CN107055750A - 一种固定微生物反应器及其回用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定微生物反应器及其回用方法，该反应器包括：保护壳体，其内设有固定微生物层，固定微生物层内设有浮力调节层，浮力调节层内设有磁力层。该固定微生物反应器彻底解决固定微生物填料或载体流失、堆积、堵塞问题；减少物理损伤，延长固定微生物填料或载体使用寿命；适用污水厂多种不同工艺，无需对原有污水处理基建设施做改动；成本低、管理方便；可应用范围广，既可以针对悬浮填料、包埋微生物载体及酶制剂，也可以用于颗粒污泥或粉状菌种；既可以用于城镇污水处理厂，也可以用于不同环境的河流黑臭水体的菌种管理。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理的微生物填料领域，尤其涉及一种固定微生物反应器及其回用方法。
背景技术
微生物法处理污水是一项常用成熟技术，其衍生出活性污泥法、悬浮填料工艺、包埋微生物载体等多种工艺技术分支。包埋载体技术，是将需要的专项微生物包裹在特定的生物材料中，保持内部高效富集专项菌种的一项新技术，其隔绝了外部不利因素干扰，使菌种在微环境中发挥最佳污水处理效果。相对传统技术，具有单位体积专项污染物处理效果高、受环境影响小、污泥排放少等优点，可以用于城市污水提标改在以及工业废水、河流黑臭水体生态修复等领域。
目前市场上的包埋固定载体产品，采用亲水高分子与微生物复合，加工成几毫米到几时毫米尺寸的球形或立方体颗粒状。在工程应用过程中需要设计孔径很小的穿孔板、编织网或超细格栅来实现运行过程中产品物料拦截，如专利申请号201420664794.7及申请号201521063534.5。由于污水厂污水中残留大量毛发、残渣等颗粒物，采用超细拦网拦截方式很容易造成填料或载体混同其他固体杂质物在出水端的堆积、堵塞；而增加超细格栅设备捞渣的方式去只能去除部分杂质，既增加了设备和运行成本，也不能彻底解决填料或载体在拦网位置堆积、堵塞的问题。
目前，专利公开201420664794.7公开的《悬浮填料出水拦截装置》方案中，提到一种悬浮填料出水拦截装置，包括多个通孔的本体，所述本体上端设有向进水一侧倾斜的倾斜板，可阻止填料翻越本体。但该方案存在：适用范围窄，易造成悬浮填料在本体位置的堆积，无回用管理手段等问题。
另一件专利公开201521099948.3公开的方案中，提到一种包埋载体拦截装置，将普通填料拦网的孔径变小，并做成圆弧形状，拦网附近还增加了曝气管。但该方案存在：无法彻底解决包埋载体及污水中的颗粒杂质在拦网部位堆积的问题，运行受水流方向等因素影响多；无回收管理手段，载体容易结团形成缺氧环境等问题。
又一件专利公开201521063534.5的方案中，提到一种旋转格栅式包埋载体拦截装置。包含旋转运动的超细格栅及水洗设备。但该方案存在的问题是：包埋载体及水中毛发等细小杂质在终端格栅处的积累问题，缺少包埋载体回用、管理手段。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种固定微生物反应器及其回用方法，。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施例一种固定微生物反应器，包括：
保护壳体，其内设有固定微生物层，所述固定微生物层内设有浮力调节层，所述浮力调节层内设有磁力层。
本发明实施例还提供一种固定微生物反应器的回用方法，用于回收本发明所述的固定微生物反应器，包括：
采用能转换电磁极性的电磁吸盘，利用该电磁吸盘的电磁力吸附使用中的固定微生物反应器；
将吸附后的固定微生物反应器通过输送设备进行输送。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的固定微生物反应器，通过设置浮力调节层，方便调节固定微生物反应器使用中的悬浮状态，通过设置磁力层，不仅可使相邻的固定微生物反应器通过磁力保持距离，而且可以利用磁力方便对这种固定微生物反应器的回收再利用。本发明的固定微生物反应器彻底解决固定微生物填料或载体流失、堆积、堵塞问题；减少物理损伤，延长固定微生物填料或载体使用寿命；适用污水厂多种不同工艺，无需对原有污水处理基建设施做改动；成本低、管理方便；可应用范围广，既可以针对悬浮填料、包埋微生物载体及酶制剂，也可以用于颗粒污泥或粉状菌种；既可以用于城镇污水处理厂，也可以用于不同环境的河流黑臭水体的菌种管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的固定微生物反应器结构示意图；
