技术领域
[0001] 本
发明属于污水生物处理技术领域，具体地，涉及一种污水生物处理反应器及其处理方法。
背景技术
[0002] 在污
水处理系统中，需要定期对
污水处理设施取样进行监测。现有的污水处理监测系统的取水端通常直接浸入污水中，在
抽取水样时，由于污水中杂物众多，导致水样检测不准，并且取水端口经常被堵塞，以至无法顺利取得水样，则需要人工对取水管进行清洗、疏通。有些反应设施为避免抽样取水管道堵塞，在反应器内部设计各种过滤构件，但过滤构件还需要定期
反冲洗，反冲洗的效果难以保证持续良好，并且过滤构件还需要考虑耐酸
碱等问题，给整个反应器的设计和建造加大了难度。
[0003] CN102557258A公开了一种改良型一体化污水处理装置。主要由泳动床反应器和上流式反应器组成；其中：泳动床反应器上部的出水口连接一
沉淀池，该沉淀池的底部通过
循环泵与泳动床反应器内相连接，将沉淀池内的
污泥返回至泳动床反应器内；泳动床反应器连接有曝气泵，对泳动床反应器内的
原水进行亚硝化处理；上流式反应器呈圆柱形，其底部设有一布水器，布水器的上方安设有一圆形
挡板，该圆形挡板将反应层分为上层反应室和下层反应室；上层反应室填充有biofringe填料，使反硝化菌附着在该biofringe填料上；下层反应室垂直排列有聚乙烯海绵填料，使厌
氧氨氧化污泥附着在聚乙烯海绵填料上；上流式反应器的底部为进水口，与沉淀池上部的出水口相连接，反应器的外侧不同高度地开设有多个
采样口和物料添加口。该发明将厌氧氨氧化与反硝化工艺浓缩在一个反应器中完成，节省了空间，提高了脱氮效率。但是该上流式反应器需要根据在采样口测得的数据来添加物料，同时在外侧不同高度开设了多个采样口，没有实现在线监测功能，不仅增加了工作量，同时也给反应器的建造增加了难度。
[0004] CN205426575U公开了一种污水处理监测系统用取样器，包括取样管，所述取样管上设有多个进水孔，该取样管设在监测系统的取水端，所述取样管上连接有反冲洗管，该反冲洗管与
自来水接通，在反冲洗管上设有
截止阀。取样管呈
盲孔结构，取样管的长度为180-200mm、直径为20-30mm，取样管上的每个进水孔的直径为3-5mm。取样器依靠
电磁阀实现自动控制，在需要取水样时，先以自来水从内部冲洗、疏通取样管，然后可顺利抽取污水进行检测，节约人
力物力、方便实用、防堵效果好。但是该取样器对细小杂质（<3mm）没有截留能力，同时取样管先用清水冲洗再抽取污水进行检测，难免会有清水留在取样管中，会降低污水检测的浓度，影响检测的准确度。
[0005] 此外，现有
生物反应器通常采用曝气设备，由于曝气设备自身设计，难免存在曝气死
角，一定程度上影响污水的有效循环和处理效果。
发明内容
[0006] 针对
现有技术的不足，本发明提供了一种污水生物处理反应器及其处理方法。本发明能够解决监测管道堵塞问题，提高取样准确度，保证了污水监测效果，并且能够改善生物反应器底部循环不足的问题，提高了污水监测和污水处理的效率。
[0007] 本发明提供的污水生物处理反应器，主要包括反应器本体和一外循环系统，外循环系统主要包括循环管道、
循环泵和取样容器，污水从反应器底部排出后经循环泵流经循环管道，再进入取样容器，取样容器的
位置高于反应器最高液面，取样后污
水循环回反应器中。
[0008] 本发明中，所述取样容器为柱型容器，优选底部为椭圆或锥形的圆柱形容器，可以避免死角。取样容器容积一般为1-5L，高径比（H/D）为2-5。取样容器的底部和侧面上部与循环管道相连通，
废水由底部进水口进入取样容器，从取样容器上部侧面的出水口流出，出水口距容器顶部5-10cm，且出水口高于反应器的顶端，以防止循环停止时，取样容器的出水端废水倒流入取样容器中。
[0009] 本发明中，所述反应器为本领域常规使用的污水生物处理反应器，如可以是脱COD、脱氮、脱磷等的污水生物处理反应器。好氧反应器内部通常设有曝气设施，
