CN204298137U - 一种分段进水型多重内循环三相生物流化床 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种分段进水型多重内循环三相生物流化床，包括溢流堰、出水口、三相分离区、喇叭型导流构件、升流筒、分段进水口、降流筒、沉降区、曝气设备和放空设备，升流筒设于降流筒内，升流筒的高度大于降流筒的高度，三相分离区设于降流筒的顶部，溢流堰设于三相分离区内，出水口与溢流堰连通，喇叭型导流构件安装于三相分离区内，升流筒均匀分割成多段升流筒，相邻的两段升流筒之间设有环流缝隙，每一段升流筒均设有分段进水口，沉降区设于降流筒的底部，沉降区内设有曝气设备，放空设备与曝气设备连接。本实用新型占地面积小、氧利用率高、启动压力小、耗电量小，当进水的污染物负荷改变时，能够迅速得到缓冲，可维持良好的降解效果。

Description

一种分段进水型多重内循环三相生物流化床
技术领域
本实用新型涉及一种三相生物流化床，更具体地说，特别涉及一种带有喇叭型导流构件的分段进水型多重内循环三相生物流化床。
背景技术
三相生物流化床以气体为动力使覆盖着生物膜的载体流化，废水、载体及空气三相同步混合循环，是一种将传统活性污泥法与生物膜法有机结合并引入流态化技术，应用于污水处理的新型高效生物反应器。
传统的三相生物流化床主要由三部分组成：反应区、三相分离区、沉淀区。曝气装置设在床体底部，空气从底部进入。废水也从底部进入，与载体、空气在反应区内剧烈的混合、搅动，从而实现传质和生物降解；固液气在三相分离区内分离。
三相生物流化床有以下特性：(1)、巨大的比表面积：采用小粒径惰性材料作为载体，运行时呈流化状态；(2)、传质效果好：载体在床体内处于剧烈运动状态，气-液-固界面不断更新；(3)、生物活性强：载体与载体、空气、污水在剧烈摩擦时，载体上的生物膜易脱落，有效控制其厚度，维持高度的生物活性。
但与其高效性相比，三相生物流化床的推广远远不够，应用时其优势并没有完全发挥，尚需解决以下难题：(1)、与其它生物法相比，由于流化床氧传质与流态化的结合不够合理，导致供气量过多，能耗大而影响其推广应用；(2)、流体和载体的循环阻力较大，且容易出现局部的剪切力过大，造成生物膜的过度脱落，影响处理效果；(3)、处理高浓度有机污水时，需要较大的高径比，对启动压力要求大，难以实现。
近年来，国内外开始广泛关注应用于三相生物流化床反应器的床型结构、内构件、传质性能分析等方面的设计研究。多年来，研究者们对流化床内的导流筒结构、高径比、内径比、布水装置等进行了研究，推动了流化床工程设计工作的进展。但流化床的结构远未定型，随着内循环生物流化床等新型结构的研究和开发，流化床在外型结构、内构件方面仍有极大的研究空间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带有喇叭型导流构件的分段进水型多重内循环三相生物流化床。
为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为：一种分段进水型多重内循环三相生物流化床，包括溢流堰、出水口、三相分离区、喇叭型导流构件、升流筒、分段进水口、降流筒、沉降区、曝气设备和放空设备，所述升流筒设于降流筒内，所述升流筒的高度大于降流筒的高度，所述三相分离区设于降流筒的顶部，所述溢流堰设于三相分离区内，所述出水口与溢流堰连通，所述喇叭型导流构件安装于三相分离区内，所述升流筒均匀分割成多段升流筒，相邻的两段升流筒之间设有环流缝隙，并且每一段升流筒均设有分段进水口，所述沉降区设于降流筒的底部，所述沉降区内设有曝气设备，所述放空设备与曝气设备连接。
根据本实用新型的一优选实施例：所述相邻的两段升流筒之间采用法兰连接。
根据本实用新型的一优选实施例：所述三相分离区与降流筒之间采用45°锥形斜板连接。
根据本实用新型的一优选实施例：所述喇叭型导流构件由导流斜板组成，所述导流斜板为60°。
根据本实用新型的一优选实施例：所述沉淀区采用斜板结构，斜板结构的斜角为60°。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型设置喇叭型导流构件，可通过改变气液固三相的运动方向来强化反应器多相混合与传质，同时产生较小的流动阻力以降低操作能耗。升流筒高度略大于降流筒，流体从升流区进入降流区时，流径变长，流速降低，实现气液良好的混合和分离，同时减少载体流失。升流筒均匀分割成多段，每段间有一定间距的环流缝隙，各段均设有进水口，污水分段进入，在环流缝隙间形成多重循环流动，强化了混合，一方面液体在气流作用下于环缝处形成高速紊流剪切区，把气泡分散成细小气泡，增加了其在反应器中的停留时间，增强了氧的传递；另一方面，微生物载体、空气、污水三相因进行多重循环流动而处于完全混合状态，能以一定浓度梯度持续被载体吸附和被微生物降解。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的分段进水型多重内循环三相生物流化床的结构图。
