公布日：2023.10.27
申请日：2023.09.08
分类号：C02F3/28(2023.01)I;C02F101/38(2006.01)N;C02F103/36(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，包括罐体，所述罐体内部从下到上依次设置为进水机构、污泥床、三相分离器和溢流堰，所述罐体侧壁安装有与进水机构的布水器连通的进水管，所述罐体顶部外侧安装有与溢流堰连通的排水管，所述罐体顶侧连通安装有排气管；进水机构中的转换板在气缸的作用下进行旋转，当转换板的泄污槽旋转至与支撑块交错时，此时便于将罐体内的污泥输送至罐体的进水机构下方的密封缺氧空间，当转换板的泄污槽旋转至与支撑块完全重叠时，实现进水机构与罐体的密闭，进而实现污泥的密闭排放，且便于在反应器进行工作时完成污泥排放。
权利要求书
1.一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，包括罐体(1)，所述罐体(1)内部从下到上依次设置为进水机构(2)、污泥床(3)、三相分离器(4)和溢流堰(5)，所述罐体(1)侧壁安装有与进水机构(2)的布水器(9)连通的进水管(6)，所述罐体(1)顶部外侧安装有与溢流堰(5)连通的排水管(7)，所述罐体(1)顶侧连通安装有排气管(8)；所述进水机构(2)包括圆台状布水器(9)，所述布水器(9)上开设有若干个进水孔(10)，所述布水器(9)外侧呈扇形等角度安装有若干个支撑块(11)，且支撑块(11)与罐体(1)内壁固定连接，所述布水器(9)底侧转动安装有圆形的转换板(13)，所述转换板(13)上呈扇形等角度开设有若干个泄污槽(14)。
2.根据权利要求1所述的一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，所述支撑块(11)顶侧设置为斜坡(12)，所述支撑块(11)底侧覆盖面积大于泄污槽(14)，且支撑块(11)和泄污槽(14)的个数相同。
3.根据权利要求2所述的一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，所述转换板(13)底侧设置有齿环(17)，所述罐体(1)外侧安装有气缸(15)，所述气缸(15)伸缩端安装有齿条(16)，且齿条(16)与齿环(17)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，所述罐体(1)内部且位于进水机构(2)下方安装有圆台状的滤罩(18)，所述滤罩(18)内贯穿转动安装有第一转轴(20)，所述第一转轴(20)上安装有等角度安装有若干个拨料板(21)，且拨料板(21)靠近滤罩(18)外侧壁。
5.根据权利要求4所述的一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，所述罐体(1)底部外侧等角度开设有若干个第一排污槽(22)，所述罐体(1)底部外侧转动安装有挡环板(23)，且挡环板(23)上等角度开设有若干个第一排污槽(22)。
6.根据权利要求5所述的一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，所述第一排污槽(22)、第二排污槽(24)和拨料板(21)的个数相同，所述第一排污槽(22)和第一排污槽(22)长度相同，所述相邻拨料板(21)的间距为第一排污槽(22)长度的2倍，相邻所述第一排污槽(22)之间为支撑部，相邻所述第二排污槽(24)之间为覆盖部，所述拨料板(21)在支撑部两端之间移动。
7.根据权利要求6所述的一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，所述挡环板(23)与罐体(1)外壁通过轴承连接，且挡环板(23)与罐体(1)之间设置有密封条，所述挡环板(23)外侧设置有外齿(30)。
8.根据权利要求7所述的一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，所述罐体(1)外侧安装有支撑板(25)，所述支撑板(25)上安装有电机(26)，所述电机(26)输出端与第二转轴(27)连接，且第二转轴(27)顶端安装有与外齿(30)啮合的转齿(29)。
9.根据权利要求8所述的一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，其特征在于，罐体(1)底侧安装有传动箱(28)，所述传动箱(28)输入端与第二转轴(27)连接，所述传动箱(28)输出端与第一转轴(20)。
