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一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510510978.7

申請日:

2015.08.19

公開號:

CN105060485A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/30申請日:20150819|||公開
IPC分類號: C02F3/30 主分類號: C02F3/30
申請人: 上海師范大學
發明人: 張永明; 曹利鋒; 徐華; 張冰冰; 姜玲; 張雨婷; 楊超; 湯楹霞; 張伊寧
地址: 200234上海市徐匯區桂林路100號
優先權:
專利代理機構: 上海科盛知識產權代理有限公司31225 代理人: 趙志遠
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510510978.7

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.08|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,包括上下設置的反應箱與循環水箱,在反應箱的底部設有循環水進口,在反應箱的頂部設有循環水出口,該循環水出口外接連通到循環水箱內部的循環管,反應箱內設置有交錯排列的隔板,隔板作為富集生物膜或微生物的載體,循環水箱內設置有潛水泵,該潛水泵的出口與循環水進口連通;通過潛水泵驅動水溶液向上在反應箱內以折流的方式逐個流經反應箱內的通道,然后從頂部循環水出口又循環流回到循環水箱內,形成內循環式反應器。本發明反應器由上下兩部分組成,制作和安裝方便,占地面積小;另外,左右交錯排列的生物膜載體為水平放置,利于生物膜的附著,從而提高反應器的生物膜的量,有利于廢水處理。

權利要求書

1.一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,其特征在于,包括上下設置的反
應箱(1)與循環水箱(2),在反應箱(1)的底部設有循環水進口(3),在反應箱
(1)的頂部設有循環水出口(4),該循環水出口(4)外接連通到循環水箱(2)
內部的循環管(8),所述的反應箱(1)內設置有交錯排列的隔板(5),所述的隔
板(5)作為富集生物膜或微生物的載體,隔板(5)之間形成可以使溶液在反應箱
(1)內左右折流的通道(6),所述的循環水箱(2)內設置有潛水泵(7),該潛水
泵(7)的出口與循環水進口(3)連通;通過潛水泵(7)驅動水溶液向上以折流
的方式逐個流經反應箱(1)內的通道(6),然后從頂部循環水出口(4)又循環流
回到循環水箱(2)內,形成內循環式反應器。
2.根據權利要求1所述的一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,其特征在
于,所述的循環水箱(2)上設置有進水口(9)與出水口(10)。
3.根據權利要求2所述的一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,其特征在
于,所述的循環水箱(2)內部靠近出水口(10)處設置有高低交錯排列的擋板(11)。
4.根據權利要求1所述的一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,其特征在
于,所述的循環管(8)出口距離循環水箱(2)內液面的高度可調,通過調節循環
管(8)出口距離循環水箱(2)內液面的高度來調節溶解氧濃度。
5.根據權利要求1所述的一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,其特征在
于,所述的隔板(5)在反應箱(1)內上下分多層水平設置,并且所有隔板(5)
在反應箱(1)內左右交錯排列。
6.根據權利要求1所述的一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,其特征在
于,所述的循環水箱(2)內設置有氧化裝置。
7.根據權利要求1所述的一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,其特征在
于,所述的反應箱(1)為桶裝容器。
8.根據權利要求1所述的一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,其特征在
于,所述的反應箱(1)內的多層隔板間距可依據廢水和生物性質可以進行調節。

說明書

一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器

技術領域

本發明涉及一種生物反應器,尤其是涉及一種逆向流篩板塔式內循環生物反
應器。

背景技術

隨著國家對城市生活污水處理排放要求的提高,目前大多數傳統的生活污水處
理技術和設施都很難滿足這一要求。其中主要是水中氮素難以得到有效的去除。一
般來說,水體中的氮素去除需經過硝化和反硝化過程,與此對應的反應器條件必須
保證有好氧與缺氧區同時存在。但常規的反應裝置從設計和操作方面來講,不容易
實現好氧與缺氧的同時存在。

