自动除磷序批式反应器及操作转让专利
申请号 : CN200810023862.0
文献号 : CN101293720B
文献日 : 2010-12-15
发明人 : 朱加征 , 吴科昌 , 沈骏
申请人 : 苏州嘉净水处理设备有限公司
摘要 :
自动除磷序批式反应器及操作，涉及到自动投加除磷药剂的序批式反应器及操作。包括序批式反应器，曝气管，鼓风机，还包括除磷室，与除磷室相连接的滗水器，由容器、管道组成除磷释放器。先采用生物除磷方法去除废水中的大部分磷，再采用化学除磷方法去除废水中残余的磷。不需要药剂溶解槽加药、搅拌、溶解、输送，不需要人工管理操作，不消耗动力。适合居民小区和农村分散式生活污水处理装置采用。
权利要求 :
1.自动除磷序批式反应器，包括具有进水口(2)、出水口(8)和排泥口(10)的序批式反应器(3)，位于序批式反应器(3)底部的曝气管(4)，与曝气管(4)相连接的鼓风机(1)，位于序批式反应器(3)出水口(8)邻近处的除磷室(6)，浮于序批式反应器(3)的液面上的与除磷室(6)相连接的滗水器(5)，其特征在于：在除磷室(6)中安装有除磷释放器(7)，除磷释放器(7)包括容器(11)、管道(12)，管道(12)的一端与容器(11)的底盖(15)紧密结合，另一端向上插入容器(11)内，管道(12)上端与容器(11)顶部有一段距离，管道(12)上端口以上的空间为气室(13)，除磷释放器(7)按照管口朝下的方式放置并安装在序批式反应器(3)中。
2.根据权利要求1所述的自动除磷序批式反应器的操作方法，包括在所述的自动除磷序批式反应器中实施序批式活性污泥法，在序批式反应器(3)内完成了进水、反应、沉淀和排水工艺过程，构成一个周期并按时间编程自动控制的周期性循环往复，在序批式反应器(3)采用滗水器(5)来完成排水，滗水器(5)随着序批式反应器(3)内的水面升降而升降，清水从滗水器(5)经过连接管(9)排放到除磷室(6)，其特征在于：随着排水过程进行，所述的序批式反应器(3)中的水位降低，除磷室(6)中的水位也同步降低，除磷释放器(7)中的压力也降低，气室(13)内的气体膨胀，一部分除磷药剂被排出，与排水中的残余磷发生反应，生成沉淀，完成化学除磷过程。
说明书 :
技术领域
本发明涉及到序批式反应器及操作，特别涉及到自动投加除磷药剂的序批式反应器及操作。
背景技术
水体富营养化是世界性问题，大量的研究已经证明，污水中的氮和磷是导致受纳水体富营养化的主要原因之一.控制污水中氮和磷的排放，对于防治水体富营养化是十分重要的。
国家对排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水处理厂达到除氮除磷的要求。污水除磷的技术可分为化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法。在常规的生物脱氮除磷工艺中，污泥在厌氧、缺氧和好氧阶段之间往复循环。厌氧与缺氧阶段污泥中的磷释放，好氧阶段磷被污泥吸收。磷从系统中被去除主要是通过剩余污泥的排放。但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以常需要采取化学除磷措施来满足出水排放标准的要求。目前公认的最经济合理的除磷方式是化学除磷和生物除磷相结合，先采用生物除磷方法去除废水中的大部分磷，再采用化学除磷方法去除残余的磷。
化学除磷是通过相转移过程来完成的。向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的含磷盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质。通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固—液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。
