CN112850879B - 一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器 - Google Patents

一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，每级流化床反应器设置有圆弧底板和曝气板，曝气板为倒“Y”形结构，曝气板包括固定连接的主板和两个侧板，两个侧板与圆弧底板固定连接，主板的最高点低于隔离板的最高点；主板的升水侧面以及两个侧板的送水侧面上设置有曝气孔，两个侧板上开设有通孔；前两级圆弧底板与流化床反应器的底板固定连接，最后一级圆弧底板与流化床反应器的底板之间设置有富集腔，最后一级中的主板背离隔离板的一侧设置有中空纤维膜组件。本发明在处理海水养殖废水的基础上，解决了微藻培养效率低、采收困难等问题，实现同步处理和采收的目的。

Description

一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器
技术领域
本发明涉及污水处理设备技术领域，特别是涉及一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器。
背景技术
膜生物反应器废水处理技术已经发展了30多年，传统的膜生物反应器采用活性污泥作为处理废水的主要微生物。其具有占地面积小、污泥浓度高、出水水质好、生物处理成本低等优点得到了广泛的应用。微藻作为生产能力极强的光自养型生物，通过同化作用能有效地将CO2和氮、磷等转化为自身的生物量，并且微藻能作为生产生物能源的原料、水产生物的饵料、人类的保健食品等在各行业被广泛应用。
将微藻与膜生物反应器相结合，能够有效地截留反应器内的生物量、改善水质，达到富集微藻、净化废水的双重目的。但是目前所采用的反应器结构单一，微藻采收浓度低、采收困难等。
发明内容
本发明的目的是提供一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，以解决上述现有技术存在的问题，在处理海水养殖废水的基础上，解决了微藻培养效率低、采收困难等问题，实现同步处理和采收的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，包括三折流板反应机构以及设置在所述三折流板反应机构外侧的光源；所述三折流板反应机构包括连通的三级流化床反应器，相邻所述流化床反应器之间设置有隔离板。
每级所述流化床反应器的内部均固定设置有圆弧底板和曝气板，所述曝气板为倒“Y”形结构，所述曝气板包括固定连接的主板和两个侧板，两个所述侧板与圆弧底板固定连接，所述主板的最高点低于隔离板的最高点；所述主板的升水侧面以及两个侧板的送水侧面上设置有曝气孔，两个所述侧板上开设有通孔；前两级所述圆弧底板与流化床反应器的底板固定连接，最后一级所述圆弧底板与流化床反应器的底板之间设置有富集腔；最后一级中的所述主板和隔离板相对的侧面上均固定设置有若干组缓冲板，最后一级中的所述主板背离隔离板的一侧设置有中空纤维膜组件。
第一级所述流化床反应器连通有进水箱，所述富集腔连通有微藻采收箱，所述中空纤维膜组件连通有出水箱。
优选的，所述进水箱底部设置有潜水泵，所述潜水泵与第一级所述流化床反应器之间连通有进水管，所述进水管上设置有液位控制器。
优选的，所述富集腔的底部设置有弧形漏斗，所述弧形漏斗的底部与微藻采收箱之间设置有采集管，所述采集管上设置有第一蠕动泵。
优选的，所述中空纤维膜组件内部与出水箱之间设置有出水管，所述出水管上设置有第二蠕动泵和真空压力表。
优选的，所述中空纤维膜组件由孔径为0.03μm的膜丝粘合而成。
优选的，所述光源连接有时间继电器，所述光源的强度为2000lx。
优选的，所述缓冲板交替固定设置在最后一级中的所述主板和隔离板上。
本发明公开了以下技术效果：本发明通过曝气孔喷出的气体带动水流动，同时由于主板的最高点低于隔离板的最高点，即每级流化床反应器可以实现内部水的循环运动，能使藻液在曝气的条件条件下处于良好的流态中；并通过两个侧板的曝气行为，产生剪切力，对中空纤维膜组件进行冲击，延缓了膜污染过程，延长了膜污染周期，延长了膜的使用寿命，可以稳定工作30天以上。与传统采用污泥进行处理的膜生物反应器相比，反应器内中空纤维膜组件的污染周期较长，提高的膜的经济效益。本发明通过缓冲板的缓冲作用，水流变缓，在富集腔内进行沉积，且圆弧底板可以减缓侧板曝气产生的影响，同时防止沉积的微藻被激荡起来，提高微藻分离效率。对氨氮的去除率能达到90％以上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明三折流板反应器结构示意图；
图2为本发明曝气板结构示意图。
其中，1为光源，11为时间继电器，2为流化床反应器，21为圆弧底板，22为曝气板，221为主板，222为曝气板，23为富集腔，24为缓冲板，25为中空纤维膜组件，26为弧形漏斗，3为隔离板，4为进水箱，41为潜水泵，42为进水管，43为液位控制器，5为微藻采收箱，51为采集管，52为第一蠕动泵，6为出水箱，61为出水管，62为第二蠕动泵，63为真空压力表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-2，本发明提供一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，包括三折流板反应机构以及设置在三折流板反应机构外侧的光源1，光源1连接有时间继电器11，光源1的强度为2000lx，通过时间继电器11控制光照周期。三折流板反应机构包括连通的三级流化床反应器2，相邻流化床反应器2之间设置有隔离板3。每个流化床底部均设有阀门，便于藻液收集及对比，且便于清洗。
