一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器

摘要

本发明涉及一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，包括上下设置的反应箱与循环水箱，在反应箱的底部设有循环水进口，在反应箱的顶部设有循环水出口，该循环水出口外接连通到循环水箱内部的循环管，反应箱内设置有交错排列的隔板，隔板作为富集生物膜或微生物的载体，循环水箱内设置有潜水泵，该潜水泵的出口与循环水进口连通；通过潜水泵驱动水溶液向上在反应箱内以折流的方式逐个流经反应箱内的通道，然后从顶部循环水出口又循环流回到循环水箱内，形成内循环式反应器。本发明反应器由上下两部分组成，制作和安装方便，占地面积小；另外，左右交错排列的生物膜载体为水平放置，利于生物膜的附着，从而提高反应器的生物膜的量，有利于废水处理。

权利要求

1.一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，其特征在于，包括上下设置的反应箱(1)与循环水箱(2)，在反应箱(1)的底部设有循环水进口(3)，在反应箱(1)的顶部设有循环水出口(4)，该循环水出口(4)外接连通到循环水箱(2)内部的循环管(8)，隔板(5)在反应箱(1)内上下分多层水平设置，并且所有隔板(5)在反应箱(1)内左右交错排列，所述的隔板(5)作为富集生物膜或微生物的载体，隔板(5)之间形成使溶液在反应箱(1)内左右折流的通道(6)，所述的循环水箱(2)内设置有潜水泵(7)，该潜水泵(7)的出口与循环水进口(3)连通；

通过潜水泵(7)驱动水溶液向上以折流的方式逐个流经反应箱(1)内的通道(6)，然后从顶部循环水出口(4)又循环流回到循环水箱(2)内，形成内循环式反应器；

所述的循环管(8)出口距离循环水箱(2)内液面的高度可调，通过调节循环管(8)出口距离循环水箱(2)内液面的高度来调节溶解氧浓度。

2.根据权利要求1所述的一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，其特征在于，所述的循环水箱(2)上设置有进水口(9)与出水口(10)。

3.根据权利要求2所述的一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，其特征在于，所述的循环水箱(2)内部靠近出水口(10)处设置有高低交错排列的挡板(11)。

4.根据权利要求1所述的一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，其特征在于，所述的循环水箱(2)内设置有氧化装置。

5.根据权利要求1所述的一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，其特征在于，所述的反应箱(1)为桶装容器。

6.根据权利要求1所述的一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，其特征在于，所述的反应箱(1)内的多层隔板间距依据废水和生物性质进行调节。

说明书

一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种生物反应器，尤其是涉及一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器。

背景技术

[0002] 随着国家对城市生活污水处理排放要求的提高，目前大多数传统的生活污水处理技术和设施都很难满足这一要求。其中主要是水中氮素难以得到有效的去除。一般来说，水体中的氮素去除需经过硝化和反硝化过程，与此对应的反应器条件必须保证有好氧与缺氧区同时存在。但常规的反应装置从设计和操作方面来讲，不容易实现好氧与缺氧的同时存在。

[0003] 为改进这一不足之处，中国专利CN 103395874A公布了一种折流式内循环生物膜反应器的改良结构，它包括反应器本体，所述反应器本体被分隔板分成水平方向的水流湍流流动区和生物反应区，所述生物反应区被至少两块小隔板隔成水流通道，水流在水流通道内按照上下折流方式从左到右在反应器内循环流动，所述小隔板间装有蜂窝陶瓷，在水流处于向上流动状态的两块小隔板之间的底部设有曝气孔，该发明通过内置蜂窝陶瓷载体作为生物膜载体，提高生物膜的表面积，提高生物处理废水的效率。同时在折流通道的上向流通道的底部加装曝气器，可以根据废水处理负荷情况，调节曝气量的大小以控制反应器内的溶解氧含量，实现高效率地去除废水中有机物以及氨氮和总氮的目的。但该专利公开的折流式生物膜反应器在实际应用时，存在着占地面积大，生物膜易于脱落导致生物量小等缺点。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是针对已有的折流式内循环生物膜反应器的改进，而提供一种立式的、占地面积小、反应效率高的逆向流筛板塔式内循环生物反应器。

[0005] 通过本发明的实施，在保留原有折流式内循环生物膜反应器相同原理的基础上，将垂直放置的板状生物膜载体改为水平放置，以提高生物处理废水的效率。同时，在筛板塔的底部设置一个循环水箱，并设置一个潜水泵驱动废水向上逆流流经筛板塔各层生物膜，然后回流到循环水箱。同时控制循环进入水箱的落水水头来调节溶解氧浓度，最后实现高效率地去除水中氨氮和总氮的目的。

[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0007] 一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，包括上下设置的反应箱与循环水箱，在反应箱的底部设有循环水进口，在反应箱的顶部设有循环水出口，该循环水出口外接连通到循环水箱内部的循环管，所述的反应箱内设置有交错排列的隔板，所述的隔板作为富集生物膜或微生物的载体，隔板之间形成可以使溶液在反应箱内左右折流的通道，所述的循环水箱内设置有潜水泵，该潜水泵的出口与循环水进口连通；通过潜水泵驱动水溶液向上以折流的方式逐个流经反应箱内的通道，然后从顶部循环水出口又循环流回到循环水箱内，形成内循环式反应器。

