一种用于废水的好氧生物处理水平转鼓反应器及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于废水的好氧生物处理水平转鼓反应器及其应用。该反应器包括水平转鼓(9)，水平转鼓(9)的鼓面设有孔眼，水平转鼓(9)的鼓面可填充固定化微生物或固定化酶(10)，水平转鼓(9)内部的中轴线位置设置转轴(5)，转轴(5)的一端连接电机(6)。该反应器适用于多种氧化酶及好氧微生物，能显著提高固定化微生物及固定化酶的热稳定性和重复使用效率，从而提高废水处理效率。

A horizontal drum reactor for aerobic biological treatment of wastewater and its application

【技术实现步骤摘要】
一种用于废水的好氧生物处理水平转鼓反应器及其应用
本专利技术属于废水处理反应器及其应用领域，特别涉及一种用于废水的好氧生物处理水平转鼓反应器及其应用。
技术介绍
随着纺织工业的快速发展，染料的大量使用已成为世界各国的必然趋势。然而，高达50％的染料并没有固定在纺织纤维上，而是作为液相污染物残留下来。大多数染料具有毒性并致癌，会对天然水体资源造成破坏。染料废水的排放需要规范标准，否则将导致我国生态环境的恶化。因此，对工业废水中染料的脱色和降解是一个世界性的研究热点。传统的污水处理方法主要有吸附法、活性炭法、溶剂萃取法、化学氧化法等。但这些方法存在着成本高、条件难控、操作复杂等缺点。近年来，生物降解法因其工作条件温和、环境友好、效率高等优点，在工业废水处理中得到了广泛的研究。在众多的生物降解方法中，微生物系统和酶系统被证明是处理工业纺织废水的有效途径。许多微生物都被证实能有效用于染料废水的处理，如普通变形杆菌、北格力丝孢菌、粪肠球菌、白腐真菌、彩绒革盖菌等。而用于印染废水处理的生物酶包括木素过氧化物酶、漆酶、辣根过氧化物酶、大豆过氧化物酶、酪氨酸酶、多酚氧化酶、偶氮还原酶等。在污水实际处理过程中，游离的微生物或酶蛋白由于制备成本较高且易失活，限制了其大规模应用。固定化技术为提高微生物或酶的重复使用率和稳定性提供了有利保障。多种材料可用作微生物和酶的固定化载体，如有机材料——细菌纳米纤维素、聚丙烯腈、海藻酸盐等，无机材料——二氧化硅、活性炭、碳纳米管和石墨烯等。为提高固定化微生物及固定化酶处理废水的进程，多种反应器被设计并开发用于废水处理，如膜生物反应器(CN209292066U)、双室生物反应器(CN105565586A)、曝气生物流化床反应器等(CN102583911A)。然而，这些反应器的设计大多针对于操作的便利性，而忽略了微生物及酶的生物特性。此外，这些反应器大多需要额外的曝气装置，并且稳定性差，易导致微生物及酶失活，废水处理效率低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于废水的好氧生物处理水平转鼓反应器及其应用，以克服现有技术中固定化微生物或固定化酶处理废水时效率低、稳定性差以及重复使用性差等缺陷。本专利技术提供一种好氧生物处理水平转鼓反应器，所述反应器包括水平转鼓，所述水平转鼓的鼓面设有孔眼，所述水平转鼓的鼓面可填充固定化微生物或固定化酶，所述水平转鼓内部的中轴线位置设置转轴，所述转轴伸出水平转鼓的一端连接电机。所述水平转鼓的鼓表面由网眼材料和/或者横辐条构成。所述横幅条的个数至少3个。所述水平转鼓为可更换式转鼓网仓。所述水平转鼓的鼓表面的网眼尺寸根据固定化微生物或固定化酶的载体进行调整。所述水平转鼓由电机带动进行转动。所述水平转鼓的两端鼓面全封闭或者由辐条支撑。所述水平转鼓内部可填充固定化微生物或固定化酶。所述固定化微生物或固定化酶的形态包括膜状、条带、块状、颗粒中的至少一种。所述固定化微生物或固定化酶通过磁性物质吸附在水平转鼓的鼓面。所述固定化微生物或固定化酶的载体包括有机高分子聚合物、无机物、纳米纤维素或细菌纤维素。所述固定化微生物或固定化酶的载体还包括磁性物质，以利于吸附在金属转鼓上。所述反应器还包括横卧式罐体，所述横卧式罐体的顶部两侧分别设有进气口、出气口，所述横卧式罐体的一端设置进水口和出水口，所述水平转鼓设置在横卧式罐体内部。所述转抽伸出横卧式罐体的一端连接电机。所述进气口、出气口分别位于水平转鼓靠近两端的上边。所述横卧式罐体可部分打开更换转鼓和去除污泥。本专利技术中水平转鼓的两端鼓面由辐条支撑时，废水可以进入鼓内，鼓面的内表面和外表面均可同时安装固定化微生物和酶，可以增加反应面，进一步提高处理效率。本专利技术反应器仅为水平转鼓时废水液面不应超过水平转鼓的中轴线，以保证始终有部分转鼓暴露于空气中。