单筒式厌氧-好氧复合微囊化生物流化床自控设备制造技术

本发明专利技术公开了一种单筒式厌氧－好氧复合微囊化生物流化床自控设备。厌氧流化床本体即为反应区，由下至上依次设有进（出）水口、布水器、电热管、格栅、溢流口、照明装置、取样口、自动化检测装置以及进料、排气装置。水源通过紫外线灭菌器由厌氧流化床底部进入，利用水流带动微生物胶囊处于流化态。厌氧流化床中的污水由水泵经底部的出水管直接流入排污池或好氧流化床。好氧流化床本体与厌氧流化床类似，不同之处主要是用曝气盘取代布水器，以气流带动微生物胶囊处于流化态。厌氧流化床及好氧流化床因其通路中设有单向阀而可独立工作。本发明专利技术在节省动力的条件下实现较高浓度污染废水的高效脱氮、除磷和排污达标，且设备结构简单，操作自动化。

Single drum anaerobic aerobic composite microcapsule biological fluidized bed automatic control equipment

The invention discloses a single drum anaerobic aerobic composite microcapsule fluidized bed fluidized bed automatic control device. The body is the anaerobic fluidized bed reaction zone, followed by the bottom (out) is provided with an inlet, a water distributor, electric heating tube, grille, overflow and lighting device, the sampling port, automatic detection device and feed and exhaust device. The water source enters the bottom of the anaerobic fluidized bed through an ultraviolet sterilizer, and the microorganism capsule is driven into a fluidized state by the flow of water. The sewage in the anaerobic fluidized bed is directly fed into the sewage tank or aerobic fluidized bed by the water pump at the bottom of the water tank. The aerobic fluidized bed is similar to the anaerobic fluidized bed. The difference is that the aeration disc is used instead of the water distributor, and the microorganism capsule is driven by the airflow. Anaerobic fluidized bed and aerobic fluidized bed can work independently because of its one-way valve. The invention realizes high efficiency nitrogen removal, phosphorus removal and sewage discharge under the condition of saving power, and has the advantages of simple equipment structure and automatic operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于资源与环境领域，主要涉及一种单筒式厌氧-好氧复合微囊化生物流化床自控 设备。技术背景在经济持续增长、资源环境形势面临巨大压力的情况下，在遏制"环境污染加剧"趋势 的同时，追求环境与经济双赢，是"十一五"期间环境保护工作的战略目标。