CN101386447A - 内循环撞击流生物膜流化床反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内循环撞击流生物膜流化床反应器。它由内循环撞击流吸收器和流化床生物膜反应器部分组成的一体化有机废水处理装置，可应用于生物膜氧化法的不同污水处理。装置的下部是内循环撞击流吸收器，用于强化氧气的吸收，上部是流化床生物膜反应器，用于污水的生物氧化处理，起水污的净化作用。本装置结合了撞击流强化传递、循环流动的停留时间长的特点，在曝气部分用内循环撞击流吸收器取代了传统的鼓泡式曝气装置，强化了氧气的吸收过程，可提高水中的溶解氧含量，提高污水处理效率；循环流动的设置主要依靠流体在挡板不同位置的密度不同及污水进口流向的设置来实现，没有另外增加动力装置，故本装置具有节能高效的优点。

Description

内循环撞击流生物膜流化床反应器

技术领域

本发明涉及环境工程中有机废水生物膜法处理领域的一种反应器，尤其是将化学工程领域中的撞击流与循环流动结合到流化床生物膜反应器中的一种新型的反应器。

背景技术

生物膜反应器作为一种水污染控制与水回用的技术，已经引起世界各国的重视，并得到广泛的应用。到目前为止，应用于污水处理的实用生物膜反应器工艺形式各异，从传统的生物滤池、生物接触氧化塔和生物转盘到新型的生物膜流化床反应器、移动床生物膜反应器、序批式生物膜反应器和垂直折流生物膜反应器等，均在工程实践中得到不同程度的应用或处于小试及中试的积极研究阶段。

以上的生物膜法污水处理工艺中，反应器一般均为传统的鼓泡式反应器，由于鼓泡的操作中，气液两相之间的相对速度低，而且气泡的停留时间也比较短，吸收传质效果比较差，因而水中溶解氧的浓度低，满足不了污水处理的需要，为了保证废水的处理效果，往往需要借助于大量的回流来增强反应器的处理效果，或者增加反应器的曝气量；或者需要借助于预充气装置，在一定程度上增加了废水处理的能耗和成本。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的问题，提供一种内循环撞击流生物膜流化床反应器，利用化学工程领域中的撞击流与循环流等技术，解决生物膜法曝气中氧气吸收传质效果比较差的问题。

本发明通过以下技术方案来实现的：

一种内循环撞击流生物膜流化床反应器，包括了一个流化床生物膜反应器，其特征在于所述流化床生物膜反应器下面连接一个内循环撞击吸收器构成一体化装置，所述内循环撞击吸收器的外壳是圆桶形的，下部设有排污口，中间设置挡板，所述折板式挡板右下方对称设置两个撞击管，撞击管与进气管连接，折板式挡板的左侧设有进水管和回流管；所述流化床生物膜反应器的外壳是由下面圆桶形壳体和上面的扩大管所构成，所述圆筒形壳体内腔的下部下部有气、液分布板，圆筒形壳体右下侧设有载体排出口，所述扩大管左方连接出口管所连接的管段并通过一个阀连接回流管，上方设有排气口，右上方设有载体进口。

为了进一步实现本发明，所述撞击管一边设有气体进口，另一边是均匀分布的多个圆孔，两个撞击管对置，多空端正相对。

单纯的撞击流优点是能强化相间传递，缺点是物料在活性区停留时间短；循环流动虽然对强化相间传递作用不大，但可以大大延长停留时间；因而本发明的优点在于，该装置结合了撞击流与循环流动的优势，氧气的曝气吸收过程基本在下部的内循环撞击流吸收装置中完成。在气—液混合时采用撞击流进行混合，可以大大提高混合时的传质速率；混合后一部分流体在挡板另一侧回流，可以延长气、液的停留时间，有利于吸收过程的完成，增加液体中的溶解氧含量；另一部分进入上部的流化床生物膜反应器，反应后一部分水排出反应器，一部分回流至撞击循环区，以确保出水水质；装置中的循环流动主要依靠设置挡板15及流体在不同区域的密度不同及进水口位置设置来实现，没有另加动力装置，故装置具有节能高效的优点。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。图2是撞击管的结构示意图。