本专利技术反应器包括水平转鼓和横卧式罐体时水体积不应超过罐体体积的三分之二，以保证转鼓部分置于空气中。本专利技术中水平转鼓的转速可依据实际情况进行设定，以满足最大脱色需求。本专利技术还提供一种好氧生物处理水平转鼓反应器在废水处理中的应用。本专利技术设计结构合理，充分利用废水处理过程需氧的特性，能有效解决固定化微生物及固定化酶处理废水时效率低、稳定性差以及重复使用性差等问题。本专利技术涉及的水平转鼓的鼓表面由网眼材料和/或者横辐条构成，当鼓表面由网眼材料构成时，可以加入横辐条，也可以不加入横辐条，横辐条起到支撑作用，鼓表面可以填充各种形态的固定化微生物或固定化酶；当鼓表面由横辐条构成时，鼓表面可以缠绕固定化微生物或固定化酶膜或条。有益效果(1)本专利技术通过转鼓转动起到搅拌作用，既让更多空气中氧溶解于水体中，又在转鼓露出水体暴露于空气时，让固定化微生物和酶充分利用空气中氧，无需额外曝气装置，有效克服了废水处理过程中氧不足缺陷，有效提高了废水处理效率并削减了处理成本。(2)本专利技术处理过程中总有部分转鼓暴露于空气中，有效避免了预热废水对微生物以及酶的灭活作用。(3)本专利技术转鼓对固定化微生物及固定化酶进行了二次加固，避免了处理过程中固定化颗粒之间相互碰撞造成微生物以及酶活损失，有效提高了重复使用率。(4)本专利技术利于更换固定化微生物和固定化酶，利于处理污泥。(5)本专利技术适用于多种氧化酶及好氧微生物，能显著提高固定化微生物及固定化酶的热稳定性和重复使用效率，从而提高废水处理效率。附图说明图1是本专利技术废水处理反应器的透视结构示意图，其中8为废水。图2是本专利技术废水处理反应器转鼓结构示意图。图3是传统搅拌式废水处理反应器的透视结构图，其中，8为废水，10为固定化微生物或固定化酶，12为搅拌器，15为反应容器。图4是本专利技术不同形态固定化微生物或固定化酶在反应器中的应用，其中13为条状固定化微生物或固定化酶；14为膜状固定化微生物或固定化酶。图5是本专利技术实施例3所用黄胞原毛平革菌菌丝的SEM微观照片。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。活性艳蓝19和活性黑KN-B购自国药集团化学试剂有限公司；实际工厂废水取自上海某纺织印染厂，废水主要来源于漂炼(包括退浆、煮炼等)、染色、皂洗等生产工序，另外还有少量的生活污水；白腐真菌——彩绒革盖菌TrametesversicolorPRL572和CoriolusversicolorMTCC138购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)。废水脱色率通过检测处理前后废水最大吸收波长的变化值得出；微生物或酶蛋白的相对活力通过一定时间内对某一废水脱色率的差异值计算得出；BOD和COD值通过COD/TOC多参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种好氧生物处理水平转鼓反应器，其特征在于，所述反应器包括水平转鼓(9)，所述水平转鼓(9)的鼓面设有孔眼，所述水平转鼓(9)的鼓面可填充固定化微生物或固定化酶(10)，所述水平转鼓(9)内部的中轴线位置设置转轴(5)，所述转轴(5)伸出水平转鼓(9)的一端连接电机(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种好氧生物处理水平转鼓反应器，其特征在于，所述反应器包括水平转鼓(9)，所述水平转鼓(9)的鼓面设有孔眼，所述水平转鼓(9)的鼓面可填充固定化微生物或固定化酶(10)，所述水平转鼓(9)内部的中轴线位置设置转轴(5)，所述转轴(5)伸出水平转鼓(9)的一端连接电机(6)。


2.根据权利要求1所述反应器，其特征在于，所述水平转鼓(9)的鼓表面由网眼材料和/或者横辐条(11)构成。


3.根据权利要求1所述反应器，其特征在于，所述水平转鼓(9)为可更换式转鼓网仓；水平转鼓(9)的两端鼓面全封闭或者由辐条支撑；水平转鼓(9)内部可填充固定化微生物或固定化酶。


4.根据权利要求1所述反应器，其特征在于，所述固定化微生物或固定化酶(10)的形态包括膜状、条带、块状、颗粒中的至少一种；固定化微生物或固定化酶(10)通过磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪枫，袁海彬，陈琳，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31