当前，我国经 济发展正处于工业化快速发展阶段，许多污染行业造成的环境问题正在加剧生态环境的恶化。 本专利技术就是针对污水处理中有机污染物去除困难的实际问题，开发单筒式厌氧-好氧复合微囊 化生物流化床自控设备，以提高污水处理效果。生物流化床污水处理工艺是将传统活性污泥法和生物膜法相结合并引入化工流态化技术 应用于污水处理的一种新型生物处理装置。它具有处理效率高、容积负荷大、抗冲击能力强、 设备紧凑、占地少等优点。国内外许多研究机构对它进行了深入地研究。近年来，我国对生 物流化床进行了不少的试验研究工作，在石化废水、印染废水、制药废水等的试验中均取得 了良好的效果。生物流化床反应器具有大的比表面积、微生物的浓度高、容积负荷率和污泥 负荷率高、传质快、耐冲击负荷能力强、净化能力强的特点。但对日益严峻的水污染问题， 传统的生物流化床的不足也日益暴露出来，如能耗大、流化床内部的流态化特性十分复杂给 放大设计造成了困难、泥水分离靠重力作用以致分离效率依赖活性污泥沉降性能的问题。研 究人员还发现，固定化微生物载体的密度、粒度、机械强度、形状以及表面粗糙度、疏水或 亲水性质是影响生物流化床启动性能的因素，而且更深入的研究表明，多孔载体的孔径大小 机分布， 一方面可提供更好的流体力学环境，另一方面将影响固定膜密度。近年来，国内外 为生物流化床研制开发众多载体品种的大多数为无机载体，其中效果较好且应用广泛的是颗 粒活性炭，然而无机载体的共同缺点是密度大、实现流化的能耗高，其表面性质形状和孔结 构难以人工控制改造，所以目前研究人员正在寻找用高分子合成技术，筛选合适的材料寻求 最佳成型工艺，开发综合性能优良的载体。因此在目前急切需要开发新技术，新工艺的水处 理方面，特别是生物流化床方面，利用壳聚糖制作的微胶囊作为微生物载体的创新已经迫在 眉睫，同时也必将有着非常宽阔的前景。生物流化床最大的特点就是气体、液体及载体在装 置中循环流动，有利于微生物和液体的充分接触，具有良好的传质效果。由于载体在装置中 剧烈翻动，在载体颗粒生物膜形成的初期，生物膜容易脱落，极难成膜。因此对流化床载体 表面吸附性的要求比其它装置中的填料要高。纵观国内外文献资料，通常反应器主要由五部分组成进水分配系统、反应区、三相分 离区、出水系统、排泥系统及气体收集系统。根据不同的废水性质，反应器的构造有所不同， 主要或分为开放式和封闭式两种。开放式的特点是反应器的顶部不封顶，不收集气体。这种 反应器主要是用于处理中低浓度的有机废水，中底浓度的废水经反应区处理后，出水中的有 机物浓度已较低，所以在沉淀区产生的气量较少， 一般不需要回收。这种形式的反应器结构 比较简单，易于施工安装和维修。封闭式的特点是反应器的顶部是密封的。三相分离器的构 造和开放式不同，不需要专门的集气室，而是在液面与池面之间形成一个大的集气室，可以 同时收集反应区和沉淀区的生物气。这种形式的器适用于处理高浓度有机废水或含硫酸盐较 多的有机废水。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型单筒式厌氧-好氧复合微囊化生物流化床自控设备。厌氧和 好氧流化床具有反应器本体，而且本体只设有一个反应区。厌氧流化床本体由下至上依次设 有进(出)水口、布水器、电热管、筛网、溢流口、照明装置、检测装置以及进料、排气装 置，反应器本体的取样口设在出水管处。在流动相的各流程中均采用了定量、定时控制装置 并对各项生物反应条件(如温度、湿度、压力、pH、溶解氧、水流量、气流量、水力停留时 间等)进行自动化检测。待处理的水源通过紫外线灭菌器由厌氧流化床底部进入，厌氧流化 床本体中微生物胶囊的流化状态采用水泵直接从本体上部吸水实现水循环，并通过调节水的 流量大小来控制。厌氧反应时间通过时间继电器控制。厌氧反应结束后，厌氧流化床中的初 级处理污水由水泵经底部的出水管直接向好氧流化床供水。好氧流化床本体与厌氧流化床类 似，不同之处除其总体积较厌氧流化床的要大得多外，主要是用曝气盘取代布水器，以曝气 时的气流量带动微生物胶囊循环，将氧气的供给和微生物胶囊的流化状态合二为一，曝气盘 中的气体由气源供给装置(或由储气罐和空气压缩机)实现供给，并通过管路中的节流阀调 节空气的流量大小。厌氧流化床及好氧流化床之间的通路中设有单向阀，可实现厌氧段和好 氧段的独立工作。