CN217921617U - 一种污水处理用生物反应器 - Google Patents

Abstract

一种污水处理用生物反应器，包括：框型支架，其底部设有供氧曝气头，中间位置设有载体固定架；若干设于载体固定架内的载体块、载体盘，一个载体盘与两个载体块交错排列并通过连接件连接形成第一生物载体，一个载体块与两个载体盘交错排列并通过连接件连接形成第二生物载体，载体块两侧向外延伸出限位条，载体盘包括：第一圆盘、3根固定条、纤维束，固定条径向分布于第一圆盘内，第一圆盘内同轴设有第二圆盘，纤维束的中心位于第二圆盘与固定条相连接的位置、两端沿着第一圆盘与固定条相接触的位置伸出。该生物反应器中，载体块与载体盘交错设置，解决了悬浮载体跑料的问题，具有挂膜效果好、氧利用率高等优点。

Description

一种污水处理用生物反应器

【技术领域】

本实用新型属于污水处理设备领域，具体涉及一种污水处理用生物反应器。

【背景技术】

污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理，处理方法一般可归纳为物理法、化学法和生物法等，其中生物处理主要分为活性污泥法、生物膜法和自然生物处理。活性污泥法运行不稳定，需定期排泥，易污泥膨胀，对低浓度的污水处理效果较差，不适于户用型生活污水处理设备；自然生物处理主要包括稳定塘、慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表漫流处理系统、湿地处理系统和地下渗滤处理系统等，其具有占地面积较大、负荷较小等缺点，不适于单独用于分散式生活污水的处理；生物膜法的工艺主要有生物转盘、生物滤池、生物流化床和生物接触氧化等，其实质是异养菌、硝化菌等微生物通过分泌胞外聚合物等物质附着在滤料或载体上，生长繁殖，形成生物膜。由于生物膜法具有污泥龄较长，适于硝化菌等世代周期较长的菌种生长附着，无污泥膨胀等优点，且其对水质、水量变动的适应性强，脱落的污泥沉降性好，可处理低浓度的污水，易于维护运行和节能等优点，适于分散式生活污水的处理，因此生物膜法被广泛应用于污水处理。

然而现有的生物膜法一般是在支架上设置滤料或载体上，这种设置方法长时间后，悬浮载体会出现跑料的现象，这就会影响挂膜，从而影响到污水处理。

【实用新型内容】

为了解决上述问题，本实用新型提供一种污水处理用生物反应器，载体块与载体盘交错设置，结合限位条的设计，解决了悬浮载体跑料的问题，具有挂膜效果好、氧利用率高等优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，提供一种污水处理用生物反应器，包括：

框型支架，其底部均匀设有若干供氧曝气头，该框型支架的上下两侧分别设有载体固定架，该载体固定架的上表面位于水位线以下、下表面位于供氧曝气头上方；

若干通过连接件设于载体固定架内的载体块、载体盘，其中每一个载体盘与两个载体块由上至下交错排列并通过连接件连接形成第一生物载体，每一个载体块与两个载体盘由上至下交错排列并通过连接件连接形成第二生物载体，所述第一生物载体与第二生物载体纵横交错排列分布于载体固定架内，所述载体块为立方体或长方体，其上下两侧分别向外延伸出限位条，所述载体盘包括：第一圆盘、至少3根固定条、若干纤维束，所述固定条径向分布于第一圆盘内，其交叉点形成一用于使连接件穿过的通孔，所述第一圆盘内同轴设有第二圆盘，所述纤维束的中心位于第二圆盘与固定条相连接的位置、两端分别沿着第一圆盘与固定条相接触位置的两侧伸出。

特别的，所述载体块采用聚氨酯复合材料制作而成，其干密度为0.96g/cm³，比表面积为不小于3500m²/m³，比重1.02，该载体块为20±1m的立方体。

特别的，所述载体块内孔隙率为98％，其内部为不规则形状的大孔与微孔相结合而成。

特别的，所述第二圆盘内设有一三角形支撑杆件，该三角形支撑杆件的夹角位于第二圆盘与固定条相接触的位置。

特别的，所述纤维束为醛化纤维或涤纶丝。

特别的，所述载体固定架的高度设于框型支架的中心位置，其高度为框型支架高度的一半。

本实用新型提供一种污水处理用生物反应器，载体块与载体盘交错设于连接件上，结合限位条，避免载体块与载体盘在连接件上出现堆积、跑料现象，提高挂膜效率的同时避免出现系统堵塞问题；而载体块采用改性聚氨酯复合材料制制作，亲水性较强，其内部可进行硝化、反硝化反应，脱氮除磷效果更佳，且该材质的载体块为多孔网状结构，提高了生物培养载体的比表面积；而载体盘采用双盘悬挂纤维束，使得纤维束分布更加均匀，内部在固定条和三角形支撑杆件的作用下形成雪花状，使得载体盘既能挂膜，又能有效切割气泡，在提高氧的转移速率和利用率的同时使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理。

