CN219186933U - 一种厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，包括搅拌腔室和反应腔室，搅拌腔室底部与反应腔室顶部相连通、并在连通处设置有手动开关；搅拌腔室顶部设置有搅拌组件，在搅拌腔室顶壁上开设有一个进气孔、一个出气孔和第一进料口；搅拌组件包括搅拌棒和搅拌扇叶，搅拌棒顶端与电动马达输出端相连、底端固定安装有搅拌扇叶，搅拌棒可转动贯穿安装在所述搅拌腔室顶部中心位置处；反应腔室顶部一体化设置有第一溶液均布体、底部一体化设置有第二溶液均布体，在反应腔室底部侧壁紧邻第一溶液均布体顶部的位置处开设有出料口。该制备装置结构简单、操作简便并且颗粒生成率高，可降低厌氧包埋菌颗粒的制备成本，便于大规模推广应用。

Description

一种厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置。

背景技术

随着经济的快速发展以及人口的不断增长，城市生活污水和工业废水的排放量逐年上升，水环境污染的形势十分严峻。目前，厌氧生物处理法是城市生活污水和工业废水处理中普遍采用的一项技术。厌氧生物处理法是利用厌氧菌将污水中的大分子有机物降解为低分子化合物，进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法。厌氧生物处理法具有有机物去除率高，处理过程消耗能量少，污泥产量少，对氮、磷等营养物质需求量少等优点。但常规的厌氧生物处理法存在菌种流失严重，菌群繁殖缓慢且反应体系不稳定，易受外界影响等问题。为解决上述问题，20世纪70年代发展了厌氧菌固定化微生物技术。该技术是将游离微生物限制或定位在某一特定空间范围内，保留其固有的催化活性，且能够被重复和连续使用的现代生物工程技术。在厌氧菌固定化微生物技术中以包埋法最为常用。包埋法的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中，通过聚合作用或通过离子网络形成，或通过沉淀作用，或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留。凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的泄露，同时能让基质渗入和产物扩散出来。

申请号为CN201610003981.4的发明专利公开了一种厌氧菌固定化方法，包括以下步骤：1)、将包埋材料加入到生长因子溶液中，加热至50~120℃，搅拌均匀，制得混合浆液；包埋材料为海藻酸钠和聚乙烯醇中的至少一种；2)、当混合浆液的温度降至30~45℃后，向混合浆液中加入厌氧菌并搅拌，制成含有厌氧菌的混合浆液；3)、将含有厌氧菌的混合浆液逐滴加入到固化剂中，0~10℃下静置2~24h，得到厌氧菌包埋颗粒；其中，固化剂由氯化钙、滑石粉及饱和硼酸溶液组成；4)、用水或NaCl水溶液冲洗厌氧菌包埋颗粒，获得固定化厌氧菌颗粒；其中，NaCl水溶液中NaCl的质量分数小于等于0.9%。本发明提供的方法，在固化剂中加入了滑石粉，解决了厌氧菌固定化过程中易产生粘连的问题。但是该发明提供的应用该厌氧菌固定化方法的装置，虽解决了厌氧菌固定化过程中容易存在颗粒粘连的问题，但仍旧不能实现规模化设备生产。

申请号为CN201710969700.5的发明专利公开了一种基于包埋菌技术的一体化AO装置，包括槽体，槽体的内腔被隔板分为厌氧室、好氧室、沉淀室和机房，厌氧室设有进水口、导流口，好氧室的上方若干与上方回流管连通的射流曝气流化床，回流管位于厌氧室的一端设有L形延伸管，延伸管上均布有射流搅拌喷嘴，另一端伸入机房并与循环泵相连，循环泵还连接有循环污水管、回流污泥管，沉淀室设有排泥口、出水口和导流管，导流管连通罩体和好氧室；射流曝气流化床包括进气罐、连通管、文丘里管、包埋菌流化床和气水混合罐。本发明结构设计合理，解决了目前不能活性污泥进行充分利用的难题，同时采用搅拌及曝气方法既能满足生物溶氧需求，又能降低供氧能耗及设备投入，但该设备并不适用于厌氧包埋菌颗粒的制备。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，该制备装置解决了厌氧包埋菌颗粒制备的问题，该制备装置结构简单、操作简便并且颗粒生成率高。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，包括搅拌腔室和反应腔室，搅拌腔室底部与反应腔室顶部相连通、并在连通处设置有手动开关；所述搅拌腔室顶部设置有搅拌组件，在搅拌腔室顶壁上开设有一个进气孔、一个出气孔和第一进料口；

所述搅拌组件包括搅拌棒和搅拌扇叶，所述搅拌棒顶端与电动马达输出端相连、底端固定安装有搅拌扇叶，搅拌棒可转动贯穿安装在所述搅拌腔室顶部中心位置处；

所述反应腔室顶部一体化设置有第一溶液均布体、底部一体化设置有第二溶液均布体，在反应腔室底部侧壁紧邻第一溶液均布体顶部的位置处开设有出料口，所述第一溶液均布体包括倒置漏斗和第一溶液均布盘，所述第一溶液均布盘封装在所述倒置漏斗的底部，在倒置漏斗的顶部管状位置处设置有第二手动开关、与所述搅拌腔室相连通；所述第二溶液均布体包括正置漏斗和第二溶液均布盘，所述第二溶液均布盘封装在所述正置漏斗的顶部，正置漏斗的底部为第二进料口。

