一种基于分层结构的水处理生物反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于分层结构的水处理生物反应器。该生物反应器包括梭型生物填料、活性菌球室、连接杆、软性填料和填料框架。填料框架呈梭型网格状。中空的梭型生物填料形状与填料框架对应，并固定在填料框架上。梭型生物填料经过亲水改性。梭型生物填料上设置有多个孔隙。梭型生物填料内的中心位置设置有活性菌球室。活性菌球室的表面上设置有多个菌剂释放孔洞。本发明专利技术在反应器内部的中心位置设置负载在多孔发泡棉载体上的包埋菌剂，并通过软性填料源源不断地释放高效降解菌剂，使得本发明专利技术提供的生物反应器能够长期保持较高的水处理性能，在受到环境变化的冲击时不易失效。此外，本发明专利技术梭型的活性生物填料可以减少水流对载体表面的阻力。表面的阻力。表面的阻力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分层结构的水处理生物反应器


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种基于分层结构的水处理生物反应器。

技术介绍

[0002]近几年，国家加大对工业污染治理力度，提高了污水排放标准，现有的处理技术已很难满足新标准的要求。因此我国的水处理行业也在根据大环境的发展需要，加速新技术的开发和研究，以适应日益严峻的环境要求。活性污泥法作为传统的污水处理工艺的一种成熟的污水处理技术，已经应用于各大污水处理厂，但是现有污水处理工艺中生化反应池内有效微生物菌群的生物量很低，绝大部分为无效微生物菌群，因此存在处理效率低，效果不理想，剩余污泥产量高，去污工艺占地大等弊端。为了解决这一问题，污水处理工艺引进生物膜技术来解决污水升级达标要求，以缓解企业的水处理压力及污水对人们生活环境的污染。生物膜法中，填料为微生物赖以栖息的场所，其性能直接影响着处理效果和投资。
[0003]目前已报道的生物载体大部分是采用聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚酯等材料制成，其材料表面亲水性较差，导致生物填料表面润湿性差、传质性能低、流化性差、微生物附着生长慢发育差，生物挂膜速度慢、挂膜薄，最终导致对水中有机物污染物处理能力差的问题。为此，设计一种新型生物填料和生物反应器，可以改善现有的填料挂膜率低和生物反应器处理效率低，效果不理想，剩余污泥产量高等问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种基于分层结构的水处理生物反应器。
[0005]本专利技术一种基于分层结构的水处理生物反应器，包括梭型生物填料、活性菌球室、连接杆、软性填料和填料框架。填料框架呈梭型网格状。中空的梭型生物填料形状与填料框架对应，并固定在填料框架上。梭型生物填料经过亲水改性。梭型生物填料上设置有多个孔隙。梭型生物填料内的中心位置设置有活性菌球室。活性菌球室的表面上设置有多个菌剂释放孔洞。
[0006]所述的活性菌球室中填充有活性微生物球体。活性微生物球体将经过包埋的微生物负载在多孔发泡棉载体上得到。所述的活性菌球室与填料框架之间通过多根连接杆连接。连接杆上分别缠绕软性填料。软性填料由碳纤维丝和生物绳编织而成。活性微生物球体中释放的活性微生物能够沿着软性填料向外生长，形成生物膜。被处理的水体能够透过梭型生物填料，进入到梭型生物填料的内部，并与软性填料接触。
[0007]作为优选，所述梭型生物填料进行亲水改性的过程如下：首先，将梭型生物填料依次用丙酮、无水乙醇和去离子水在超声波中清洗；之后，将清洗完成的梭型生物填料浸泡在硝酸和硫酸的混合溶液中，进行表面预处理。最后，将预处理后的半梭形壳体浸泡在丙烯酸溶液中进行亲水改性，并对改性后的半梭形壳体进行浸泡清洗。
[0008]作为优选，表面预处理的过程中，在硝酸和硫酸中的水浴温度为80℃，浸泡时长为6个小时；其中，硝酸和硫酸的摩尔比例为1:5。在丙烯酸溶液中的水浴温度为25～55℃，丙烯酸的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L，浸泡时间为3小时。
[0009]作为优选，所述的填料框架由多条椭圆杆和多条圆环组成。各椭圆杆的长轴重合，且沿长轴周向依次错开；各圆环沿着椭圆杆的长轴方向依次排列。不同位置的圆环半径与椭圆杆上对应位置的垂直于长轴的弦长对应，使得每个圆环均与各椭圆杆固定。各椭圆杆和各圆环相交形成多个网格。
[0010]作为优选，所述填料框架上的网格分为两类，分别为中心网格和端部网格。中心网格相比于端部网格靠近填料框架的几何中心。中心网格中设置有X型对角支撑结构；端部网格中设置有单根式对角支撑结构。X型对角支撑结构由分别支撑在网格两条对角线的两根支撑杆组成。单根式对角支撑结构由支撑在网格其中一条对角线的一根支撑杆组成。
[0011]作为优选，在使用过程中，填料框架长轴方向平行于水流方向。
[0012]作为优选，所述的梭型生物填料由两个半梭形壳体拼接形成。活性菌球室呈网格状结构，由多个圆形杆件排列形成。
[0013]作为优选，所述梭型生物填料和活性菌球室的材质为聚乙烯。