综上所述，该污水处理用生物反应器解决了悬浮载体跑料、系统堵塞的问题，具有以下优点：

1、生物种群丰富多样，食物链较长，剩余污泥少；

2、优势菌种分层生长，传质条件好；

3、生物载体亲水性强，生物载体内部进行硝化、反硝化反应，脱氮除磷效果更佳；

4、耐冲击负荷能力强，适用性较广，可应用于各类废水及提标改造；

5、挂膜效果好，氧利用率大大提高。

【附图说明】

图1为本实用新型采用一种污水处理用生物反应器挂膜后，生物膜结构和有机物降解的示意图；

图2为本实用新型一种污水处理用生物反应器的结构示意图；

图3为本实用新型一种污水处理用生物反应器中载体盘的结构示意图；

图4为本实用新型一种污水处理用生物反应器中载体块的结构示意图；

图5为本实用新型一种污水处理用生物反应器中第二生物载体的结构示意图。

附图中，1框型支架、2供氧曝气头、3载体固定架、4载体块、5载体盘、6第一生物载、7第二生物载体、8连接件、9第一圆盘、10固定条、11纤维束、12通孔、13第二圆盘、14三角形支撑杆件、15限位条。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种污水处理用生物反应器，其特征在于，包括：框型支架1、平行设于框型支架1内的载体固定架3，其中框型支架1的尺寸根据净化水域进行设定，其用于对载体固定架3进行固定支撑；

所述框型支架1底部均匀设有若干供氧曝气头2；

所述载体固定架3的上表面位于水位线以下、下表面位于供氧曝气头2上方，且该载体固定架3之间通过连接件8设有若干载体块4及载体盘5，其中每一个载体盘5与两个载体块4由上至下交错排列并通过连接件8连接形成第一生物载体6，每一个载体块4与两个载体盘5由上至下交错排列并通过连接件8连接形成第二生物载体7，所述第一生物载体6与第二生物载体7纵横交错排列分布于载体固定架3内，所述载体块4为立方体或长方体，其上下两侧分别向外延伸出限位条15，该限位条15可对载体块4及载体盘5起到一个支撑限位分离作用，进一步避免挂膜过程中出现跑料现象，从而间接提高挂膜效率，所述载体盘5包括：第一圆盘9、至少3根固定条10、若干纤维束11，所述固定条10径向分布于第一圆盘9内，其交叉点形成一用于使连接件8穿过的通孔12，所述连接件8可以为绳子，所述载体盘5位于通孔12的两侧分别用绳子系一个死结，以防止载体盘5沿着连接件8移动而出现堆积等情况，于本实用新型中，所述载体块4两侧均设有限位条15，如此可对载体盘5起到一个限位支撑作用，仅需在第二生物载体7中两个载体盘5之间系死结即可，操作较为方便，所述第一圆盘9内同轴设有第二圆盘13，所述纤维束11的中心位于第二圆盘13与固定条10相连接的位置、两端分别沿着第一圆盘9与固定条10相接触位置的两侧伸出。

特别的，于本实用新型中，所述载体块4的密度小于或接近于水，因此所述载体块4采用改性聚氨酯复合材料制作而成，其为多孔网4状结构，提高了生物培养载体的比表面积，其干密度为0.96g/cm³，比表面积为不小于3500m²/m³，比重1.02，该载体块4为20±1m的立方体。如此在生物反应池中，每一个载体块均为一个独立的生物反应器，每个生物反应器(即载体块4)内部可同时进行厌氧、缺氧、好氧反应。

特别的，所述载体块4所述载体块内孔隙率为98％，其内部为不规则形状的大孔与微孔相结合而成，于本实用新型中，载体块4中的大孔可保持良好的气、液、固的接触条件，微孔中带有氨基、羧基、环氧基等亲水性活性基团，可与微生物肽链中的某些活性基团形成离子键结合或共价键结合，而将微生物及生物酶牢牢地固定在载体块上，固定后使生活后的微生物不易在水、气的剪切作用下流失。

特别的，所述第二圆盘13内设有一三角形支撑杆件14，该三角形支撑杆件14的夹角位于第二圆盘13与固定条10相接触的位置；如此设计，三角形支撑杆件14、固定条10形成雪花状，既能挂膜，又能有效切割气泡，提高了氧的转移速率和利用率，使水气生物膜得到充分交换的同时使水中的有机物得到高效处理。

