基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌工艺的制作方法

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌工艺。

背景技术：

移动床生物膜反应器(movingbedbiofilmreactor，mbbr)工艺是一种新型高效的污水处理方法，mbbr依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性。与传统生物膜法不同，mbbr工艺结合了活性污泥法的特点，利用了整个反应池作为微生物的生长空间，大大提高了空间利用率；同时，mbbr工艺结合了生物膜法的特点，不需要污泥回流。mbbr工艺的核心就是使用特殊材质的塑料作为生物膜生长载体，利用曝气扰动、机械搅拌或者液体回流等作用使反应器中的载体自由悬浮移动，保证了污水中的污染物与载体表面微生物细胞的充分接触，有效提高了传质效率。此外，呈流化状态的载体在曝气过程中能够切割分散气泡，促进固、液、气三相充分接触，强化传质过程。

mbbr工艺既可以在好氧条件下运行，也可以在厌氧或缺氧条件下运行。在好氧条件下，气泡对载体形成推动作用，载体在重力作用下自然下沉，从而实现载体在反应器内循环自由移动；在厌氧/缺氧条件下，主要依靠潜水搅拌器对水流的加速使载体悬浮移动。悬浮移动载体的方式克服了传统生物膜法存在的载体堵塞和配水不均等问题。通常情况下，在反应器的出水口会设置多孔筛，将悬浮载体截留在反应器内来维持反应器的生物量。

研究人员将mbbr工艺与传统污水处理工艺结合，形成一种新的生物膜/活性污泥组合工艺，统称为生物膜活性污泥(ifas)工艺。该工艺由于采用密度接近于水的悬浮填料作为微生物生长的载体，因而集成了活性污泥法与生物膜法的优点，耐有机负荷冲击能力强。任何形式的工艺和反应器构造几乎都可以采用ifas工艺。ifas工艺类似mbbr工艺既可以在好氧条件下运行，也可以在厌氧或缺氧条件下运行。

基于mbbr工艺或ifas工艺(下文简称ifas/mbbr工艺)的潜水搅拌器，设置在反应池的悬浮填料之间，通过高效搅拌促进载体在反应器内循环自由移动。然而，在厌氧/缺氧条件下，潜水搅拌器在运行的过程中会损坏池内悬浮填料，导致部分悬浮填料的破碎，影响池体中的生物量进而影响处理效果。另外，由于悬浮填料较轻，容易在靠近液面的区域堆积，因此，潜水搅拌器一般都安装在沿池壁较上部的区域，倾斜向下搅拌，搅拌过程中对悬浮填料的高频率集中撞击，更容易造成悬浮填料的破坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌工艺，旨在解决现有的基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌方法破坏池内悬浮填料，影响池体中的生物量进而影响污水净化处理效果的的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌工艺，所述厌氧/缺氧池包括用于盛装污水的池体，所述池体的水体区域分散有悬浮填料，其特征在于，所述厌氧/缺氧池还设置有用于搅动所述悬浮填料的搅拌器以及用于固定所述搅拌器的支撑件，所述支撑件与所述池体固定连接，所述搅拌器包括固定在所述支撑件上的电机，与所述电机旋转连接、且垂直液面延伸至所述水体区域的转轴，以及紧固连接在所述转轴上的搅拌桨，且所述搅拌桨设置在所述水体区域中，其中，所述搅拌桨包括用于固定连接所述转轴的紧固件和自所述紧固件向外延伸设置的若干个搅拌桨叶，所述搅拌桨叶随所述转轴转动时的运动平面与所述水体区域的液面平行；所述厌氧/缺氧池还包括管径方向与所述转轴平行的导流筒，且所述搅拌桨设置在所述导流筒内，所述导流筒通过支架与所述池体固定连接；

所述生物填料搅拌工艺的条件为：所述搅拌桨叶逆时针旋转。

优选的，所述导流筒内的水流速度为0.3-0.6m/s。

优选的，所述搅拌桨叶的边缘线速度为2-5m/s。

优选的，所述搅拌桨叶呈轴对称排布。

优选的，所述导流筒包括筒体本体和在所述筒体本体背离所述电机的一端延伸设置的喇叭口，所述喇叭口的内径沿着背离所述电机的方向上渐增设置，所述搅拌桨处于所述筒体本体内。