附图标记说明：1、溢流堰，2、出水口，3、三相分离区，4、喇叭型导流构件，5、升流筒，6、分段进水口，7、降流筒、8、沉降区，9、曝气设备，10、放空设备。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本实用新型提供的一种分段进水型多重内循环三相生物流化床，包括溢流堰1、出水口2、三相分离区3、喇叭型导流构件4、升流筒5、分段进水口6、降流筒7、沉降区8、曝气设备9和放空设备10，所述升流筒5设于降流筒7内，所述升流筒5的高度大于降流筒7的高度，所述三相分离区3设于降流筒7的顶部，所述溢流堰1设于三相分离区3内，所述出水口2与溢流堰1连通，所述喇叭型导流构件4安装于三相分离区3内，所述升流筒5均匀分割成多段升流筒，相邻的两段升流筒之间设有环流缝隙，并且每一段升流筒均设有分段进水口6，所述沉降区8设于降流筒7的底部，所述沉降区8内设有曝气设备9，所述放空设备10与曝气设备9连接。
本实用新型在三相分离区3内(即升流筒5顶端)安装有喇叭型导流构件4，喇叭型导流构件4由导流斜板组成，导流斜板呈60°，水流和气体在升流筒5内向上运动，经过喇叭型导流构件4后，水流由竖直流向改为水平流向，进入降流筒7，形成内循环。
喇叭型导流构件4的工作原理是通过改变气液固三相的运动方向来强化反应器多相混合与传质，同时产生较小的流动阻力以降低操作能耗。水流和气体在升流筒5内向上运动，经过喇叭型导流构件4后，水流由竖直流向改为水平流向，进入降流筒7，形成内循环，喇叭型的结构可以减少水流的流动阻力，保证循环流量，气体被破碎成小气泡，一部分逃逸，一部分被卷带入降流区，大大增加了降流区的气含率，小气泡的形成可以提高氧传递系数，从而降低曝气能耗。通过对升流区、降流区的气含率，氧传递系数的测定可知，与不设内构件相比，降流区气含率增大约6％，氧传递系数提高约10％。，且60°倾角的内构件对气体的阻碍作用最小。
本实用新型中的升流筒5均匀分割成多段，每段间有一定间距的环流缝隙，各段均设有分段进水口6。污水可分段进入，在环流缝隙间形成多重循环流动，强化了混合：一方面液体在气流作用下于环缝处形成高速紊流剪切区，把气泡分散成细小气泡，增加了其在反应器中的停留时间，增强了氧的传递；另一方面，微生物载体、空气、污水三相因进行多重循环流动而处于完全混合状态，能以一定浓度梯度持续被载体吸附和被微生物降解。而升流筒5的各段之间采用法兰连接，方便拆卸和重新组合，可以利用增减分段数来适应不同处理的目的，以保证处理效果，且分段间的环流缝隙的存在，可降低设备过高带来的启动压力，从而降低进水和曝气能耗。
本实用新型中的降流筒7与三相分离区3采用45°锥形斜板连接，使流道通畅，避免出现“死区”。而升流筒5的高度略大于降流筒7，流体从升流区进入降流区时，流径变长，流速降低，实现气液良好的混合和分离，同时减少载体流失。
本实用新型中的沉淀区8采用斜板结构，斜角取60°，利于载体浮沉循环，同时有利于排泥和放空。
本实用新型在采用上述结构后，其优点在于：本实用新型平均有机负荷大，因此占地面积小；氧利用率高，启动压力小，耗电量小；当进水的污染物负荷改变时，能够迅速得到缓冲，仍维持良好的降解效果；运行期间，生物膜自然脱落，无需脱膜设备；生物量高，无需回流设备，具有设备少，工艺流程简单，自动化程度高，控制管理方便等优点。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种分段进水型多重内循环三相生物流化床，其特征在于：包括溢流堰(1)、出水口(2)、三相分离区(3)、喇叭型导流构件(4)、升流筒(5)、分段进水口(6)、降流筒(7)、沉降区(8)、曝气设备(9)和放空设备(10)，所述升流筒(5)设于降流筒(7)内，所述升流筒(5)的高度大于降流筒(7)的高度，所述三相分离区(3)设于降流筒(7)的顶部，所述溢流堰(1)设于三相分离区(3)内，所述出水口(2)与溢流堰(1)连通，所述喇叭型导流构件(4)安装于三相分离区(3)内，所述升流筒(5)均匀分割成多段升流筒，相邻的两段升流筒之间设有环流缝隙，并且每一段升流筒均设有分段进水口(6)，所述沉降区(8)设于降流筒(7)的底部，所述沉降区(8)内设有曝气设备(9)，所述放空设备(10)与曝气设备(9)连接。
2.根据权利要求1所述的分段进水型多重内循环三相生物流化床，其特征在于：所述相邻的两段升流筒之间采用法兰连接。
3.根据权利要求1所述的分段进水型多重内循环三相生物流化床，其特征在于：所述三相分离区(3)与降流筒(7)之间采用45°锥形斜板连接。
4.根据权利要求1所述的分段进水型多重内循环三相生物流化床，其特征在于：所述喇叭型导流构件(4)由导流斜板组成，所述导流斜板为60°。
5.根据权利要求1所述的分段进水型多重内循环三相生物流化床，其特征在于：所述沉降区(8)采用斜板结构，斜板结构的斜角为60°。
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