每级流化床反应器2的内部均固定设置有圆弧底板21和曝气板22，曝气板22为倒“Y”形结构，曝气板22包括固定连接的主板221和两个侧板222，两个侧板222与圆弧底板21固定连接，主板221的最高点低于隔离板3的最高点；主板221的一侧为沉水侧面，主板221的另一侧为升水侧面，主板221的升水侧面以及两个侧板222的送水侧面上设置有曝气孔，两个侧板222上开设有通孔，两个侧板222上的曝气孔相对于水的流向是相同的，即全部在侧板222的送水一侧，通过曝气孔喷出的气体带动水的流动；同时由于主板221的最高点低于隔离板3的最高点；即每级流化床反应器2可以实现内部水的循环运动，能使藻液在曝气的条件条件下处于良好的流态中。
前两级圆弧底板21与流化床反应器2的底板固定连接，最后一级圆弧底板21与流化床反应器2的底板之间设置有富集腔23；最后一级中的主板221和隔离板3相对的侧面上均固定设置有若干组缓冲板24，缓冲板24交替固定设置在最后一级中的主板221和隔离板3上。最后一级中的主板221背离隔离板3的一侧设置有中空纤维膜组件25；中空纤维膜组件25由孔径为0.03μm的膜丝粘合而成。通过两个侧板222的曝气行为，产生剪切力，对中空纤维膜组件25进行冲击，延缓了膜污染过程，延长了膜污染周期，延长了膜的使用寿命，可以稳定工作30天以上。与传统采用污泥进行处理的膜生物反应器相比，反应器内中空纤维膜组件的污染周期较长，提高的膜的经济效益。
第一级流化床反应器2连通有进水箱4，进水箱4底部设置有潜水泵41，潜水泵41与第一级流化床反应器2之间连通有进水管42，进水管42上设置有液位控制器43。通过潜水泵41将水从进水箱4抽取到第一级流化床反应器2中，液位控制器43可以实时监测第一级流化床反应器2内液面的高度。富集腔23连通有微藻采收箱5，富集腔23的底部设置有弧形漏斗26，弧形漏斗26可以使微藻沉积在采集管51的入口处。弧形漏斗26的底部与微藻采收箱5之间设置有采集管51，采集管51上设置有第一蠕动泵52，经过若干组缓冲板24的缓冲作用，水流变缓，在富集腔内进行沉积，且圆弧底板21可以减缓侧板曝气产生的影响，同时防止沉积的微藻被激荡起来，提高微藻分离效率。中空纤维膜组件25连通有出水箱6，中空纤维膜组件25内部与出水箱6之间设置有出水管61，出水管61上设置有第二蠕动泵62和真空压力表63，通过第二蠕动泵62将中空纤维膜组件25过滤后的水抽出装置。
工作过程：通过潜水泵41将水从进水箱4抽取到第一级流化床反应器2中，液位控制器43可以实时监测第一级流化床反应器2内液面的高度，通过曝气板22对三级流化床反应器2进行曝气，并通过第一蠕动泵52将富集腔23内的微藻抽入到微藻采收箱5中，通过第二蠕动泵62将中空纤维膜组件25过滤后的水抽出装置，第一蠕动泵52和第二蠕动泵62间歇工作。潜水泵41根据液位控制器43测量的第一级流化床反应器2内液面的高度进行注水。从而保证整个装置进行持续有效的反应。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，其特征在于：包括三折流板反应机构以及设置在所述三折流板反应机构外侧的光源(1)；所述三折流板反应机构包括连通的三级流化床反应器(2)，相邻所述流化床反应器(2)之间设置有隔离板(3)；
每级所述流化床反应器(2)的内部均固定设置有圆弧底板(21)和曝气板(22)，所述曝气板(22)为倒“Y”形结构，所述曝气板(22)包括固定连接的主板(221)和两个侧板(222)，两个所述侧板(222)与圆弧底板(21)固定连接，所述主板(221)的最高点低于隔离板(3)的最高点；所述主板(221)的升水侧面以及两个侧板(222)的送水侧面上设置有曝气孔，两个所述侧板(222)上开设有通孔；前两级所述圆弧底板(21)与流化床反应器(2)的底板固定连接，最后一级所述圆弧底板(21)与流化床反应器(2)的底板之间设置有富集腔(23)；最后一级中的所述主板(221)和隔离板(3)相对的侧面上均固定设置有若干组缓冲板(24)，最后一级中的所述主板(221)背离隔离板(3)的一侧设置有中空纤维膜组件(25)；
第一级所述流化床反应器(2)连通有进水箱(4)，所述富集腔(23)连通有微藻采收箱(5)，所述中空纤维膜组件(25)连通有出水箱(6)。
2.根据权利要求1所述的一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，其特征在于：所述进水箱(4)底部设置有潜水泵(41)，所述潜水泵(41)与第一级所述流化床反应器(2)之间连通有进水管(42)，所述进水管(42)上设置有液位控制器(43)。
3.根据权利要求1所述的一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，其特征在于：所述富集腔(23)的底部设置有弧形漏斗(26)，所述弧形漏斗(26)的底部与微藻采收箱(5)之间设置有采集管(51)，所述采集管(51)上设置有第一蠕动泵(52)。
4.根据权利要求1所述的一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，其特征在于：所述中空纤维膜组件(25)内部与出水箱(6)之间设置有出水管(61)，所述出水管(61)上设置有第二蠕动泵(62)和真空压力表(63)。
5.根据权利要求1所述的一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，其特征在于：所述中空纤维膜组件(25)由孔径为0.03μm的膜丝粘合而成。
6.根据权利要求1所述的一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，其特征在于：所述光源(1)连接有时间继电器(11)，所述光源(1)的强度为2000lx。
7.根据权利要求1所述的一种海水养殖废水处理和微藻培养采收的三折流板反应器，其特征在于：所述缓冲板(24)交替固定设置在最后一级中的所述主板(221)和隔离板(3)上。
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