除磷药剂加药的方式有：1.在生物反应器前面投加，不仅去除废水中的无机磷，同时混凝去除有机物，减轻生物反应器的负荷；2.在生物反应器中投加，有机磷降解后产生的无机磷和原水中无机磷同步去除；3.在生物反应器后面出水中投加，去除生物除磷后的残余磷。前面两种方式除磷药剂消耗量大，运行成本高。
除磷药剂加药的方法和设备通常是：药剂溶解槽加药、搅拌、溶解，加药泵输送或者射流器输送。这种加药的方法需要人工管理操作，需要消耗动力。
在小型的生物反应器中，例如，在分散式生活污水处理装置中，这一种除磷药剂的加药方法不可行。需要人工管理操作又消耗动力的加药方法很难被居民接受，采用这一种除磷药剂加药方法的环保产品很难推广应用。
中国专利公告号CN1042090提出了一种控制释放的装置，它由一个封闭的容器和一根导管组成，容器内装有易溶物质，导管内径满足液体自由通过地要求，其一端由容器底部向上插入容器内，但不与容器内壁接触，插入端管口以上的空间为气室。导管与容器在插入处紧密结合。当外围压力产生持续的周期变化，它能够控制释放速度，定量释放易溶物质。
国家对排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水处理厂达到除氮除磷的要求。污水除磷的技术可分为化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法。在常规的生物脱氮除磷工艺中，污泥在厌氧、缺氧和好氧阶段之间往复循环。厌氧与缺氧阶段污泥中的磷释放，好氧阶段磷被污泥吸收。磷从系统中被去除主要是通过剩余污泥的排放。但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以常需要采取化学除磷措施来满足出水排放标准的要求。目前公认的最经济合理的除磷方式是化学除磷和生物除磷相结合，先采用生物除磷方法去除废水中的大部分磷，再采用化学除磷方法去除残余的磷。
化学除磷是通过相转移过程来完成的。向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的含磷盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质。通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固—液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。
除磷药剂加药的方式有：1.在生物反应器前面投加，不仅去除废水中的无机磷，同时混凝去除有机物，减轻生物反应器的负荷；2.在生物反应器中投加，有机磷降解后产生的无机磷和原水中无机磷同步去除；3.在生物反应器后面出水中投加，去除生物除磷后的残余磷。前面两种方式除磷药剂消耗量大，运行成本高。
除磷药剂加药的方法和设备通常是：药剂溶解槽加药、搅拌、溶解，加药泵输送或者射流器输送。这种加药的方法需要人工管理操作，需要消耗动力。
在小型的生物反应器中，例如，在分散式生活污水处理装置中，这一种除磷药剂的加药方法不可行。需要人工管理操作又消耗动力的加药方法很难被居民接受，采用这一种除磷药剂加药方法的环保产品很难推广应用。
中国专利公告号CN1042090提出了一种控制释放的装置，它由一个封闭的容器和一根导管组成，容器内装有易溶物质，导管内径满足液体自由通过地要求，其一端由容器底部向上插入容器内，但不与容器内壁接触，插入端管口以上的空间为气室。导管与容器在插入处紧密结合。当外围压力产生持续的周期变化，它能够控制释放速度，定量释放易溶物质。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提出一种新的自动除磷序批式反应器，将生物除磷和化学除磷结合起来，且自动投加除磷药剂。反应器的工艺过程简单，运行效果稳定；可根据水质、水量灵活调整各工序，耐冲击负荷；而且造价较低。