具体实施方式

本发明的一个优选实施例结合附图说明如下：

参见图一，本循环撞击流生物膜流化床反应器包括了一个流化床生物膜反应器16，其特征在于所述流化床生物膜反应器16下面连接一个内循环撞击吸收器17构成一体化装置，所述内循环撞击吸收器17的外壳14是圆桶形的，下部设有排污口1，中间设置挡板15，所述折板式挡板15右下方对称设置两个撞击管3，撞击管3与进气管2连接，折板式挡板15的左侧设有进水管4和回流管5；所述流化床生物膜反应器16的外壳是由下面圆桶形壳体11和上面的扩大管10所构成，所述圆筒形壳体11内腔的下部下部有气、液分布板13，圆筒形壳体11右下侧设有载体排出口12，所述扩大管10左方连接出口管6所连接的管段并通过一个阀连接回流管5，上方设有排气口8，右上方设有载体进口9。

参见图二，所述的撞击管3的结构：撞击管3的一侧是直径相同、圆心均匀分布在一条直线上的多个圆孔，另一侧与进气管2相连，在反应器内两个撞击管3对置，多孔端正相对。

上述的挡板15是由一块斜板和竖板连接构成。

其工作原理如下：

在内循环撞击吸收器17中，挡板15将该部分容器分隔成不同的区域，空气从两边的进气管2进入对置的撞击管3，空气从撞击管3出来后在液体中进行鼓泡撞击以促进氧气的吸收；从撞击区出来的液体由于含有大量气体，表观密度较小，在挡板的阻隔下，只能从挡板15右边向上流；流过挡板15后，由于气体的密度非常小，大部分的气体和一部分液体的混合流体向上通过气、液分布板13进入流化床生物膜反应器，剩下的气体和液体混合物在挡板15左边与从回流管5回流的水、从进水管4进入的污水一起向下流动，到器底后折流向上，从而在挡板的两侧形成内循环流，延长了物料在反应器内停留时间；在挡板的左侧流体的流动方向是向下的，有利于从进水管4进来的污水中所含的固体颗粒物的沉降，沉降后的污泥从排污口1排出。

在流化床生物膜反应器16部分，气、液混合流体从气、液分布板13向上进入流化床，在流化床内，微生物附着在载体的表面上，从下向上流动的气、液混合流体将负载微生物的载体流化，液体中的有机物、溶解氧通过吸附、扩散作用进入流化态的载体表面的生物膜，发生生物氧化反应，从而起到污水的净化作用；混合流体通过流化床后，进入扩大管段10，流速降低，气、液分离后，液体从左侧出水管段流出，一部分经出水口6流出反应器，一部分经回流管5回流至内循环撞击吸收器；气体从排气口8排出，挡板7可防止气体排出时挟带液沫；载体从载体入口9进入流化床，从载体排出口12排出系统。

Claims (3)

1.一种内循环撞击流生物膜流化床反应器，包括了一个流化床生物膜反应器(16)，其特征在于所述流化床生物膜反应器(16)下面连接一个内循环撞击吸收器(17)构成一体化装置，所述内循环撞击吸收器(17)的外壳(14)是圆桶形的，下部设有排污口(1)，中间设置挡板(15)，所述折板式挡板(15)右下方对称设置两个撞击管(3)，撞击管(3)与进气管(2)连接，板式挡板(15)的左侧设有进水管(4)和回流管(5)；所述流化床生物膜反应器(16)的外壳是由下面圆桶形壳体(11)和上面的扩大管(10)所构成，所述圆筒形壳体(11)内腔的下部下部有气、液分布板(13)，圆筒形壳体(11)右下侧设有载体排出口(12)，所述扩大管(10)左方连接出口管(6)所连接的管段并通过一个阀连接回流管(5)，上方设有排气口(8)，右上方设有载体进口(9)。

2.根据权利要求1所述的内循环撞击流生物膜流化床反应器，其特征还在于，所述的撞击管(3)的结构：撞击管(3)的一侧是直径相同、圆心均匀分布在一条直线上的多个圆孔，另一侧与进气管(2)相连，在反应器内两个撞击管(3)对置，多孔端正相对。

3.根据权利要求1所述的内循环撞击流生物膜流化床反应器。其特征在于所述挡板(15)是由一块斜板和竖板连接所环成。

Images