CN211078595U - 流化床反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种流化床反应器,包括:罐体;进水口,配置为将原水引入到罐体中;流化床层,其中设置有密度略大于1g/cm3的填料;导流筒,其包括筒体和上下敞开的端部,导流筒的筒壁与罐体的罐壁间隔开;布水管,其位于所述导流筒底部,配置为将从进水口进入的原水向上通入到导流筒内;多孔截留网,其在所述流化床层的上方固定到罐体,其中开设有贯穿多孔截留网厚度的多个孔口,孔口的尺寸设计成小于填料的尺寸;三相分离器,配置为将水与水中的固体和气体分离;集水槽,配置为收集和排出处理后的水;以及气体出口,配置为排出从三相分离器分离的气体。根据本实用新型的流化床反应器处理污水效率高,投资和运行能耗低。
Description
技术领域
本实用新型涉及水处理技术领域,具体地,涉及一种流化床反应器。
背景技术
一些污水中存在高浓度的有机物,需要通过生物方法去除水中的有机物。通常会使用在载体上生长的生物膜来与污水中的有机物进行接触吸附,分解有机物,从而达到处理的目的。为了使载体和污水更充分地接触,已知可以使用流化床反应器使填料流化,即,使填料悬浮于运动的水中。而为了达到填料流化的目的,需要保证较大的上升流速,使得填料由于上升的水流而分散在水中。
现有技术中为了获得较大的上升流速,通过外部循环管和回流泵将反应器上部的混合液(包括污水和污水中的填料)回流到反应器下部,与进水混合,从而加大流量。
而且,现有技术中采用小粒径填料,例如细砂、活性炭等(通常小于 1mm),无法将填料与污水分离后进行回流,需要将混有填料的污水一起进行回流,管道和回流泵因回流污水中的填料而容易磨损,附着在填料上的生物膜也会因为回流泵的切削而严重脱落,最终导致反应器效率的下降。此外,填料也因为回流泵的叶轮的切削而容易破碎,需要定期进行补充,最终导致运行费用增加。
实用新型内容
针对以上问题,根据本实用新型,提出了一种流化床反应器,包括:罐体;进水口,其位于反应器底部,与所述罐体内部流体连通,配置为将原水引入到罐体中;流化床层,其位于所述罐体内中下部,所述流化床层中设置有密度略大于1g/cm3的附着有生物膜的填料;导流筒,其包括筒体和上下敞开的端部,并且整体设置于流化床层中,导流筒的筒壁与罐体的罐壁间隔开,导流筒的下端部与罐体的底壁间隔开;布水管,其位于所述导流筒底部,与进水口连通,包括向上取向的开口,配置为将从进水口进入的原水向上通入到导流筒内;三相分离器,其位于反应器的上部,配置为将水与水中的固体和气体分离;集水槽,其位于三相分离器的上方,配置为收集和排出处理后的水;以及气体出口,其位于反应器的顶部,配置为排出从所述三相分离器分离的气体。其中,原水从进水口引入,通过布水管以预定流速向上通入导流筒内,原水中的有机物与附着在流化床层中的填料上的生物膜反应,从导流筒顶部出来的水一部分从导流筒外部向下回流,另一部分向上到达三相分离器,经过分离之后的水被集水槽收集和排出。
根据本实用新型的流化床反应器具有以下优点:由于本实用新型的附着有生物膜的填料密度略大于1g/cm3,因此,所需的上升流速较小,也就是说,与其他填料例如细砂、生物陶粒和活性炭等相比,可以降低反应器的流化速度,降低运行成本;导流筒的设置使得导流筒内部水流向上流动,导流筒外部水流向下流动,从而实现了内部回流;大部分填料在流化床层顶部因流速降低而随水流从导流筒外部自然回落到反应器底部并与进水再次混合,实现了内部水力回流填料。
根据本实用新型的可以具有以下中的一个或多个特征。
根据一个实施例,所述流化床反应器还包括多孔截留网,其在所述流化床层和所述三相分离器之间固定到罐体,并与导流筒的上端部间隔开,配置为截留填料,所述多孔截留网中开设有贯穿多孔截留网厚度的多个孔口,所述孔口的尺寸设计成小于填料的尺寸。多孔截留网的设置防止填料进入反应器上部,从而提高处理效率。
根据一个实施例,所述多孔截留网由金属或塑料制成。使用金属或塑料制造工艺简单、成本低。
根据一个实施例,所述多孔截留网和所述导流筒之间设置有回流液体收集器,配置为收集回流液体并排出到罐体外部,再通过回流泵将回流液体在导流筒底部向上通入到导流筒中。回流液体收集器的设置可以回流一部分流体,增加上升流速。
根据一个实施例,所述回流液体收集器包括用于收集回流液体的多个支管和与所述多个支管连通的母管,所述母管连接到罐体外部。回流液体收集器的支母管结构使得可以更多更均匀地收集回流液体。
根据一个实施例,所述多个支管开设有回流孔或安装有水帽或包裹有丝网,并且回流孔或水帽或丝网的孔径小于填料尺寸。由于回流孔、水帽、丝网等填料阻挡件的设置,防止填料随回流液体进行回流,避免了填料对回流系统的磨损以及回流泵叶轮对填料上生物膜的切削和对填料的破坏。
根据一个实施例,所述填料在无生物膜附着时的密度为0.9-1.0g/cm3,在生长生物膜后密度为1.0-1.2g/cm3。由于生长生物膜后的填料密度略大于水,可以降低反应器的流化速度,相应的减少回流水量,降低回流系统的投资和运行能耗。
根据一个实施例,所述填料为多孔圆柱形、多孔球形或多孔圆片状。填料的多孔形状增加了比表面积,有利于生物膜的生长。