本发明是通过以下的技术措施来实现的。自动除磷序批式反应器，包括具有进水口、出水口和排泥口的序批式反应器，位于序批式反应器底部的曝气管，与曝气管相连接的鼓风机，还包括位于序批式反应器的邻近出水阀处的除磷室，与除磷室相连接的滗水器浮于序批式反应器的液面上，位于除磷室中的由容器、管道组成除磷释放器，所述的管道位于除磷释放器的中部。
所述的除磷释放器的管道一端伸出密封容器并与之紧密结合，另一端向上插入容器内，但不与容器内壁接触。除磷释放器安装在序批式反应器中。
所述的除磷释放器内部充填除磷药剂。
所述的除磷药剂是金属盐药剂。
所述的金属盐药剂包活Fe3+盐类，或Fe2+盐类，或Al3+盐类。
所述的除磷药剂是氢氧化钙。
通过时间上的安排，在序批式反应器内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成一个运转周期。序批式反应器的排水方式是间隙式的，在排水过程中，随着滗水器的升降，生物反应器的水位发生周期性变化，在除磷室中也同时发生水位的周期性变化。当水位降低时，除磷释放器中的压力也降低，气室内的气体膨胀，一部分除磷药剂被排出，与排水中的残余磷发生反应，生成沉淀。完成化学除磷过程。
自动除磷序批式反应器，包括具有进水口、出水口和排泥口的序批式反应器；位于所述的序批式反应器底部的曝气管，与所述的曝气管相连接的鼓风机；在所述的序批式反应器内邻近出水口设置除磷室。与所述的除磷室相连接的滗水器浮于序批式反应器的液面上，所述的滗水器的底部与所述的除磷室相互用软管道连接，在所述的除磷室中设置由容器、管道组成除磷释放器，所述的管道位于所述的除磷释放器的中部，所述的除磷释放器按照管口朝下的方向放置并安装在所述的序批式反应器中。
所述的除磷释放器包括、容器、管道，管道的一端与底盖紧密结合，另一端向上插入容器内，管道上端与容器顶部有一段距离，管道上端口以上的空间为气室，除磷释放器按照管口朝下的方向放置。
在所述的除磷释放器的所述的容器内部充填除磷药剂，此除磷的药剂主要是金属盐药剂，例如Fe3+、Al3+和Fe2+的盐类，或者氢氧化钙(熟石灰)。
自动除磷序批式反应器的操作，包括实施序批式活性污泥法，在序批式反应器内完成了进水、反应、沉淀和排水工艺过程，构成一个周期并按时间编程自动控制的周期循环往复，采用滗水器来完成排水，滗水器随着序批式反应器内的水面升降而升降，清水从滗水器经过连接管排放到除磷室，随着排水过程进行，所述的序批式反应器中的水位降低，除磷室中的水位也同步降低。除磷释放器中的压力也降低，气室内的气体膨胀，一部分除磷药剂被排出，与排水中的残余磷发生反应，生成沉淀。完成化学除磷过程。
在所述的序批式反应器中所进行的序批式活性污泥法是污水生化处理方法中的一种间歇运行的处理工艺。通过时间上的安排，在一个池子内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成一个周期。以上三个阶段间歇交替运行，按时间编程自动控制的周期性循环往复，始终保持污泥的活性，充分利用活性污泥对有机物质高效吸附、降解等特点，确保处理后的水质达到最佳效果。沉淀物积累的污泥通过排泥口定期排放。
所述的除磷释放器安装在除磷室内，浸没在水中，当外围水位的压力存在周期性变化时，所述的除磷释放器中的除磷药剂定量向外围水释放。如果外围水压力发生周期性变化，变化幅度为ΔP，压力升高时气室中空气被压缩，有一定量的水从管道进入容器，其体积为ΔV；当压力降低时，气室中空气膨胀，将一定量的水从管道排出。如果压力升高和压力降低的幅度相同为ΔP，那么排出水的体积同样也是ΔV。排出水的体积ΔV与压力变化ΔP成正比。
改变管道在所述的除磷释放器中的插入深度，就可以改变气室的初始体积Vo，使ΔV产生变化，达到调整释放量的目的。
