本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)，尤其是涉及一種垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床及其污水處理方法。

背景技術(shù)：

污水處理過(guò)程中，需要在好氧和厭氧環(huán)境下分別進(jìn)行硝化和反硝化反應(yīng)，進(jìn)而除去氨氮，而好氧和厭氧環(huán)境需要不同的反應(yīng)器，從而導(dǎo)致污水處理需要多個(gè)較為繁雜的步驟及不同的反應(yīng)器。其一方面導(dǎo)致能源的大量浪費(fèi)，另一方面也不利于污水處理效率的提高。

有鑒于此，提供一種可同時(shí)進(jìn)行硝化和反硝化的反應(yīng)器成為現(xiàn)階段亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提出一種垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床及其污水處理方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中污水處理需要多個(gè)反應(yīng)器配合處理導(dǎo)致能源浪費(fèi)、處理效率低下的技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床，包括，

豎直設(shè)置的反應(yīng)筒，所述反應(yīng)筒內(nèi)形成有反應(yīng)腔體；

同軸內(nèi)置于反應(yīng)腔體的導(dǎo)流筒；

設(shè)于所述反應(yīng)腔體底部的曝氣裝置，所述曝氣裝置位于所述導(dǎo)流筒正下方；及

同軸設(shè)于所述導(dǎo)流筒正上方的出水裝置。

優(yōu)選的，所述出水裝置包括外整流筒、內(nèi)整流筒、載體分離器及出水管，所述內(nèi)整流筒同軸內(nèi)置于外整流筒并與外整流筒之間形成一整流腔，所述外整流筒與所述反應(yīng)筒之間形成有一與所述整流腔的下端連通的出水腔，所述載體分離器的出水端與所述整流腔連通，所述出水管與所述出水腔的上端連通。

優(yōu)選的，所述垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床還包括一外徑由上至下逐漸增大的錐形罩，所述錐形罩的上端與所述內(nèi)整流筒連接，所述導(dǎo)流筒上端延伸至所述錐形罩內(nèi)。

優(yōu)選的，所述載體分離器為多個(gè)且沿所述內(nèi)整流筒內(nèi)壁周向均勻布置，每個(gè)所述載體分離器均包括：

一分離筒，所述分離筒側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)分離孔；

內(nèi)置于所述分離筒的出水筒，所述出水筒與所述分離筒之間形成有分離腔體，所述出水筒一端穿過(guò)所述分離筒并與所述整流腔連通、另一端沿所述分離筒軸向延伸并與所述分離筒端部之間形成有與所述分離腔體連通的間隙。

優(yōu)選的，每個(gè)所述分離孔均為沿所述分離筒周向布置的弧形孔，多個(gè)所述分離孔沿所述分離筒軸向均勻布置。

優(yōu)選的，所述垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床還包括一反沖洗裝置，所述反沖洗裝置包括一反沖洗進(jìn)氣管、與所述反沖洗進(jìn)氣管連通的呈環(huán)狀的反沖洗主管、及多個(gè)反沖洗分管，每個(gè)所述反沖洗分管均一端與所述反沖洗主管連通、另一端與所述分離腔體連通。

優(yōu)選的，所述出水裝置包括一與所述出水腔上端連通的溢流堰，所述出水管與所述溢流堰連接。

優(yōu)選的，所述曝氣裝置包括一曝氣進(jìn)氣管及與所述曝氣進(jìn)氣管連通的多個(gè)曝氣盤，多個(gè)所述曝氣盤呈環(huán)形陣列布置于所述導(dǎo)流筒正下方。

同時(shí)，本發(fā)明還提供一種上述垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床的污水處理方法，包括如下步驟：

(1)由反應(yīng)腔體底部通入污水，向污水中加入懸浮填料并開(kāi)啟曝氣裝置進(jìn)行曝氣；

(2)懸浮填料在曝氣裝置作用下沿導(dǎo)流筒向上運(yùn)動(dòng)，并使得導(dǎo)流筒內(nèi)外的懸浮填料循環(huán)流動(dòng)；

(3)曝氣后靜置，并通過(guò)出水裝置將反應(yīng)腔體頂端的澄清水排出。

優(yōu)選的，在導(dǎo)流筒上方形成絮凝澄清層并對(duì)污水進(jìn)行二次生化處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置導(dǎo)流筒及配合設(shè)置于導(dǎo)流筒下方的曝氣裝置使導(dǎo)流筒內(nèi)形成好氧區(qū)、導(dǎo)流筒外形成厭氧區(qū)和兼氧區(qū)，曝氣裝置產(chǎn)生氣體驅(qū)動(dòng)載體沿導(dǎo)流筒向上運(yùn)動(dòng)并在導(dǎo)流筒內(nèi)外循環(huán)，進(jìn)而循環(huán)進(jìn)行硝化、反硝化交替反應(yīng)，其有利于提高污水處理效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的圖1的A部放大圖；

