CN206089395U - 一种固定化硫氧化细菌生物转盘反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，包括原污泥池、贮泥池，连接原污泥池和贮泥池的污泥循环管路和至少一个处理单元，原污泥池通过第一管路与接触反应池的进泥口接通，贮泥池通过第二管路与接触反应池的出泥口接通；处理单元包括接触反应池、空气罩、设于接触反应池内的转盘机构，驱动转盘机构旋转的驱动电机，转盘机构包括转轴，套装于转轴上的若干生物转盘；生物转盘以不锈钢为嵌件，表面熔铸有一层生物硫。本实用新型提供的反应器，采用表面熔铸有生物硫的盘片状生物转盘，由多块生物转盘组装转盘机构，由于固定化生物转盘的旋转，不断在大气中充氧，完成硫氧化细菌、生物硫、氧三者之间的传质，有效处理污泥中的重金属。

Description

一种固定化硫氧化细菌生物转盘反应器

技术领域

本实用新型属于污泥资源化利用技术领域，具体涉及一种污泥处理装置，可以有效去除污泥中的重金属，改善污泥的脱水性能。

背景技术

随着我国污水处理产业的快速发展，城市污水处理率大幅提升，由此产生的污泥量也不断增大。我国《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》鼓励采用土地利用方式处置符合标准的污泥，污泥土地利用将成为我国今后污泥处置的主要方向。而污泥土地利用的最大障碍是污泥的高含水率、重金属污染和病原菌危害。根据研究表明，生物淋滤技术可以显著的改善污泥脱水性能、去除重金属、消除病原菌，并为其后续资源化利用创造良好条件，是一种极具工程应用价值的污泥处理新技术。生物淋滤主要是利用嗜酸性硫杆菌的生物氧化产酸作用，形成强酸环境，然后污泥中难溶性重金属从固相中溶出进入液相，通过固液分离加以去除。以氧化硫硫杆菌为主要菌株、单质硫为能源底物的生物淋滤技术被认为是实现污泥重金属去除最为快捷的途径之一，正逐渐引起人们的关注。

污泥生物淋滤技术在工程实践中推广应用的关键是要设计制造出硫粉高效利用的反应器，生物淋滤反应器的类型主要有三类：空气提升式反应器、连续搅拌反应器、推流式反应器。目前，生物淋滤工艺中的反应底物单质硫一般采用粉体的形式加入到反应器中。现有的反应器在生物淋滤过程中由于搅拌强度不足，经常出现硫粉沉入反应器底部的现象，硫粉不能与污泥中的硫氧化细菌充分接触而反应不完全，导致过量的硫粉在污泥中累积。处理后的污泥在土地利用时，多余的硫粉易造成土地“后酸化”问题。因此，硫的有效利用成为制约生物淋滤技术实现工程化应用的一个关键因素。为此，中国发明专利ZL200510049304.8提出了一种类似半球形的连续搅拌生物沥滤反应器，降低了水力阻力，减少了硫粉沉降，提高了硫粉与污泥的混合程度。中国发明专利ZL200510048983.7公开了一种以悬挂硫填料形式供应底物的生物沥滤方法，能够充分实现硫的高效利用和剩余硫的便捷回收。但是，以硫氧化细菌为菌株、单质硫为能源底物的生物淋滤反应是一个好氧过程，需要氧气的参与。目前的生物淋滤反应器均需要采用曝气和机械搅拌的方式来进行物料混匀和充氧，需要消耗更多的动能。如果能够进一步改进反应器结构，将三者之间的传质过程与反应器设计有效结合，减少能耗，对推动生物淋滤技术的工程化应用将更为有效。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，具体采用旋转生物硫盘片的方式为硫氧化细菌充氧和提供能源物质，可以更为经济高效的利用生物硫，提高硫的生物氧化产酸反应速度，进一步降低能耗和提高处理效率。

具体的，本实用新型提供的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，包括原污泥池、贮泥池，连接所述原污泥池和所述贮泥池的污泥循环管路、以及至少一个处理单元，所述原污泥池中设有污泥提升泵，所述贮泥池中设有污泥循环泵，所述原污泥池通过第一管路与处理单元的进泥口接通，所述贮泥池通过第二管路与处理单元的出泥口接通；

所述处理单元包括接触反应池、设置于所述接触反应池上部的空气罩、设置于所述接触反应池内的转盘机构，驱动所述转盘机构旋转的驱动电机，所述转盘机构包括转轴，套装于所述转轴上的若干生物转盘；

