CN201027184Y - 三相流态化藻类光生物反应器 - Google Patents

三相流态化藻类光生物反应器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种三相流态化藻类光生物反应器，包括一个反应筒体，以及设置在筒体内的光照装置，所述的筒体为内外两层的双筒体结构，光照装置设置在内筒体内部，内、外筒体之间形成反应区；反应筒体的底部设置有进气口，外筒体的底部设置有进水口，上部为一个扩大区，扩大区外设置有集水槽，集水槽的一端连接藻体收集罐，另一端设置出水口。该反应器能有效处理食品废水、酿造废水、制糖废水等高浓度有机废水，具有传质效率高、易实现大规模处理和连续操作等特点，更好实现废水、藻体、空气充分接触，提高光能利用效率，同时实现藻体的回收利用。

Description

三相流态化藻类光生物反应器
技术领域
本实用新型涉及一种光生物反应器，尤其是一种用于处理高浓度有机废水及生产藻类水生植物的新型光生物反应器。
背景技术
80年代以来，人们广泛开展各种密闭式藻类光生物反应器的研究，以期实现藻体的高产率和废水处理的高效率，以及实现过程的易监测和易控制，其研究开发的封闭式光生物反应器主要有管道式和板箱式两种。如国内华南理工大学郭祀远等对微藻的生长进行研究，开发了管道气升式磁处理光生物反应器微藻生产系统及监控方法；青岛海洋大学开发了新型光生物反应器对巴甫藻、小球藻、金藻等的养殖进行了研究。除了大量使用光生物反应器进行藻类培养的研究外，开发藻类光反应器进行污水的处理研究也有报道。李川、古国榜等采用三相内循环式流化床光反应器和固定床生物反应器耦合处理4-氯酚(4-CP)废水，取得了较高的处理率；吴旭琲等开发了高流光生物反应器，应用于污水的处理，也取得了很好的效果。
目前，利用藻类较大规模处理高浓度有机废水和工业化生产藻体主要采用开放式潜水道设施。较小型的系统其水道面积就达1000～5000m2、深20～30cm。其缺点首先是占地面积大，在土地紧缺的地区(如珠三角地区)不宜推广；其次这种处理方式以自然光为光源，受到季节性、地域性、昼夜性的限制。至今封闭式光生物反应器的商业产品很少，而且所开发的这些反应器普遍存在：(1)面积体积比和受光面积小，光能利用率低；(2)光生物反应器结构复杂，流动行为不易监测和控制；(3)混合、传质较差，导致温度、营养及藻菌分布不均；(4)大多为间歇操作，很难达到大规模处理要求；(5)操作、控制及放大困难等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有的光生物反应器存在的上述种种不足，提供一种新型的用于处理高浓度有机废水的三相流态化光生物反应器。
本实用新型的目的是这样实现的：一种三相流态化藻类光生物反应器，包括一个反应筒体，以及设置在筒体内的光照装置，所述的筒体为内外两层的双筒体结构，光照装置设置在内筒体内部，内、外筒体之间形成反应区；反应筒体的底部设置有进气口，外筒体的底部设置有进水口，上部为一个扩大区，扩大区外设置有集水槽，集水槽的一端连接藻体收集罐，另一端设置出水口。
优选的是，所述的反应区内设置有温度探测器，温度探测器与外接的测试装置相连接。
优选的是，所述的外筒体上还附加设置有一个外接光照装置。
优选的是，所述的外筒体扩大区的开口处被筛网分割成两部分，其中一部分为一个锯齿状的出水堰。
优选的是，所述的集水槽的底部具有坡度，偏向出水口的一侧低，偏向收集罐的一侧高。
优选的是，所述的反应筒体底部进气口部位设置为锥台形状，且设置有一个气体分布装置。所述的气体分布装置包括一个气体分布板和一个气体分布器，气体分布板为一个中央带有通孔的圆形板，气体分布器为一个圆锥，圆锥的底部恰好可放置在气体分布板的中央通孔内，圆锥的尖部正对进气口。
优选的是，所述的进水口的进水通道上设置有进水采样口和流量计，出水口的通道上设置有出水采样口，进气口的空气通过风机鼓入，且风路上设置气体流量计。
本实用新型的有益效果是：能有效处理食品废水、酿造废水、制糖废水等高浓度有机废水，具有传质效率高、易实现大规模处理和连续操作等特点，更好实现废水、藻体、空气充分接触，提高光能利用效率，同时实现藻体的回收利用。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例的结构示意图；
图2为本实用新型具体实施例气体分布板的结构示意图；
图3为本实用新型具体实施例安装有气体分布器的气体分布板的结构示意图；
图4为本实用新型具体实施例的工作原理示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示的本实用新型的具体实施例，一种三相流态化藻类光生物反应器，包括一个反应筒体，以及设置在筒体内的光照装置15，所述的筒体上为内、外两层的双筒体结构，光照装置15设置在内筒体6内部，内、外筒体之间形成反应区8；反应筒体的底部设置有进气口1，外筒体7的底部设置有进水口3，上部为一个扩大区10，扩大区外设置有集水槽11，集水槽11的一端连接藻体收集罐13，另一端设置出水口18。所述的反应区8内设置有温度探测器9，温度探测器9与外接的测试装置14相连接。所述的外筒体7上还附加设置有一个外接光照装置15’。所述的外筒体扩大区10的开口处被筛网16分割成两部分，其中一部分为一个锯齿状的出水堰17。所述的集水槽11的底部具有坡度，偏向出水口18的一侧低，偏向收集罐13的一侧高。所述的反应筒体底部进气口1部位设置为锥台形状，且设置有一个气体分布装置2。所述的气体分布装置包括一个气体分布板23和一个气体分布器22，气体分布板23为一个中央带有通孔的圆形板，气体分布器22为一个圆锥，圆锥的底部恰好可放置在气体分布板23的中央通孔内，圆锥的尖部正对进气口1。所述的进水口3的进水通道上设置有进水采样口5和流量计4，出水口18的通道上设置有出水采样口19，进气口1的空气通过风机20鼓入，且风路上设置气体流量计21。
如图4所示，使用时废液先进入调节池进行预处理后，由泵引入反应器。反应区内光照装置的照射下，空气、废液、螺旋藻充分接触，接近全混流，营养、温度分布平均，为藻体提供良好的环境。废水中的有机物在反应区8内为藻体降解、吸收而净化，经处理后的水由反应器上部排出。反应器的进水口、出水口设有旁路采样口，利于取样检测水质指标，监控废水处理的全过程。
以平均停留时间约0.5h、气体流速500～8000m/s、进水流量平均2m3/h、接种培养73小时、环境温度条件下，运行稳定后进行现场试验测试，测试结果表明，在一定的液体流速下，无论是COD和BOD，还是NH4 +-N和PO4 3--P的去除率均随气体流速的增大而增大，尤其在气速较小时，去除率随气体流速的增加更加明显；当气速增加到一定值后，去除率的增加就变得缓慢。三相流态化藻类光生物反应器系统对COD、BOD、NH4 +-N和PO4 3--P都有很好的去除效果，特别是COD和NH4 +-N，在本试验条件下，COD的去除率达到97％以上(97.0％～98.6％)，NH4+-N的去除率达到90％左右(88.6％～92.3％)；对BOD和PO4 3--P的去除也达到较好的效果，分别为1.6％～90.8％和59.8％～67.5％。