圖3是本發(fā)明的曝氣裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的載體分離器的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖1～4，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床，包括，

豎直設(shè)置的反應(yīng)筒1，所述反應(yīng)筒1內(nèi)形成有反應(yīng)腔體；

同軸內(nèi)置于反應(yīng)腔體的導(dǎo)流筒2；

設(shè)于所述反應(yīng)腔體底部的曝氣裝置3，所述曝氣裝置3位于所述導(dǎo)流筒2正下方；及

同軸設(shè)于所述導(dǎo)流筒2正上方的出水裝置4。

本實(shí)施例垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床的進(jìn)水管5可設(shè)置于反應(yīng)筒1側(cè)壁靠近底部位置，使反應(yīng)腔體內(nèi)由底部進(jìn)水，進(jìn)水同時(shí)加入懸浮填料并開(kāi)啟曝氣裝置3，當(dāng)反應(yīng)腔體內(nèi)水位至導(dǎo)流筒2內(nèi)后，由于曝氣裝置3位于導(dǎo)流筒2正下方，故曝氣時(shí)，氣體直接通過(guò)導(dǎo)流筒2后排出，從而使導(dǎo)流筒2內(nèi)形成好氧區(qū)，導(dǎo)流筒2外形成厭氧區(qū)和兼氧區(qū)，使得進(jìn)水時(shí)加入的懸浮填料上形成不同的菌種。當(dāng)水位達(dá)到一定量后，導(dǎo)流筒2被淹沒(méi)，在曝氣裝置3的作用下，導(dǎo)流筒2內(nèi)的懸浮填料由下至上運(yùn)動(dòng)，而導(dǎo)流筒2與反應(yīng)筒1之間的懸浮填料則由上至下運(yùn)動(dòng)，從而形成了導(dǎo)流筒2內(nèi)外懸浮填料的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，從而使得污水交替進(jìn)行硝化、反硝化反應(yīng)，其實(shí)現(xiàn)了同一反應(yīng)筒1內(nèi)硝化、反硝化反應(yīng)的交替發(fā)生，其降低了能源消耗、建造成本，提高了污水處理效率。生化反應(yīng)后靜置，位于反應(yīng)腔體上端的澄清液可通過(guò)出水裝置4排出。其中，在上述硝化、反硝化反應(yīng)過(guò)程中，隨著懸浮填料的生物膜的深度不同，生物膜內(nèi)會(huì)形成短程硝化和厭氧氨氮化，從而進(jìn)一步的提高本實(shí)施例導(dǎo)流筒2內(nèi)外的污水處理效率和去氨氮率。

本實(shí)施例所述出水裝置4包括外整流筒41、內(nèi)整流筒42、載體分離器43及出水管44，所述內(nèi)整流筒42同軸內(nèi)置于外整流筒41并與外整流筒41之間形成一整流腔，所述外整流筒41與所述反應(yīng)筒1之間形成有一與所述整流腔的下端連通的出水腔，所述載體分離器43的出水端與所述整流腔連通，所述出水管44與所述出水腔的上端連通。本實(shí)施例進(jìn)水時(shí)為間歇進(jìn)水，反應(yīng)完成后由于活性污泥可穿過(guò)載體分離器43進(jìn)入整流腔內(nèi)，故從載體分離器43進(jìn)入整流腔的污水中的污泥可沉淀，而進(jìn)入出水腔內(nèi)的則為澄清水，出水腔內(nèi)的澄清水可通過(guò)出水管44溢流出去。其中，在靜置時(shí)，懸浮填料由于沒(méi)有進(jìn)水及曝氣的支撐，易垮塌，而在重力作用下，垮塌的懸浮填料會(huì)相互碰撞，使懸浮填料上形成的生物膜脫落、再生，從而為下一次進(jìn)水提供條件。

為了便于出水，所述出水裝置4包括一與所述出水腔上端連通的溢流堰45，所述出水管44與所述溢流堰45連接。

進(jìn)一步的，所述垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床還包括一外徑由上至下逐漸增大的錐形罩6，所述錐形罩6的上端與所述內(nèi)整流筒42連接，所述導(dǎo)流筒2上端延伸至所述錐形罩6內(nèi)，而且錐形罩6的外緣與反應(yīng)筒1內(nèi)壁之間具有間隙。在潷水時(shí)，污水由內(nèi)整流筒42內(nèi)通過(guò)載體分離器43進(jìn)入整流腔內(nèi)，進(jìn)入整流腔的污水中污泥沿錐形罩6外壁向下運(yùn)動(dòng)至導(dǎo)流筒2與反應(yīng)筒1之間，而曝氣時(shí)由上述間隙進(jìn)入運(yùn)動(dòng)至內(nèi)錐形罩6上方的懸浮填料則隨污泥落至錐形罩6上表面，從而使得錐形罩6上表面形成一絮凝澄清層，該絮凝澄清層可與將出水的污水之間進(jìn)行二次反應(yīng)，其有利于提高反應(yīng)效率。

