CN103332781A - 一种水产养殖用移动床生物膜反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水产养殖用移动床生物膜反应器,包括反应池、亲水性的悬浮填料、气泵、进气管、曝气管、进水管以及排水管,该悬浮填料的比表面积大于600m2/m3,该悬浮填料的填充率为反应池有效容积的27~30%;该气泵与进气管相连,该曝气管均衡布设在反应池底部并与进气管相连通,该曝气管上形成有大量曝气微孔以使反应池内水体的溶解氧在2~3mg/L;该进水管均衡布设在反应池上部并与养殖污水管相连通,该进水管上形成有大量穿孔以使养殖污水可从穿孔中流出并实现均匀布水;该排水管设置在反应池底部将处理后的处理水汇集后排出。本发明具有占地面积小、不发生填料堵塞以及显著提高养殖污水的处理效率的功效。

Description

一种水产养殖用移动床生物膜反应器
技术领域
本发明涉及水产养殖污水的水处理领域,更具体的说涉及一种水产养殖用移动床生物膜反应器。
背景技术
当前国内外研发应用的处理水产养殖污水的生物接触氧化工艺虽然多种多样,但其普遍的设计工艺为:养殖污水经初次沉淀后进入二级或多级的生物接触氧化池,处理后再进入二次沉淀池进行泥水分离,从填料上脱落的生物膜在二次沉淀池里形成污泥排出系统,澄清水则作为处理水排放。
生物接触氧化池主要由池体、填料、支架及曝气装置、进出水装置及排泥管道等部件所组成,其中填料属于固定式填料,其标准充填率约为池容积的75%左右。虽然应用此类技术工艺,可有效地去除有机污染物、氨氮、亚硝酸盐氮等,然而其占地面积较大;如设计或运行不当,填料可能堵塞;布水、曝气不易均匀,可能在局部部位出现死角;水处理效率有待进一步提高等问题。
有鉴于此,本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究,遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其可显著地减少占地面积,提高养殖污水的处理效率,高效去除有机污染物、氨氮和亚硝酸盐氮等对养殖鱼虾有害物质。
为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其中,包括反应池、亲水性的悬浮填料、气泵、进气管、曝气管、进水管以及排水管,该悬浮填料的比表面积大于600 m2/ m3,该悬浮填料的填充率为反应池有效容积的27~30%;该气泵与进气管相连,该曝气管均衡布设在反应池底部并与进气管相连通,该曝气管上形成有大量曝气微孔以使反应池内水体的溶解氧在2~3mg/L;该进水管均衡布设在反应池上部并与养殖污水管相连通,该进水管上形成有大量穿孔以使养殖污水可从穿孔中流出并实现均匀布水;该排水管设置在反应池底部将处理后的处理水汇集后排出。
进一步,该悬浮填料呈环形,并采用聚乙烯材质。
进一步,该悬浮填料的比重为0.94g/cm3
进一步,该反应池由钢筋混凝土浇灌砌制而成。
进一步,该反应器还包括设置在反应池底部位置的聚乙烯防护网,该聚乙烯防护网位于曝气管和排水管的上方以阻挡悬浮填料在漂移流动时对排水管及曝气管的撞击,该聚乙烯防护网的网目规格小于悬浮填料的规格。
进一步,该反应器还包括溢流井、锯齿形溢流堰、溢流槽以及出水管,该溢流井与排水管的出口相连,该锯齿形溢流堰位于溢流井的顶部,该溢流槽承接从锯齿形溢流堰流出的处理水,该溢流槽与出水管相连通。
进一步,该反应器还包括污泥斗和排泥管,该污泥斗设置在溢流井的底部,该排泥管与污泥斗相连,该排泥管上设置有阀门。
采用上述结构后,本发明涉及的一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其通过在反应池内填充一定体积且具有大比表面积的悬浮填料,在养殖污水注入后,微生物很容易附着聚集在悬浮填料表面而形成大量的生物膜,使反应池内具有很高的生物膜量。
本发明至少具有如下有益效果:
一、在反应池内,养殖污水以一定流速从上向下流动,空气则以一定曝气速度从下向上流动,产生上向流,表面布满生物膜的悬浮填料由于比重与水接近,使其在水中的漂移流动性能优异,而始终可处于良好漂移流动状态,有效地防止堵塞现象;
二、在反应池内,气、液、固三相间产生了强烈的混合与搅拌作用,从而大大强化了污水与生物膜的相互接触,溶解氧充沛,强化了传质作用,加速有机物从污水中向微生物细胞的传递过程,有助于微生物高效降解有机污染物,吸收污水中的氮和磷,促进微生物种群指数生长,减少污泥产生量;促进硝化反应高效进行,降解氨氮与亚硝酸盐氮,及促进聚磷菌过量吸磷处理等,同时,在悬浮填料的内面也会发生反硝化反应,起到部份的脱氮作用;
三、由于悬浮填料之间频繁产生强烈的摩擦作用,使其外层老化的生物膜脱落,从而起到了脱膜作用,有利于始终维持生物膜的较高活性,也起到了反冲洗的作用,因此本反应器可免采取反冲洗措施;由于反应器启动运转后,反应池内始终可保持很高的微生物生物量,本反应器无需采取污泥回流措施;
四、本发明进一步通过反应池、溢流井与污泥斗的整合设计,使反应器涵盖了二次沉淀池的功能,减少了占地和投资及运行耗能成本。
附图说明
图1为本发明涉及的一种水产养殖用移动床生物膜反应器的结构示意图。
图中:
反应器          100         反应池          1
悬浮填料        2           进气管          3
曝气管          4           进水管          5
排水管          6           溢流井          71
溢流堰          72          溢流槽          73
出水管          74          污泥斗          75
排泥管          76          聚乙烯防护网    8。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案,下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1所示,本发明涉及的一种水产养殖用移动床生物膜反应器100,包括反应池1、亲水性的悬浮填料2、气泵、进气管3、曝气管4、进水管5以及排水管6。
该悬浮填料2的比表面积大于600 m2/ m3,该悬浮填料2的填充率为反应池1有效容积的27~30%;进一步,该悬浮填料2呈环形,并采用聚乙烯材质,该悬浮填料2的比重为0.94g/cm3。如此使微生物很容易附着聚集悬浮填料2表面形成大量的生物膜(生物膜挂膜成熟技术可以采用行业内常规技术手段,在此不详细说明),使反应池1内具有很高的生物膜量;同时,使其在反应池1所设定的水气流条件下的漂移流动性能优异,而始终可处于良好漂移流动状态,有效地防止堵塞现象。
该气泵与进气管3相连,该曝气管4均衡布设在反应池1底部并与进气管3相连通,该曝气管4上形成有大量曝气微孔以使反应池1内水体的溶解氧在2~3mg/L,如此会使得空气以一定曝气速度从下往上流动。
该进水管5均衡布设在反应池1上部并与养殖污水管相连通,该进水管5上形成有大量穿孔以使养殖污水可从穿孔中流出并实现均匀布水;即使得养殖污水以一定流速从上向下流动,这样容易使得反应池1内气、液、固三相间产生强烈的混合与搅拌作用,使悬浮填料2处于良好漂移流动状态,使反应池1内无死角,强化污水与生物膜的相互接触互动,强化了传质作用,加速有机物等从污水中向微生物细胞的传递过程,促进微生物高效降解有机污染物、氨氮、亚硝酸盐氮等有害物质;使得本反应器100污泥产生量少,老化脱落的生物膜量较少,因此排泥管76每月的排污次数仅约为1次,污水利用率较高。由于效率高,故本反应池1内污水处理的水力停留时间HRT仅需约2h。
同时,水流气流的剪切作用及悬浮填料2之间可产生的挤碰摩擦作用,使悬浮填料2外层老化的生物膜容易脱落,从而起到了脱膜作用,有利于始终维持生物膜的较高活性。
