[发明专利]基于浮泥自动破碎循环的生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及生物反应器，尤其涉及一个基于浮泥自动破碎循环的生物反应器。

背景技术

在废水生物处理中，微生物是反应器呈现效能的关键。在现有的高效颗粒污泥床反应器中，微生物主要以颗粒污泥形态存在。颗粒污泥的沉降性能与微生物持留密切相关，直接关系到生物反应器的运行性能。在厌氧氨氧化反应器中，由于氨氮与亚硝氮反应的产物是氮气，高负荷下产气量很大，氮气会以气泡的形式附着在颗粒污泥表面或滞留于颗粒污泥内部的气囊中，致使颗粒污泥密度小于反应液而漂浮流失，造成反应器运行性能恶化，甚至崩溃。解决浮泥问题即成了推进厌氧氨氧化工艺应用的重要保障。有鉴于此，本发明设计了一个基于浮泥自动破碎循环的生物反应器，以消除浮泥对厌氧氨氧化反应器性能的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一个基于浮泥自动破碎循环的生物反应器。

基于浮泥自动破碎循环的生物反应器包括顺次连接的分离区、反应区、布水区；分离区包括排气口、气室、出水口、污泥循环桶、环形沉淀池、导流缝、喷液管、横隔板、浮泥收集室、吸泥管；分离区从上到下顺次设有排气口、气室、出水口、污泥循环桶、横隔板、浮泥收集室，在横隔板上穿有喷液器，在横隔板下表面设有吸泥器，在气室、污泥循环桶外设有环形沉淀池，环形沉淀池上部设有出水口，环形沉淀池下端设有导流缝，布水区底部设有布水器。

所述的气室、污泥循环桶呈圆筒状，气室的高度为5-10cm，污泥循环桶的高度为10-40cm。所述的导流缝的高度为2-6cm。所述的吸泥管长度为1-5cm。所述的浮泥收集室呈圆筒状，由横隔板与吸泥管下端所在平面构成。所述的喷液管截面直径：反应区截面直径 =1:4-1:10，喷液管由横隔板伸向污泥循环桶，喷液管出口与横隔板相距2-8cm，喷液管出口高出导流缝上沿1-3cm，喷液管进口由横隔板伸向反应区，喷液管进口与横隔板相距1-4cm。所述的吸泥管截面直径：反应区截面直径=1:4-1:10，吸泥管进口与横隔板持平，吸泥管出口与横隔板相距4-10cm。 

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1）节省能耗。依靠特殊的结构设计，促使浮泥破碎释气和沉降返回，无需外部输入机械动力，节省电耗。

2）循环利用。依靠特殊的优化参数，促使浮泥适度破碎，恢复快速沉降性能，实现污泥循环利用。

3）适用面宽。依靠特殊的结构布置，使反应区产生的气体用作循环系统的动力，对各类产气颗粒污泥床反应器具有普适性。

附图说明

图1是基于浮泥自动破碎循环的生物反应器结构示意图；

图中：分离区                                               、反应区、布水区、排气口1、气室2、出水口3、污泥循环桶4、环形沉淀池5、导流缝6、喷液管7、横隔板8、浮泥收集室9、吸泥管10、布水器11。

具体实施方式

如图1所示，基于浮泥自动破碎循环的生物反应器包括顺次连接的分离区、反应区、布水区；分离区包括排气口1、气室2、出水口3、污泥循环桶4、环形沉淀池5、导流缝6、喷液管7、横隔板8、浮泥收集室9、吸泥管10；分离区从上到下顺次设有排气口1、气室2、出水口3、污泥循环桶4、横隔板8、浮泥收集室9，在横隔板8上穿有喷液器7，在横隔板8下表面设有吸泥器10，在气室2、污泥循环桶4外设有环形沉淀池5，环形沉淀池5上部设有出水口3，环形沉淀池5下端设有导流缝6，布水区底部设有布水器11。

所述的气室2、污泥循环桶4呈圆筒状，气室2的高度为5-10cm，污泥循环桶4的高度为10-40cm。所述的导流缝6的高度为2-6cm。所述的吸泥管10长度为1-5cm。所述的浮泥收集室9呈圆筒状，由横隔板8与吸泥管10下端所在平面构成。所述的喷液管7截面直径：反应区截面直径 =1:4-1:10，喷液管7由横隔板8伸向污泥循环桶4，喷液管7出口与横隔板8相距2-8cm，喷液管7出口高出导流缝6上沿1-3cm，喷液管7进口由横隔板8伸向反应区，喷液管7进口与横隔板8相距1-4cm。所述的吸泥管10截面直径：反应区截面直径=1:4-1:10，吸泥管10进口与横隔板8持平，吸泥管10出口与横隔板8相距4-10cm。 

本发明利用浮泥收集室，使从反应区产生的气体以及上浮的颗粒污泥汇集于浮泥收集室内，借助横隔板的阻挡作用，通过积累的气体将浮泥压送到喷液管进口，通过反应区横截面与喷液管横截面的急剧变化，产生高速液流从喷液管出口射出，形成强大的剪切力，在破泥沉泥室污泥循环筒的一侧分离颗粒污泥表面的附着气泡，消除颗粒污泥气囊，恢复颗粒污泥的沉降性能，并在破泥沉泥室污泥循环筒的另一侧使破碎污泥沉降到横隔板上，并通过吸泥管返回反应区，完成颗粒污泥的“收集－破碎－沉降－返回”循环。颗粒污泥释放的气体进入气室，通过排气管外排。破泥沉泥室的返流通过导流缝进入环形沉淀池，泥水分离后，污泥返回横隔板，清水通过溢流堰外排。由于推动混合液进入喷液管产生射流的动力来自反应区的产气，拉动污泥进入吸泥管返回反应区的动力来自喷液管射流产生的负压，整个污泥循环过程自动进行，无需外源动力。