CN207845265U - 一种废水厌氧生物降解仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废水厌氧生物降解仪，涉及环境保护领域，包括反应器和气体测量装置，所述反应器底部设有布水器，且所述布水器上开设有多个朝上的布水孔，所述反应器侧壁上开设有与布水器相连以向布水器内导入废水的进水口，所述反应器内由下往上依次设有微生物颗粒污泥区和微生物悬浮污泥区，所述反应器上部设有三相分离器，且所述三相分离器顶端设有向反应器外伸出的出气口，所述反应器侧壁上方设有出水口；所述气体测量装置与所述出气口相连以对反应器的产气量和产气速率进行测量。本实用新型能够实现对废水微生物降解的模拟，并实现相关重要参数的自动精确测量。

Description

一种废水厌氧生物降解仪

技术领域

本实用新型涉及环境保护领域，具体涉及一种废水厌氧生物降解仪。

背景技术

随着水环境污染问题的日益加剧，怎样对废水中污染物进行有效去除越发受到大众的关注。目前，应用最为广泛的废水处理技术为微生物降解，即利用微生物将废水中的污染物进行降解，比如先将化学需氧量(COD)较高的废水进行微生物厌氧降解，去除绝大部分COD污染物，再继续进行微生物有氧降解，最终使水质符合排放标准。其中，废水微生物厌氧降解能够去除绝大部分的污染物，该过程较为关键，该过程一般在上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)等大型反应器内完成。在实际的应用中，不同来源废水(如工业废水、生活废水)的厌氧降解过程有所不同，废水中也可能含有一些对微生物有毒害的物质，因此前期实行模拟运行，进行深入研究和精确控制，从而有利于调节废水处理过程，使得整个系统维持较高效率、平稳运行，同时降低运行成本。

目前，市场上并无成熟专业的小试反应器用于模拟UASB、EGSB等大型反应器处理过程，且微生物厌氧降解废水过程会产生甲烷和二氧化碳等气体，气体产量及速率直接关系到微生物的活性或潜在物质的毒性评估，小试实验研究产气量一般较小(仅为几十毫升至几升)，且持续时间较长(如几天甚至更长)，市场上也并无专业的微小量气体测量装置，测量一般靠人工排水方法计量，误差较大且不自动化，效率较低。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种废水厌氧生物降解仪，能够实现对废水微生物降解的模拟，并实现相关重要参数的自动精确测量。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是，包括：

反应器，所述反应器底部设有布水器，且所述布水器上开设有多个朝上的布水孔，所述反应器侧壁上开设有与布水器相连以向布水器内导入废水的进水口，所述反应器内由下往上依次设有微生物颗粒污泥区和微生物悬浮污泥区，所述反应器上部设有三相分离器，且所述三相分离器顶端设有向反应器外伸出的出气口，所述反应器侧壁上方设有出水口；

气体测量装置，所述气体测量装置与所述出气口相连以对反应器的产气量和产气速率进行测量。

在上述技术方案的基础上，所述反应器上设有用于控制反应器内温度的控温装置。

在上述技术方案的基础上，所述控温装置为包裹在所述反应器外壁上的加热带。

在上述技术方案的基础上，所述控温装置为设于所述反应器上的双层夹套，且所述双层夹套内注有导热介质。

在上述技术方案的基础上，所述反应器侧壁上设有用以插入pH计或ORP计的斜插管。

在上述技术方案的基础上，所述进水口上设有压力泵。

在上述技术方案的基础上，所述气体测量装置包括：

U型管，所述U型管内填充有液体介质，且所述U型管内液体介质的液面低于U型管管口，所述U型管包括左管和右管，且所述左管侧壁上设有上下间隔的两个刻度，且每个刻度处均设有一传感器；

三通电磁阀，所述三通电磁阀包括电磁阀进气口、电磁阀出气口和电磁阀排气口，所述电磁阀进气口与出气口相连，所述电磁阀出气口与所述左管管口相连。

在上述技术方案的基础上，所述气体测量装置包括气体腔室及设于所述气体腔室侧壁上的压力传感器，所述气体腔室上设有进气口和排气口，且所述进气口和排气口上均设有电磁阀，所述进气口与所述出气口相连。

在上述技术方案的基础上，所述气体测量装置包括气泡产生室，所述气泡产生室内填充有液体介质，且所述气泡产生室的顶端呈锥形，所述气泡产生室的下端设有进气管，所述气泡产生室的最顶端设有出气管，且所述出气管与所述气泡产生室顶端连接处设有相对的脉冲发生器和脉冲接收器，所述进气管与出气口相连。

在上述技术方案的基础上，所述液体介质为水或油。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：废水泵入反应器与反应器内的微生物污泥反应并产生气体，气体测量装置对产生气体的量和速率进行测量，实现对工业上大型反应器处理废水过程长时间的模拟，并实现相关重要参数的自动精确测量，效率高。