优选的，所述进气孔通过气管与氮气发生器相连通，进气孔与气管间设置有单向阀。

优选的，在所述出气孔端口处设置有单向阀。

优选的，在所述第一进料口端口处设置有第一手动开关。

优选的，在所述第二进料口端口处设置有第三手动开关。

优选的，在所述出料口端口处设置有第四手动开关。

优选的，所述第一溶液均布盘为圆盘结构，在其上均匀开设有若干个第一圆孔。

优选的，所述第二溶液均布盘为圆盘结构，在其上均匀开设有若干个第二圆孔。

优选的，所述第二圆孔直径小于第一圆孔直径。

优选的，在所述反应腔室底部设置有至少三个支腿。

本实用新型中，该制备装置将需混合的原料从第一进料口添加进搅拌腔室，并在搅拌腔室进行搅拌，搅拌后再将该混合物导流至反应腔室内，再将固化剂从第二进料口添加进反应腔室，在反应腔室进行厌氧包埋菌颗粒的生成，简化了厌氧包埋菌颗粒制备过程的操作步骤，提高了厌氧包埋菌颗粒的生成率，有利于大批量制备包埋菌颗粒，降低了厌氧包埋菌颗粒的制备成本。

进气孔和出气孔可用于对搅拌腔室和反应腔室进行氮气置换，营造无氧环境，提高了厌氧菌种的活性，减少了操作过程中厌氧菌种的死亡率。

第一溶液均布盘和第二溶液均布盘用于提高厌氧包埋菌颗粒的制备效率以及厌氧包埋菌颗粒的生成率。

在反应腔室底部侧壁紧邻第一溶液均布体顶部的位置处开设有出料口，可确保反应腔室内的原料充分反应，提高了厌氧包埋菌颗粒的生成率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构截面示意图；

图2为本实用新型第一溶液均布体结构示意图；

图3为本实用新型第一溶液均布体截面示意图；

图4为本实用新型第二溶液均布体结构示意图；

图5为本实用新型第二溶液均布体截面示意图；

图6为本实用新型第一溶液均布盘或第二溶液均布盘结构示意图；

图中：1、搅拌腔室；2、反应腔室；3、支腿；4、第一手动开关；5、第二手动开关；6、第三手动开关；7、第四手动开关；8、第一单向阀；9、第二单向阀；10、搅拌组件；11、进气孔；12、出气孔；13、第一进料口；20、第一溶液均布体；21、第二溶液均布体；22、出料口；100、搅拌棒；101、搅拌扇叶；200、倒置漏斗；201、第一溶液均布盘；210、正置漏斗；211、第二溶液均布盘；212、第二进料口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

如图1所示的一种厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，包括搅拌腔室1和反应腔室2，搅拌腔室1底部与反应腔室2顶部相连通、并在连通处设置有手动开关，在反应腔室2底部通过焊接或紧固件固定设置有至少三个支腿3，在本例中，搅拌腔室1、反应腔室2和支腿3均选用2mm厚的不锈钢制成；搅拌腔室1内径为30cm，高度为15cm；反应腔室内径为30cm，高度为70cm。

搅拌腔室1顶部设置有搅拌组件10，搅拌组件10包括搅拌棒100和搅拌扇叶101，搅拌棒100顶端与电动马达输出端相连、底端固定安装有搅拌扇叶101，搅拌棒100可转动贯穿安装在搅拌腔室1顶部中心位置处。

在搅拌腔室1顶壁上开设有一个进气孔11、一个出气孔12和第一进料口13，进气孔11通过气管与氮气发生器相连通，进气孔11与气管间设置有第一单向阀8。出气孔12端口处设置有第二单向阀9，在第一进料口13端口处设置有第一手动开关4。进气孔11和出气孔12可用于对搅拌腔室1和反应腔室2进行氮气置换，营造无氧环境，提高了厌氧菌种的活性，减少了操作过程中厌氧菌种的死亡率。

反应腔室2顶部一体化设置有第一溶液均布体20、底部一体化设置有第二溶液均布体21，在反应腔室2底部侧壁紧邻第一溶液均布体20顶部的位置处开设有出料口22，在出料口22端口处设置有第四手动开关7。

如图2、图3和图6所示，第一溶液均布体20包括倒置漏斗200和第一溶液均布盘201，第一溶液均布盘201通过焊接或者一体化封装在倒置漏斗200的底部，在倒置漏斗200的顶部管状位置处设置有第二手动开关5、与搅拌腔室1相连通，在本例中，倒置漏斗200的高度为15cm，底面直径为30cm。第一溶液均布盘201为圆盘结构，在其上均匀开设有若干个第一圆孔，在本例中，第一圆孔直径为5mm。

