CN114455702B - 一种环流式流化床生物水解反应器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环流式流化床生物水解反应器，包括四周下向流反应室，上升接触室，搅拌单元，布水装置，布泥装置和顶部导流单元；上升接触室同轴设置在四周下向流反应室的内部，水流流道内分布有聚酯多孔填料；搅拌单元设置在上升接触室内形成从下往上的提升水流；布水装置安装在上升接触室的外侧；布泥装置安装在四周下向流反应室的内侧底部，位于上升接触室的下方；四周下向流反应室的顶部安装有顶部导流单元。本发明通过内外两室四周环状流化状态增加传质效率提高生物降解反应能力，反应废水流态由中心导流筒上升水流均匀至四周下向水流形成的内循环，形成高高径比的反应器，占地面积减少。

Description

一种环流式流化床生物水解反应器

技术领域

本发明涉及生物水解领域，具体为一种环流式流化床生物水解反应器。

背景技术

水解酸化是污水生物处理厌氧三阶段理论的第一、二阶段，水解是微生物通过释放自由胞外酶和连接在细胞外壁上的固定酶完成生物催化氧化反应，将悬浮性固体有机质转变为溶解性有机底物，将难降解大分子物质转化为小分子物质的过程。酸化则是在胞内酶作用下将进入发酵菌的细胞内的小分子物质，分解为各种挥发性脂肪酸VFA，如乙酸、丙酸、丁酸以及乳酸等。通过池中兼氧菌的分解，使污水中的大分子难降解的有机物降解为小分子易生化的物质，不溶性物质水解为可溶性物质，提高废水的B/C比，既有利于后续好氧处理，又可去除部分COD。

水解后废水进入缺氧池。在缺氧的条件下，反硝化菌利用污水中各种低分子有机物作为电子供体，以回流混合液中的硝酸盐作为电子最终受体，使硝态氮还原成气态氮，达到脱氮的目的。控制缺氧池溶解氧浓度低于0.5mg/L，池内设有潜水搅拌机，在这里回流的含硝态氮的污水和回流污泥与进水充分混合，在反硝化菌的作用下，利用进水中的碳源，完成反硝化作用，使硝态氮还原为氮气并从水中溢出，从而实现去除总氮的目的，这样可以大大降低总排放口的总氮含量，减少接纳水体富营养化的风险。

完成反硝化反应的污水直接进入好氧活性污泥池，好氧段池底部安装有微孔曝气器，经过鼓风机加压的空气通过微孔曝气器形成大量的细小气泡，在气泡与水的接触中，空气中的氧溶解于水中，为池内微生物提供氧气，在微生物利用污水中的有机物完成新陈代谢的过程中，污水中的大部分污染物降解为无害的H2O和CO2，并有小部分合成微生物体，使得池内微生物得以增殖，增殖的微生物通过后续的沉淀池以剩余污泥的方式排出池外。

现有常用的推流式水解反应器去除效果不是很高，泥水混合不够充分，且需要很大的占地面积，导致水解效率不高的同时成本还增加。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种环流式流化床生物水解反应器，用于解决现有技术的难点。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种环流式流化床生物水解反应器，包括：

四周下向流反应室；

上升接触室，所述上升接触室同轴设置在四周下向流反应室的内部，所述上升接触室上下贯通，顶部底部和四周均与四周下向流反应室的内壁间隙设置形成水流流道3，水流流道3内分布有聚酯多孔填料9；

