本实用新型专利技术提供一种微电流曝气生物膜活性炭反应器，解决了当前污水处理领域内现有竖直装置好氧区充氧难、污水处理效率不够高的问题。本实用新型专利技术微电流曝气生物膜活性炭反应器，包括微电流生物膜活性炭系统、智慧控制系统；所述微电流生物膜活性炭系统包括厌氧生物膜活性炭床层、好氧生物膜活性炭床层及微电流。生物膜活性炭床层处于微电流中，微电流的刺激能够增大微生物的活性，促进电子传递，提高生物膜活性炭系统处理废水的能力。所述智慧控制系统包括控制器、曝气泵、曝气管、溶解氧感应器探头等，可以实现曝气充足可控，气泡均匀细小，氧气利用率高。可以增加活性炭使用寿命，增大对污水的处理效果。增大对污水的处理效果。增大对污水的处理效果。
【技术实现步骤摘要】
一种微电流曝气生物膜活性炭反应器
[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种外加电流生物膜活性炭反应器。
技术介绍
[0002]活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构和大表面积的人工炭材料制品，而且活性炭制备原料广泛。吸附作用是活性炭最显著的特征之一，能从液相中吸附各种物质。活性炭广泛应用于处理污水，活性炭吸附作用主要与活性炭的物理化学性质有关，并且受废水污染物的影响较大，而且活性炭的吸附并不是无限的，需要定期更换活性炭。
[0003]生物膜活性炭就是在活性炭上固定微生物，可以提高活性炭的吸附容量，并且延长活性炭使用寿命，增强对水中有机物的降解能力，生物活性炭在处理污水过程中综合了活性炭的吸附作用和生物的氧化分解作用，生物活性炭用于处理污废水，显著提高对废水中污染物的去除率，对毒物和负荷变化的适应性显著提高，改善了污泥脱水及消化的性能，延长了活性炭的寿命，是一种以生物处理为主，同时具有物化处理特点的生物处理技术。
[0004]厌氧与好氧结合的工艺具有较多优势，厌氧工艺能大量去除废水中的有机物和悬浮物，使与之组合在一起的好氧工艺有机负荷减小，好氧污泥的产量也应的下降，而且整个工艺的反应容积也小得多。厌氧工艺布置在好氧工艺之前，作为前处理工艺能起到稳定作用，减小了对好氧工艺负荷的波动；与单一好氧工艺相比，需氧量减少且需氧量相对稳定，节约了资源并且操作相对简单，厌氧工艺又能改善废水的了生化性，提高了好氧工艺的效率。采用水平布置厌氧区和好氧区，占地面积广，在我国土地资源紧张的情况下，竖直布置尤其重要，但是在竖直布置过程中，好氧区充氧又成为研究的重点。
[0005]直流电刺激能够改变微生物的增长，提高微生物的增长速度，控制适宜强度的直流电流可以提高细胞的胞内蛋白含量并且增强细胞ATP酶活性，在一定程度上提高了微生物的代谢能力，向微生物施加微弱电场能够影响微生物的生长代谢，当细胞置于适宜强度的直流电场中，细胞膜的通透性会有所改变，提高微生物细胞膜的通透性有利于将各种外源物质引入活体细胞中。在污水处理过程中，会发生一系列氧化还原反应，而氧化还原反应的本质都是电子传递过程，微电流的刺激可以增强细胞间的电子传递，促进反应的进行。
技术实现思路
[0006]针对当前污水处理领域内现有竖直装置好氧区充氧难的问题，本专利技术提供了一种外加微电流的曝气生物膜活性炭反应器，其结构紧凑，设计合理，可更好利用微电流对微生物的促进作用，污水处理效果好。
[0007]因此，本专利技术提供一种微电流曝气生物膜活性炭反应器。本专利技术方案如下，一种微电流曝气生物膜活性炭反应器，所述反应器包括微电流生物膜活性炭系统、智慧控制系统；所述微电流生物膜活性炭系统包括圆柱形竖直反应器本体1内的自下而上依次设置的厌氧生物膜活性炭床层7、好氧生物膜活性炭床层9，及电极19，稳压电源15；所述电极(19)位对称分布于反应器本体(1)内好氧生物膜活性炭床层(9)和厌氧生物膜活性炭床层(7)两侧的
内壁上；电极19与稳压电源15电连接；
[0008]所述好氧生物膜活性炭床层9填充好氧生物膜活性炭，在厌氧生物膜活性炭床层7填充厌氧生物膜活性炭。所述生物膜活性炭为煤质活性炭。所述生物膜活性炭的强度≥95％、灰分≤5％、碘吸附值≥1100、亚甲基蓝吸附值≥175、pH为7.2
±
0.1、比表面积≥1050m2/g。所述生物膜活性炭表面有含氧官能团羧基、羟基或羰基。本装置在活性炭床层内柱壁对称布设导电材料，并在外部增加直流稳压电源，通过调节直流稳压电源，可以使生物膜活性炭处于不同电流强度的电场中。
[0009]所述智慧控制系统包括控制器16、曝气泵17、曝气管8、溶解氧感应器探头10、各部件通过导线13连接；所述曝气管8设置在反应器本体1内、厌氧生物膜活性炭床层7和好氧生物膜活性炭床层9之间；所述溶解氧感应器探头10插入反应器本体(1)上部的出水缓冲管20的溶液内。