厌氧反应器内部通常设有搅拌设施。所述反应器可以为圆柱形，长方体形等。
[0010] 本发明中，当反应器底部死区多于一个时，每个死区部位设置排出口，分别连接有循环支管，启动外循环系统后，循环支管污水先汇入循环管道，循环管道直径2-5cm，循环支管直径0.5-2cm。每个与反应器底部连通的循环支管或循环管道上均设有
截止阀，便于灵活操作。循环管道的污水最终循环回反应器顶端，管道端头高于反应器最高液面。
[0011] 本发明中，在线监测取水管插入取样容器侧面上部的监测口，监测口与出水口同高不同侧，取样容器侧面下部还设有采样口，便于采集水样，采样口距取样容器底端2-5cm。
[0012] 本发明还提供了一种利用上述污水生物处理反应器进行污水处理的方法，污水进入反应器进行反应，启动循环泵，污水在循环管道中持续进行外循环，当需要采样或者监测时，关闭循环泵，使污水在取样容器中沉降一定时间后，采集上清液用于水样的分析监测，取样结束后启动循环泵，继续进行外循环，到下一个取样时间点，重复上述操作。
[0013] 本发明方法中，所述污水为含COD、含氮、含磷等的工业污水或生活污水。所述污水处理采用
活性污泥法或者膜生物法等。
[0014] 本发明方法中，采样周期或者在线监测周期为30-60min，取样容器中的沉降时间一般为10-20min。
[0015] 本发明方法中，所述循环管道中的污水流量小于反应器进水流量的1/2，若存在循环支管，则以各支管流量的总和作为污水流量计算。循环管路只起到局部循环的作用，不对反应器内的液位或废水
停留时间造成影响。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：（1）为保证监测数据的准确性，通常污水生物处理反应器沿纵向都会开若干个监测口，取平均值作为监测值。本发明反应器通过设置外循环结构，只需开一个监测口就能保证数据的准确性，采集的样品准确度高，而且有效解决了在线监测取水管易堵塞的问题，不需要反冲洗，监测更加便利。
[0017] （2）本发明提供的反应器和处理方法，加强了装置内部
水体的返混效果，特别是带动了反应器底部死区的污泥或菌体循环，有助于提高污泥处理效果。
[0018] （3）所取水样不存在固体悬浮物，保证了监测的准确性。
[0019] （4）外部循环结构可以与多种反应器相连，结构简单，操作灵活，监测便利。
附图说明
[0020] 图1为本发明底部是椭圆形反应器的一种结构示意图；图2为本发明底部是平面的反应器的一种结构示意图；
其中：1-循环管道，2-循环支管，3-取样容器进水口；4-取样容器，5-采样口，6-监测口，
7-取样容器出水口，8-管道端头，9-反应器，10-循环泵。
具体实施方式
[0021] 下面通过附图1和
实施例来进一步说明本发明处理装置、处理方法和效果。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0022] 本发明污水生物处理反应器如附图1所示，主要包括反应器9和外循环系统，其中外循环系统主要包括循环管道1以及管道上设置的循环泵10和取样容器4，污水从反应器底部排出后经循环泵10流经循环管道1，经取样容器进水口3进入取样容器4，取样容器4设有采样口5和监测口6，取样后经取样容器出水口7返回反应器9中。管道端头8位于反应器最高液面以上，在线监测取水管放入监测口6，采样口5用于采取水样。
[0023] 本发明污水处理方法具体为：污水进入反应器1进行反应，启动循环泵10，持续进行污水外循环，当需要采样或者监测时，关闭循环泵10，使污水在取样容器4中沉降一定时间后，采集上清液用于水样的分析监测，取样结束后启动循环泵10，继续进行外循环；到下一个取样时间点停止，重复上述操作。
