低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器，包括竖直的圆柱状壳体，所述壳体内同轴设有竖直的中空筒，所述中空筒内安装有搅拌桨，所述中空筒的筒壁上开设有若干个通孔，所述中空筒的底端与所述壳体的底端固定连接，所述中空筒与所述壳体之间的环形空间内填装有生物膜载体。本发明专利技术的独特结构设计结合对搅拌桨的转速的控制，可以在低曝气量下保证反应器内的生物膜载体始终处于悬浮状态，保持良好的流化特性，从而稳定保持短程硝化优势并为同步硝化反硝化创造有利条件，降低曝气能耗及反硝化阶段的碳源物质消耗量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器，包括竖直的圆柱状壳体，所述壳体内同轴设有竖直的中空筒，所述中空筒内安装有搅拌桨，所述中空筒的筒壁上开设有若干个通孔，所述中空筒的底端与所述壳体的底端固定连接，所述中空筒与所述壳体之间的环形空间内填装有生物膜载体。本专利技术的独特结构设计结合对搅拌桨的转速的控制，可以在低曝气量下保证反应器内的生物膜载体始终处于悬浮状态，保持良好的流化特性，从而稳定保持短程硝化优势并为同步硝化反硝化创造有利条件，降低曝气能耗及反硝化阶段的碳源物质消耗量。【专利说明】低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器
本专利技术涉及一种生物膜法反应器，尤其涉及一种在低曝气量下能够实现生物膜载体悬浮的反应器。
技术介绍
炼油催化剂生产废水水质复杂，悬浮物、氨氮浓度高且含有大量无机盐及氯离子等，B/C值低，较难实现生物处理。传统的生物处理法是目前应用最广泛的脱氮技术，但传统的生物处理技术工艺存在以下几点问题:流程长且占地面积大，基建投资费用高；系统抗冲击能力较弱，高浓度氨氮废水会抑制硝化细菌生长；硝化过程中产生的酸度需要加碱中和，不仅增加了处理费用，还有可能造成二次污染；硝化细菌生长缓慢，一旦在悬浮污泥系统中出现污泥流失，很难在短时间内恢复生产；生物膜载体(生物填料)在低曝气量下较难实现流化，易堆积，反应效果差。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器，可保证生物膜载体在反应器的反应空间内充分流化且分布均匀，从而保证在采用短程硝化-同步硝化反硝化生物膜法处理炼油催化剂废水时的稳定运行。本专利技术采用的技术方案为:一种低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器，包括竖直的圆柱状壳体，所述壳体内同轴设有竖直的中空筒，所述中空筒内安装有搅拌桨，所述中空筒的筒壁上开设有若干个通孔，所述中空筒的底端与所述壳体的底端固定连接，所述中空筒与所述壳体之间的环形空间内填装有生物膜载体。优选地，所述生物膜载体呈中空的球型，由外至内依次包括多孔承托层、拉丝填料层和树脂层，所述多孔承托层呈蜂窝状，所述拉丝填料层的填料为聚烯烃类和聚酰胺的混合物拉丝而成，所述树脂层采用大孔阳离子交换树脂。所述拉丝填料层的每根丝状填料的两端优选分别固定在所述多孔承托层和树脂层上，通常，所述丝状填料均匀分布，从所述树脂层向所述多孔承托层呈辐射状排列，所述拉丝填料层中所述丝状填料的填充比可以为35%~45%。所述填料中聚烯烃类和聚酰胺的质量比优选为1:1.5~1:1。所述多孔承托层的材质可以为PE，其尺寸可以为Φ50mmX2mm，所述填料层的尺寸可以为Φ46ι?πιΧ IOmm,所述树脂层的尺寸可以为Φ26ι?πιΧ IOmm,所述生物膜载体的中空部分的尺寸可以为Φ6πιπι。所述环形空间内所述生物膜载体的填充比优选为35%~40%。所述通孔优选为沿所述中空筒的筒壁由下向上呈螺旋上升状的条形孔，若干个所述条形孔在所述中空筒的筒壁上优选上下交错设置。优选地，位于所述中空筒的下部的所述条形孔的宽度小于位于所述中空筒的上部的所述条形孔的宽度，或者若干个所述条形孔中，位于下方的条形孔的宽度小于位于其上方的条形孔的宽度。进一步地，位于所述中空筒的下部的相邻的所述条形孔之间的间距小于位于所述中空筒的上部的相邻的所述条形孔之间的间距，或者若干个所述条形孔中，位于下方的相邻的条形孔之间的间距小于位于其上方的相邻的条形孔之间的间距。