所述转轴表面沿轴向设有凸条，且所述转轴上每间隔50-100mm开设有定位通孔，所述定位通孔内安装有可拆卸的定位螺栓，每两个定位通孔之间套装有一个生物转盘；

所述生物转盘包括圆形不锈钢嵌件，以及熔铸于所述不锈钢嵌件表层的生物硫层，所述生物转盘盘面的厚度为40-60mm。

优选地，所述生物转盘还包括固定柱，所述不锈钢嵌件为不锈钢圆盘，所述不锈钢嵌件设置于所述固定柱一端，所述固定柱中部开设有第一穿孔，所述不锈钢圆盘中部开设有与所述第一穿孔对应的第二穿孔，所述第一穿孔和所述第二穿孔的孔径与所述转轴相适配；沿所述第一穿孔侧壁和第二穿孔侧壁，还开设有可与所述凸条匹配卡接的定位凹槽。

优选地，所述不锈钢圆盘的厚度为2-4mm。

更优选地，所述不锈钢圆盘一侧表面具有3-6条加强筋，3-6条加强筋沿第二穿孔边沿辐射状设置。

更优选地，所述固定柱、所述不锈钢圆盘以及不锈钢圆盘上的加强筋为一体结构。

更优选地，所述加强筋的宽度为50mm，厚度为2-4mm。

优选地，所述处理单元的数量为3-5个，3-5个所述处理单元并联或串联连接。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，采用表面熔铸有生物硫的盘片状生物转盘，由多块生物转盘组装转盘机构，通过驱动电机驱动转盘机构转动，由于固定化生物转盘的旋转，不断在大气中充氧，完成硫氧化细菌、生物硫、氧三者之间的传质。

附图说明

图1为本实用新型固定化硫氧化细菌生物转盘反应装置的俯视图；

图2为本实用新型固定化硫氧化细菌生物转盘反应装置的主视图；

图3为本实用新型固定化硫氧化细菌生物转盘反应装置的转轴的结构示意图；

图4为本实用新型固定化硫氧化细菌生物转盘反应装置中构成生物转盘的嵌件的结构示意图；

图5为本实用新型固定化硫氧化细菌生物转盘反应装置中生物转盘的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

一种固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，具体如图1-5所示，包括原污泥池1、贮泥池7，连接原污泥池1和贮泥池7的污泥循环管路9、以及至少一个处理单元，所述原污泥池1中设有污泥提升泵2，所述贮泥池7中设有污泥循环泵8，原污泥池1通过第一管路与处理单元的进泥口接通，贮泥池7通过第二管路与处理单元的出泥口接通；

处理单元包括接触反应池4、设置于接触反应池4上部的空气罩41、设置于接触反应池4内的转盘机构，驱动转盘机构旋转的驱动电机10，转盘机构包括转轴5，套装于转轴5上的若干生物转盘6；

转轴5表面沿轴向设有凸条501，且转轴5上每间隔50-100mm开设有定位通孔502，所述定位通孔502内安装有可拆卸的定位螺栓，每两个定位通孔502之间套装有一个生物转盘6；生物转盘6包括圆形不锈钢嵌件61，以及熔铸于不锈钢嵌件61表层的生物硫层62，生物转盘6盘面的厚度为40-60mm。

本实用新型提供的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器通过在转轴5上套装生物转盘6，具体是将生物硫熔铸制作的多个生物转盘6悬浮在污泥中，可以大大减少生物硫的浪费，提高其利用率，避免多余硫粉沉积在污泥中。从而很好的解决了传统的生物淋滤采用投加硫粉的方式将生物硫分散在污泥中，容易导致硫粉沉积在反应器底部，造成硫粉的利用效率低，而且污泥中多余的硫粉造成污泥后续使用的“后酸化”的问题。

具体的，如图4-5所示，上述生物转盘6还包括固定柱611，不锈钢嵌件61为不锈钢圆盘，不锈钢嵌件61设置于固定柱611一端，固定柱611中部开设有第一穿孔612，不锈钢圆盘中部开设有与第一穿孔612对应的第二穿孔，第一穿孔612和第二穿孔的孔径与转轴5相适配；沿第一穿孔612侧壁和第二穿孔侧壁，还开设有可与凸条501匹配卡接的定位凹槽613。这样的结构可将生物转盘6通过凸条501和定位凹槽613之间的卡接配合，防止套装后生物转盘6相对于转轴5进行转动。