如图4、图5和图6所示，第二溶液均布体21包括正置漏斗210和第二溶液均布盘211，第二溶液均布盘211通过焊接或者一体化封装在正置漏斗210的顶部，正置漏斗210的底部为第二进料口212，在第二进料口212端口处设置有第三手动开关6，在本例中，正置漏斗210的高度为15cm，顶面直径为30cm。第二溶液均布盘211为圆盘结构，在其上均匀开设有若干个第二圆孔，第二圆孔直径小于第一圆孔直径，在本例中，第二圆孔直径为1mm。

工作原理：保持第一手动开关4、第三手动开关6和第四手动开关7均处于关闭状态，而第二手动开关5处于打开状态，打开氮气发生器，将搅拌腔室1底部与反应腔室2内的空气置换成氮气；

保持氮气发生器一直处于工作状态使氮气持续输入，打开第三手动开关6从第二进料口212将交联催化溶液输入至反应腔室2内，在本例中交联催化溶液具体为氯化钙溶液，等交联催化溶液占反应腔室2容积的三分之二后停止输入，将第三手动开关6关闭；

关闭第二手动开关5后打开第一手动开关4，将包埋材料和菌种混合液从第一进料口13添加入搅拌腔室1内并关闭第一手动开关4，在本例中，包埋材料具体为海藻酸钠溶液，启动电动马达带动搅拌棒100转动，搅拌棒100带动搅拌扇叶101旋转以进行包埋材料和菌种混合液的均匀混合；

停止电动马达工作，打开第二手动开关5，混合均匀后的包埋材料和菌种混合液注入倒置漏斗200内并通过第一溶液均布盘201均匀滴漏入反应腔室2，第一溶液均布盘201提高了包埋材料和菌种混合液与交联催化溶液的接触速率，进而提高了包埋菌颗粒的制备效率，因包埋材料和菌种混合液的混合物为胶状液体，即密度大于交联催化溶液的密度，因此在包埋材料和菌种混合液滴液的自重作用下会向下滴，在下滴的过程中生成厌氧包埋菌颗粒，该颗粒平均直径远大于第二圆孔直径；

打开第三手动开关6和第四手动开关7，从第二进料口212处经第二溶液均布体21继续持续匀速输入交联催化溶液，第二溶液均布盘211提高了包埋材料和菌种混合液与交联催化溶液的接触速率，进而提高了包埋菌颗粒的制备效率；

从出料口22将交联催化溶液与厌氧包埋菌颗粒的混合物排出，排出的混合物经筛网过筛后可将交联催化溶液与厌氧包埋菌颗粒分离，回收交联催化溶液可重复使用。

上述实施例只是对本实用新型构思和实现的若干说明，并非对其进行限制，在本实用新型构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

Claims (10)

1.一种厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：包括搅拌腔室（1）和反应腔室（2），搅拌腔室（1）底部与反应腔室（2）顶部相连通、并在连通处设置有手动开关；所述搅拌腔室（1）顶部设置有搅拌组件（10），在搅拌腔室（1）顶壁上开设有一个进气孔（11）、一个出气孔（12）和第一进料口（13）；

所述搅拌组件（10）包括搅拌棒（100）和搅拌扇叶（101），所述搅拌棒（100）顶端与电动马达输出端相连、底端固定安装有搅拌扇叶（101），搅拌棒（100）可转动贯穿安装在所述搅拌腔室（1）顶部中心位置处；

所述反应腔室（2）顶部一体化设置有第一溶液均布体（20）、底部一体化设置有第二溶液均布体（21），在反应腔室（2）底部侧壁紧邻第一溶液均布体（20）顶部的位置处开设有出料口（22），所述第一溶液均布体（20）包括倒置漏斗（200）和第一溶液均布盘（201），所述第一溶液均布盘（201）封装在所述倒置漏斗（200）的底部，在倒置漏斗（200）的顶部管状位置处设置有第二手动开关（5）、与所述搅拌腔室（1）相连通；所述第二溶液均布体（21）包括正置漏斗（210）和第二溶液均布盘（211），所述第二溶液均布盘（211）封装在所述正置漏斗（210）的顶部，正置漏斗（210）的底部为第二进料口（212）。

2.根据权利要求1所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：所述进气孔（11）通过气管与氮气发生器相连通，进气孔（11）与气管间设置有第一单向阀（8）。

3.根据权利要求1所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：在所述出气孔（12）端口处设置有第二单向阀（9）。

4.根据权利要求1所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：在所述第一进料口（13）端口处设置有第一手动开关（4）。

5.根据权利要求1所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：在所述第二进料口（212）端口处设置有第三手动开关（6）。

6.根据权利要求1所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：在所述出料口（22）端口处设置有第四手动开关（7）。

7.根据权利要求1所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：所述第一溶液均布盘（201）为圆盘结构，在其上均匀开设有若干个第一圆孔。

8.根据权利要求7所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：所述第二溶液均布盘（211）为圆盘结构，在其上均匀开设有若干个第二圆孔。

9.根据权利要求8所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：所述第二圆孔直径小于第一圆孔直径。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的厌氧包埋菌颗粒一体化制备装置，其特征在于：在所述反应腔室（2）底部设置有至少三个支腿（3）。

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