CN108031276B - 双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器 - Google Patents

双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器 Download PDF

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Abstract

一种双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征是它包括：超声还原系统（1）、生物膜反应器（2）和恒温系统（3），生特膜反应器（2）包括二层托盘（205），二层托盘（2）安装有壳体（202）中并与支撑杆（208）相连，支撑杆（208）的上端伸出壳体（201）外，二层托盘（2）将壳体（202）分割为上部的尾气区（210）和下部的气相区（203），尾气区（210）连接有出气口（209），气相区（203）连接有进气口（201），在二层托盘（205）上均开有供气体进入的沟槽，非水相区（211）、水相区（213）间隔插装在托盘（205）上，在下层非水相区（211）、水相区（213）的上部设有生物膜一（206），在上层非水相区（211）、水相区（213）的上部设有生物膜二（207）。本发明处理效率高，速度快，安全方便。

Description

双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器
技术领域
本发明涉及一种气体净化技术，尤其是一种工业浓缩危险有机废气净化技术，具体地说是一种双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器。
背景技术
大气污染是我国目前最突出的环境问题之一，有机废气污染具有量大、难降解的特点，如何有效合理地解决有机废气排放是当前我们面临的关键问题。现有技术中有不少废气处理的方法，但都存在着一些不足：热力燃烧法中的设备易与化学物质接触造成腐蚀，维修频繁；催化燃烧法中的催化剂含有易使人中毒的化学物质，危险系数大；吸附法可循环效率低，需要定期人工更新；生物法虽然结构简单，耗能也低，但不能将污染物利用；低温等离子体技术主要适用于多组分恶臭气体，且危险；光氧催化处理技术对光照条件要求非常高，不宜广泛推广。基于传统方法的不足，新型有机废气处理方法越来越得到研究者的关注。
发明内容
本发明的目的是针对现有的工业有机废气无害化处理难言大，成本高的问题，发明一种能高效处理有机废气并进行无害化处理的双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器。
本发明的技术方案是：
一种双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征是它包括：
一生物膜反应器2，该生特膜反应器2包括二层托盘205，二层托盘205安装有壳体202中并与支撑杆208相连，支撑杆208的上端伸出壳体202外，二层托盘205将壳体202分割为上部的尾气区210和下部的气相区203，尾气区210连接有出气口209，气相区203连接有进气口201，在二层托盘205上均开有供气体进入的沟槽，非水相区211、水相区（213）间隔插装在托盘205上并形成扇形壁，在扇形壁上布置有生物膜一206；在下层非水相区211、水相区213的上部设有生物膜二207，在上层非水相区211、水相区213的上部也设有生物膜二207；
一超声还原系统1，该超声还原系统1安装在壳体202的上部并与支撑杆208相连，超声还原系统产生的振动通过支撑杆传递到壳体中，以提高生物膜反应器的还原效率；
一恒温系统3，该恒温系统用于使壳体内保持恒温，以提高生物膜反应器的反应效率。
所述的超声还原系统1包括超声发生器101、换能器102和变幅杆103，所述变幅杆103下端连接支撑杆208。
所述的生物膜反应器2包括进气口201、壳体202、出气口209和尾气区210。所述进气口201和出气口209分别位于壳体202侧面底部和顶部；所述壳体202内部依次设有尾气区210、非水相区211、水相区213，出气口209与尾气区210相通；所述生物膜一206布置于扇形壁上，生物膜二207设置于上层托盘205上方；所述沟槽212位于非水相区211和水相区213之间，贯穿托盘205成“X”字型布置，沟槽212两侧分别设置有抑水壁204；所述支撑杆208与托盘205相连且位于气相区203中心处。
恒温系统3包括地源热泵机组301、太阳能集热器302、供热水箱303和埋管305，所述地源热泵机组301的一条支路连接太阳能集热器302、供热水箱303，另一条支路连接埋管305；所述供热水箱303安装有循环水泵304。
壳体202为中空壳体。
所述非水相区211和水相区213为抽屉式结构。
恒温系统3设有太阳能供热和地源供热两种独立供热系统。
恒温系统3与壳体202相连。
本发明的有益效果：
本发明生物膜反应器采用双层抽屉式气升反应结构，便于维护，可解决气相与水相、非水相接触面积小，反应效率低，能耗高的问题；
采用超声脱附方式，实现生物膜反应效率的自还原，具有还原时间短和效率高等优点；
采用两种可再生供热源，可实现阴晴天的供热需求，同时为提高生物膜反应效率维持恒定的温度环境。
本发明生物膜反应器采用双层抽屉式气升反应结构，便于维护，可解决气相与水相、非水相接触面积小，反应效率低，能耗高的问题；采用超声脱附方式，实现生物膜反应效率的自还原，具有还原时间短和效率高等优点；采用两种可再生供热源，可实现阴晴天的供热需求，同时为提高生物膜反应效率维持恒定的温度环境。
附图说明
图1是与发明的结构示意图。
图2为本发明的超声还原系统结构示意图。
图3为本发明的生物膜反应器结构示意图。
图4本发明的生物膜反应器内部A-A剖视图。
图5为本发明的传质原理图。
图6为本发明的恒温系统结构示意图。
图中：1超声还原系统、101超声发生器、102换能器、103变幅杆、2生物膜反应器、201进气口、202壳体、203气相区、204抑水壁、205托盘、206生物膜一、207生物膜二、208支撑杆、209出气口、210尾气区、211非水相区、212沟槽、213水相区、3恒温系统、301地源热泵机组、302太阳能集热器、303供热水箱、304循环水泵、305埋管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-6所示。