优选地，不锈钢圆盘一侧表面具有3-6条加强筋614，3-6条加强筋614沿第二穿孔边沿辐射状设置，且固定柱611、不锈钢圆盘以及不锈钢圆盘上的加强筋614为一体结构，具体的，加强筋614的宽度为50mm，厚度为2-4mm。这样的设置进一步增强了生物转盘6的稳固性。

对于生物转盘6的制作方法：具体是在生物转盘6的模具中放置构成生物转盘6的不锈钢嵌件，将粉末状的生物硫在130℃温度下熔化，然后将其浇注于模具中，在不锈钢嵌件表面形成一层生物硫。这层生物硫作为盘面材料，其本身是一种亲水性硫，是硫氧化细菌的能源物质，有利于硫氧化细菌的附着，形成高密度的硫氧化细菌菌落。硫氧化细菌首先吸附在生物硫熔铸而成的生物转盘表面，并以生物硫为能源物质生长，然后分泌大量胞外聚合物使吸附变得牢固，形成微菌落，最后形成具有高度组织结构的固定化生物膜。通过固定化生物转盘的旋转，不断在大气中充氧，完成硫氧化细菌、生物硫、氧三者之间的传质过程，硫氧化细菌不断地在生物转盘上吸附固定，增加了硫氧化细菌的密度，从而大大提高生物硫的生物氧化产酸反应速度。

需要说明的是，不锈钢圆盘的厚度以2-4mm为最佳，上述装置中的处理单元可以是1个，也可以是多个，一般以3-5个为最佳，当为多个时，可以通过串联和并联的方式构建多级处理单元，处理效率高，操作简单，灵活实用。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，其特征在于，包括原污泥池(1)、贮泥池(7)，连接所述原污泥池(1)和所述贮泥池(7)的污泥循环管路(9)、以及至少一个处理单元，所述原污泥池(1)中设有污泥提升泵(2)，所述贮泥池(7)中设有污泥循环泵(8)，所述原污泥池(1)通过第一管路与处理单元的进泥口接通，所述贮泥池(7)通过第二管路与处理单元的出泥口接通；

所述处理单元包括接触反应池(4)、设置于所述接触反应池(4)上部的空气罩(41)、设置于所述接触反应池(4)内的转盘机构，驱动所述转盘机构旋转的驱动电机(10)，所述转盘机构包括转轴(5)，套装于所述转轴(5)上的若干生物转盘(6)；

所述转轴(5)表面沿轴向设有凸条(501)，且所述转轴(5)上每间隔50-100mm开设有定位通孔(502)，所述定位通孔(502)内安装有可拆卸的定位螺栓，每两个定位通孔(502)之间套装有一个生物转盘(6)；

所述生物转盘(6)包括圆形不锈钢嵌件(61)，以及熔铸于所述不锈钢嵌件(61)表层的生物硫层(62)，所述生物转盘(6)盘面的厚度为40-60mm。

2.根据权利要求1所述的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，其特征在于，所述生物转盘(6)还包括固定柱(611)，所述不锈钢嵌件(61)为不锈钢圆盘，所述不锈钢嵌件(61)设置于所述固定柱(611)一端，所述固定柱(611)中部开设有第一穿孔(612)，所述不锈钢圆盘中部开设有与所述第一穿孔(612)对应的第二穿孔，所述第一穿孔(612)和所述第二穿孔的孔径与所述转轴(5)相适配；沿所述第一穿孔(612)侧壁和第二穿孔侧壁，还开设有可与所述凸条(501)匹配卡接的定位凹槽(613)。

3.根据权利要求2所述的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，其特征在于，所述不锈钢圆盘的厚度为2-4mm。

4.根据权利要求3所述的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，其特征在于，所述不锈钢圆盘一侧表面具有3-6条加强筋(614)，3-6条加强筋(614)沿第二穿孔边沿辐射状设置。

5.根据权利要求4所述的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，其特征在于，所述固定柱(611)、所述不锈钢圆盘以及不锈钢圆盘上的加强筋(614)为一体结构。

6.根据权利要求4所述的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，其特征在于，所述加强筋(614)的宽度为50mm，厚度为2-4mm。

7.根据权利要求1所述的固定化硫氧化细菌生物转盘反应器，其特征在于，所述处理单元的数量为3-5个，3-5个所述处理单元并联或串联连接。