng)器筒體連通設(shè)置有進(jìn)流管，進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)高于反應(yīng)器筒體；還設(shè)置有適于推動(dòng)進(jìn)流管中的液體向反應(yīng)器筒體內(nèi)流動(dòng)的推流裝置；曝氣裝置，曝氣裝置的出氣口設(shè)置在進(jìn)流管內(nèi)，且靠近進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)設(shè)置。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)高于反應(yīng)器筒體，無(wú)需增大反應(yīng)器筒體的高度即可有效增大整個(gè)反應(yīng)器筒體內(nèi)的水壓，提高了反應(yīng)器筒體內(nèi)的溶解氧濃度；同時(shí)，通過(guò)限定所述曝氣裝置的出氣口在所述進(jìn)流管內(nèi)，且靠近所述進(jìn)流管內(nèi)液體的最高點(diǎn)設(shè)置，使得所述出氣口處的水壓較小，通過(guò)所述出氣口進(jìn)行曝氣時(shí)需要克服的壓力較小，有效減少了曝氣裝置的能耗。
文檔編號(hào)C02F3/12GK102897903SQ20121036438
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者馮秀娟 申請(qǐng)人:馮秀娟