[0014]作为优选，所述活性微生物球体的制备过程如下：以海藻酸钠、催化剂、营养物质和促进剂混合制备的液体为壁材，对多种活性微生物进行包埋，将包埋好的活性微生物负载在圆形的多孔发泡棉载体上，随后将负载有活性微生物的多孔发泡棉载体放置在氯化钙溶液中进行定型，并多次用无菌水清洗，得到活性微生物球体。
[0015]作为优选，所述的软性填料中，碳纤维丝和生物绳的质量比为1:50。
[0016]本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比其优势在于：
[0017]1、本专利技术在反应器内部的中心位置设置负载在多孔发泡棉载体上的包埋菌剂，并通过软性填料源源不断地释放高效降解菌剂，使得本专利技术提供的生物反应器能够长期保持较高的水处理性能，在受到环境变化的冲击时不易失效；此外，本专利技术内部的软性填料采用碳纤维丝和生物绳共同编制而成，相邻的碳纤维丝发出的声波可以促进微生物在生物绳上负载，并激活微生物，提高微生物膜的活性。
[0018]2、本专利技术梭型活性生物填料的结构呈梭型，这一构型的表面呈流线型，可以有效地降低水流对载体上微生物的冲击作用，从而提高生物填料的微生物负载率；
[0019]3、本专利技术梭型活性生物填料的壳体采用亲水材料改性聚乙烯，不仅提高了填料表面的亲水性、生物相容性，还可以增加填料的O/C比，且通过接枝亲水材料可以增加填料的比表面积；此外，本专利技术通过丙酮超声清洗和酸性浸泡的方式实现材料亲水改性的预处理，从而在不使用引发剂过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈的情况下就实现了聚乙烯的亲水改造。
附图说明
[0020]图1是本专利技术中梭型生物填料的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术中梭型生物填料的结构示意图；
[0022]图3是本专利技术中活性菌球室的结构示意图。
[0023]图中的标注说明：1
‑
梭型生物填料；2
‑
活性菌球室；3
‑
连接杆；4
‑
软性填料；5
‑
填料
框架；21
‑
圆形杆件；51
‑
X型对角支撑结构；52
‑
单根式对角支撑结构。
具体实施方式
[0024]为能进一步了解本专利技术的内容，下面结合实施案例对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但本专利技术的保护范围不限于此：
[0025]实施例1
[0026]如图1和2所示，一种基于分层结构的水处理生物反应器，包括梭型生物填料1(聚乙烯，材料为PE)、活性菌球室2、连接杆3、软性填料4和填料框架5。填料框架5呈梭型，由4条椭圆杆和多条圆环编织而成。各椭圆杆的长轴重合，且整体依次错开45
°
；各圆环沿着椭圆杆的长轴方向依次排列。不同位置的圆环半径与椭圆杆上对应位置的垂直于长轴的弦长相等，使得每个圆环均与各椭圆杆固定。各椭圆杆和各圆环相交形成多个网格。各网格分为两类，分别为中心网格和端部网格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分层结构的水处理生物反应器，包括梭型生物填料(1)、活性菌球室(2)、连接杆(3)、软性填料(4)和填料框架(5)；其特征在于：所述的填料框架(5)呈梭型网格状；中空的梭型生物填料(1)形状与填料框架(5)对应，并固定在填料框架(5)上；梭型生物填料(1)经过亲水改性；梭型生物填料(1)上设置有多个孔隙；梭型生物填料(1)内的中心位置设置有活性菌球室；活性菌球室的表面上设置有多个菌剂释放孔洞；所述的活性菌球室中填充有活性微生物球体；活性微生物球体将经过包埋的微生物负载在多孔发泡棉载体上得到；所述的活性菌球室(2)与填料框架(5)之间通过多根连接杆(3)连接；连接杆(3)上分别缠绕软性填料(4)；软性填料(4)由碳纤维丝和生物绳编织而成；活性微生物球体中释放的活性微生物能够沿着软性填料(4)向外生长，形成生物膜；被处理的水体能够透过梭型生物填料(1)，进入到梭型生物填料(1)的内部，并与软性填料(4)接触。2.根据权利要求1所述的一种基于分层结构的水处理生物反应器，其特征在于：所述梭型生物填料(1)进行亲水改性的过程如下：首先，将梭型生物填料(1)依次用丙酮、无水乙醇和去离子水在超声波中清洗；之后，将清洗完成的梭型生物填料(1)浸泡在硝酸和硫酸的混合溶液中，进行表面预处理；最后，将预处理后的半梭形壳体浸泡在丙烯酸溶液中进行亲水改性，并对改性后的半梭形壳体进行浸泡清洗。3.根据权利要求1所述的一种基于分层结构的水处理生物反应器，其特征在于：表面预处理的过程中，在硝酸和硫酸中的水浴温度为80℃，浸泡时长为6个小时；其中，硝酸和硫酸的摩尔比例为1:5；在丙烯酸溶液中的水浴温度为25～55℃，丙烯酸的摩尔浓度为0.5～1.5mol/L，浸泡时间为3小时。4.根据权利要求1所述的一种基于分层结构的水处理生物反应器，其特征在于：所述的填料框架(5)由...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘倩，陈龙，许百根，任凌伟，陈淡宁，
申请(专利权)人：浙江桃花源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：