本发明实用新型采用上述技术措施后，在所述的序批式反应器中进行的序批式活性污泥法，是按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，运行上的有序和间歇操作是其主要特征。采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳态生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。再将所述的除磷的药剂添加到所述的除磷释放器中，利用外围水环境的压力或温度存在的周期性变化，所述的除磷释放器成为可调节加药量的自动加药装置，自动工作，无需人工照管。生物除磷后进行化学除磷，可以将污水处理成为稳定达到0.5mg/l出水标准的要求的清水。所述的序批式反应器的污水处理工艺过程简单，运行效果稳定；可根据水质、水量灵活调整各工序，耐冲击负荷；而且造价较低。
本发明是通过以下的技术措施来实现的。自动除磷序批式反应器，包括具有进水口、出水口和排泥口的序批式反应器，位于序批式反应器底部的曝气管，与曝气管相连接的鼓风机，还包括位于序批式反应器的邻近出水阀处的除磷室，与除磷室相连接的滗水器浮于序批式反应器的液面上，位于除磷室中的由容器、管道组成除磷释放器，所述的管道位于除磷释放器的中部。
所述的除磷释放器的管道一端伸出密封容器并与之紧密结合，另一端向上插入容器内，但不与容器内壁接触。除磷释放器安装在序批式反应器中。
所述的除磷释放器内部充填除磷药剂。
所述的除磷药剂是金属盐药剂。
所述的金属盐药剂包活Fe3+盐类，或Fe2+盐类，或Al3+盐类。
所述的除磷药剂是氢氧化钙。
通过时间上的安排，在序批式反应器内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成一个运转周期。序批式反应器的排水方式是间隙式的，在排水过程中，随着滗水器的升降，生物反应器的水位发生周期性变化，在除磷室中也同时发生水位的周期性变化。当水位降低时，除磷释放器中的压力也降低，气室内的气体膨胀，一部分除磷药剂被排出，与排水中的残余磷发生反应，生成沉淀。完成化学除磷过程。
自动除磷序批式反应器，包括具有进水口、出水口和排泥口的序批式反应器；位于所述的序批式反应器底部的曝气管，与所述的曝气管相连接的鼓风机；在所述的序批式反应器内邻近出水口设置除磷室。与所述的除磷室相连接的滗水器浮于序批式反应器的液面上，所述的滗水器的底部与所述的除磷室相互用软管道连接，在所述的除磷室中设置由容器、管道组成除磷释放器，所述的管道位于所述的除磷释放器的中部，所述的除磷释放器按照管口朝下的方向放置并安装在所述的序批式反应器中。
所述的除磷释放器包括、容器、管道，管道的一端与底盖紧密结合，另一端向上插入容器内，管道上端与容器顶部有一段距离，管道上端口以上的空间为气室，除磷释放器按照管口朝下的方向放置。
在所述的除磷释放器的所述的容器内部充填除磷药剂，此除磷的药剂主要是金属盐药剂，例如Fe3+、Al3+和Fe2+的盐类，或者氢氧化钙(熟石灰)。
自动除磷序批式反应器的操作，包括实施序批式活性污泥法，在序批式反应器内完成了进水、反应、沉淀和排水工艺过程，构成一个周期并按时间编程自动控制的周期循环往复，采用滗水器来完成排水，滗水器随着序批式反应器内的水面升降而升降，清水从滗水器经过连接管排放到除磷室，随着排水过程进行，所述的序批式反应器中的水位降低，除磷室中的水位也同步降低。除磷释放器中的压力也降低，气室内的气体膨胀，一部分除磷药剂被排出，与排水中的残余磷发生反应，生成沉淀。完成化学除磷过程。
在所述的序批式反应器中所进行的序批式活性污泥法是污水生化处理方法中的一种间歇运行的处理工艺。通过时间上的安排，在一个池子内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成一个周期。以上三个阶段间歇交替运行，按时间编程自动控制的周期性循环往复，始终保持污泥的活性，充分利用活性污泥对有机物质高效吸附、降解等特点，确保处理后的水质达到最佳效果。沉淀物积累的污泥通过排泥口定期排放。
