CN109665685A - 一种电磁活性污泥反应器及使用方法 - Google Patents

一种电磁活性污泥反应器及使用方法 Download PDF

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Abstract

一种电磁生物反应器及使用方法，通过在传统活性污泥反应器外部放置N磁极和S磁极，在传统活性污泥反应器中产生稳态磁场，同时，在传统活性污泥反应器中放置绝缘导管簇，利用泵或曝气系统驱动泥水混合液在绝缘导管簇中做垂直于磁力线方向的切割磁力线的运动产生感应电势，进而在传统的污水生物处理反应器内产生感应电流，运用导线将产生的感应电流引至碳毡或其他材料的电极中，利用电流刺激微生物的代谢过程，最终实现利用磁场和电流对微生物的刺激作用提高污水生物处理反应器对污染物的去除效果。

Description

一种电磁活性污泥反应器及使用方法
技术领域
本发明属于环境工程和污水生物处理技术领域，具体涉及利用磁场和电磁感应原理构建的一种电磁活性污泥反应器及使用方法。
背景技术
生物处理技术是目前最常用的污水处理技术，广泛应用于污水中有机污染物、氨氮和磷等污染物的去除。近年来，为了提高污水生物处理工艺的处理效率和处理效果，出现了利用电场和磁场强化生物过程的污水生物处理技术。磁场会改变微生物的酶代谢系统、细胞结构、参与反应的自由基等，而电流也会改变微生物的细胞结构、电子传递方式等。已有大量研究表明，在强度适宜的磁场或电流刺激作用下，污水生物处理工艺的处理效果将会得到强化。基于此，本发明提出了一种可以同时利用磁场和电流激励的新型电磁活性污泥反应器。这种电磁反应器可以利用反应器外部的磁场，同时，利用泵或曝气系统驱动泥水混合液在反应器内放置的绝缘导管簇中定向流动切割磁力线产生感应电势，进而产生感应电流，利用导线将电流引至碳毡或其他导电材料的电极，通过与活性污泥中的微生物直接接触，利用磁场和电流激励作用使污水生物处理工艺的处理效果得到提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用磁场和电磁感应原理产生的感应电流强化污水生物处理过程的电磁生物反应器及使用方法，在污水处理过程中，同时利用磁场和感应电流对活性污泥反应器中微生物的刺激作用，提高传统活性污泥反应器对污染物的去除效率。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种电磁活性污泥反应器，包括设置在活性污泥反应器外部的N磁极与S磁极，设置在活性污泥反应器内部的绝缘导管簇，以及用于驱动活性污泥反应器内泥水混合液做定向流动的驱动系统；N磁极与S磁极能够使活性污泥反应器内产生磁场。
本发明进一步的改进在于，驱动系统为驱动泵或曝气机。
本发明进一步的改进在于，绝缘导管簇通过支架设置在活性污泥反应器内部。
本发明进一步的改进在于，支架与活性污泥反应器内壁之间留有空隙。
本发明进一步的改进在于，绝缘导管簇为上、下开口的玻璃导管、有机玻璃导管或橡胶导管阵列。
一种基于电磁活性污泥反应器处理污水的方法，通过N磁极和S磁极使活性污泥反应器内产生磁场，利用驱动系统驱动活性污泥反应器内的泥水混合液在绝缘导管簇内做垂直于磁场方向的流动，切割磁力线，利用导线将产生的感应电流引出至外接电极中，利用磁场和电流对微生物的双重激励作用，实现污水的处理。
与现有污水处理技术相比，本发明具有的有益效果：本发明是一种全新的电磁生物反应器。本发明通过在传统活性污泥反应器外部设置磁极，在传统活性污泥反应器内产生稳态磁场。同时，在传统活性污泥反应器中放置绝缘导管簇，利用泵或曝气装置使泥水混合液定向流过绝缘导管簇，在磁场中切割磁力线，产生感应电流，并运用导线将产生的感应电流引至碳毡或其他材料的电极中，利用电流刺激微生物的代谢过程，强化生物处理工艺对污染物的去除效率，最终实现利用磁场和电流对微生物的双重激励作用提高污水生物反应器的处理效率，提升工艺的处理效果。
进一步的，绝缘导管簇为玻璃导管、有机玻璃导管或橡胶导管阵列；将玻璃导管、有机玻璃导管或橡胶导管阵列放置在支架上，置于传统活性污泥反应器中；支架与反应器四周留有空隙，以实现反应器内泥水混合液的正常循环，避免死角的产生。
进一步的，利用驱动泵即水泵或曝气机使活性污泥反应器中的泥水混合液沿绝缘导管簇做自下而上流动，切割磁力线，产生感应电势。由于泥水混合液本身属于可导电流体，感应电势可在反应器内产生感应电流，运用导线将产生的感应电流引至碳毡或其他材料的电极中，微生物与电极直接接触，实现利用电流对微生物的刺激作用提高污水生物反应器的处理效率，提升工艺的处理效果。
附图说明
图1为泵驱动型电磁活性污泥反应器装置图。
图2为图1中沿A-A线的剖面图。
图3为图1中沿B-B线的剖面图。
图4为曝气系统驱动型电磁活性污泥反应器。
图5为图4中沿A-A线的剖面图。
图6为图4中沿B-B线的剖面图。
图中1为磁场磁力线方向；2为导线；3为碳毡；4为驱动泵；5为绝缘导管簇；6为活性污泥混合液流出口；7为曝气砂盘；8为北磁极；9为南磁极；10为曝气机。
具体实施方式
以下结合附图和具体步骤对本发明做进一步解释说明。
参见图1-图6，本发明提出的一种新型电磁活性污泥反应器，包括N磁极8、S磁极9、绝缘导管簇5和用于驱动活性污泥反应器内泥水混合液做定向流动的驱动系统；N磁极8和S磁极9设置在传统活性污泥反应器外部，N磁极8与S磁极9能够在传统活性污泥反应器内产生磁场，磁场方向如图1中磁场磁力线方向1所示，两磁极位置可互换；绝缘导管簇5通过支架设置在传统活性污泥反应器内部，并且支架与活性污泥反应器内壁之间留有空隙。其中，驱动系统为驱动泵4或曝气机10；绝缘导管簇5为上、下开口的玻璃导管、有机玻璃导管或橡胶导管阵列。
参见图1，在活性污泥反应器底部开设有入口，驱动系统设置在绝缘导管簇的入口处；绝缘导管簇的顶部开设有活性污泥混合液流出口6，导线2设置在活性污泥混合液流出口6处，用于将电磁感应产生的电流传导至绝缘导管簇外部设置的碳毡。
参见图4，在活性污泥反应器底部设置有曝气砂盘7，曝气机10设置在活性污泥反应器外部，曝气机10通过管道与曝气砂盘7相连，实现对活性污泥反应器内的泥水混合液的驱动。
传统活性污泥反应器内的泥水混合液在驱动泵4或曝气机10的驱动下沿绝缘导管簇5自下向上或自上向下流动，切割磁力线，产生感应电流。利用磁场和电流对微生物的刺激作用，提高传统活性污泥反应器的处理效果。
一种基于上述电磁活性污泥反应器的方法为：在传统活性污泥反应器外部增加北(N)磁极和南(S)磁极，在传统活性污泥反应器内部放置绝缘导管簇5，并利用驱动泵4或曝气机10驱动泥水混合液在绝缘导管簇内做垂直于磁场方向的流动，切割磁力线，利用导电导线2将基于电磁感应原理产生的感应电流引出至外接碳毡3或其他导电材料的电极中，利用磁场和电流对微生物的双重激励作用，实现对污水生物处理反应器内的污水的处理，本发明提高污水生物处理工艺对污染物的降解效率，是一种全新的污水生物反应器。
1、利用磁极在传统污水生物处理反应器内产生稳态磁场
在传统活性污泥反应器外部放置N磁极8、S磁极9，在传统活性污泥反应器中可以产生磁场，实现利用磁场对生物的刺激，提高污水生物处理工艺对污染物的去除效果。
2、在活性污泥反应器中放置绝缘导管簇
绝缘导管簇为玻璃导管、有机玻璃导管或橡胶导管阵列；将玻璃导管、有机玻璃导管或橡胶导管阵列放置在支架上，置于传统活性污泥反应器中。支架与反应器四周留有空隙，以实现反应器内泥水混合液的正常循环，避免死角的产生。
3、利用电磁感应原理产生感应电流
利用泵系统或曝气系统使活性污泥反应器中的泥水混合液沿绝缘导管簇5做自下而上流动，切割磁力线，产生感应电势。由于泥水混合液本身属于可导电流体，感应电势可在反应器内产生感应电流，运用导线2将产生的感应电流引至碳毡3或其他材料的电极中，微生物与电极直接接触，实现利用电流对微生物的刺激作用提高污水生物反应器的处理效率，提升工艺的处理效果。
上述两种过程同时发生，最终实现利用磁场和电流对微生物的刺激作用提高污水生物处理反应器对污染物的去除效果。

