生物发酵固定床反应器及其固定床载体的清洗方法技术

本发明专利技术所公开的是一种生物发酵固定床反应器及其固定床载体的清洗方法。所述反应器以其包括底部相互贯通的至少2个反应罐，在反应罐内设有固定床载体和固体物沉淀空间，在所述反应罐罐体的相应部位分别设有进料口、液体物出口、出气口和出渣口为主要特征；而其所述载体的清洗方法，以其包括在两个相应对的反应罐内形成内部压力差，和迅速释放压力差两个步骤，且两个步骤可以是依次一步进行或者是依次多步进行为主要特征。本发明专利技术所述反应器具有结构合理，适用含固率高的物料处理，操控方便，处理稳定和工作效率高等特点，而其所述清洗方法，具有方法简便，清洗效果好，能源消耗低等特点。本发明专利技术特别适合生活污水和工业污水的厌氧发酵处理，同时也适用于酿酒和生化制品等工业生产领域。

Biological fermentation fixed bed reactor and cleaning method of fixed bed carrier thereof

The invention discloses a biological fermentation fixed bed reactor and a cleaning method for a fixed bed carrier. The reactor through interaction with its bottom including at least 2 in the reaction tank, reaction tank is provided with a fixed bed carrier and solid precipitation in space, the corresponding part of the tank body of said reaction tank are respectively provided with a feed inlet, liquid outlet, outlet and a slag outlet as the main character; and the carrier cleaning methods, including the formation of its internal pressure difference in the two phase to the reaction tank, and the rapid release of pressure difference of two steps and two steps can be followed by a step or is the main feature of multiple step behavior in turn. The reactor has the advantages of reasonable structure, suitable for solid material treatment of high rate, easy manipulation, high stability and efficiency, and the cleaning method has the advantages of simple method, good cleaning effect, low energy consumption characteristics. The invention is especially suitable for the anaerobic fermentation treatment of domestic sewage and industrial sewage, and is also suitable for the industrial production fields of wine making and biochemical products.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种，具体涉及的是ー种用于含固率较高污水处理的“湿式”生物厌氧发酵反应器。属于环保生物处理装备技木。
技术介绍
