一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法，该方法将超声空化技术应用在移动床生物膜的硝化反应中，显著增大了生物膜的通透性，加速了生物膜内部与废水中溶解氧与氨氮的交换，显著提升了移动床生物膜去除氨氮的效率，此外超声空化效应产生的高温高压使水中游离的羟基自由基增多，进一步对硝化反应产生促进作用。本发明专利技术利用超声波的空化作用显著提升了移动床生物膜技术去除氨氮的效率，具有节约能源，使用方便，适用性强的特点。适用性强的特点。适用性强的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法


[0001]本专利技术涉及移动床生物膜污水处理
，具体为一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法。

技术介绍

[0002]移动床生物膜处理工艺已经在肉类加工废水、高浓度有机废水、垃圾渗透液等高负荷污水，以及有机物浓度较低的生活污水，水产养殖废水等领域广泛应用，例如在水产养殖过程当中产生的残饵和粪便使得大量的氮素被排出，且高浓度的氨氮对水产品具有毒害作用，因此在工厂化循环水养殖中，移动床生物膜去除水中对水产品毒性较高的氨氮和亚硝酸盐成为养殖系统中至关重要的一环。移动床生物膜技术是一种结合了传统流化床和生物接触氧化法的新型污水处理设备，其利用附着在填料表面的微生物与废水的充分接触达到处理污水的目的。移动床生物膜与水中的氨氮产生硝化反应的效率取决于水中的溶解氧及氨氮与生物膜内的硝化细菌间基质相互扩散的速率，基质扩散速率取决于生物膜传质阻力以及废水和生物膜之间物质的浓度梯度。在限制溶氧的条件下，生物膜深处的硝化细菌通过内源性呼吸来维持存活，而在限制氨氮的条件下，只有附着在生物膜表面的硝化细菌能够存活，因此促进水中的溶氧和氨氮与生物膜内部基质的交换，能够有效提升移动床生物膜水处理的效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法，超声波空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程，超声作用于液体时产生大量小气泡，在液体内局部出现拉应力形成负压，这种现象大大提高了非均相反应速率，实现非均相反应物间的均匀混合，加速反应物和产物的扩散，将超声空化技术应用在移动床生物膜的硝化反应中，显著增大了生物膜的通透性，加速了生物膜内部与废水中溶解氧与氨氮的交换，显著提升了移动床生物膜去除氨氮的效率，此外，超声空化效应产生的高温高压使水中游离的羟基自由基增多，进一步对硝化反应产生促进作用，因此本方法具有节约能源，使用方便，适用性强的特点。
[0004]本专利技术所提供的技术方案是：
[0005]一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置，包括超声波发生器、超声波控制器、超声波换能器、生物反应器、曝气装置和出水管；所述生物反应器的下部设有进水管，上部设有出水管；所述的生物反应器内部装有填料；所述的超声波发生器分别与超声波控制器、超声波换能器连接，超声波换能器设于生物反应器上方，其底端位于出水管下方；所述曝气装置用于使生物反应器内的填料与废水充分接触。
[0006]上述技术方案中，进一步地，所述的填料为聚氨酯海绵、Kaldnes聚乙烯填料、
Levapor填料或Saddle
‑
chip填料。
[0007]本专利技术还提供一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的方法，基于上述装置实现，废水通过进水管流入，生物反应器中的填料在曝气装置的作用下与废水充分接触；开启超声波发生器、超声波控制器和超声波换能器，超声波的空化作用引起附着在填料表面生物膜空隙的增加和结构的改变，增加了废水中溶解氧和氨氮向生物膜内部的渗透性；处理过后的废水由出水管流出。
[0008]进一步地，在进行废水处理时，每24小时辐照一小时的超声波，所述超声波的能量密度是0.1w/ml。
[0009]本专利技术中，特定强度的超声波对附着在填料表面的生物膜具有清洗作用，加速老龄及受污染的生物膜脱落，保持生物膜的活性，稳定移动床生物膜去除氨氮的效率。超声空化效应产生的高温高压使水中游离的羟基自由基增多，进一步对硝化反应产生促进作用。
附图说明
[0010]图1是本专利技术的一种具体结构的示意图；
[0011]其中，超声波发生器1
‑
1、超声波控制器1
‑
2、超声波换能器1
‑
3、进水管2
‑
1、生物反应器2
‑
2、填料2
‑
3、曝气装置2
‑
4、出水管2
‑
5。
具体实施方式
[0012]如图1为本专利技术的一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置，包括超声波发生器1
‑
1、超声波控制器1
‑
2、超声波换能器1
‑
3、生物反应器2
‑
2、曝气装置2
‑
4和出水管2
‑
5；所述生物反应器2
‑
2的下部设有进水管2
‑
1，上部设有出水管2
‑
5；所述的生物反应器2
‑
2内部装有填料2
‑
3；所述的超声波发生器1
‑
1分别与超声波控制器1
‑
2、超声波换能器1
‑
3连接，超声波换能器1
‑
3设于生物反应器2
‑
2上方，其底端位于出水管2
‑
5下方；所述曝气装置2
‑
4用于使生物反应器2
‑
2内的填料2
‑
3与废水充分接触。所述的填料2
‑
3为聚氨酯海绵、Kaldnes聚乙烯填料、Levapor填料或Saddle
‑
chip填料。
[0013]一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的方法，基于上述装置实现，废水通过进水管2
‑
1流入，生物反应器2
‑
2中的填料2
‑
3在曝气装置2
‑
4的作用下与废水充分接触；开启超声波发生器1
‑
1、超声波控制器1
‑
2和超声波换能器1
‑
3，超声波的空化作用引起附着在填料2
‑
3表面生物膜空隙的增加和结构的改变，增加了废水中溶解氧和氨氮向生物膜内部的渗透性；处理过后的废水由出水管2
‑
5流出。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置，其特征在于：包括超声波发生器(1
‑
1)、超声波控制器(1
‑
2)、超声波换能器(1
‑
3)、生物反应器(2
‑
2)、曝气装置(2
‑
4)和出水管(2
‑
5)；所述生物反应器(2
‑
2)的下部设有进水管(2
‑
1)，上部设有出水管(2
‑
5)；所述的生物反应器(2
‑
2)内部装有填料(2
‑
3)；所述的超声波发生器(1
‑
1)分别与超声波控制器(1
‑
2)、超声波换能器(1
‑
3)连接，超声波换能器(1
‑
3)设于生物反应器(2
‑
2)上方，其底端位于出水管(2
‑
5)下方；所述曝气装置(2
‑
4)用于使生物反应器(2
‑
2)内的填料(2
‑
3)与废水充...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱松明，张亚东，刘刚，代明允，张乐平，叶章颖，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：