根据一个实施例,所述填料最大方向上的尺寸为10-50mm。与其他填料例如细砂、生物陶粒和活性炭等相比,本实用新型采用的填料尺寸较大,使得可以容易设置多孔截留网和回流液体收集器的支管的填料阻挡件的孔径尺寸,而不容易造成堵塞,也不会使得流动阻力过大。
根据一个实施例,所述填料由塑料制成。使得填料的强度高、破损率低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中,附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例,而非将本实用新型的全部实施例限制于此。
图1是根据本实用新型的流化床反应器使用的填料的示意图。
图2是根据本实用新型的流化床反应器的示意图。
附图标记列表
1 进水口
2 出水口
3 进水泵
4 回流泵
5 气体出口
6 多孔截留网
7 三相分离器
8 集水槽
9 流化床层
10 回流液体收集器
11 布水管
12 导流筒
具体实施方式
为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚,下文中将结合本实用新型具体实施例的附图,对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
以下通过描述示例实施例的方式对本实用新型进行详细描述。
图1是根据本实用新型的流化床反应器使用的填料的示意图。如图1所示,填料可以为多孔圆柱形,具有较大的比表面积,从而有利于生物膜的附着和生长。需要注意的是,图1仅为一个示例,根据本实用新型的填料可以具有多孔球形或多孔圆片状,或其他多孔不规则形状。根据本实用新型的填料最大方向上的尺寸可以为10-50mm,如图1所示,圆柱形填料的直径可以为10-50mm,与其他填料相比,该填料的尺寸较大,特别是一些细砂的直径仅为1mm。根据本实用新型的填料可以由塑料制成,具体地,可以由聚丙烯、聚乙烯等塑料材料制成,使用这些材料制作的填料强度高、破损率低,而且成本低廉。根据本实用新型的填料在无生物膜附着时的密度为 0.9-1.0g/cm3,在生长生物膜后密度为1.0-1.2g/cm3,也就是说,生长生物膜后的填料密度略大于水,那么,反应器的流化速度可以降低,而且还能由于重力而在静止或向上流速较低的水中自然下沉。
图2是根据本实用新型的流化床反应器的示意图。现在参考图2对根据本实用新型的流化床反应器进行描述。
如图2所示,根据本实用新型的流化床反应器包括罐体,罐体优选为圆柱形。罐体的下部为流化床层9,流化床层9内填充有填料,填料上生长附着有厌氧生物膜,以与污水中的有机物反应,分解有机物,并生成气体,如上所述,生长有生物膜的填料的密度略大于1g/cm3。流化床层9中还设置有导流筒12,导流筒12包括筒体和上下敞开的端部,导流筒12的筒壁与罐体的罐壁间隔开,导流筒12的下端部与罐体的底壁间隔开。导流筒12底部设置有布水管11,布水管11上设置有向上取向的开口,从进水口1输入的原水通过进水泵3的泵送到达布水管11,再从布水管11的开口向上喷出进入导流筒12中,在导流筒12中从下往上运动,实现流化,在此过程中,水中的有机物与附着在流化床层9中的填料上的生物膜反应,实现有机物的去除。由于填料的密度略大于1g/cm3,可以降低反应器的流化速度,降低运行成本。水到达导流筒12顶部时,一部分从导流筒12外部即从导流筒12 和罐体的罐壁之间向下回流,另一部分继续向上流动。反应器上部设置有三相分离器7,流动到三相分离器7的水在此进行三相分离,分离的固体包括从填料上脱落的生物膜,分离出来的洁净水从三相分离器7上方的集水槽8 收集和排出到出水口1,气体从反应器顶部的气体出口5排出。从导流筒12 和罐体的罐壁之间向下回流的那部分水到达导流筒12底部以后与从布水管 11喷出的水汇合,在导流筒12内向上运动,从而在流体床层实现了内部回流。流体床层内的填料到达导流筒12顶部时流速已降低,由于其自重,大部分填料会随从导流筒12外部回流的水回落到导流筒12底部,如此实现了内部水力回流填料。
优选地,在流化床层9和三相分离器7之间可以设置有多孔截留网6,多孔截留网6可以固定到罐体的罐壁,横跨罐体的横截面,并与导流筒12 的上端部间隔开。多孔截留网6中开设有贯穿多孔截留网6厚度的多个孔口,孔口的尺寸设计成小于填料的尺寸,从而可以截留上升到多孔截留网6的高度的填料,使其保留下反应器的下部。这一方面使得填料不会进一步上升到三相分离器7的高度影响三相分离器7的工作,另一方面避免填料的流失。而且,由于填料的尺寸可以设计为较大,所以多孔截留网6的孔口尺寸也相应地较大,从而不容易被填料堵塞,也不会给上升水流造成很大的阻力。多孔截留网6可以由金属或塑料制成。使用金属或塑料制造工艺简单、成本低。
