CN105536512A - 一种气升式两相分配膜生物反应器 - Google Patents

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Abstract

一种气升式两相分配膜生物反应器，属于工业有机废气净化技术领域。包括壳体、进气口、排气筒，其特征是，进气口位于壳体上端中心位置，排气筒置于壳体上端；壳体内从上至下依次设有尾气区、微生物反应区、水相区，排气筒与尾气区相通，生物反应区、尾气区之间设有生物膜；壳体内还设有气体管道，气体管道置于壳体中心轴处，其依次穿过尾气区、生物膜、生物反应区，且气体管道上端与进气口相连通，下端置于水相区的底部位置。本发明结合了两相分配生物技术与膜生物技术的特点,紧凑简单,结构新颖，创新性高，具有破坏彻底、无二次污染、流程相对简单等优点，是一种理想的有机废气净化手段。

Description

一种气升式两相分配膜生物反应器
技术领域
本发明涉及一种气升式两相分配膜生物反应器，属于一种新型的工业有机废气净化技术领域。
技术背景
目前，有机废气的治理越来越受到人们的重视，成为了大气污染治理中的重点之一，有机废气净化处理的方法多种多样，但都存在着一定程度的不足：吸附法中不同氧化剂改性的吸附剂对有机废气的吸附量不同，而且吸附剂价格较贵；直接燃烧法和催化燃烧法投资与运行费用较高，而且不适用于较常见的低浓度高流量的有机废气的处理；吸收法难以处理化学性质稳定且难溶于水的有机废气；生物法处理有机废气只适于组成相对较简单的有机废气，对组成复杂的工业有机废气处理起来比较困难；光氧催化处理技术对光照条件要求非常高，技术的推广存在着很大的限制。
基于传统处理方法的不足，新废气的处理技术开始引起了人们的广泛重视，逐渐成为研究的新方向。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种气升式两相分配膜生物反应器，结合了两相分配生物技术与膜生物技术，解决了常见有机废气净化装置存在净化效率低、适用范围小以及尾气排放达不到较高标准要求等问题。
本发明的技术方案如下：一种气升式两相分配膜生物反应器，包括壳体、进气口、排气筒，其特征是，所述进气口位于壳体上端中心位置，所述排气筒置于壳体上端，且位于进气口一侧；所述壳体内从上至下依次设有尾气区、微生物反应区、水相区，所述排气筒与尾气区相通，所述生物反应区、尾气区之间设有生物膜；所述壳体内还设有气体管道，气体管道置于壳体中心轴处，其依次穿过尾气区、生物膜、生物反应区，且气体管道上端与进气口相连通，下端置于水相区的底部位置。
所述气体管道下端连接有用于均匀喷射气体的喷气管。
所述生物膜的下表面与生物反应区的微生物直接接触，过滤掉反应所生成的无害气体成分。
所述水相区设有非水相介质，非水相介质置于水相区的气体管道外侧壁。
本发明中，气体管道位于整个装置的中心线（中心轴位置）上，一直通到混合液（水相区）的最底部位置；喷气管安装在气体管道的最末端（下端），延长气体与水相的接触时间；生物膜位于生物反应区及尾气区之间，下表面与微生物直接接触，过滤掉反应所生成的气体成分。
喷气管直接与气体管道相连，并位于混合液的最底部，用于将气体均匀的喷射出去，增大与水相的接触面积，有利于气相向水相的转移。微生物反应区是整个装置的核心部分，位于混合液（水相区）与生物膜之间，通过微生物的代谢，净化掉溶于水相中的有害物质，生成无害气体后通过生物膜后排出。
本发明结合了气升式结构、两相分配生物技术和膜生物技术，利用非水相介质及喷气管加快了气相物质向水相的转移速度，直至输送到微生物反应区，再通过微生物的代谢将其转化成无害气体后排出。
有机废气经气体管道输送至喷气管处，由喷气管均匀喷入水相区中形成混合液，其中气相中的有害物质在非水相介质的作用下加快转移至水相中，直至微生物反应区中再由微生物利用有害物质进行代谢处理，生成无害气体后经生物膜过滤排出。