特别的，所述纤维束11为醛化纤维或涤纶丝；如此设计，可进一步减小载体盘5的阻力，使得载体盘5的布水、布气性能进一步提高。

特别的，所述载体固定架3的高度设于框型支架1的中心位置，其高度为框型支架1高度的一半。

于本实用新型中，所述载体块4与载体盘5等间距错开设于连接件8上，并在限位条15的作用下，对载体块4与载体盘5起到固定支撑作用，防止载体块4与载体盘5于连接件8上出现堆积等现象而影响到挂膜，进而影响污水处理。所述载体块4采用改性聚氨酯复合材料合成，为多孔网状结构，既提高了生物培养载体的比表面积，又增加了气泡在水体中的停留时间及气、液接触表面积，提高传质效率；限位条15将相邻两个载体块4进行分离，避免出现堆积，使得每个载体块4为一个单独的生物载体，从而使每个生物载体外表面实现亚硝化反应，内部实现亚硝酸盐的反硝化，不仅有简单的物理吸附，还有正、负电荷的引力。所述载体盘5为双圈大塑料环，纤维束中间位置挂于固定条10与第二圆盘13接触的位置，两端分别于第二圆盘13、第一圆盘9交错伸出，同时固定条可对位于两侧的纤维束11起到一个分离作用，避免伸出的纤维束11端部粘黏，从而使得纤维束11可均匀分布于第一圆盘9外侧，而第二圆盘13内通过固定条10和三角形支撑杆件14形成雪花状，既能挂膜，又可有效切割气泡，提高了氧的转移速率和利用率，使水气生物膜得到充分交换的同时使有机物得到高效处理。

本实用新型提供的污水处理用生物反应器在刚开始运行时，先进行挂膜，在15-20天后即可完成挂膜，具有挂膜效率高的优点。载体块4、载体盘5的生物膜表面上有很薄的附着水层，相对于外侧流动的水流，附着水层是静止的。由于流动水层比附着水层中的有机物浓度高，有机物的浓度梯度和水流的紊动扩散作用可使有机物、营养物和溶解氧进入附着水层，并进一步扩散到生物膜中，有机物被生物膜吸附、吸收和降解。微生物在分解有机物的过程中，自身也进行合成，不断增殖，使生物膜的厚度增加。而传递进入生物膜的溶解氧很快被生物膜表层的好氧微生物所消耗，使得生物膜内层形成以厌氧微生物为主的厌氧膜。由于扩散过程及微生物特点，有机物的分解主要在生物膜的好氧膜中完成，微生物的代谢产物，如水、二氧化碳、氨以及其他无机盐等，沿着与有机物扩散相反的方向，从生物膜经过附着水层进入流动水层中，随后从生物反应器中排出。当生物膜的厚度不大时，好氧膜和厌氧膜之间可以维持平衡关系，厌氧膜产生的代谢产物，如有机酸、醇类等通过好氧膜，可被进一步降解去除。

Claims (6)

1.一种污水处理用生物反应器，其特征在于，包括：

框型支架(1)，其底部均匀设有若干供氧曝气头(2)，该框型支架(1)的上下两侧分别设有载体固定架(3)，该载体固定架(3)的上表面位于水位线以下、下表面位于供氧曝气头(2)上方；

若干通过连接件(8)设于载体固定架(3)内的载体块(4)、载体盘(5)，其中每一个载体盘(5)与两个载体块(4)由上至下交错排列并通过连接件(8)连接形成第一生物载体(6)，每一个载体块(4)与两个载体盘(5)由上至下交错排列并通过连接件(8)连接形成第二生物载体(7)，所述第一生物载体(6)与第二生物载体(7)纵横交错排列分布于载体固定架(3)内，所述载体块(4)为立方体或长方体，其上下两侧分别向外延伸出限位条(15)，所述载体盘(5)包括：第一圆盘(9)、至少3根固定条(10)、若干纤维束(11)，所述固定条(10)径向分布于第一圆盘(9)内，其交叉点形成一用于使连接件(8)穿过的通孔(12)，所述第一圆盘(9)内同轴设有第二圆盘(13)，所述纤维束(11)的中心位于第二圆盘(13)与固定条(10)相连接的位置、两端分别沿着第一圆盘(9)与固定条(10)相接触位置的两侧伸出。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应器，其特征在于，所述载体块(4)采用聚氨酯复合材料制作而成，其干密度为0.96g/cm³，比表面积为不小于3500m²/m³，比重1.02，该载体块(4)为20±1m的立方体。

3.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应器，其特征在于，所述载体块(4)内孔隙率为98％。

4.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应器，其特征在于，所述第二圆盘(13)内设有一三角形支撑杆件(14)，该三角形支撑杆件(14)的夹角位于第二圆盘(13)与固定条(10)相接触的位置。

5.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应器，其特征在于，所述纤维束(11)为醛化纤维或涤纶丝。

6.根据权利要求1所述的一种污水处理用生物反应器，其特征在于，所述载体固定架(3)的高度设于框型支架(1)的中心位置，其高度为框型支架(1)高度的一半。

Images