优选地,流化床反应器还可以包括外部回流系统,外部回流系统可以包括设置在多孔截留网6和导流筒12之间的回流液体收集器10、回流泵3和回流管道。回流液体收集器10收集回流液体,通过回流管道和回流泵3从罐体外部回流到导流筒12底部,向上通入导流筒12中。外部回流系统的设置可以回流一部分流体,增加上升流速。如上所述,根据本实用新型的填料密度较低,反应器的流化速度较低,而且有一部分水实现了内部回流,因此外部回流系统回流的水量可以减少,从而降低外部回流系统的投资和运行能耗。回流液体收集器10可以具有支母管结构,具体地,包括用于收集回流液体的多个支管和与多个支管连通的母管,从多个支管收集的液体通过单一母管排出并进一步回流。此外,支管可以设置有填料阻挡件,具体地,支管可以开设有回流孔或安装有水帽或包裹有丝网,并且回流孔或水帽或丝网的孔径小于填料尺寸,从而防止填料随回流液体进行外部回流,避免了填料对外部回流系统的磨损以及回流泵3叶轮对填料上生物膜的切削和对填料的破坏。多孔截留网6和支管的填料阻挡件设置使得填料始终保持在反应器下部的流化床层9中,一方面减少了填料的损耗降低了成本,另一方面保证了流化床层9中填料的浓度,提高了分解有机物的效果。
上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型所提出的流化床反应器的示范性实施方式,然而本领域技术人员可理解的是,在不背离本实用新型理念的前提下,可以对上述具体实施例做出多种变型和改型,且可以对本实用新型提出的各种技术特征、结构进行多种组合,而不超出本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种流化床反应器,其特征在于,包括:
罐体;
进水口,其位于反应器底部,与所述罐体内部流体连通,配置为将原水引入到罐体中;
流化床层,其位于所述罐体内中下部,所述流化床层中设置有密度略大于1g/cm3的附着有生物膜的填料;
导流筒,其包括筒体和上下敞开的端部,并且整体设置于流化床层中,导流筒的筒壁与罐体的罐壁间隔开,导流筒的下端部与罐体的底壁间隔开;
布水管,其位于所述导流筒底部,与进水口连通,包括向上取向的开口,配置为将从进水口进入的原水向上通入到导流筒内;
三相分离器,其位于反应器的上部,配置为将水与水中的固体和气体分离;
集水槽,其位于三相分离器的上方,配置为收集和排出处理后的水;以及
气体出口,其位于反应器的顶部,配置为排出从所述三相分离器分离的气体,
其中,原水从进水口引入,通过布水管以预定流速向上通入导流筒内,原水中的有机物与附着在流化床层中的填料上的生物膜反应,从导流筒顶部出来的水一部分从导流筒外部向下回流,另一部分向上到达三相分离器,经过分离之后的水被集水槽收集和排出。
2.根据权利要求1所述的流化床反应器,其特征在于,所述流化床反应器还包括多孔截留网,其在所述流化床层和所述三相分离器之间固定到罐体,并与导流筒的上端部间隔开,配置为截留填料,所述多孔截留网中开设有贯穿多孔截留网厚度的多个孔口,所述孔口的尺寸设计成小于填料的尺寸。
3.根据权利要求2所述的流化床反应器,其特征在于,所述多孔截留网由金属或塑料制成。
4.根据权利要求2所述的流化床反应器,其特征在于,所述多孔截留网和所述导流筒之间设置有回流液体收集器,配置为收集回流液体并排出到罐体外部,再通过回流泵将回流液体在导流筒底部向上通入到导流筒中。
5.根据权利要求4所述的流化床反应器,其特征在于,所述回流液体收集器包括用于收集回流液体的多个支管和与所述多个支管连通的母管,所述母管连接到罐体外部。
6.根据权利要求5所述的流化床反应器,其特征在于,所述多个支管开设有回流孔或安装有水帽或包裹有丝网,并且回流孔或水帽或丝网的孔径小于填料尺寸。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的流化床反应器,其特征在于,所述填料在无生物膜附着时的密度为0.9-1.0g/cm3,在生长生物膜后密度为1.0-1.2g/cm3。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的流化床反应器,其特征在于,所述填料为多孔圆柱形、多孔球形或多孔圆片状。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的流化床反应器,其特征在于,所述填料最大方向上的尺寸为10-50mm。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的流化床反应器,其特征在于,所述填料由塑料制成。
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Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 3101, 27th Floor, Building 1, Yard 38, East 3rd Ring North Road, Chaoyang District, Beijing, 100026 Patentee after: Suez Environmental Technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: 100026 31 / F, Taikang financial building, building 1, courtyard 38, East Third Ring Road North, Chaoyang District, Beijing Patentee before: Suez Water Treatment Co,.Ltd. |
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