CN206828184U - 一种固定床生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固定床生物反应器，包括外筒体和设置于外筒体内的一级内筒和二级内筒；一级内筒的上部设置有一级填料，下部设置有多个曝气头且分别设置有进气口和进水口，多个曝气头均与进气口连通；二级内筒的下端套设于一级内筒的顶端开口外，上部填充有二级填料，且顶端为用于水溢出的开口；二级内筒与外筒体之间设置有三级填料，一级内筒与外筒体之间设置有沉淀填料，沉淀填料的顶端与二级内筒的底端相抵；外筒体的顶端开口处设置有出水堰。应用本实用新型提供的固定床生物反应器，给生物菌营造了适宜的生存环境，被固定在各级填料中繁衍生息，有效防止了专性菌随水排放造成降解速率下降，处理效果降低的弊端。

Description

一种固定床生物反应器

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种固定床生物反应器。

背景技术

采用生物方法处理废水的过程中，生物菌容易随着废水流失，从而造成处理效果日趋降低。为此，通常采用扩大废水处理水池的容积，延长水利停留时间来减少生物菌的流失。这样一来，造成废水处理的容积负荷降低，生物菌降解速率降低，水池构筑容积加大，工程投资相应提高。在应用极端环境中的专性菌降解有机物的过程中，防止菌种随着废水流失尤其重要。

生物降解废水中的有机物，是人为模拟自然界的自净过程，在一定的空间内，一定的时间里，把废水中的有机物降解掉。因此，降解速率的最大化，是废水处理工程追求的主要目标。鉴于微生物对生存环境的敏感性和专一性，生物菌的选择对于降解速率起着决定性作用。有效的把具有专性降解功能的生物菌固定在反应器中，是废水处理技术亟待提高解决的课题。目前，防止菌种流失的废水处理工艺有如下几种：曝气生物滤池、MBR生物滤池。

然而，曝气生物滤池对进水的SS要求较高，其易引起滤料结团、堵塞；曝气生物滤池填料层两米以上，水头阻力损失较大，加上大部分都建于地面以上，进水提升水头较高，能耗大；曝气生物滤池的反冲洗出水回流入初沉池，对初沉池有较大的冲击负荷；在反冲洗过程中，造成填料层剧烈蠕动，附着在多孔陶瓷颗粒表面的生物菌被冲洗掉，影响生物菌降解的稳定性和可持续性；产泥量略大于活性污泥法，污泥稳定性稍差。

MBR生物滤池法则容易形成膜污染，废水中的悬浮污染物、溶解性有机物、微生物在膜表面的沉积以及活性污泥中的纤维、杂物等折叠缠绕都会不同程度上降低膜的通透性；成本较高、运行费用高。

综上所述，如何有效地解决菌种难以通过简单的结构固定于反应器中等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种固定床生物反应器，该固定床生物反应器的结构设计可以有效地解决菌种难以通过简单的结构固定于反应器中的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种固定床生物反应器，包括外筒体和设置于所述外筒体内的一级内筒和二级内筒；

所述一级内筒的上部设置有一级填料，下部设置有多个曝气头且分别开设有进气口和进水口，多个所述曝气头均与所述进气口连通；

所述二级内筒的下端套设于所述一级内筒的顶端开口外，上部填充有二级填料，且顶端为用于水溢出的开口；

所述二级内筒与所述外筒体之间设置有三级填料，所述一级内筒与所述外筒体之间设置有沉淀填料，所述沉淀填料的顶端与所述二级内筒的底端相抵；

所述外筒体的顶端开口处设置有出水堰。

优选地，上述固定床生物反应器中，所述出水堰的底部设置有沉淀填料。

优选地，上述固定床生物反应器中，所述外筒体的底部开设有排泥口。

优选地，上述固定床生物反应器中，与所述出水堰连通的设置有出水管。

优选地，上述固定床生物反应器中，所述一级内筒的底端设置有反射屏，所述进水口的中心与所述反射屏的锥顶相对。

优选地，上述固定床生物反应器中，所述二级填料的粒径大于所述一级填料的粒径。

优选地，上述固定床生物反应器中，所述一级填料为陶粒，所述二级填料为多孔陶瓷颗粒，所述三级填料为活性焦。

本实用新型提供的固定床生物反应器包括外筒体、一级内筒和二级内筒。其中，一级内筒和二级内筒均设置于外筒体内，且一级内筒的上部设置有一级填料，下部设置有多个曝气头且分别开设有进气口和进水口，多个曝气头均与进气口连通；二级内筒的下端套设于一级内筒的顶端开口外，上部填充有二级填料，且顶端为用于水溢出的开口；二级内筒与外筒体之间设置有三级填料，一级内筒与外筒体之间设置有沉淀填料，沉淀填料的顶端与二级内筒的底端相抵；外筒体的顶端开口处设置有出水堰。