附图说明

图1为本实用新型一种废水厌氧生物降解仪的结构示意图；

图2为本实用新型U型管的结构示意图；

图3为本实用新型气体腔室的结构示意图；

图4为本实用新型气泡产生室的结构示意图。

图中：1-反应器，2-布水器，3-布水孔，4-进水口，5-微生物颗粒污泥区，6-微生物悬浮污泥区，7-三相分离器，8-出气口，9-出水口，10-气体测量装置，11-压力泵，12-气体腔室，13-压力传感器，14-进气口，15-排气口，16-气泡产生室，17-进气管，18-出气管，19-脉冲发生器，20-脉冲接收器，21-U型管，22-左管，23-右管，24-传感器，25-三通电磁阀，26-电磁阀进气口，27-电磁阀出气口，28-电磁阀排气口，29-斜插管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1所示，本实用新型提供一种废水厌氧生物降解仪，实现对工业上大型反应器处理废水过程的模拟，并实现相关重要参数的测量，如厌氧降解废水过程中的产气量和产气速率的测量等等。本实用新型的废水厌氧生物降解仪包括反应器1和气体测量装置10。

反应器1底部设有布水器2，且布水器2上开设有多个朝上的布水孔3，多个布水孔3均匀分布于布水器2上，反应器1侧壁上开设有与布水器2相连以向布水器2内导入废水的进水口4，反应器1内由下往上依次设有微生物颗粒污泥区5和微生物悬浮污泥区6，反应器1上部设有三相分离器7，且三相分离器7顶端设有向反应器1外伸出的出气口8，反应器1侧壁上方设有出水口9。气体测量装置10与出气口8通过气体传输管相连以对反应器1的产气量和产气速率进行测量。

进一步的，进水口4上设有压力泵11，压力泵11将废水经进水口4泵入布水器2内，并从布水孔3流出进入反应器1内，反应器1内的微生物污泥和废水反应形成微生物颗粒污泥区5和微生物悬浮污泥区6，反应过程中产生的气体将微生物污泥和水向上推动至三相分离器7处，微生物污泥与三相分离器7的挡泥板接触然后在自身重力下沉降回微生物颗粒污泥区5和微生物悬浮污泥区6，水经过去除污染物后从出水口9溢出，三相分离器7的顶端设有气室，气体通过三相分离器7顶端被收集于气室中，或者通过出气口8进入气体测量装置10中。

反应器1侧壁上设有用以插入pH计或ORP(Oxidations-Reduction Potential，氧化还原电位)计的斜插管29，在斜插管29插入pH计实现对反应器1内pH值的监测，或者在斜插管29插入ORP计实现对反应器1内ORP电位值的监测，或者在斜插管29插入pH和ORP集成计实现对反应器1内pH值和ORP电位值的监测。

反应器1上设有用于控制反应器1内温度的控温装置，从而保证反应器1内的废水厌氧微生物降解反应在恒定温度下进行。控温装置为包裹在反应器1外壁上的加热带，通过加热带使反应器1处于恒定温度下；控温装置也可以为设于反应器1上的双层夹套，且双层夹套内注有导热介质，通过导热介质保证反应器1内温度的恒定，导热介质可以为水或其它溶剂。

反应器1内微生物污泥与废水均匀混合发生厌氧降解反应，在压力泵11压力的作用下，废水从反应器1底部的布水器2向上流出，微生物污泥和废水自然混匀，另外，在反应过程中微生物颗粒污泥区5和微生物悬浮污泥区6所产生的气体会将微生物污泥向反应器1上部推动，微生物污泥遇到三相分离器7挡泥板后由于重力作用会自然下沉，再次产生一自然混匀的过程，使得整个反应过程无需搅拌器的协助，较少能源的消耗，降低成本。

参见图2所示，在一种实施方式中，气体测量装置10包括U型管21和三通电磁阀25，U型管21内填充有液体介质，液体介质为水、油或其它物质，且U型管21内液体介质的液面低于U型管21管口，U型管21包括左管22和右管23，且左管22侧壁上设有上下间隔的两个刻度，且每个刻度处均设有一传感器24；三通电磁阀25包括电磁阀进气口26、电磁阀出气口27和电磁阀排气口28，电磁阀进气口26与出气口8相连，电磁阀出气口27与左管22管口相连。为方便描述，左管22侧壁上上侧刻度记为刻度A，下侧刻度记为刻度B，初始状态时U型管21内液体介质液面和刻度A持平，在微机的控制下，电磁阀排气口28关闭，电磁阀进气口26、电磁阀出气口27打开，反应器1内产生的气体经出气口8、电磁阀进气口26和电磁阀出气口27进入U型管21内，U型管21左管22液位下降，右管23液位上升，当左管22液位下降到刻度B处时被该处传感器24感应，此时关闭电磁阀进气口26，U型管21内气体经电磁阀排气口28排除，U型管21左管22液位上升，右管23液位下降，当左管22液位上降到刻度A处时被该处传感器24感应，此时关闭电磁阀排气口28，打开电磁阀进气口26，气体再次进入U型管21内，依此循环，因左管22管内的刻度A和刻度B间体积一定，故通过测量U型管21进气排气的次数，便可计算得到反应器1内产生气体的体积。