该排水管6设置在反应池1底部将处理后的处理水汇集后排出。更具体地,该反应器100还包括溢流井71、锯齿形溢流堰72、溢流槽73以及出水管74,该溢流井71与排水管6的出口相连,该锯齿形溢流堰72位于溢流井71的顶部,该溢流槽73承接从锯齿形溢流堰72流出的处理水,该溢流槽73与出水管74相连通。另外,该反应器100还包括污泥斗75和排泥管76,该污泥斗设置在溢流井71的底部,该排泥管76与污泥斗75相连,该排泥管76上设置有阀门。如此,当处理水流经溢流井71时,该污泥斗75可以沉淀其中带入的老化脱落生物膜等污泥,通过定期开启该阀门可以利用静水压力重力流排除污泥,即使得反应器100涵盖了二次沉淀池的功能,减少了占地面积、投资及运行耗能成本。
在本实施例中,该反应池1由钢筋混凝土浇灌砌制而成,该进水管5可以从反应池1的上部穿墙进入。进一步,该反应器100还包括设置在反应池1底部位置的聚乙烯防护网8,该聚乙烯防护网8位于曝气管4和排水管6的上方以阻挡悬浮填料2在漂移流动时对排水管6及曝气管4的撞击,该聚乙烯防护网8的网目规格小于悬浮填料2的规格。
综上所述,本发明与当前国内外普遍应用的处理水产养殖污水的生物接触氧化工艺相比,可显著地减少占地面积(约80%以上)、不发生填料堵塞问题、显著提高养殖污水的处理效率,高效去除有机污染物、氨氮、亚硝酸盐氮等对养殖鱼虾有害物质,处理水质可达三级处理的深度处理要求,可达到国家养殖用水相关标准,并实现投资成本与运行能耗降低。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (7)

1.一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其特征在于,包括反应池、亲水性的悬浮填料、气泵、进气管、曝气管、进水管以及排水管,该悬浮填料的比表面积大于600 m2/ m3,该悬浮填料的填充率为反应池有效容积的27~30%;该气泵与进气管相连,该曝气管均衡布设在反应池底部并与进气管相连通,该曝气管上形成有大量曝气微孔以使反应池内水体的溶解氧在2~3mg/L;该进水管均衡布设在反应池上部并与养殖污水管相连通,该进水管上形成有大量穿孔以使养殖污水可从穿孔中流出并实现均匀布水;该排水管设置在反应池底部将处理后的处理水汇集后排出。
2.如权利要求1所述的一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其特征在于,该悬浮填料呈环形,并采用聚乙烯材质。
3.如权利要求1所述的一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其特征在于,该悬浮填料的比重为0.94g/cm3
4.如权利要求1所述的一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其特征在于,该反应池由钢筋混凝土浇灌砌制而成。
5.如权利要求1所述的一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其特征在于,该反应器还包括设置在反应池底部位置的聚乙烯防护网,该聚乙烯防护网位于曝气管和排水管的上方以阻挡悬浮填料在漂移流动时对排水管及曝气管的撞击,该聚乙烯防护网的网目规格小于悬浮填料的规格。
6.如权利要求1所述的一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其特征在于,该反应器还包括溢流井、锯齿形溢流堰、溢流槽以及出水管,该溢流井与排水管的出口相连,该锯齿形溢流堰位于溢流井的顶部,该溢流槽承接从锯齿形溢流堰流出的处理水,该溢流槽与出水管相连通。
7.如权利要求6所述的一种水产养殖用移动床生物膜反应器,其特征在于,该反应器还包括污泥斗和排泥管,该污泥斗设置在溢流井的底部,该排泥管与污泥斗相连,该排泥管上设置有阀门。
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