应用本实用新型提供的固定床生物反应器时，废水经进水口从底部进入，与曝气头气流同步上升，进入第一反应区，在一级填料的固定床上，气液固接触过程中，气泡被切割成微气泡，提高了曝气的氧利用率；废水在固定床上与填料的接触，实现气、液、固三相充分接触反应，在专性菌的代谢过程中，有机物得到降解。气液同步进入第二反应区，即与二级填料作用，二级阻力损失较小，气液上升余压足以通过，在此过程中，气液固在固定床再次充分接触，并实现生物降解反应。同时，当废水通过了第一反应区时，废水中的固体物被气流吹到筒体边沿，进入外围没有气流冲击的沉淀区，上清液继续上升，进入第三反应区，即与三级填料作用，在没有曝气扰动的环境中通过固定床生物反应区。废水继续上升至反应器顶部，经出水堰排出，完成了整个反应过程。综上，本身申请提供的固定床生物反应器，给生物菌营造了适宜的生存环境，被固定在各级填料中繁衍生息，有效防止了专性菌随水排放造成降解速率下降，处理效果降低的弊端。

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为本实用新型一个具体实施例的固定床生物反应器的结构示意图。

附图中标记如下：

进水口1，进气口2，反射屏3，排泥口4，曝气头5，一级填料61，二级填料62，三级填料63，沉淀填料64，出水堰7，出水管8。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种固定床生物反应器，以通过简单的结构将菌种固定于反应器中。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型一个具体实施例的固定床生物反应器的结构示意图。

在一个具体实施例中，本实用新型提供的固定床生物反应器包括外筒体、一级内筒和二级内筒。

其中，一级内筒和二级内筒均设置于外筒体内，且一级内筒的上部设置有一级填料61，下部设置有多个曝气头5且分别设置有进气口2和进水口1，多个曝气头5均与进气口2连通。因而气体经进气口2进入，废水经进水口1进入，并在曝气头5的作用下，废水随气流上升，进入第一反应区，也就是经过一级填料61。具体废水可以为经过前期预处理的废水，例如：经固液分离、PH值调节和氨氮吹脱等。也可以单独应用于未经预处理的生活废水。

二级内筒的下端套设于一级内筒的顶端开口外，上部填充有二级填料62，且顶端为用于水溢出的开口。因而，废水在固定床上先与一级填料61接触，实现气、液、固三相充分接触反应，在专性菌的代谢过程中，有机物得到降解。而后，气液进一步由一级内筒的顶端开口继续上升，进入二级内筒，并经二级填料62作用，也就是进入第二反应区。需要说明的是，二级填料62的阻力应能够满足气液上升余压足以通过二级填料62，进而在此过程中，气液固在固定床再次充分接触，并实现生物降解反应。

二级内筒与外筒体之间设置有三级填料63，一级内筒与外筒体之间设置有沉淀填料64，沉淀填料64的顶端与二级内筒的底端相抵。废水通过第一反应区时，废水中的固体物被气流吹到筒体边沿，上清液继续上升，由一级内筒的顶端开口溢出进入二级内筒内，二级内筒的底部与沉淀填料64相抵，受到沉淀填料64的阻挡，颗粒物下沉，清水升流进入第三反应区，即在上升过程中与三级填料63作用，在没有曝气扰动的环境中通过固定床生物反应区。同时，经过二级填料62处理后的气液，也能够通过二级内筒的顶端开口溢出，进入第三反应区。而后上升至外筒体顶部由出水堰7排出。

外筒体的顶端开口处设置有出水堰7。废水经三级填料63后继续上升至反应器顶部，经出水堰7排出，完成了整个反应过程。具体的，可在分流罩的作用下，通过与外筒体外壁的间隙上升至出水堰7。

具体的，外筒体及一级内筒和二级内筒的形状可以为矩形，也可以设计为圆形筒体。其可以放置于地上，也可设计为地埋式。

优选的，上述一级填料61及二级填料62接种有用于降解氨氮的脱氨氮菌种。具体的，脱氨氮菌种为通过生活污水采样、筛选、选育及纯化处理后获得的专性生物菌。通过尊重微生物的自然属性，对于极端环境下的废水有针对性的选择专性菌，并将其固定在反应器中，使之不易流失，进而显著提升废水处理效果。具体的，在废水进入固定床生物反应器处理时，即添加专性生物菌，该专性生物菌为经施工现场采样，在实验室进行筛选，从中选育对氨氮具有降解能力的脱氨氮菌种，然后经过优化纯化，在现场进行扩培接种于固定床生物反应器中。具体专性生物菌的确定工艺请参考现有技术，此处不再赘述。