参见图3所示，在一种实施方式中，气体测量装置10包括气体腔室12及设于气体腔室12侧壁上的压力传感器13，气体腔室12上设有进气口14和排气口15，且进气口14和排气口15上均设有电磁阀，进气口14与出气口8相连。反应器1内产生的气体经出气口8、进气口14进入气体腔室12内，气体腔室12的容积固定且已知，当气体进入气体腔室12后，压力传感器13感应到气体腔室12内气体压力不断增加，在微机的控制下，当气体腔室12内的压力超过设定值时，进气口14上的电磁阀关闭，停止向气体腔室12内进气，同时打开排气口15上的电磁阀，释放气体腔室12内气体，当气体腔室12内的压力低于另一设定值时，则关闭排气口15上的电磁阀，打开进气口14上的电磁阀，依此循环，通过测量进气口14和排气口15上电磁阀开关的次数、气体腔室12的容积以及相关设定值，即可计算得到反应器1内产生气体的体积及速率。

参见图4所示，在一种实施方式中，气体测量装置10包括气泡产生室16，气泡产生室16内填充有液体介质，液体介质为水、油或其它物质，且气泡产生室16的顶端呈锥形，气泡产生室16的下端设有进气管17，气泡产生室16的最顶端设有出气管18，且出气管18与气泡产生室16顶端连接处设有相对的脉冲发生器19和脉冲接收器20，进气管17与出气口8相连。反应器1内产生的气体经出气口8、进气管17进入气泡产生室16内，通过液体介质，在出气管18与气泡产生室16顶端连接处，即变径处形成气泡，气泡的大小可以通过出气管18与气泡产生室16顶端连接处的精密加工而控制，当气泡通过时，脉冲接收器20检测到脉冲发生器19的信号发生改变，以此对气泡进行计数，在已知气泡大小的情况下，即可通过计算得到反应器1内产生气体的体积及速率。

本实用新型的废水厌氧生物降解仪，废水泵入反应器1与反应器1内的微生物污泥反应并产生气体，气体测量装置10对产生气体的量和速率进行测量，实现对工业上大型反应器处理废水过程长时间的模拟，并实现相关重要参数的自动精确测量，效率高，对评估微生物活性或潜在物质毒性具有重要意义。

本实用新型不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于，包括：

反应器(1)，所述反应器(1)底部设有布水器(2)，且所述布水器(2)上开设有多个朝上的布水孔(3)，所述反应器(1)侧壁上开设有与布水器(2)相连以向布水器(2)内导入废水的进水口(4)，所述反应器(1)内由下往上依次设有微生物颗粒污泥区(5)和微生物悬浮污泥区(6)，所述反应器(1)上部设有三相分离器(7)，且所述三相分离器(7)顶端设有向反应器(1)外伸出的出气口(8)，所述反应器(1)侧壁上方设有出水口(9)；

气体测量装置(10)，所述气体测量装置(10)与所述出气口(8)相连以对反应器(1)的产气量和产气速率进行测量。

2.如权利要求1所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于：所述反应器(1)上设有用于控制反应器(1)内温度的控温装置。

3.如权利要求2所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于：所述控温装置为包裹在所述反应器(1)外壁上的加热带。

4.如权利要求2所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于：所述控温装置为设于所述反应器(1)上的双层夹套，且所述双层夹套内注有导热介质。

5.如权利要求1所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于：所述反应器(1)侧壁上设有用以插入pH计或ORP计的斜插管(29)。

6.如权利要求1所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于：所述进水口(4)上设有压力泵(11)。

7.如权利要求1所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于，所述气体测量装置(10)包括：

U型管(21)，所述U型管(21)内填充有液体介质，且所述U型管(21)内液体介质的液面低于U型管(21)管口，所述U型管(21)包括左管(22)和右管(23)，且所述左管(22)侧壁上设有上下间隔的两个刻度，且每个刻度处均设有一传感器(24)；

三通电磁阀(25)，所述三通电磁阀(25)包括电磁阀进气口(26)、电磁阀出气口(27)和电磁阀排气口(28)，所述电磁阀进气口(26)与出气口(8)相连，所述电磁阀出气口(27)与所述左管(22)管口相连。

8.如权利要求1所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于：所述气体测量装置(10)包括气体腔室(12)及设于所述气体腔室(12)侧壁上的压力传感器(13)，所述气体腔室(12)上设有进气口(14)和排气口(15)，且所述进气口(14)和排气口(15)上均设有电磁阀，所述进气口(14)与所述出气口(8)相连。

9.如权利要求1所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于：所述气体测量装置(10)包括气泡产生室(16)，所述气泡产生室(16)内填充有液体介质，且所述气泡产生室(16)的顶端呈锥形，所述气泡产生室(16)的下端设有进气管(17)，所述气泡产生室(16)的最顶端设有出气管(18)，且所述出气管(18)与所述气泡产生室(16)顶端连接处设有相对的脉冲发生器(19)和脉冲接收器(20)，所述进气管(17)与出气口(8)相连。

10.如权利要求7或9任一项所述的一种废水厌氧生物降解仪，其特征在于：所述液体介质为水或油。