[发明专利]载体固定床生物反应器和水处理系统

说明书

本发明公开了一种载体固定床生物反应器和包括其的水处理系统，载体固定床生物反应器包括：池体；设置在池体下部的下层孔网，配置为承托填料，下层孔网中开设有贯穿下层孔网厚度的多个下部孔口，下部孔口的尺寸设计成小于填料的尺寸；设置在池体上部的上层孔网，配置为阻拦填料，上层孔网中开设有贯穿上层孔网厚度的多个上部孔口，上部孔口的尺寸设计成小于填料的尺寸；以及填料，保持在下层孔网和上层孔网以及相应的池体侧壁围成的空间内，填料的总体积小于所述空间的容积，使得当填料沉积在下层孔网上时，填料顶部和上层孔网间隔开。其中，填料的密度略大于水，使得当停止进水时，填料沉积在下层孔网上，当进水流速达到预定流速以上时，填料浮起并被上层孔网阻拦。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体地，涉及一种载体固定床生物反应器 (FixedBed Biological Reactor，缩写为FBBR)，以及包括这种载体固定床生物反应器的水处理系统。

背景技术

以曝气生物滤池及载体流动床(MBBR)为代表的生物膜法处理工艺具有有机负荷高、占地面积小、抗冲击负荷能力强等优点，尤其适用于场地紧张的城市污水和工业废水二级生化处理及深度处理。但这两种工艺也各自存在有明显的不足：

生物滤池工艺主要的缺点是其生物处理过程不能连续进行，由于生物滤料上生物膜的生长及对进水悬浮物的截留，生物滤池在产水过程中当水头阻力损失增加到一定程度后必须要停止产水进行反冲洗，且反冲洗的强度和废水量都较大。生物滤池工艺的水头损失较大，从进水到出水每级生物滤池的总水头差至少为2m，一般在3m左右。为了承担生物滤料不同条件的工作荷载特别是满足有效反冲洗的需要，生物滤池的滤板结构及池体构造较复杂，成本较高。虽然生物滤池对悬浮颗粒有一定的截留过滤作用，但出水悬浮物浓度仍然较高，大多数情况下难以满足对出水总磷及悬浮物的要求，一般仍需要过滤等进一步处理。

载体流动床(MBBR)工艺虽然为连续式生化处理，且水头损失相对较小，但由于其填充率不能过高(一般为50％左右)，因此其单位体积生物量明显低于生物滤池，生化反应容积负荷一般不足生物滤池的一半。由于 MBBR工艺存在的一些固有缺点，如填料流化、筛网拦截、填料堆堵问题等，载体流动床需采用循环流动池型，有充分的混合搅拌，所需的搅拌及曝气强度较大，与其它生化处理工艺相比能耗较高。另外载体须承受长期的相互磨擦，对强度要求较高。

发明内容

针对以上问题，根据本发明，提出了一种载体固定床生物反应器，包括：池体；设置在池体下部的下层孔网，配置为承托填料，下层孔网中开设有贯穿下层孔网厚度的多个下部孔口，下部孔口的尺寸设计成小于填料的尺寸；设置在池体上部的上层孔网，配置为阻拦填料，上层孔网中开设有贯穿上层孔网厚度的多个上部孔口，上部孔口的尺寸设计成小于填料的尺寸；以及填料，保持在下层孔网和上层孔网以及相应的池体侧壁围成的空间内，填料的总体积小于所述空间的容积，使得当填料沉积在下层孔网上时，填料顶部和上层孔网间隔开。其中，下层孔网以下到池体底部的区域为配水区，原水进口与配水区连通，原水从原水进口进入到配水区；下层孔网和上层孔网之间的区域为填料区，来自配水区的原水通过下层孔网的下部孔口进入到填料区，与填料表面的生物膜作用；上层孔网以上为出水区，出水区与清水出口连通，来自填料区的水通过上层孔网的上部孔口进入出水区，并通过清水出口排出。其中，填料的密度略大于水，使得当停止进水时，填料沉积在下层孔网上，当进水流速达到预定流速以上时，填料浮起并被上层孔网阻拦。

根据本发明的载体固定床生物反应器兼备生物滤池及载体流动床的优点，又克服了它们的至少一部分缺点，即根据本发明的载体固定床生物反应器水头损失较小、为连续式生化处理、不需要混合搅拌、能耗较低、对填料强度要求较低等。

根据本发明的载体固定床生物反应器可以具有以下中的一个或多个特征。