[0024] 实施例1采用图1所示柱形反应器，反应器容积约1m3，进水流量为1.2 m3/h，循环管道管径2cm，控制其流量为0.48m3/h；取样容器容积1L，高径比2，出水口和监测口距容器顶端5cm，采样口距容器底部3cm。
[0025] 待处理污水水质为：氨氮浓度为60mg/L，总氮80mg/L，COD浓度为 30mg/L。控制处理过程pH为7.5-8.5，处理
温度为30-35℃。
[0026] 污水处理采用
活性污泥法。当需要采样或者监测时，关闭循环泵，使污水在取样容器中沉降一定时间后，采集上清液用于水样的分析监测，取样结束后启动循环泵，继续进行外循环；到下一个取样时间点，重复上述操作。
[0027] 利用上述反应器进行污水处理，启动循环泵，持续进行污水外循环。设定在线监测装置的监测时段为每30min监测一次，污水沉降时间为10min，在线监测取样时间为1min，则循环泵每19min停止一次，每次停止11min，反应从早上8点开始，则循环泵在8:19停止，8:29在线监测开始取水监测，8:30循环泵开始循环，将取样容器中的水进行更新；8:49循环泵再次停止，8:59在线监测再次取水样进行检测，9:00循环泵再次循环，依次反复进行即可。一共进行7次循环，7次取样。试验数据如表1所示。
[0028] 表1上表中常规取样数据是3次数据的平均值，相对比可以看出，本发明监测的数据与采用平均值测得的数据结果相差很小，说明本发明的检测准确性较高且比较稳定。悬浮物SS浓度均﹤40mg·L-1，可见取样水质很清澈。
[0029] 为验证本发明对污染物的处理效果，同样的水质，在不启动外循环系统的情况下运行210min后，出水NH3-N为15.3mg·L-1。可见外循环系统能够加强装置内部水体的返混效果，提高污泥活性，从而增强处理效果。
[0030] 实施例2采用图2所示柱形反应器，采用底面为平面的柱形反应器，底部四个角为反应死区，则在底面四角处设置四个循环支管2，循环支管在反应器底部汇入循环管道1。反应器容积约
3 3 3
1m ，进水流量为1.2 m /h，循环支管管径0.8cm，控制其流量为0.12 m /h，循环管道管径
2cm，控制其流量为0.48 m3/h；取样容器容积1L，高径比2，出水口和监测口距容器顶端5cm，采样口距容器底部3cm。
[0031] 待处理污水水质为：氨氮浓度为100mg/L，总氮120mg/L，COD浓度为 30mg/L。控制处理过程pH为7.5-8.5，处理温度为30-35℃。
[0032] 污水处理采用活性污泥法。当需要采样或者监测时，关闭循环泵，使污水在取样容器中沉降一定时间后，采集上清液用于水样的分析监测，取样结束后启动循环泵，继续进行外循环；到下一个取样时间点，重复上述操作。
[0033] 利用上述反应器进行污水处理，启动循环泵，持续进行污水外循环。设定在线监测装置的监测时段为每50min监测一次，污水沉降时间为10min，在线监测取水管取样时间为1min，则循环泵每39min停止一次，每次停止11min，反应从早上8点开始，则循环泵在8:39停止，8:49在线监测开始取水监测，8:50循环泵开始循环，将取样容器中的水进行更新；9:29循环泵再次停止，9:39在线监测再次取水样进行检测，9:40循环泵再次循环，依次反复进行即可。一共进行11少次循环，11次取样。试验数据如表2所示。
[0034] 表2上表中常规取样数据是3次数据的平均值，相对比可以看出，本发明监测的数据与采用平均值测得的数据结果相差很小，说明本发明的检测准确性较高且比较稳定。悬浮物SS浓度均﹤40mg·L-1，可见取样水质很清澈。
[0035] 为验证本发明对污染物的处理效果，同样的水质，在不启动外循环系统的情况下运行500min后，出水NH3-N为17.1mg·L-1。可见外循环系统能够加强装置内部水体的返混效果，提高污泥活性，从而增强处理效果。