图2为本发明实施例提供的固定微生物反应器的回用方法结构示意图；
图中标号对应的部件名称为：1-保护壳体；2-固定微生物层；3-浮力调节层；4-磁力层；5-填料或载体；6-固定微生物反应器；7-出水拦网；8-电磁吸盘；9-输送装置；10-进水口。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种固定微生物反应器，可方便应用于不同环境的污水治理中，便于回收再利用，包括：
保护壳体，其内设有固定微生物层，所述固定微生物层内设有浮力调节层，所述浮力调节层内设有磁力层。
上述固定微生物反应器中，保护壳体上开有通孔，通孔平均直径为0.01-30mm；所述保护壳体的厚度为0.01-100mm。
上述固定微生物反应器中，保护壳体为球形、方形、多边形、不规则形状中的任一种，平均直径为20-200mm。
上述固定微生物反应器中，保护壳体采用无机材料或有机高分子材质制成。
上述固定微生物反应器中，固定微生物层为污泥颗粒、挂膜微生物层、包埋微生物层或酶中的任一种。
上述固定微生物反应器中，浮力调节层为充气式气囊或低密度材料填充层，该浮力调节层的体积填充比(该体积填充比为浮力调节层占保护壳体的体积百分比)为10～80％，综合密度范围为0.8～1.21g/cm3。
上述固定微生物反应器中，磁力层为填充式同性单极磁性物质。
本发明实施例还提供一种固定微生物反应器的回用方法，用于回收上述的固定微生物反应器，包括：
在所处理水流的出水端，采用能转换电磁极性的电磁吸盘，利用该电磁吸盘的电磁力吸附使用中的固定微生物反应器；
将吸附后的固定微生物反应器通过输送设备输送至进水端。
上述回用方法中，输送设备为输送带机械输送设备、空气或液体正负压管道、续批式输送设备中的任一种。
本发明的固定微生物反应器，是一种新型多用途包埋微生物反应器，可以解决生物填料或载体接触氧化法处理污水运行过程中，出现填料或载体流失、堆积、堵塞等技术难点。提高生物填料或载体的使用效率、延长使用寿命、降低运行、管理成本。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的固定微生物反应器由外到内分别为：保护壳体，固定微生物层、浮力调节层、磁力层。其中保护壳体可采用无机材料或有机高分子材质，可以是不锈钢、塑料、陶瓷等各种材料；厚度0.01-100mm；保护壳体可以是球形、方形、多边形及不规则形状，平均直径20-200mm；保护壳体上开有通透的孔洞，通孔平均直径0.01-30mm。保护壳体内是可以是污泥颗粒，也可以是挂膜微生物填料或是包埋微生物或酶载体。浮力调节层是可充气的气囊或低密度材料填充层，可调节反应器在污水中漂浮在表面及水下不同高度。磁力层填充同性单极磁性物质(S或N中选一种)，依靠同性单极磁性物质，可使多个固定微生物反应器维持分离状态。
应用时，固定微生物反应器随污水厂生化池内水流自由流动，当聚集到出水端的拦网附近，利用电磁吸盘吸附及输送装置将带有磁性的固定微生物反应器送回进水端。电磁吸盘通过电磁线圈产生与固定微生物反应器磁性相反的磁性，可以吸附、转移固定微生物反应器到回用输送装置上，送回水流的上游或维护更新。回用、回收装置可根据现场情况采用输送带、管道、或吊网等。
本发明的固定微生物反应器利用内部的固定微生物对污水污染物进行生物氧化作用，保护壳体可以延长填料或载体使用寿命，浮力调节层可以调节反应器悬浮高度，磁力层保持反应器不堆积以及回用时的磁力回收。固定微生物反应器随污水水流及底部曝气运动，当随水流聚集到出水端的拦网附近，利用电磁吸盘吸附及输送装置将带固定微生物反应器送回进水端或上游。该固定微生物反应器与回用系统配合，使得填料回用的操作简便、造价低，可解决目前各种形式固定微生物产品的运行、管理问题。
实施例一：
本实施例提供一种固定微生物反应器，该固定微生物反应器通过以下方法制得：
将厚度0.1mm不锈钢钢板加工表面直径3mm圆孔冲孔，孔径面积为钢板总面积的60％。然后冲压成直径80mm的两个半球体，球体内部添加总体积50％的包埋硝化细菌微生物载体以及占球体体积15％的充气橡胶气囊，气囊内部有铝铁合金的单N极磁铁。两个不锈钢半球焊接成一体，比重1.15。
将上述多个不锈钢球形微生物反应器放入城市污水处理厂好养生物池的进水端，在好养生物池的出水拦网处安装电磁吸盘，将被水流冲到拦网附近的不锈钢球形微生物反应器吸附转移到回流输送带上，送回好养生物池的进水端。
实施例二：
本实施例提供一种固定微生物反应器，该固定微生物反应器通过以下方法制得：