本发明的有益之处：
1.本发明采用气升式结构进气口，利用有机废气进气时的鼓泡来带动有机相和水相的混合，从而节省搅拌装置的能耗；
2.本发明结合两相分配生物技术与膜生物技术，通过添加非水相介质加快气相的转移过程，解决膜生物技术流量低、阻力大、对水溶性差等缺点。
本发明结合了两相分配生物技术与膜生物技术的特点,解决了常见同类装置存在的不足之处，可适用的有机废气浓度范围较常规催化燃烧技术更为广泛。同时，系统构成也更紧凑简单,结构新颖，创新性高，具有破坏彻底、无二次污染、流程相对简单等优点，是一种理想的有机废气净化手段。本发明未来经济效益好，市场巨大，有广阔的产业化前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1进气口、2气体管道、3非水相介质、4混合液（水相区）、5喷气管、6生物膜、7微生物反应区、8尾气区、9排气筒。
具体实施方式
为了能更加清楚的表述本发明专利，结合气升式两相分配膜生物反应器的附图1对本发明作进一步的说明。
一种气升式两相分配膜生物反应器，主要由进气口1、气体管道2、非水相介质3、混合液（水相区）4、喷气管5、生物膜6、微生物反应区7、尾气区8以及排气筒9等组成。
进气口1位于壳体上端中心位置，排气筒9置于壳体上端（位于进气口一侧）。壳体内从上至下依次设有尾气区8、微生物反应区7、水相区4，排气筒（9）与尾气区8相通。
气体管道2位于整个装置的中心线（中心轴位置）上，一直通到混合液4的最底部位置（即气体管道依次穿过尾气区8、生物膜6、生物反应区7，且上端与进气口相连通，下端置于水相区4的底部位置）。
喷气管5安装在气体管道2的最末端（下端），延长气体与水相的接触时间。水相区4设有非水相介质3，非水相介质置于水相区的气体管道2外侧壁。
生物膜6位于生物反应区7及尾气区8之间，下表面与微生物直接接触，过滤掉反应所生成的气体成分。喷气管5直接与气体管道相连，并位于混合液4的最底部，用于将气体均匀的喷射出去，增大与水相的接触面积，有利于气相向水相的转移。
微生物反应区7是整个装置的核心部分，位于混合液4与生物膜6之间，通过微生物的代谢，净化掉溶于水相中的有害物质，生成无害气体后通过生物膜6后排出。
有机废气经气体管道2输送至喷气管5处，由喷气管5均匀喷入水相中形成混合液4，其中气相中的有害物质在非水相介质3的作用下加快转移至水相中，直至微生物反应区7中再由微生物利用有害物质进行代谢处理，生成无害气体后经生物膜6过滤排出（经过尾气区，由排气筒排出）。
本发明结构新颖，创新性高，具有破坏彻底、无二次污染、流程相对简单等优点，是一种理想的有机废气净化手段。

Claims (4)

1.一种气升式两相分配膜生物反应器，包括壳体、进气口（1）、排气筒（9），其特征是，所述进气口（1）位于壳体上端中心位置，所述排气筒（9）置于壳体上端，且位于进气口一侧；所述壳体内从上至下依次设有尾气区（8）、微生物反应区（7）、水相区（4），所述排气筒（9）与尾气区（8）相通，所述生物反应区（7）、尾气区（8）之间设有生物膜（6）；所述壳体内还设有气体管道（2），气体管道置于壳体中心轴处，其依次穿过尾气区（8）、生物膜（6）、生物反应区（7），且气体管道上端与进气口相连通，下端置于水相区（4）的底部位置。
2.根据权利要求1所述的一种气升式两相分配膜生物反应器，其特征是，所述气体管道（2）下端连接有用于均匀喷射气体的喷气管（5）。
3.根据权利要求1所述的一种气升式两相分配膜生物反应器，其特征是，所述生物膜（6）的下表面与生物反应区（7）的微生物直接接触，过滤掉反应所生成的无害气体成分。
4.根据权利要求1所述的一种气升式两相分配膜生物反应器，其特征是，所述水相区（4）设有非水相介质（3），非水相介质置于水相区的气体管道（2）外侧壁。
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