10.一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮方法，其特征在于，该方法的具体操作步骤如下：步骤一：将NMP在进行精馏脱水过程中产生的废水和城镇污水的混合污水加入厌氧池内，通过微生物将含氮有机物分解成氨氮，然后在好氧池内通过硝化反应先将氨氮氧化为硝氨氮，将水引入权利要求1-9所述反应器内，在缺氧条件下，通过微生物进行反硝化反应将硝氨氮异化还原成气态氮从水中除去；步骤二：污水经过进水管(6)和布水器(9)进入罐体(1)内，此时要处理的污水与污泥床(3)的污泥进行混合接触，污泥中的微生物进行反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮，气态氮以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中合并变大，在污泥床(3)上部由于气态氮的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器(4)，气态氮碰到三相分离器(4)下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室集中在气室气态氮，用排气管(8)导出，固液混合液经过反射进入三相分离器(4)的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降，沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回污泥床(3)处，使污泥床(3)内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从溢流堰(5)上部溢出；步骤三：需要定期对污泥床(3)的污泥进行清理，此时通过气缸(15)带动齿条(16)移动，带动啮合的齿环(17)旋转，此时转换板(13)在布水器(9)底侧旋转，直至泄污槽(14)与支撑块(11)交错设置，此时位于罐体(1)内的污泥沿着斜坡(12)进入泄污槽(14)，落在滤罩(18)上进行污泥和污水的过滤，过滤后的污水位于滤罩(18)下方，而污泥位于滤罩(18)上，然后气缸(15)工作将转换板(13)旋转至原状，泄污槽(14)位于支撑块(11)底部，转换板(13)与支撑块(11)配合实现罐体(1)的密封；步骤四：通过电机(26)带动第一转轴(20)和转齿(29)旋转，与啮合的外齿(30)配合，带动挡环板(23)旋转，随着挡环板(23)的旋转，交错的第一排污槽(22)和第二排污槽(24)逐渐重合，位于滤罩(18)上的污泥从第一排污槽(22)和第二排污槽(24)处排出，同时第一转轴(20)旋转通过传动箱(28)传动带动第二转轴(27)旋转，第二转轴(27)带动拨料板(21)沿着滤罩(18)转动，推动位于支撑部和滤罩(18)之间的污泥至第一排污槽(22)和第二排污槽(24)处排出，后续通过电机(26)工作将挡环板(23)旋转至初始位置，此时挡环板(23)的覆盖部覆盖在第一排污槽(22)外侧，而第一排污槽(22)位于支撑部外侧，进而通过挡环板(23)实现对罐体(1)底部的密封。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器及方法，解决了通过微生物技术对NMP废水和城镇废水的混合废水进行低碳式脱氮时，废液污水位于反应器中通过厌氧性微生物进行反应，因为在反应过程中，需要保证反应器处于无氧环境，而随着反应的不断进行，反应器内堆积的污泥越来越多，需要及时进行清理，现有的清理方式需要打开反应器停止反应，因此需要进行停机清理，且每次反应结束后，都需要对反应器进行抽真空操作，整体工作繁琐的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮反应器，包括罐体，所述罐体内部从下到上依次设置为进水机构、污泥床、三相分离器和溢流堰，所述罐体侧壁安装有与进水机构的布水器连通的进水管，所述罐体顶部外侧安装有与溢流堰连通的排水管，所述罐体顶侧连通安装有排气管；
所述进水机构包括圆台状布水器，所述布水器上开设有若干个进水孔，所述布水器外侧呈扇形等角度安装有若干个支撑块，且支撑块与罐体内壁固定连接，所述布水器底侧转动安装有圆形的转换板，所述转换板上呈扇形等角度开设有若干个泄污槽。
优选的，所述支撑块顶侧设置为斜坡，所述支撑块底侧覆盖面积大于泄污槽，且支撑块和泄污槽的个数相同。