Claims (8)

1.一种三相流态化藻类光生物反应器，其特征在于：包括一个反应筒体，以及设置在筒体内的光照装置，所述的筒体为内外两层的双筒体结构，光照装置设置在内筒体内部，内、外筒体之间形成反应区；反应筒体的底部设置有进气口，外筒体的底部设置有进水口，上部为一个扩大区，扩大区设置有集水槽，集水槽的一端连接藻体收集罐，另一端设置出水口。
2.如权利要求1所述的三相流态化藻类光生物反应器，其特征在于：所述的反应区内设置有温度探测器，温度探测器与外接的测试装置相连接。
3.如权利要求1所述的三相流态化藻类光生物反应器，其特征在于：所述的外筒体上还附加设置有一个外接光照装置。
4.如权利要求1所述的三相流态化藻类光生物反应器，其特征在于：所述的外筒体扩大区的开口处被筛网分割成两部分，其中一部分为一个锯齿状的出水堰。
5.如权利要求1所述的三相流态化藻类光生物反应器，其特征在于：所述的集水槽的底部具有坡度，偏向出水口的一侧低，偏向收集罐的一侧高。
6.如权利要求1所述的三相流态化藻类光生物反应器，其特征在于：所述的反应筒体底部进气口部位设置为锥台形状，且设置有一个气体分布装置。
7.如权利要求6所述的三相流态化藻类光生物反应器，其特征在于：所述的气体分布装置包括一个气体分布板和一个气体分布器，气体分布板为一个中央带有通孔的圆形板，气体分布器为一个圆锥，圆锥的底部恰好可放置在气体分布板的中央通孔内，圆锥的尖部正对进气口。
8.如权利要求1所述的三相流态化藻类光生物反应器，其特征在于：所述的进水口的进水通道上设置有进水采样口和流量计，出水口的通道上设置有出水采样口，进气口的空气通过风机鼓入，且风路上设置气体流量计。
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