已有技术的厌氧发酵生物反应器，分为“湿式”和“干式”两大类，“湿式”生物发酵反应器所处理的是完全液态或者是含少量固态物的有机物(例如污水)，其典型的含固率在20%wt (重量百分含量，以下同)以下，而“干式”生物发酵反应器所处理的是难以用一般输送泵输送的有机物，其典型的含固率在20%wt以上。本专利技术所称的生物发酵固定床反应器，是所述“湿式”生物发酵反应器。它对处理有机垃圾和/或有机污水特别有用，且对生产沼气和有机肥料也有用。而“湿式”生物发酵反应器，可分有载体和无载体的两种不同的生物发酵反应器。无载体生物发酵反应器的好处是其简单性，但这种反应器对发酵条件如温度，速度和被处理物(例如污水)成分的变化非常敏感。为了保持高效处理，细致的操控是必须的。必需将被处理物料完全混合的是第一种无载体生物发酵反应器，这种反应器的优势是可以接受较多的固体成分，但它需要较长的发酵反应时间，还得保证不把微生物群冲走。这就要求反应器具有足够大的体积，増加了处理设备的投资。污泥床生物发酵反应器是第二种无载体生物发酵反应器，它的优势在于能比所述第一种反应器保持更多的微生物群，因而其发酵反应时间相对较短。但它对水力条件要求较高，而且在大流量污水冲走污泥的情况下，这种无载体污泥生物发酵反应器的处理能力受到限制。有载体生物发酵反应器，利用微生物群自然附着在载体上的特性，来提高反应器中微生物群密度，以提高发酵处理有机物的能力，且有效稳定生物发酵的过程。流动床反应器是有载体生物发酵反应器中的ー种，这种反应器十分耗能并只能处理一定限度的污水流量。因而其对微生物群的损耗也比较小。它的微生物群的密度要比其它反应器高得多。所以这种反应器处理效率比其它反应器也要高得多，而且能够承受污水流量较大范围的变化,而且其耗能较少。在生物发酵反应器中使用固定床的在很多文献中都提到，其中特别是中国专利CN101755041A、CN201605210U、CN101979615A、CN2725288Y、CN201406344Y 和 CN2299861Y,此类已有技术的反应器均存在以下的主要不足一是载体上的微生物群的生长不可避免的部分或完全受阻，反应器的最佳处理效率只能維持一段时间，之后就会由于微生物群生长受阻而效率急剧下降；ニ是固定床反应器只能处理含固率很低的污水，因为所含固体会加速生物群生长的受阻状況。由于存在以上ニ点不足，以致所述专利技术的エ业化使用受到了限制。为了解决固定床反应器的生物群生长受阻的问题，对固定床的定期清洗在专利US322296、US147547、FR2885126中曾经提到，但其对大型的反应器中的固定床的清洗很难控制，而且这种反应器的エ业化清洗很难实现，而且这种清洗不能保证对所处理污水中的固体成分的接受程度。也就是说，这种清洗方法只能适应于对较低含固率(例如< 10%)污水处理的反应器的固定床载体的清洗。
技术实现思路
本专利技术g在提供ー种，以有效克服已有技术的不足，为高效处理工业和生活有机污水以及有机垃圾提供技术装备。 本专利技术的第一个目的是提供一种结构合理，操控简便，发酵处理稳定和工作效率高的生物发酵固定床反应器，而其技术方案是 ー种生物发酵固定床反应器，包括 a、所述反应器由至少I个A反应罐和与A反应罐相邻近布置的至少I个B反应罐所组成；在A反应罐与B反应罐的下部之间有通道，从而令A反应罐与B反应罐两者构定连通器结构； b、在A反应罐和B分反应罐中至少I个反应罐内，设有可供微生物集聚繁衍生长的由载体组成的固定床； C、在A反应罐和B反应罐的底部，均有固体物沉淀空间； d、在A反应罐和B反应罐中至少I个反应罐的下部，设有被处理物料的进ロ，而在反应罐的上部，至少有I个反应罐设有已被处理的液体物出口，在A反应罐和B反应罐的顶部，均设有出气ロ，在固体物沉淀空间的底部设有出渣ロ ；且所述被处理物料进ロ，已被处理的液体物出口，出气口和出渣ロ，均设有开关阀。以上所述固定床，是由众多呈漫散状分布且集聚在一起可移动的和/或不可移动的载体所组成。所述不可移动的载体如与反应罐装接的管状载体等。在以上所给出的第一个主g技术方案中，本专利技术所具有的A反应罐和B反应罐，可以是钢板制件，或者塑料制件，或者是玻璃钢制件，也可以是水泥建筑制件。而所述反应器可以布置在地表上,也可以布置在地表下。在上述技术方案中，本专利技术特别主张所述载体是其密度小于或大于被处理物料密度的颗粒状载体；且当所述载体的密度小于被处理物料密度的条件下，所述载体悬浮在被处理物料的面上，而当所述载体的密度大于被处理物料密度的条件下，则所述载体由网兜或者网笼或者格栅筐保持在反应罐的内部上方。在上述技术方案中，本专利技术所述载体是塑料或沙石或火山岩或玻璃颗粒。但不局限于此,例如木质载体。在上述技术方案中，本专利技术所述载体最好是圆珠状颗粒载体，且所述圆珠状颗粒载体表面呈沟槽和/或凹凸结构；而在所述圆珠状颗粒载体的内部呈开ロ网孔状结构，以最大限度扩大颗粒载体的表面积。为了有效加快生化反应过程，进ー步提高处理效率，本专利技术还主张，还包括被处理物料加热装置和/或反应器加热装置。