所述的除磷释放器安装在除磷室内，浸没在水中，当外围水位的压力存在周期性变化时，所述的除磷释放器中的除磷药剂定量向外围水释放。如果外围水压力发生周期性变化，变化幅度为ΔP，压力升高时气室中空气被压缩，有一定量的水从管道进入容器，其体积为ΔV；当压力降低时，气室中空气膨胀，将一定量的水从管道排出。如果压力升高和压力降低的幅度相同为ΔP，那么排出水的体积同样也是ΔV。排出水的体积ΔV与压力变化ΔP成正比。
改变管道在所述的除磷释放器中的插入深度，就可以改变气室的初始体积Vo，使ΔV产生变化，达到调整释放量的目的。
本发明实用新型采用上述技术措施后，在所述的序批式反应器中进行的序批式活性污泥法，是按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，运行上的有序和间歇操作是其主要特征。采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳态生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。再将所述的除磷的药剂添加到所述的除磷释放器中，利用外围水环境的压力或温度存在的周期性变化，所述的除磷释放器成为可调节加药量的自动加药装置，自动工作，无需人工照管。生物除磷后进行化学除磷，可以将污水处理成为稳定达到0.5mg/l出水标准的要求的清水。所述的序批式反应器的污水处理工艺过程简单，运行效果稳定；可根据水质、水量灵活调整各工序，耐冲击负荷；而且造价较低。
附图说明
附图1是本发明的实施例整体结构示意图。
附图2是本发明的实施例中除磷释放器结构示意图
图中：1为鼓风机，2为进水口，3为序批式反应器，4为曝气管，5为滗水器，6为除磷室，7为除磷释放器，8为出水口，9为连接管，10为排泥口，11为容器，12为管道，13为气室，14为支架。
附图2是本发明的实施例中除磷释放器结构示意图
图中：1为鼓风机，2为进水口，3为序批式反应器，4为曝气管，5为滗水器，6为除磷室，7为除磷释放器，8为出水口，9为连接管，10为排泥口，11为容器，12为管道，13为气室，14为支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实用新型作进一步说明。
如图1所示，自动除磷序批式反应器，包括具有进水口2、出水口8和排泥口10的序批式反应器3；位于序批式反应器3底部的曝气管4，与曝气管4相连接的鼓风机1；在序批式反应器3内邻近出水口8设置除磷室6。与除磷室6相连接的滗水器5浮于序批式反应器3的液面上，滗水器5的底部与除磷室6相互用软管道连接，在除磷室6中设置由容器11、管道12组成除磷释放器7，管道12位于除磷释放器7的中部，除磷释放器7按照管口朝下的方向放置并安装在序批式反应器3中。
除磷释放器7包括容器11、管道12，管道12的一端与底盖15紧密结合，另一端向上插入容器11内，管道12上端与容器11顶部有一段距离，管道12上端口以上的空间为气室13，除磷释放器7按照管口朝下的方向放置。在除磷释放器7的容器11内部充填除磷药剂，此除磷的药剂主要是金属盐药剂，例如Fe3+、Al3+和Fe2+的盐类，或者氢氧化钙(熟石灰)。
自动除磷序批式反应器的操作，包括实施序批式活性污泥法，在序批式反应器(3)内完成了进水、反应、沉淀和排水工艺过程，构成一个周期并按时间编程自动控制的周期循环往复，采用滗水器(5)来完成排水，滗水器(5)随着序批式反应器(3)内的水面升降而升降，清水从滗水器(5)经过连接管(9)排放到除磷室(6)，随着排水过程进行，所述的序批式反应器(3)中的水位降低，除磷室(6)中的水位也同步降低。除磷释放器(7)中的压力也降低，气室(13)内的气体膨胀，一部分除磷药剂被排出，与排水中的残余磷发生反应，生成沉淀。完成化学除磷过程。