将厚度0.1mm不锈钢钢板加工表面直径3mm圆孔冲孔，孔径面积为钢板总面积的60％。然后冲压成直径80mm的两个半球体，球体内部添加总体积30％的反硝化细菌和枯草杆菌的陶瓷颗粒以及占球体体积35％的充气橡胶气囊，气囊内部有铝铁合金的单N极磁铁。两个不锈钢半球焊接成一体，综合比重1.10。
将上述多个不锈钢球形微生物反应器放入河道黑臭水体中上游段，在河道下游安装孔径60mm的拦网，在出水拦网前面，安装电磁吸盘，将被水流冲到拦网附近的不锈钢球形微生物反应器吸附转移到岸边的回流输送带上，送回河道黑臭水体中上游段。
实施例三：
本实施例提供一种固定微生物反应器，该固定微生物反应器通过以下方法制得：
采用HDPE注塑加工两个直径80mm的多孔半球，球壁厚度5mm，孔经大小3mm，孔径面积为外总面积的60％。球体内部添加总体积50％的包埋硝化细菌微生物载体以及占球体体积10％的充气橡胶气囊，气囊内部有铝铁合金的单N极磁铁。两个HDPE半球热焊接成一体，综合比重1.10
将上述多个塑料HDPE球形微生物反应器放入城市污水处理厂的好养生物池的进水端，在好养生物池的出水拦网处，安装电磁吸盘，将被水流冲到拦网附近的不锈钢球形微生物反应器吸附转移到回流输送带上，送回好养生物池的进水端。
实施例四：
本实施例提供一种固定微生物反应器，该固定微生物反应器通过以下方法制得：
采用HDPE注塑加工两个直径80mm的多孔半球，球壁厚度5mm，孔经大小3mm，孔径面积为外总面积的60％。球体内部添加总体积50％的包埋硝化细菌微生物载体以及占球体体积10％的充气橡胶气囊，气囊内部有铝铁合金的单N极磁铁。两个HDPE半球热焊接成一体，综合比重1.10
将上述多个塑料HDPE球形微生物反应器放入河道黑臭水体上游段，在河道下游安装孔径60mm的拦网，在出水拦网前面，安装电磁吸盘，将被水流冲到拦网附近的塑料HDPE球形微生物反应器吸附转移到岸边的回流输送带上，送回河道黑臭水体上游段。
实施例五：
本实施例提供一种固定微生物反应器，该固定微生物反应器通过以下方法制得：
将厚度0.1mm不锈钢钢板加工表面直径3mm圆孔冲孔，孔径面积为钢板总面积的60％。然后冲压成直径80mm的两个半球体，球体内部添加总体积70％的反硝化细菌和枯草杆菌的陶瓷颗粒以及占球体体积25％的充气橡胶气囊，气囊内部有铝铁合金的单N极磁铁。两个不锈钢半球焊接成一体，综合比重1.10。
将上述多个不锈钢球形微生物反应器放入河道黑臭水体中带有曝气泵的笼子里，笼子孔径60mm，在下游位置，安装电磁吸盘板。需要工作时，电磁吸盘板的电磁转换成N极，当需要回收锈钢球形微生物反应器时，将电磁吸盘板的电磁转换成S极。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种固定微生物反应器，其特征在于，包括：
保护壳体，其内设有固定微生物层，所述固定微生物层内设有浮力调节层，所述浮力调节层内设有磁力层。
2.根据权利要求1所述的一种固定微生物反应器，其特征在于，所述保护壳体上开有通孔，通孔平均直径为0.01-30mm；所述保护壳体的厚度为0.01-100mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种固定微生物反应器，其特征在于，所述保护壳体为球形、方形、多边形、不规则形状中的任一种，平均直径为20-200mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种固定微生物反应器，其特征在于，所述保护壳体采用无机材料或有机高分子材质制成。
5.根据权利要求1或2所述的一种固定微生物反应器，其特征在于，所述固定微生物层为污泥颗粒、挂膜微生物层、包埋微生物层或酶中的任一种。
6.根据权利要求1或2所述的一种固定微生物反应器，其特征在于，所述浮力调节层为充气式气囊或低密度材料填充层，该浮力调节层的占保护壳体体积百分比为10～80％，综合密度范围为0.8～1.21g/cm3。
7.根据权利要求1或2所述的一种固定微生物反应器，其特征在于，所述磁力层为填充式同性单极磁性物质。
8.一种固定微生物反应器的回用方法，其特征在于，用于回收权利要求1至7任一项所述的固定微生物反应器，包括：
在所处理水流的出水端，采用能转换电磁极性的电磁吸盘，利用该电磁吸盘的电磁力吸附使用中的固定微生物反应器；
将吸附后的固定微生物反应器通过输送设备输送至进水端。
9.根据权利要求1所述的一种固定微生物反应器的回用方法，其特征在于，所述输送设备为输送带机械输送设备、空气或液体正负压管道、续批式输送设备中的任一种。
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