搅拌单元，所述搅拌单元设置在上升接触室内形成从下往上的提升水流；

布水装置5，所述布水装置5安装在上升接触室的外侧，顶部通过提升泵连接废水；

布泥装置11，所述布泥装置11安装在四周下向流反应室的内侧底部，位于上升接触室的下方；

顶部导流单元，所述四周下向流反应室的顶部安装有顶部导流单元，所述顶部导流单元位于上升接触室的顶部并能对水流进行向下或向外的导向。

根据优选方案，上升接触室包括中心导流筒1和伞形导流板10，所述中心导流筒1的底部向外延伸形成倾斜向下的伞形导流板10。

根据优选方案，四周下向流反应室包括筒体2和周边导流板12，所述筒体2内侧壁底部环绕设置有倾斜向上的周边导流板12。

根据优选方案，伞形导流板10位于周边导流板12的内部，且周边导流板12的顶部位于伞形导流板10的顶部上方。

根据优选方案，布泥装置11采用圆形结构。

根据优选方案，伞形导流板10的直径不小于布泥装置11的直径。

根据优选方案，伞形导流板10的延长线与周边导流板12相交叉。

根据优选方案，搅拌单元包括：

提升式搅拌机6，所述提升式搅拌机6安装在四周下向流反应室的顶部；

搅拌机桨叶8，所述搅拌机桨叶8连接在提升式搅拌机6底部并伸入中心导流筒1内带动水流向上旋转。

根据优选方案，搅拌机桨叶8的高度位于中心导流筒1顶部向下三分之二的高度。

根据优选方案，布水装置5采用六边形的结构，安装高度位于中心导流筒1顶部向下三分之一处。

根据优选方案，顶部导流单元包括：

斜拦网4，所述斜拦网4安装在筒体2内壁的顶部，所述斜拦网4由下向上内径逐渐减小；

溢流槽7，所述溢流槽7罩设在斜拦网4的顶部。

根据优选方案，斜拦网4的最大直径小于筒体2内壁的直径。

根据优选方案，溢流槽7的外径与筒体2内壁的直径相同。

本发明通过内外两室四周环状流化状态，增加了生化水解反应抗负荷能力以及系统处理能力，提高传质效率，提高生物降解反应能力，此外，反应废水流态由中心导流筒上升水流均匀至四周下向水流形成的内循环，形成高高径比的反应器，有效使得占地面积大大减少；再者，伞形导流板与周边倒角板形成错边斗状独特结构使得泥水混合形成大量微涡流，使得泥水混合更加充分。

下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。

附图说明

图1显示为本发明的结构图；

图2显示为本发明内部结构俯视图；

标号说明

1、中心导流筒；2、筒体；3、水流流道；4、斜拦网；5、布水装置；6、提升式搅拌机；

7、溢流槽；8、搅拌机桨叶；9、聚酯多孔填料；10、伞形导流板；11、布泥装置；12、周边导流板。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

与附图所展示的实施例相比，本发明保护范围内的可行实施方案可以具有更少的部件、具有附图未展示的其他部件、不同的部件、不同地布置的部件或不同连接的部件等。此外，附图中两个或更多个部件可以在单个部件中实现，或者附图中所示的单个部件可以实现为多个分开的部件。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本发明提出一种钢桶扳边机，用于水解工艺中，本发明对填料、桨叶的类型不做限制，但该聚酯多孔填料、桨叶和六边形的布水装置等结构特别适用于生物水解反应器中。

总体上，本发明所提出的钢桶扳边机主要包括四周下向流反应室，上升接触室，搅拌单元，布水装置，布泥装置和顶部导流单元。其中，可以参见图1和图2，其示出了四周下向流反应室，上升接触室，搅拌单元，布水装置，布泥装置和顶部导流单元的布置关系。

本实施例中采用四周下向流反应室和同轴设置在四周下向流反应室内部的上升接触室形成由中心向外的内外两层套设的反应室，上升接触室上下贯通，顶部底部和四周均与四周下向流反应室的内壁间隙设置形成水流流道3，水流流道3内分布有聚酯多孔填料9，在位于内部的上升接触室外侧安装顶部通过提升泵连接废水的布水装置5，废水通过布水装置5实现从上升接触室外侧下向流的生物固载聚酯多孔填料9混合充分，接触反应，为了达到废水与固载聚酯多孔填料9的充分接触，拥有较长的接触时间和接触路径，将布水装置5安装于中心导流筒1顶部向下三分之一处；然后通过位于上升接触室内的搅拌单元，实现水流从四周下向流反应室的底部带动布泥装置11中回流的污泥进行上升接触室的底部向中间内部传递的提升水流状态，其中搅拌单元包括安装在四周下向流反应室顶部的提升式搅拌机6和位于连接在提升式搅拌机6底部并伸入中心导流筒1内带动水流向上旋转搅拌机桨叶8，在向上的过程中生物降解，水流进入上升接触室顶部处理，对水流进行向下或向外的导向。