应用本实用新型提供的固定床生物反应器时，废水经进水口1从底部进入，与曝气头5气流同步上升，进入第一反应区，在一级填料61的固定床上，气液固接触过程中，气泡被切割成微气泡，提高了曝气的氧利用率；废水在固定床上与填料的接触，实现气、液、固三相充分接触反应，在专性菌的代谢过程中，有机物得到降解。气液同步进入第二反应区，即与二级填料62作用，二级阻力损失较小，气液上升余压足以通过，在此过程中，气液固在固定床再次充分接触，并实现生物降解反应。同时，当废水通过了第一反应区时，废水中的固体物被气流吹到筒体边沿，进入外围没有气流冲击的沉淀区，上清液继续上升，进入第三反应区，即与三级填料63作用，在没有曝气扰动的环境中通过固定床生物反应区。废水继续上升至反应器顶部，经出水堰7排出，完成了整个反应过程。综上，本身申请提供的固定床生物反应器，给生物菌营造了适宜的生存环境，被固定在各级填料中繁衍生息，有效防止了专性菌随水排放造成降解速率下降，处理效果降低的弊端，反应时间可减到8～9天。

进一步地，出水堰7的底部设置有沉淀填料64。也就是在出水堰7形成第二沉淀区，经一级填料61、二级填料62、三级填料63作用后的废水，在由外筒体内上升至由出水堰7排出时，进一步经过沉淀填料64的再次沉淀作用，将废水中的固体杂质沉淀，上清液经出水堰7排出。通过再次沉淀，进一步提升了废水处理效果。

优选的，外筒体的底部开设有排泥口4。从而便于将废水处理产生的固体污染物等能排出。具体排泥口4可以设置于外筒体底部的中央，优选的，外筒体的底部呈锥形，则排泥口4开设于锥顶处。

具体的，与出水堰7连通的设置有出水管8。进而便于将经过处理的清水引出，通入需要用水或清水存储装置。

在上述各实施例中，一级内筒的底端设置有反射屏3，进水口1的中心与锥形反射屏3的锥顶相对。由于进水口1的中心与反射屏3锥顶相对，水在压力下被反射屏3均匀折返向上，与气流同步升流。通过反射屏3的设置，结合曝气头5的作用，使得废水能够更好的被气流带动，以向上依次经过一级填料61与二级填料62，使得降解反应更为充分。

在上述各实施例的基础上，二级填料62的粒径大于一级填料61的粒径。因而，二级填料62的阻力损失较小，以保证气液上升余压足以通过。具体的粒径值可根据需要进行设置，此处不作具体限定。

优选的，一级填料61为陶粒，二级填料62为多孔陶瓷颗粒，三级填料63为活性焦。陶粒，即陶质的颗粒。二级填料62为多孔陶瓷颗粒，指其相对于一级填料61为多孔结构。具体沉淀填料64的材质请参考现有技术，此处不再赘述。

在屠宰场做现场试验，定时定点逐日采样检测，最后取其平均值，计算出系统对主要污染物的去除率，具体如表1所示：

表1主要污染物的去除率

可见，采用本申请提供的固定床生物反应器，显著提升了废水处理效率。

综上，本实用新型提供的固定床生物反应器，其特殊的内部结构形式，把生物固定化降解与絮凝沉淀合为一体；且所用生物载体廉价易得，超大比表面积的惰性填料，实现了专性工程菌的固定，有效的防止了生物菌的流失，提高了生物降解速率，缩短了反应时间，减少了工程造价；专性菌来自于施工现场的环境中，在恶劣的水环境中不会产生基因改变，没有致病和产生变异的危险，属于“环境友好型”生物菌剂。它有极强的专业性、适应性，实现了生物降解废水处理系统的菌种有针对性的选择。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种固定床生物反应器，其特征在于，包括外筒体和设置于所述外筒体内的一级内筒和二级内筒；

所述一级内筒的上部设置有一级填料，下部设置有多个曝气头且分别设置有进气口和进水口，多个所述曝气头均与所述进气口连通；

所述二级内筒的下端套设于所述一级内筒的顶端开口外，上部填充有二级填料，且顶端为用于水溢出的开口；

所述二级内筒与所述外筒体之间设置有三级填料，所述一级内筒与所述外筒体之间设置有沉淀填料，所述沉淀填料的顶端与所述二级内筒的底端相抵；

所述外筒体的顶端开口处设置有出水堰。

2.根据权利要求1所述的固定床生物反应器，其特征在于，所述出水堰的底部设置有沉淀填料。

3.根据权利要求1所述的固定床生物反应器，其特征在于，所述外筒体的底部开设有排泥口。

4.根据权利要求1所述的固定床生物反应器，其特征在于，与所述出水堰连通的设置有出水管。

5.根据权利要求1-4任一项所述的固定床生物反应器，其特征在于，所述一级内筒的底端设置有反射屏，所述进水口的中心与所述反射屏的锥顶相对。

6.根据权利要求1-4任一项所述的固定床生物反应器，其特征在于，所述二级填料的粒径大于所述一级填料的粒径。

7.根据权利要求6所述的固定床生物反应器，其特征在于，所述一级填料为陶粒，所述二级填料为多孔陶瓷颗粒，所述三级填料为活性焦。