优选的，所述筒体本体的内径为所述池体的底面长边尺寸的0.4～0.5倍。

优选的，所述搅拌桨叶的边缘与所述筒体本体的内壁距离20～50mm。

优选的，所述喇叭口背离所述筒体本体的端面与所述池体的底部的垂直距离为300～800mm。

优选的，所述筒体本体包括从上而下均分设置的筒体上半部和筒体下半部，所述搅拌桨叶设置在所述筒体下半部。

优选的，所述搅拌桨叶的数量大于等于2个。

优选的，所述支撑件通过螺栓或焊接与所述池体固定连接。

优选的，所述支架的一端与所述导流筒固定连接，另一端与所述池体内壁连接。

优选的，所述支架的数量≥2个。

本发明提供的基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌工艺，调整了厌氧/缺氧池结构，具体的，围绕所述搅拌桨外围设置有导流筒(搅拌桨叶设置于导流筒内)，且所述搅拌桨的搅拌桨叶随所述转轴转动时的运动平面与所述水体区域的液面平行，进一步的，在上述厌氧/缺氧池结构基础上，所述搅拌桨叶逆时针旋转，使得搅拌桨叶搅拌对水体产生下压泵送的功能，实现悬浮填料的悬浮移动和循环流动，一方面，可以避免所述搅拌桨叶撞击所述悬浮填料、造成悬浮填料的破坏，保证所述池体内的有效微生物量，从而提高所述悬浮填料的使用寿命和污水处理效果；另一方面，可以进一步促进污水中的污染物与悬浮填料表面微生物的充分接触，更有效的实现对污水净化的功能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的厌氧/缺氧池地结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1--池体2--悬浮填料3--搅拌器

31--电机32--转轴33--搅拌桨

331--紧固件332--搅拌桨叶4--支撑件

5--导流筒51--筒体本体52--喇叭口

6--支架。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

本发明实施例提供了一种基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌工艺，所述生物填料搅拌工艺基于具有特定结构的厌氧/缺氧池所述厌氧/缺氧池。

具体的，如图1所示，包括用于盛装污水的池体1，所述池体1的水体区域分散有悬浮填料2，所述厌氧/缺氧池还设置有用于搅动悬浮填料2的搅拌器3以及用于固定搅拌器3的支撑件4，支撑件4与池体1固定连接，

搅拌器3包括固定在支撑件4上的电机31，与电机31旋转连接、且垂直液面延伸至所述水体区域的转轴32，以及紧固连接在转轴32上的搅拌桨33，且搅拌桨33设置在水体区域中，其中，搅拌桨33包括用于固定连接转轴32的紧固件331和自紧固件331向外延伸设置的若干个搅拌桨叶332，搅拌桨叶332随转轴32转动时的运动平面与所述水体区域的液面平行；

所述厌氧/缺氧池还包括管径方向与转轴32平行的导流筒5，且搅拌桨33设置在所述导流筒5内，导流筒5通过支架6与池体1固定连接。

本发明实施例提供的基于ifas/mbbr工艺的厌氧/缺氧池，围绕所述搅拌桨33外围设置有导流筒5(搅拌桨叶332设置于导流筒5内)，且所述搅拌桨33的搅拌桨叶332随所述转轴32转动时的运动平面与所述水体区域的液面平行，使得所述电机31带动所述转轴32逆时针旋转时，搅拌桨叶332搅拌对水体产生下压泵送的功能，实现悬浮填料2的悬浮移动，一方面，可以避免所述搅拌桨叶332撞击所述悬浮填料2、造成悬浮填料2的破坏，保证所述池体1内的有效微生物量，从而提高所述悬浮填料2的使用寿命和污水处理效果；另一方面，可以进一步促进污水中的污染物与悬浮填料2表面微生物的充分接触，更有效的实现对污水净化的功能。

具体的，所述厌氧/缺氧池包括用于盛装污水的池体1，池体1的水体区域分散有悬浮填料2，通过悬浮填料2中负载的微生物，实现污水中污染物的降解、絮凝等。通常的，所述悬浮填料2容易浮于靠近液面的区域。

本发明实施例中，所述厌氧/缺氧池设置有支撑件4，支撑件4与池体1固定连接，支撑件4用于支撑固定搅拌器3，同时隔绝电机31与水的接触。支撑件4设置在水体区域的液面上方，优选高于搅拌器3搅拌过程中水花溅起的高度。具体的，支撑件4与池体1的固定方式没有严格限定，优选通过螺栓或焊接与池体1固定连接。优选的，支撑件4为板状支撑件4。