需要具体说明的是，上升接触室是包括中心导流筒1和伞形导流板10的结构，其中中心导流筒1的底部向外延伸形成倾斜向下的伞形导流板10，对配的四周下向流反应室具体的结构为包括筒体2和周边导流板12，其中筒体2内侧壁底部环绕设置有倾斜向上的周边导流板12，在使用时，伞形导流板10和周边导流板12对配使用，实现经过两者之间的水流可以进行转向，带动位于底部环形布泥装置11中的回流污泥进行混合，朝向中心导流筒1内传递；在本实施例中优选的，为了达到中心导流筒1内部良好的提升效果，搅拌机桨叶8的高度位于中心导流筒1顶部向下三分之二的高度。

在此基础上，为了能够将环形布泥装置11中的污泥尽可能多的带起来，提高泥水混合效果，形成大量微涡流，一方面将伞形导流板10的直径设置成不小于布泥装置11的直径，能够被伞形导流板10囊括，另一方面，伞形导流板10位于周边导流板12的内部，伞形导流板10的延长线与周边导流板12相交叉，形成错边斗状独特的结构，且周边导流板12的顶部位于伞形导流板10的顶部上方，能够实现在筒体2和中心导流筒1之间的下向水流向下可以先碰撞到伞形导流板10后改变水流方向，然后形成斜流流向周边导流板12，碰撞到周边导流板12后又改变水流方向，最终与底部环形布泥装置11回流的污泥进行混合，混合后进入中心导流筒1内部的水流流向。

如前文所述，将顶部处理布置成包括斜拦网4和溢流槽7的结构，其中斜拦网4安装在筒体2内壁的顶部，斜拦网4由下向上内径逐渐减小，优选的斜拦网4的最大直径小于筒体2内壁的直径，可以实现在斜拦网4的拦截作用下聚酯多孔填料与大流量水流向下流动，并与新进废水进入下一个处理循环；此外，在斜拦网4的顶部罩设有溢流槽7，优选的，溢流槽7的外径与筒体2内壁的直径相同，减少水流不必要的路径，使得部分处理后的出水可以在斜拦网4截流聚酯多孔填料后均匀溢流至溢流槽7内处理出水。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种环流式流化床生物水解反应器，其特征在于，包括：四周下向流反应室；上升接触室，所述上升接触室同轴设置在四周下向流反应室的内部，所述上升接触室上下贯通，顶部底部和四周均与四周下向流反应室的内壁间隙设置形成水流流道（3），所述水流流道（3）内分布有聚酯多孔填料（9）；搅拌单元，所述搅拌单元设置在上升接触室内形成从下往上的提升水流；布水装置（5），所述布水装置（5）安装在上升接触室的外侧，顶部通过提升泵连接废水；布泥装置（11），所述布泥装置（11）安装在四周下向流反应室的内侧底部，位于上升接触室的下方；顶部导流单元，所述四周下向流反应室的顶部安装有顶部导流单元，所述顶部导流单元位于上升接触室的顶部并能对水流进行向下或向外的导向；上升接触室包括中心导流筒（1）和伞形导流板（10），所述中心导流筒（1）的底部向外延伸形成倾斜向下的伞形导流板（10）；伞形导流板（10）的直径不小于布泥装置（11）的直径；所述四周下向流反应室包括筒体（2）和周边导流板（12），所述筒体（2）内侧壁底部环绕设置有倾斜向上的周边导流板（12）；所述伞形导流板（10）位于周边导流板（12）的内部，且周边导流板（12）的顶部位于伞形导流板（10）的顶部上方；所述顶部导流单元包括：斜拦网（4），所述斜拦网（4）安装在筒体（2）内壁的顶部，所述斜拦网（4）由下向上内径逐渐减小；溢流槽（7），所述溢流槽（7）罩设在斜拦网（4）的顶部。

2.根据权利要求1所述的环流式流化床生物水解反应器，其特征在于，所述搅拌单元包括：提升式搅拌机（6），所述提升式搅拌机（6）安装在四周下向流反应室的顶部；搅拌机桨叶（8），所述搅拌机桨叶（8）连接在提升式搅拌机（6）底部并伸入中心导流筒（1）内带动水流向上旋转。

3.根据权利要求2所述的环流式流化床生物水解反应器，其特征在于，所述布水装置（5）采用六边形的结构，安装高度位于中心导流筒（1）顶部向下三分之一处。