為改進這一不足之處,中國專利CN103395874A公布了一種折流式內循環生
物膜反應器的改良結構,它包括反應器本體,所述反應器本體被分隔板分成水平方
向的水流湍流流動區和生物反應區,所述生物反應區被至少兩塊小隔板隔成水流通
道,水流在水流通道內按照上下折流方式從左到右在反應器內循環流動,所述小隔
板間裝有蜂窩陶瓷,在水流處于向上流動狀態的兩塊小隔板之間的底部設有曝氣
孔,該發明通過內置蜂窩陶瓷載體作為生物膜載體,提高生物膜的表面積,提高生
物處理廢水的效率。同時在折流通道的上向流通道的底部加裝曝氣器,可以根據廢
水處理負荷情況,調節曝氣量的大小以控制反應器內的溶解氧含量,實現高效率地
去除廢水中有機物以及氨氮和總氮的目的。但該專利公開的折流式生物膜反應器在
實際應用時,存在著占地面積大,生物膜易于脫落導致生物量小等缺點。

發明內容

本發明的目的就是針對已有的折流式內循環生物膜反應器的改進,而提供一
種立式的、占地面積小、反應效率高的逆向流篩板塔式內循環生物反應器。

通過本發明的實施,在保留原有折流式內循環生物膜反應器相同原理的基礎
上,將垂直放置的板狀生物膜載體改為水平放置,以提高生物處理廢水的效率。同
時,在篩板塔的底部設置一個循環水箱,并設置一個潛水泵驅動廢水向上逆流流經
篩板塔各層生物膜,然后回流到循環水箱。同時控制循環進入水箱的落水水頭來調
節溶解氧濃度,最后實現高效率地去除水中氨氮和總氮的目的。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:

一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,包括上下設置的反應箱與循環水箱,
在反應箱的底部設有循環水進口,在反應箱的頂部設有循環水出口,該循環水出口
外接連通到循環水箱內部的循環管,所述的反應箱內設置有交錯排列的隔板,所述
的隔板作為富集生物膜或微生物的載體,隔板之間形成可以使溶液在反應箱內左右
折流的通道,所述的循環水箱內設置有潛水泵,該潛水泵的出口與循環水進口連通;
通過潛水泵驅動水溶液向上以折流的方式逐個流經反應箱內的通道,然后從頂部循
環水出口又循環流回到循環水箱內,形成內循環式反應器。

所述的循環水箱上設置有進水口與出水口。通過進水口與出水口可以實現廢水
處理的連續操作運行。

所述的循環水箱內部靠近出水口處設置有高低交錯排列的擋板,設置擋板目的
是利于水中污泥的分離,以提高出水的質量。

所述的循環管出口距離循環水箱內液面的高度可調,當循環管出口端距離液面
較高時,沖擊溶液可導致溶解氧濃度較高。該距離越高,沖擊水流越強,則溶解氧
濃度增高。若該循環管出口端浸沒于液面之下,可以避免水花飛濺,則可以降低水
中溶解氧濃度。通過該距離的調節,可以實現該反應器的好氧區與缺氧區共存,從
而實現同步硝化和反硝化。

所述的隔板在反應箱內上下分多層水平設置,并且所有隔板在反應箱內左右交
錯排列,隔板這種結構的設置方式有利于生物膜的附著,不易流失,從而提高反應
器的生物膜的量。各隔板之間的間距可以根據廢水和生物膜性質進行調節,以最大
程度地提高生物膜與廢水的接觸面積。另外,生物膜載體交錯排列使得液體在水泵
的驅動下,呈折流式流動,強化了廢水與生物膜的接觸,有利于廢水處理。

所述的循環水箱內設置有氧化裝置,實現高級氧化與生物降解同步的緊密耦合
方式,以提高廢水的處理效果。

所述的反應箱為桶裝容器。

與現有技術相比,本發明具有以下優點及有益效果:

1.反應器結構簡單,由上下兩部分組成,制作和安裝方便,并且占地面積小。

2.反應器運行模式:由潛水泵驅動水溶液在反應箱和下置的循環水箱構成循
環流動,強化了水溶液與微生物的傳質效果。通過調節循環水出口與液面的距離,
可以調節溶解氧濃度。