本发明实施例中，搅拌器3包括电机31，与电机31旋转连接的转轴32，以及紧固连接在所述转轴32上的搅拌桨33。

其中，电机31通过支撑件4固定在所述水体区域的液面以上，为转轴32的转动提供动力。转轴32与电机31旋转连接，以实现电机31的自由旋转。且转轴32自与电机31连接处开始，垂直液面延伸至所述水体区域，使得在转轴32背离电机31的一端设置的搅拌桨33处于水体区域。优选的，转轴32与电机31连接、并穿透支撑件4垂直液面延伸至所述水体区域，以保证整个电机31处于支撑件4上方，防止水滴溅射影响电机31工作，并避免造成安全隐患。以所述水体区域的高度为h计，转轴32深入水体区域的长度，大于等于h/3，使得设置在转轴32背离电机31的一端设置的搅拌桨33处于水体区域的合适位置，从而通过转轴32的逆时针转动，搅拌桨33在水体区域的中下段旋转搅拌，更好地产生下压泵送的功能。当然，应当理解，转轴32深入水体区域的长度可以无线接近池体1底部，但不与池体1底部接触。

搅拌桨33紧固连接在转轴32上，且设置在所述水体区域中，使得搅拌桨33工作时能搅动水体流动，带动悬浮填料2移动。搅拌桨33可以设置在转轴32背离电机31的端部，也可以设置在以所述水体区域的高度为h计，优选的，搅拌桨33设置在所述水体区域的位置，在所述水体区域的h/3-2h/3之间。此时，(设置在导流筒5内的)搅拌桨33工作时能够带动更广水域的水体运动，从而实现悬浮填料2的充分移动，促进污染物与悬浮填料2表面微生物的接触，提高悬浮填料2的利用率，进而提高污水净化效果。

在具体实施例中，所述搅拌桨33包括用于固定连接所述转轴32的紧固件331和自所述紧固件331向外延伸设置的若干个搅拌桨叶332，所述搅拌桨叶332随所述转轴32转动时的运动平面与所述水体区域的液面平行。紧固件331可以单独设置，也可以与搅拌桨叶332一体连接。优选的，紧固件331与搅拌桨叶332一体连接形成搅拌桨33，以提高搅拌桨叶332搅拌运动时的稳定性。作为一种优选实施方式，搅拌桨叶332围绕紧固件331均匀辐射，且呈轴对称排布，所有的搅拌桨叶332形成轴对称图案。该实施例提供的搅拌桨33，在逆时针搅拌过程中，搅拌桨叶332能够均匀带动四周的水体运动，产生下压，持续泵送水体，使池体1内的污水携带悬浮填料2实现循环移动，保证池体1内的悬浮填料2整体移动。

进一步的，搅拌桨叶332随所述转轴32转动时的运动平面与所述水体区域的液面平行，由此可以保证在导流筒5的束缚下产生持续稳定的下压泵送作用，实现导流筒5内水体的向下流动，从而同步实现悬浮填料2随着水体流动的移动。应当注意的是，搅拌桨叶332可以为平行于水体区域液面的固定搅拌桨叶332，也可以为活动搅拌桨叶332。搅拌桨叶332为活动搅拌桨叶332时，搅拌桨叶332工作时展开，且随所述转轴32转动时的运动平面与所述水体区域的液面平行。

本发明实施例中，自紧固件331向外延伸可设置多个搅拌桨叶332，优选的，搅拌桨叶332的数量大于等于2个，且围绕紧固件331均匀辐射，呈轴对称排布。具体的，搅拌桨叶332的数量可为2个、3个、4个、5个、6个。在优选实施例中，搅拌桨33设置2个呈180°角排布的搅拌桨叶332。

本发明实施例中，导流筒5垂直水体区域的液面(即导流筒5的管径方向与转轴32平行)、且围绕搅拌桨33外围设置，使得搅拌桨33设置在所述导流筒5内，从而产生下压泵送作用，使得导流筒5内水体带动悬浮填料2向下流动，实现悬浮填料2的循环。

具体的导流筒5包括筒体本体51，搅拌桨33设置在筒体本体51内，产生下压泵送作用。优选的，导流筒5可以在背离电机31的一端设置成内径沿背离电机31的方向渐增的导流结构，使得搅拌桨叶332搅拌过程中，水体下下流动的速度增加，从而形成显著的下压泵送作用。作为一种优选实施方式，在筒体本体51背离电机31的一端延伸设置的喇叭口52，喇叭口52的内径沿着背离电机31的方向上渐增设置，搅拌桨33处于所述筒体本体51内。通过设置喇叭口52结构，促进搅拌桨叶332旋转搅拌的水体快速下压，从而形成水体循环，进而带动水体中的悬浮填料2的循环，促进污水净化效果。