实验显示，本专利技术处理温度在3(T60°C范围为最优。特别是在寒冷季节，所述加热装置可能是不可少的。当然也可以向反应罐内导入热水。出于节约制备成本和节约占地面积的考虑，本专利技术还积极主张，所述反应器的A反应罐和B反应罐，是在I个总反应罐内，通过沿高度方向所设的分隔件分隔构成的，且所述分隔件的上端与总反应罐的顶壁密封连接，分隔件的两侧与总反应罐的罐壁分别密封连接，而分隔件的下端面与被处理物料的进ロ的水平面相接近布置，从而构成A反应罐与B反应罐间的通道。这ー技术方案特别适合制备用于餐桌垃圾的处理以及农村处理秸杆生产沼气和有机肥的生物发酵反应器。本专利技术第二个目的在于提供ー种方法简便，清洗效果好和能源消耗低的清洗如实现第一个目的的生物发酵固定床反应器的固定床载体的方法，以保持其发酵处理的稳定性和长期有效性。其技术方案是 一种清洗生物发酵固定床反应器的固定床载体的方法，其清洗方法的步骤依次是 a、在A反应罐与B反应罐内形成被处理物料液面所处位置的高度差；所述被处理物料液面所处位置的高度差，是通过在A反应罐与B反应罐内形成压カ差实现的； b、迅速消除A反应罐与B反应罐内被处理物料液面所处位置的高度差；所述消除被处 理物料液面所处位置的高度差，是通过迅速释放A反应罐与B反应罐内的压カ差实现的； 通过所述被处理物料液面在反应罐内所处位置的变动，固定床载体在其重力和被处理物料动压カ的作用下，磨去或冲走固定床载体表面被堵塞的生物膜，使固定床载体表面恢复原有的结构状态，从而令固定床载体具有足够的集聚繁衍微生物的能力。所述形成被处理物料液面所处位置的高度差和迅速消除被处理物料液面所处位置的高度差两个步骤，可以依次ー步进行，也可以是依次多步进行。在上述技术方案中，本专利技术主张，所述形成被处理物料液面所处位置的高度差，是在A、B反应罐中的ー个反应罐的出气ロ，注入压カ介质，使A、B反应罐内部形成压カ差，令未注入压カ介质的反应罐内的被处理物料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物发酵固定床反应器，其特征在于，包括 a、所述反应器由至少I个A反应罐(I)和与A反应罐(I)相邻近布置的至少I个B反应罐(2)所组成；在A反应罐(I)与B反应罐(2)的下部之间有通道(4)，从而令A反应罐(I)与B反应罐(2)两者构定连通器结构； b、在A反应罐(I)和B反应罐(2)中至少I个反应罐内，设有可供微生物集聚繁衍生长的由载体(5)组成的固定床； C、在A反应罐(I)和B反应罐(2)的底部，均有固体物沉淀空间(7)； d、在A反应罐(I)和B反应罐(2)中至少I个反应罐的下部，设有被处理物料的进口(9)，而在反应罐的上部，至少有I个反应罐设有已被处理的液体物出口( 10)，在A反应罐(I)和B反应罐(2)的顶部，均设有出气口( 11 )，在固体物沉淀空间(7)的底部设有出渣口( 12 );且所述被处理物料进口( 9 )、已被处理的液体物出口(10)、出气口(11)和出渣口(12)，均设有开关阀。2.根据权利要求I所述的生物发酵固定床反应器，其特征在于，所述载体(5)是其密度小于或大于被处理物料密度的颗粒状载体；且当所述载体(5)的密度小于被处理物料密度的条件下，所述载体(5)悬浮在被处理物料的面上，而当所述载体(5)的密度大于被处理物料密度的条件下，则所述载体(5)由网兜或者网笼或者格栅筐保持在反应罐的内部上方。3.根据权利要求2所述的生物发酵固定床反应器，其特征在于，所述载体(5)是塑料或沙石或火山岩或玻璃颗粒。4.根据权利要求3所述的生物发酵固定床反应器，其特征在于，所述载体(5)是圆珠状颗粒载体，且所述圆珠状颗粒载体(5)表面呈沟槽和/或凹凸结构；而在所述圆珠状颗粒载体(5)的内部呈开口网孔状结构，以最大限度扩大颗粒载体(5)的表面积。5.根据权利要求I所述的生物发酵固定床反应器，其特征在于，还包括被处理物料加热装置和/或反应器加热装置。6.根据权利要求I所述的生物发酵固定床反应器，其特征在于，所述反应器的A反应罐(I)和B反应罐(2)，是在I个总反应罐(13)内，通过沿高度方向所设的分隔件(3)分隔构成的，且所述分隔件(3)的上端与总反应罐(13)的顶壁密封连接，分隔件(3)的两侧与总反应罐(13)的罐壁分别密封连接，而分隔件(3)的下端面与被处理物料的进口(9)的水平面相接近布置，从而构成A反应罐(I)与B反应罐(2 )间的通道(4 )。7.一种清洗如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卓娅，维贺纳德·斯蒂芬，
申请(专利权)人：李卓娅，
类型：发明
国别省市：