[0008] 所述的循环水箱上设置有进水口与出水口。通过进水口与出水口可以实现废水处理的连续操作运行。

[0009] 所述的循环水箱内部靠近出水口处设置有高低交错排列的挡板，设置挡板目的是利于水中污泥的分离，以提高出水的质量。

[0010] 所述的循环管出口距离循环水箱内液面的高度可调，当循环管出口端距离液面较高时，冲击溶液可导致溶解氧浓度较高。该距离越高，冲击水流越强，则溶解氧浓度增高。若该循环管出口端浸没于液面之下，可以避免水花飞溅，则可以降低水中溶解氧浓度。通过该距离的调节，可以实现该反应器的好氧区与缺氧区共存，从而实现同步硝化和反硝化。

[0011] 所述的隔板在反应箱内上下分多层水平设置，并且所有隔板在反应箱内左右交错排列，隔板这种结构的设置方式有利于生物膜的附着，不易流失，从而提高反应器的生物膜的量。各隔板之间的间距可以根据废水和生物膜性质进行调节，以最大程度地提高生物膜与废水的接触面积。另外，生物膜载体交错排列使得液体在水泵的驱动下，呈折流式流动，强化了废水与生物膜的接触，有利于废水处理。

[0012] 所述的循环水箱内设置有氧化装置，实现高级氧化与生物降解同步的紧密耦合方式，以提高废水的处理效果。

[0013] 所述的反应箱为桶装容器。

[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

[0015] 1.反应器结构简单，由上下两部分组成，制作和安装方便，并且占地面积小。

[0016] 2.反应器运行模式：由潜水泵驱动水溶液在反应箱和下置的循环水箱构成循环流动，强化了水溶液与微生物的传质效果。通过调节循环水出口与液面的距离，可以调节溶解氧浓度。

[0017] 3.本发明中，左右交错排列的生物膜载体为水平放置，利于生物膜的附着，不易流失，从而提高反应器的生物膜的量。

[0018] 4.本发明中，生物膜载体交错排列使得液体在水泵的驱动下，呈折流式流动，强化了废水与生物膜的接触，有利于废水处理。

[0019] 5.本发明反应器应用范围和功能：既可以单独应用于反硝化过程，又可以用于同步硝化反硝化过程。此外，在下部的水箱内部可以加装高级氧化装置，实现高级氧化与生物降解同步的紧密耦合方式，可以用于难降解有机废水的处理，以提高废水的处理效果。

附图说明

[0020] 图1为逆向流筛板塔式内循环生物反应器结构示意图；

[0021] 图2为使用本发明反应器进行反硝化实验时硝酸盐的去除效果；

[0022] 图3为使用本发明反应器进行反硝化实验时COD的去除效果。

[0023] 图中，1为反应箱，2为循环水箱，3为循环水进口，4为循环水出口，5为隔板，6为通道，7为潜水泵，8为循环管，9为进水口，10为出水口，11为挡板。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

[0025] 实施例

[0026] 一种逆向流筛板塔式内循环生物反应器，如图1所示，包括上下设置的反应箱1与循环水箱2，反应箱1为桶装容器，在反应箱1的底部设有循环水进口3，在反应箱1的顶部设有循环水出口4，该循环水出口4外接连通到循环水箱2内部的循环管8，反应箱1内设置有隔板5，隔板5在反应箱1内上下分多层水平设置，并且所有隔板5在反应箱1内左右交错排列，隔板5这种结构的设置方式有利于生物膜的附着，不易流失，从而提高反应器的生物膜的量。另外，生物膜载体交错排列使得液体在水泵的驱动下，呈折流式流动，强化了废水与生物膜的接触，有利于废水处理。隔板5作为富集生物膜或微生物的载体，隔板5之间形成可以使溶液在反应箱1内左右折流的通道6，循环水箱2内设置有潜水泵7，该潜水泵7的出口与循环水进口3连通；通过潜水泵7驱动水溶液向上以折流的方式逐个流经反应箱1内的通道6，然后从顶部循环水出口4又循环流回到循环水箱2内，形成内循环式反应器。

[0027] 循环水箱2上设置有进水口9与出水口10。通过进水口9与出水口10可以实现废水处理的连续操作运行。循环水箱2内部靠近出水口10处设置有高低交错排列的挡板11，设置挡板11目的是利于水中污泥的分离，以提高出水的质量。

[0028] 循环管8出口距离循环水箱2内液面的高度可调，当循环管8出口端距离液面较高时，冲击溶液可导致溶解氧浓度较高。该距离越高，冲击水流越强，则溶解氧浓度增高。若该循环管8出口端浸没于液面之下，可以避免水花飞溅，则可以降低水中溶解氧浓度。通过该距离的调节，可以实现该反应器的好氧区与缺氧区共存，从而实现同步硝化和反硝化。

[0029] 循环水箱2内还可以设置有氧化装置，实现高级氧化与生物降解同步的紧密耦合方式，以提高废水的处理效果。

[0030] 利用本实施例的反应器进行反硝化实验研究。

[0031] 用NaNO3配制初始NO3––N浓度为100mg/L的溶液3份，分别加入葡萄糖300mg/L、400mg/L、500mg/L。另外，每份中均加入磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)147mg/L作为磷源。

[0032] 将此3份溶液先后加入反应器中进行反硝化实验。实验过程中，每间隔一定时间取样分析NO3––N浓度，其结果如图2所示。从图2中可以看出，该反应器可以很容易地实现硝态氮的去除。

[0033] 与此同时，在反硝化过程中，COD的去除效果如图3所示。该结果说明，在该反硝化过程中，COD也可以得到有效去除。

[0034] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。