本发明实施例中，优选的，筒体本体51的内径为池体1的底面长边尺寸的0.4～0.5倍。合适的筒体本体51的内径，可以实现整个池体1中的水体高效、稳定的循环。筒体本体51的内径相对池体1的底面长边尺寸过大，筒体本体51与池体1内壁距离较近，一方面，不利于口径渐增的喇叭口52的设置，另一方面，也不利于从喇叭口52排出的水体快速循环回流；若筒体本体51的内径相对池体1的底面长边尺寸过小，则从喇叭口52排出的水体对导流筒5外围水体的搅动作用变小，不利于形成高效循环。

优选的，所述喇叭口52背离所述筒体本体51的端面与所述池体1的底部的垂直距离为300～800mm，从而使得从喇叭口52排出的水体有扩散回流的空间，从而有利于形成如图中箭头所示的水体循环。

进一步优选的，搅拌桨叶332的边缘与筒体本体51的内壁距离20～50mm。若搅拌桨叶332的边缘与筒体本体51的内壁距离过近，搅拌桨叶332容易与筒体本体51发生碰撞。特别是长时间工作后，转轴32晃动影响搅拌桨叶332的稳定性，更容易造成搅拌桨叶332容易与筒体本体51的转碰。若搅拌桨叶332的边缘与筒体本体51的内壁距离过远，则搅拌产生的下压泵送作用减弱，悬浮填料2移动效率降低。

更优选的，筒体本体51包括从上而下均分设置的筒体上半部511和筒体下半部，搅拌桨叶332设置在所述筒体下半部，有利于提高下压泵送的效果。

本发明实施例中，导流筒5通过若干个支架6固定在厌氧/缺氧池的池体1，固定方式没有严格限定，只需要支架6的一端与导流筒5固定连接，另一端与所述池体1内壁固定连接，保证导流筒5在工作过程中的稳定性即可。

优选的，支架6的数量≥2个，应当理解，支架6数量越多，越有利于提高导流筒5的稳固性。但支架6数量过多时，可能会对水体的循环造成障碍，因此，进一步优选的，支架6的数量为2-5个，更优选为3-4个。

作为一种具体实施方式，支架6的一端与导流筒5的喇叭口52下缘固定连接，支架6的另一端与所述池体1的池底内壁固定连接。值得注意的是，支架6在导流筒5的喇叭口52下缘均匀分散，有利于提高导流筒5的稳固性。

作为另一种具体实施方式，支架6的一端与导流筒5的筒体本体51外壁固定连接，支架6的另一端与所述池体1的内壁面固定连接。

在上述厌氧/缺氧池结构的基础上，所述生物填料搅拌工艺的条件为：所述搅拌桨叶逆时针旋转。所述搅拌桨叶逆时针旋转，使得搅拌桨叶搅拌对水体产生下压泵送的功能，实现悬浮填料的悬浮移动和循环流动。

优选的，导流筒5内的水流速度为0.3-0.6m/s，在促进悬浮填料移动的条件下，保证悬浮填料的寿命。若导流筒5内的水流速度过快，对缺氧池而言，不利于沉淀物质的絮凝。对于厌氧池而言，过快的水流速度会冲刷生物填料(悬浮颗粒)表面的生物膜，降低生物填料的生物活性。

优选的，搅拌桨叶332的边缘线速度为2-5m/s，合适的搅拌桨叶332的边缘线速度，有利于水体下压泵送作用的形成。若搅拌桨叶332的边缘线速度过快，则由于水体下压过快，可能导致水流方向的改变；若搅拌桨叶332的边缘线速度过慢，则水体下压泵送作用不明显。

本发明实施例提供的基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌工艺，调整了厌氧/缺氧池结构，具体的，围绕所述搅拌桨外围设置有导流筒(搅拌桨叶设置于导流筒内)，且所述搅拌桨的搅拌桨叶随所述转轴转动时的运动平面与所述水体区域的液面平行，进一步的，在上述厌氧/缺氧池结构基础上，所述搅拌桨叶逆时针旋转，使得搅拌桨叶搅拌对水体产生下压泵送的功能，实现悬浮填料的悬浮移动和循环流动，一方面，可以避免所述搅拌桨叶撞击所述悬浮填料、造成悬浮填料的破坏，保证所述池体内的有效微生物量，从而提高所述悬浮填料的使用寿命和污水处理效果；另一方面，可以进一步促进污水中的污染物与悬浮填料表面微生物的充分接触，更有效的实现对污水净化的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。