3.本發明中,左右交錯排列的生物膜載體為水平放置,利于生物膜的附著,不
易流失,從而提高反應器的生物膜的量。

4.本發明中,生物膜載體交錯排列使得液體在水泵的驅動下,呈折流式流動,
強化了廢水與生物膜的接觸,有利于廢水處理。

5.本發明反應器應用范圍和功能:既可以單獨應用于反硝化過程,又可以用
于同步硝化反硝化過程。此外,在下部的水箱內部可以加裝高級氧化裝置,實現高
級氧化與生物降解同步的緊密耦合方式,可以用于難降解有機廢水的處理,以提高
廢水的處理效果。

附圖說明

圖1為逆向流篩板塔式內循環生物反應器結構示意圖;

圖2為使用本發明反應器進行反硝化實驗時硝酸鹽的去除效果;

圖3為使用本發明反應器進行反硝化實驗時COD的去除效果。

圖中,1為反應箱,2為循環水箱,3為循環水進口,4為循環水出口,5為隔
板,6為通道,7為潛水泵,8為循環管,9為進水口,10為出水口,11為擋板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例

一種逆向流篩板塔式內循環生物反應器,如圖1所示,包括上下設置的反應箱
1與循環水箱2,反應箱1為桶裝容器,在反應箱1的底部設有循環水進口3,在
反應箱1的頂部設有循環水出口4,該循環水出口4外接連通到循環水箱2內部的
循環管8,反應箱1內設置有隔板5,隔板5在反應箱1內上下分多層水平設置,
并且所有隔板5在反應箱1內左右交錯排列,隔板5這種結構的設置方式有利于生
物膜的附著,不易流失,從而提高反應器的生物膜的量。另外,生物膜載體交錯排
列使得液體在水泵的驅動下,呈折流式流動,強化了廢水與生物膜的接觸,有利于
廢水處理。隔板5作為富集生物膜或微生物的載體,隔板5之間形成可以使溶液在
反應箱1內左右折流的通道6,循環水箱2內設置有潛水泵7,該潛水泵7的出口
與循環水進口3連通;通過潛水泵7驅動水溶液向上以折流的方式逐個流經反應箱
1內的通道6,然后從頂部循環水出口4又循環流回到循環水箱2內,形成內循環
式反應器。

循環水箱2上設置有進水口9與出水口10。通過進水口9與出水口10可以實
現廢水處理的連續操作運行。循環水箱2內部靠近出水口10處設置有高低交錯排
列的擋板11,設置擋板11目的是利于水中污泥的分離,以提高出水的質量。

循環管8出口距離循環水箱2內液面的高度可調,當循環管8出口端距離液面
較高時,沖擊溶液可導致溶解氧濃度較高。該距離越高,沖擊水流越強,則溶解氧
濃度增高。若該循環管8出口端浸沒于液面之下,可以避免水花飛濺,則可以降低
水中溶解氧濃度。通過該距離的調節,可以實現該反應器的好氧區與缺氧區共存,
從而實現同步硝化和反硝化。

循環水箱2內還可以設置有氧化裝置,實現高級氧化與生物降解同步的緊密耦
合方式,以提高廢水的處理效果。

利用本實施例的反應器進行反硝化實驗研究。

用NaNO3配制初始NO3––N濃度為100mg/L的溶液3份,分別加入葡萄糖
300mg/L、400mg/L、500mg/L。另外,每份中均加入磷酸氫二鉀(K2HPO4·3H2O)
147mg/L作為磷源。

將此3份溶液先后加入反應器中進行反硝化實驗。實驗過程中,每間隔一定時
間取樣分析NO3––N濃度,其結果如圖2所示。從圖2中可以看出,該反應器可以
很容易地實現硝態氮的去除。

與此同時,在反硝化過程中,COD的去除效果如圖3所示。該結果說明,在
該反硝化過程中,COD也可以得到有效去除。

上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和使用發
明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改,并把在此
說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此,本發明不限
于上述實施例,本領域技術人員根據本發明的揭示,不脫離本發明范疇所做出的改
進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。

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一種 逆向 篩板 塔式 循環 生物反應器
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