优选的，所述转换板底侧设置有齿环，所述罐体外侧安装有气缸，所述气缸伸缩端安装有齿条，且齿条与齿环啮合。
优选的，所述罐体内部且位于进水机构下方安装有圆台状的滤罩，所述滤罩内贯穿转动安装有第一转轴，所述第一转轴上安装有等角度安装有若干个拨料板，且拨料板靠近滤罩外侧壁。
优选的，所述罐体底部外侧等角度开设有若干个第一排污槽，所述罐体底部外侧转动安装有挡环板，且挡环板上等角度开设有若干个第一排污槽。
优选的，所述第一排污槽、第二排污槽和拨料板的个数相同，所述第一排污槽和第一排污槽长度相同，所述相邻拨料板的间距为第一排污槽长度的2倍，相邻所述第一排污槽之间为支撑部，相邻所述第二排污槽之间为覆盖部，所述拨料板在支撑部两端之间移动。
优选的，所述挡环板与罐体外壁通过轴承连接，且挡环板与罐体之间设置有密封条，所述挡环板外侧设置有外齿。
优选的，所述罐体外侧安装有支撑板，所述支撑板上安装有电机，所述电机输出端与第二转轴连接，且第二转轴顶端安装有与外齿啮合的转齿。
优选的，罐体底侧安装有传动箱，所述传动箱输入端与第二转轴连接，所述传动箱输出端与第一转轴。
一种NMP废水资源化的城镇污水低碳式深度脱氮方法，该方法的具体操作步骤如下：
步骤一：将NMP在进行精馏脱水过程中产生的废水和城镇污水的混合污水加入厌氧池内，通过微生物将含氮有机物分解成氨氮，然后在好氧池内通过硝化反应先将氨氮氧化为硝氨氮，将水引入反应器内，在缺氧条件下，通过微生物进行反硝化反应将硝氨氮异化还原成气态氮从水中除去；
步骤二：污水经过进水管和布水器进入罐体内，此时要处理的污水与污泥床的污泥进行混合接触，污泥中的微生物进行反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮，气态氮以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中合并变大，在污泥床上部由于气态氮的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，气态氮碰到三相分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室集中在气室气态氮，用排气管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降，沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回污泥床处，使污泥床内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从溢流堰上部溢出；
步骤三：需要定期对污泥床的污泥进行清理，此时通过气缸带动齿条移动，带动啮合的齿环旋转，此时转换板在布水器底侧旋转，直至泄污槽与支撑块交错设置，此时位于罐体内的污泥沿着斜坡进入泄污槽，落在滤罩上进行污泥和污水的过滤，过滤后的污水位于滤罩下方，而污泥位于滤罩上，然后气缸工作将转换板旋转至原状，泄污槽位于支撑块底部，转换板与支撑块配合实现罐体的密封；
步骤四：通过电机带动第一转轴和转齿旋转，与啮合的外齿配合，带动挡环板旋转，随着挡环板的旋转，交错的第一排污槽和第二排污槽逐渐重合，位于滤罩上的污泥从第一排污槽和第二排污槽处排出，同时第一转轴旋转通过传动箱传动带动第二转轴旋转，第二转轴带动拨料板沿着滤罩转动，推动位于支撑部和滤罩之间的污泥至第一排污槽和第二排污槽处排出，后续通过电机工作将挡环板旋转至初始位置，此时挡环板的覆盖部覆盖在第一排污槽外侧，而第一排污槽位于支撑部外侧，进而通过挡环板实现对罐体底部的密封。
本发明的有益效果是：进水机构中的转换板在气缸的作用下进行旋转，当转换板的泄污槽旋转至与支撑块交错时，此时便于将罐体内的污泥输送至罐体的进水机构下方的密封缺氧空间，当转换板的泄污槽旋转至与支撑块完全重叠时，实现进水机构与罐体的密闭，进而实现污泥的密闭排放，且便于在反应器进行工作时完成污泥排放；
通过滤罩上进行污泥和污水的过滤，过滤后的污水位于滤罩下方，通过回流管进行回流，而污泥位于滤罩上，通过电机实现挡环板以及拨料板的旋转，当第一排污槽和第二排污槽逐渐重合时，位于滤罩上的污泥从第一排污槽和第二排污槽处排出，且通过多个排污槽用于污泥的排放，大大提高了排放效率，当第一排污槽和第二排污槽交错时，通过挡环板实现对罐体底部的密封；且通过旋转的拨料板推动位于支撑部和滤罩之间的污泥至第一排污槽和第二排污槽处排出，进而实现对污泥和污水的自动分离和排放，实现污泥的逐级输送，避免空气进入罐体的反应区域。
（发明人：梁斌;谭学军;白学伟;卢进力;申亚飞;周俊波;王万松;杨清岭;赵开川）