在序批式反应器7中所进行的序批式活性污泥法是污水生化处理方法中的一种间歇运行的处理工艺。通过时间上的安排，在一个池子内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成一个周期。以上三个阶段间歇交替运行，按时间编程自动控制的周期性循环往复，始终保持污泥的活性，充分利用活性污泥对有机物质高效吸附、降解等特点，确保处理后的水质达到最佳效果。沉淀物积累的污泥通过排泥口定期排放
除磷释放器7安装在除磷室6内，浸没在水中，当外围水位的压力存在周期性变化时，除磷释放器7中的除磷药剂定量向外围水释放。如果外围水压力发生周期性变化，变化幅度为ΔP，压力升高时气室13中空气被压缩，有一定量的水从管道进入容器，其体积为ΔV；当压力降低时，气室13中空气膨胀，将一定量的水从管道12排出。如果压力升高和压力降低的幅度相同为ΔP，那么排出水的体积同样也是ΔV。排出水的体积ΔV与压力变化ΔP成正比。
改变管道在除磷释放器7中的插入深度，就可以改变气室13的初始体积Vo，使ΔV产生变化，达到调整释放量的目的。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护笵围。
如图1所示，自动除磷序批式反应器，包括具有进水口2、出水口8和排泥口10的序批式反应器3；位于序批式反应器3底部的曝气管4，与曝气管4相连接的鼓风机1；在序批式反应器3内邻近出水口8设置除磷室6。与除磷室6相连接的滗水器5浮于序批式反应器3的液面上，滗水器5的底部与除磷室6相互用软管道连接，在除磷室6中设置由容器11、管道12组成除磷释放器7，管道12位于除磷释放器7的中部，除磷释放器7按照管口朝下的方向放置并安装在序批式反应器3中。
除磷释放器7包括容器11、管道12，管道12的一端与底盖15紧密结合，另一端向上插入容器11内，管道12上端与容器11顶部有一段距离，管道12上端口以上的空间为气室13，除磷释放器7按照管口朝下的方向放置。在除磷释放器7的容器11内部充填除磷药剂，此除磷的药剂主要是金属盐药剂，例如Fe3+、Al3+和Fe2+的盐类，或者氢氧化钙(熟石灰)。
自动除磷序批式反应器的操作，包括实施序批式活性污泥法，在序批式反应器(3)内完成了进水、反应、沉淀和排水工艺过程，构成一个周期并按时间编程自动控制的周期循环往复，采用滗水器(5)来完成排水，滗水器(5)随着序批式反应器(3)内的水面升降而升降，清水从滗水器(5)经过连接管(9)排放到除磷室(6)，随着排水过程进行，所述的序批式反应器(3)中的水位降低，除磷室(6)中的水位也同步降低。除磷释放器(7)中的压力也降低，气室(13)内的气体膨胀，一部分除磷药剂被排出，与排水中的残余磷发生反应，生成沉淀。完成化学除磷过程。
在序批式反应器7中所进行的序批式活性污泥法是污水生化处理方法中的一种间歇运行的处理工艺。通过时间上的安排，在一个池子内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成一个周期。以上三个阶段间歇交替运行，按时间编程自动控制的周期性循环往复，始终保持污泥的活性，充分利用活性污泥对有机物质高效吸附、降解等特点，确保处理后的水质达到最佳效果。沉淀物积累的污泥通过排泥口定期排放
除磷释放器7安装在除磷室6内，浸没在水中，当外围水位的压力存在周期性变化时，除磷释放器7中的除磷药剂定量向外围水释放。如果外围水压力发生周期性变化，变化幅度为ΔP，压力升高时气室13中空气被压缩，有一定量的水从管道进入容器，其体积为ΔV；当压力降低时，气室13中空气膨胀，将一定量的水从管道12排出。如果压力升高和压力降低的幅度相同为ΔP，那么排出水的体积同样也是ΔV。排出水的体积ΔV与压力变化ΔP成正比。
改变管道在除磷释放器7中的插入深度，就可以改变气室13的初始体积Vo，使ΔV产生变化，达到调整释放量的目的。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护笵围。