一种双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，包括超声还原系统1、生物膜反应器2和恒温系统3，如图1所示。所述超声还原系统1包括超声发生器101、换能器102和变幅杆103，如图2所示，所述变幅杆103下端连接支撑杆208；所述生物膜反应器2包括进气口201、壳体202、出气口209和尾气区210，如图3所示。所述进气口201和出气口209分别位于壳体202侧面底部和顶部；所述壳体202内部依次设有尾气区210、非水相区211、水相区213，出气口209与尾气区210相通；所述生物膜二207布置于托盘205的上方，生物膜二207设置于非水相区211和水相区213上方，生物膜二207下表面直接与非水相介质和水相介质直接接触，过滤掉未反应的有害气体，克服膜生物反应的选择性，进一步提高净化效率。所述沟槽212位于非水相区211和水相区213之间，贯穿托盘205成“X”字型布置，如图4所示，沟槽212两侧分别设置有抑水壁204；所述支撑杆208与托盘205相连且位于气相区203中心处；所述恒温系统3包括地源热泵机组301、太阳能集热器302、供热水箱303和埋管305，如图6所示，所述地源热泵机组301的一条支路连接太阳能集热器302、供热水箱303，另一条支路连接埋管305；所述供热水箱303安装有循环水泵304。所述非水相区211和水相区213之间设有抑水壁204、生物膜一206和沟槽212，非水相介质可以有效克服有机废气组分在气相、水相、微生物之间的传质障碍，实现有机废气的高效净化；气相区203、非水相区211和水相区213采用间隔布置的方式，可增大气相区203与水相区213非水相区211接触面积，提高净化效率；所述生物膜反应器2内设置双层反应区，可以进一步提高净化效果；所述有机废气先经过非水相区211与水相区213中的扇形壁上的生物膜一206净化作用，上升的气体再次与生物膜二207直接接触，再次过滤掉未反应的有害气体，重复上述过程，将无害气体排出，如图5所示；所述非水相区211和水相区213为抽屉式结构，便于维护；所述支撑杆208与双层托盘205固连，且上端连接有独立的超声还原系统1，可以提高生物膜反应还原效率；所述恒温系统3设有太阳能供热和地源供热两种独立供热系统；所述恒温系统3与壳体202相连，壳体202内设有循环水道，使生物膜反应器2工作在恒定的温度下，提高反应效率。托盘是完整的，中间与支撑杆相连。气相区的气体既可以从托盘上开有的沟槽进入水相区与非水相区之间，也可以直接穿过托盘进入水相区与非水区，这样可以很大程度上扩大反应接触面积。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征是它包括：
一生物膜反应器（2），该生物 膜反应器（2）包括二层托盘（205），二层托盘（205）安装有壳体（202）中并与支撑杆（208）相连，支撑杆（208）的上端伸出壳体（202）外，二层托盘（205）将壳体（202）分割为上部的尾气区（210）和下部的气相区（203），尾气区（210）连接有出气口（209），气相区（203）连接有进气口（201），在二层托盘（205）上均开有供气体进入的沟槽，非水相区（211）、水相区（213）间隔插装在托盘（205）上并形成扇形壁，在扇形壁上布置有生物膜一（206）；在下层非水相区（211）、水相区（213）的上部设有生物膜二（207），在上层非水相区（211）、水相区（213）的上部也设有生物膜二（207）；
一超声还原系统（1），该超声还原系统（1）安装在壳体（202）的上部并与支撑杆（208）相连，超声还原系统产生的振动通过支撑杆传递到壳体中，以提高生物膜反应器的还原效率；
一恒温系统（3），该恒温系统用于使壳体内保持恒温，以提高生物膜反应器的反应效率。
2.根据权利要求1所述的双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征是所述的超声还原系统（1）包括超声发生器（101）、换能器（102）和变幅杆（103），所述变幅杆（103）下端连接支撑杆（208）。
3.根据权利要求1所述的双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征是所述的生物膜反应器（2）包括进气口（201）、壳体（202）、出气口（209）和尾气区（210）；所述进气口（201）和出气口（209）分别位于壳体（202）侧面底部和顶部；所述壳体（202）内部依次设有尾气区（210）、非水相区（211）、水相区（213），出气口（209）与尾气区（210）相通；所述生物膜一（206）布置于扇形壁上，生物膜二（207）设置于上层托盘（205）上方；所述沟槽（212）位于非水相区（211）和水相区（213）之间，贯穿托盘（205）成“X”字型布置，沟槽（212）两侧分别设置有抑水壁（204）；所述支撑杆（208）与托盘（205）相连且位于气相区（203）中心处。
4.根据权利要求1所述的双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征是所述恒温系统（3）包括地源热泵机组（301）、太阳能集热器（302）、供热水箱（303）和埋管（305），所述地源热泵机组（301）的一条支路连接太阳能集热器（302）、供热水箱（303），另一条支路连接埋管（305）；所述供热水箱（303）安装有循环水泵（304）。
5.根据权利要求1所述的双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征在于：所述壳体（202）为中空壳体。
6.根据权利要求1所述的双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征在于所述非水相区（211）和水相区（213）为抽屉式结构。
7.根据权利要求1所述的双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征在于：所述恒温系统（3）设有太阳能供热和地源供热两种独立供热系统。
8.根据权利要求1所述的双层抽屉式节能恒温超声还原生物膜反应器，其特征在于：所述恒温系统（3）与壳体（202）相连。
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