Claims (6)

1.一种电磁活性污泥反应器，其特征在于，包括设置在活性污泥反应器外部的N磁极(8)与S磁极(9)，设置在活性污泥反应器内部的绝缘导管簇(5)，以及用于驱动活性污泥反应器内泥水混合液做定向流动的驱动系统；N磁极(8)与S磁极(9)能够使活性污泥反应器内产生磁场。
2.根据权利要求1所述的一种电磁活性污泥反应器，其特征在于，驱动系统为驱动泵(4)或曝气机(10)。
3.根据权利要求1所述的一种电磁活性污泥反应器，其特征在于，绝缘导管簇(5)通过支架设置在活性污泥反应器内部。
4.根据权利要求3所述的一种电磁活性污泥反应器，其特征在于，支架与活性污泥反应器内壁之间留有空隙。
5.根据权利要求1所述的一种电磁活性污泥反应器，其特征在于，绝缘导管簇(5)为上、下开口的玻璃导管、有机玻璃导管或橡胶导管阵列。
6.一种基于权利要求1-5中任意一项所述电磁活性污泥反应器处理污水的方法，其特征在于，通过N磁极(8)和S磁极(9)使活性污泥反应器内产生磁场，利用驱动系统驱动活性污泥反应器内的泥水混合液在绝缘导管簇(5)内做垂直于磁场方向的流动，切割磁力线，利用导线(2)将产生的感应电流引出至外接电极中，利用磁场和电流对微生物的双重激励作用，实现污水的处理。
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