所述的厌氧和好氧流化床的反应本体均为反应区，且高径比小于2 (好氧部分总体积约 为厌氧部分总体积的1.5-2倍)。在厌氧流化床反应本体外壁顶端设有U型溢流管(辅以滤网 或小格栅和储液箱)(13)形成液封，进水、出水段平齐，管径10 20mm。厌氧反应本体底部 设有布水器(21),以水流带动生物微胶囊形成流化态；而好氧反应本体底部设有曝气盘(33)， 以气流带动生物微胶囊形成流化态。布水器、曝气盘设有向上、向下的微孔，孔径l-3mm， 相互错开，间隔5 8mm。厌氧和好氧流化床的反应本体底部均设有可调圆盘形格栅(19， 31)， 格栅的网格间距为2-3mm，格栅最大倾斜的角度为20° 。两反应本体四周均匀分布有四根光照管(11, 29)和可活动的遮光罩(12, 28)，根据需要可以调光源和光强。取样口 (18， 30) 设在两反应本体反应区的中部，孔口设有滤网，滤网孔径2~3mm,取样口直径10 30rnrn。 两反应本体密封顶部丌有带圈密封料斗(14， 24),孔径2~3cm;排气口 (17, 27)，孔径l~2cm; pH计插入管(15， 25)，孔径1.8 2cm;人工热电偶(16， 26)。与物料流路上的流量计(4， 35)、压力表(7， 34)、节流阀(3， 9， 36)、单向阀(6， 8， 23， 42)和换向阀(38， 41, 44) 一起实现了反应主体各种反应条件的自动化检测和控制。所述的生物微胶囊为适宜于该生物流化床设备的生物微胶囊，其应适宜于微囊化活性污 泥或各种降解菌使其在该生物流化床中高效处理各种有机废水，实现排放达标，并方便回收。本专利技术与己有技术和设备相比具有以下优点(1)具有单筒式好氧-厌氧复合生物流化床 结构。目前已开发的各种好氧式、厌氧式和好氧-厌氧复合式生物流化床均为双筒结构，即在 反应主体内部嵌套有内循环回流管或气提管。为增加三相分离效果，往往使用了较大的长径 比。本新型设备仅有单筒式、低长径比(H/D=l 2)反应主体容器，使得在相同的容积下， 较已开发的其它生物流化床有更大的有效容积，具有创新性。(2)微囊化(微胶囊化)技术 和生物流化床技术相结合。目前已开发的各种固定化生物流化床所用的固定化技术多为膜固 定化或填填料固定化技术。本新型设备采用微胶囊技术将高效活性污泥或高效降解菌包埋入 特定大小的生物微胶囊中，微胶囊具有适宜的密度，可以根据水流或气流的大小在反应器中 上下循环流动。微胶囊具有适宜机械强度，可以在较长时间内承受流体对它的冲击、剪切等 作用。微胶囊具有适宜的通透性，可以保证在好氧条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单筒式厌氧－好氧复合微囊化生物流化床自控设备，其特征在于：厌氧流化床本体处理的水源通过紫外线灭菌器（５）由底部的布水器（２１）进入，水泵（１０）直接从反应本体上部的Ｕ型溢流管（１３）循环吸水，同时排出反应本体中的空气。节流阀（９）调节布水器（２１）的水流速度和压力，控制格栅（１９）上的生物微胶囊的流化状态。开启水泵（２２），可将厌氧流化床中的废水自底部的出水管流入好氧流化床。好氧流化床反应本体直接采用气源供给装置（３７）供给空气或氧气，并通过管路中的节流阀（３６）调节曝气盘（３３）的气流量速度和压力，控制格栅（３１）上的微生物胶囊的流化状态。微生物胶囊由顶部的密封料斗（１４，２４）进入，反应结束后格栅（１９，３１）倾斜一定角度，胶囊即可由底部的截止阀（４３，４０）取出。打开排气口（１７，２７）的盖板可回收废气。两反应本体的工作温度用加热管（２０，３２）加热，通过人工热电偶（１６，２６）的测量及反馈，并由恒温控制装置加以控制。反应本体的遮光罩（１２，２８）可活动，所需的光照由侧壁上的光照管（１１，２９）提供。反应ｐＨ值由ｐＨ值插入管（１５，２５）中的ｐＨ计测量。管路中设有单向阀（２３，４２）和换向阀（３８，４１，４４）可使厌氧流化床及好氧流化床各自能独立工作。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝霞，丁成，吴俊峰，许晓芹，郁倩，许琦，吴玉辉，
申请(专利权)人：盐城海德能水处理环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]