[0010]所述溶解氧感应探头10实时检测反应器内溶解氧含量，当溶解氧小于2.0mg/L时，溶解氧感应探头将信号传输给控制器16，控制器16启动曝气泵17，增大曝气管8的曝气量，使该区域溶解氧维持在2.0
‑
3.0mg/L之间。所述曝气管8为布置小孔的阿基米德螺线型通气管，上部放置布气膜片。本装置的曝气管采用阿基米德螺线型通气管，在通气管上直接布置小孔，简单方便，易于操作，在整个环型通气管上部放置一整个布气膜片，这样大气泡被布气膜片切割变成均匀的小气泡，提高了氧气的利用率且曝气均匀，进气方式采用两头进气，可以保证充足的气体压力。采用此装置可以实现曝气充足可控，气泡均匀细小，氧气利用率高。
[0011]所述微电流曝气生物膜活性炭反应器还包括其他必要的附属结构，如底部承托部件6、进水管A(2)、回流池3，提升泵4、进水管B(5)、出水管11、回流管14等。所述承托部件6下部连接有进水管B(5)，进水管B(5)上设置有流量计4，进水管B(5)连接回流池3，回流池3还连接进水管2；出水管11、回流管14分别与反应器本体1上部出水缓冲管20连通；回流管14另一端连接回流池3；出水管11上安装流量计12，控制出水量。
[0012]采用本实用的微电流曝气生物膜活性炭反应器进行污水处理工作原理及流程如下：
[0013](1)污水经进水管2进入回流池3，在经过提升泵4的提升作用经过进水管5进入微电流生物膜活性炭系统，废水与厌氧生物膜活性炭床层7充分接触，在反硝化细菌作用下与回流液带入以及废水中的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮；
[0014](2)经厌氧生物膜活性炭床层7处理的污水，经过曝气管8充分曝气，此时水中溶解氧浓度急剧上升，进入好氧生物膜活性炭床层9进行好氧处理，在氨氧化细菌作用下，将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐氮，同时在亚硝酸盐氧化细菌作用下，将亚硝酸盐转化为硝酸盐；
[0015](3)污水继续提升，与溶解氧探头10接触，溶解氧探头10快速检测到水中溶解氧含量，将信号经导线13传递给智慧控制系统16，自动调节曝气泵17曝气量，然后经过出水管11排出，其中一部分经过回流管14进行回流。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点是：
[0017]1.本技术反应器的智慧控制曝气装置在曝气过程中气泡分布细小均匀，曝气强度可控。在好氧生物膜活性炭床层上部有溶解氧感应探头，可将信号传输给曝气装置，实
现自动化控制，使溶解氧维持在一个较小且适合的范围。在运用过程中对生物膜冲击较小，曝气强度自动控制使得溶解氧浓度不会产生过大的浮动。
[0018]2.本技术反应器的微电流生物膜活性炭系统，使生物膜活性炭床层处于微电流中，微电流的刺激能够增大微生物的活性，促进电子传递，提高生物膜活性炭系统处理废水的能力。生物膜活性炭可以再生，且运行管理比较方便，工艺流程简单、稳定。相比较单纯使用活性炭，此方案可以增加活性炭使用寿命，增大对污水的处理效果。
[0019]3.本技术反应器将厌氧生物膜本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微电流曝气生物膜活性炭反应器，其特征是，所述反应器包括微电流生物膜活性炭系统、智慧控制系统；所述微电流生物膜活性炭系统包括圆柱形竖直反应器本体(1)内的自下而上依次设置的厌氧生物膜活性炭床层(7)、好氧生物膜活性炭床层(9)，及电极(19)，稳压电源(15)；所述电极(19)对称分布于反应器本体(1)内好氧生物膜活性炭床层(9)和厌氧生物膜活性炭床层(7)两侧的内壁上；电极(19)与稳压电源(15)电连接；所述智慧控制系统包括控制器(16)、曝气泵(17)、曝气管(8)、溶解氧感应器探头(10)、各部件通过导线(13)连接；所述曝气管(8)设置在反应器本体(1)内、厌氧生物膜活性炭床层(7)和好氧生物膜活性炭床层(9)之间；所述溶解氧感应器探头...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏广昌，刘兵，陈飞勇，刘丽明，曹情情，徐保建，陈禹兮，常涛，崔海荣，郭仕骞，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：新型
国别省市：
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