如圖4所示，為了提高載體分離器43分離的均衡性及出水效率，所述載體分離器43為多個(gè)且沿所述內(nèi)整流筒42內(nèi)壁周向均勻布置，每個(gè)所述載體分離器43均包括分離筒431和出水筒432，分離筒431側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)分離孔431a，出水筒432內(nèi)置于所述分離筒431并與所述分離筒431之間形成有分離腔體，所述出水筒432一端穿過(guò)所述分離筒431并與所述整流腔連通、另一端沿所述分離筒431軸向延伸并與所述分離筒431端部之間形成有與所述分離腔體連通的間隙。即澄清水由分離孔431a進(jìn)入分離腔體內(nèi)，并通過(guò)分離筒431端部與出水筒432之間的間隙進(jìn)入出水筒432內(nèi)，然后進(jìn)入整流腔內(nèi)并通過(guò)溢流堰45溢出。

其中，本實(shí)施例每個(gè)所述分離孔431a均為沿所述分離筒431周向布置的弧形孔，多個(gè)所述分離孔431a沿所述分離筒431軸向均勻布置，采用弧形孔可提高分離筒431的出水效率。

由于出水時(shí)，生物膜和少量細(xì)微懸浮填料可穿過(guò)分離孔431a進(jìn)入載體分離器43，其一方面易導(dǎo)致分離孔431a堵塞，另一方面易在出水筒432內(nèi)累積、板結(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致載體分離器43的出水端堵塞，為了避免載體分離器43發(fā)生堵塞，如圖1、圖2所示，所述垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床還包括一反沖洗裝置7，所述反沖洗裝置7包括一反沖洗進(jìn)氣管71、與所述反沖洗進(jìn)氣管71連通的呈環(huán)狀的反沖洗主管72、及多個(gè)反沖洗分管73，每個(gè)所述反沖洗分管73均一端與所述反沖洗主管72連通、另一端與所述分離腔體連通。具體設(shè)置時(shí)，分離孔431a靠近分離筒431上端設(shè)置，反沖洗分管73連接于分離筒431下端，其有利于對(duì)分離筒431及出水筒432的出水端同時(shí)進(jìn)行反沖洗。反沖洗時(shí)，可通過(guò)一供氣機(jī)構(gòu)與反沖洗進(jìn)氣管71連接，氣體依次通過(guò)反沖洗進(jìn)氣管71、反沖洗主管72、反沖洗分管73、分離腔體、出水筒432。

如圖3所示，本實(shí)施例所述曝氣裝置3包括一曝氣進(jìn)氣管31及與所述曝氣進(jìn)氣管31連通的多個(gè)曝氣盤32，多個(gè)所述曝氣盤32呈環(huán)形陣列布置于所述導(dǎo)流筒2正下方，將多個(gè)曝氣盤32設(shè)置呈環(huán)形陣列布置可與導(dǎo)流筒2相配合，促進(jìn)導(dǎo)流筒2內(nèi)懸浮填料的上升運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例的上述垂直內(nèi)循環(huán)三相流化床的污水處理流程如下：由進(jìn)水管向反應(yīng)腔體底部進(jìn)水，進(jìn)水過(guò)程中加入懸浮填料并進(jìn)行曝氣，曝氣裝置曝氣時(shí)懸浮填料在曝氣裝置作用下沿導(dǎo)流筒向上運(yùn)動(dòng)，并使得導(dǎo)流筒內(nèi)外的懸浮填料循環(huán)流動(dòng)，使導(dǎo)流筒內(nèi)外分別進(jìn)行硝化、反硝化反應(yīng)，且懸浮載體上生物膜可進(jìn)行短程硝化及厭氧氨氮化，從而提高污水處理效率，生化反應(yīng)后靜置，內(nèi)整流筒內(nèi)污水由載體分離器進(jìn)入整流腔內(nèi)，污水中污泥沿錐形罩外壁向下運(yùn)動(dòng)，而進(jìn)入出水腔內(nèi)的澄清水通過(guò)溢流堰溢流而出。其中，在靜置時(shí)，可進(jìn)行反沖洗，將載體分離器內(nèi)的懸浮填料及生物膜沖洗至污水中并沉淀下來(lái)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置導(dǎo)流筒及配合設(shè)置于導(dǎo)流筒下方的曝氣裝置使導(dǎo)流筒內(nèi)形成好氧區(qū)、導(dǎo)流筒外形成厭氧區(qū)和兼氧區(qū)，曝氣裝置產(chǎn)生氣體驅(qū)動(dòng)載體沿導(dǎo)流筒向上運(yùn)動(dòng)并在導(dǎo)流筒內(nèi)外循環(huán)，進(jìn)而循環(huán)進(jìn)行硝化、反硝化交替反應(yīng)，其有利于提高污水處理效率。

以上所述本發(fā)明的具體實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。