所述条形孔的长度可以为所述中空筒的横截面的周长的70%~80%，宽度可以为2~5_，所述搅拌桨的驱动轴可以位于所述中空筒的轴线上，所述搅拌桨的桨叶的外缘中点与所述中空筒的内壁之间的距离可以为所述中空筒的内径的30%~40%，搅拌桨的转速优选为90rpm。本专利技术的有益效果:本专利技术通过搅拌桨对中空筒内的废水进行搅拌,使中空筒内的废水呈现稳定的湍流形态，中空筒内的湍流通过筒壁上的通孔传递到外部，继而扰动位于中空筒与壳体之间的环形空间内的生物膜载体，反应器的独特结构设计结合对搅拌桨的转速的控制，可以在低曝气量下保证反应器内的生物膜载体始终处于悬浮状态，保持良好的流化特性，从而稳定保持短程硝化优势并为同步硝化反硝化创造有利条件，降低曝气能耗及反硝化阶段的碳源物质消耗量，还可避免由于搅拌桨转速过低导致的生物膜载体堆积，以及搅拌桨转速过高所造成的生物膜载体彼此间激烈碰撞和/或生物膜脱落的问题。独特结构的生物膜载体的使用，一方面可以为微生物生长提供有效的附着载体，有针对性的提高氨氧化菌的聚集效率，解决污泥流失的问题，提高反应器的抗冲击负荷能力，另一方面还可以在反应初期进行快速的氨氮离子交换，短时间内在填料表面大量聚集氨氮，为填料上的氨氧化菌快速挂膜提供生长底物，随着微生物对氨氮的利用，树脂层上的氨氮浓度不断降低，还可节省常规工艺中的树脂层部分需要再生的步骤，所述生物膜载体可在无需再生的情况下反复实现快速挂膜启动的功能。本专利技术的新型的生物膜载体具有比表面积大、亲水性好、抗冲击能力强、易挂膜和生物活性高等特点。蜂窝状多孔承压层主要起承托作用；丝状填料在有效区域内均匀分布，可以使气、水和生物膜得到充分接触混渗，易挂膜，生物膜均匀地着生在每一根丝状填料上，可在反应过程中获得愈来愈大的比表面积；中空层的设置及其内部充满空气，可以降低生物膜载体的整体密度，有利于其在反应器内持续保持悬浮状态。生物膜载体在环形空间内合理的填充比，利于其在环形空间内的悬浮，也可有效降低生物膜载体间的激烈碰撞的几率，可进一步地有效避免由于相互间激烈碰撞造成生物膜脱落的情况发生。通孔呈螺旋上升的条形孔且各条形孔上下交错设置，有利于中空筒内形成的湍流传递到中空筒外部的环形空间，还可进一步加强环形空间内水流的扰动，并依靠螺旋出水的方式，在外部环形空间内形成稳定的旋流，由此在避免激烈撞击的情况下，不仅强化了混合作用，而且还有利于生物膜载体的悬浮，中空筒的上下不同位置的条形孔的宽度及相邻条形孔之间的间距的设计，使环形空间下部的水压始终大于上部的水压，有利于保证生物膜载体在环形空间内保持悬浮状态和良好的流化特性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术的俯视图；图3是本专利技术的生物膜载体的结构示意图。【具体实施方式】参见图1、图2和图3，本专利技术提供了一种低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器，主要用于处理炼油催化剂废水，包括竖直的圆柱状壳体1，所述壳体内同轴设有竖直的中空筒2，所述中空筒内安装有搅拌桨3，所述搅拌桨的驱动轴4可以位于所述中空筒的轴线上，所述搅拌桨的转速优选为90rpm，所述中空筒的筒壁上开设有若干个通孔5，所述中空筒的底端与所述壳体的底端固定连接，所述中空筒与所述壳体之间的环形空间内填充有生物膜载体6，所述中空筒的底端与所述壳体的底端之间可以密封，也可以留有间隙，该间隙的大小不允许所述生物膜载体通过，所述反应器可以设有与所述中空筒的内部空间连通的废水进出管道，废水进出管道上可以设有各自的控制阀。为保持良好的短程硝化及同步硝化反硝化效果，在反应过程中通常调节反应器内溶解氧的浓度为0.5~1.0mol/L (曝气量为0.01~0.02m3/h)，曝气时间为6h，反应温度为33°C，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低曝气量下实现生物膜载体悬浮的反应器，包括竖直的圆柱状壳体，其特征在于所述壳体内同轴设有竖直的中空筒，所述中空筒内安装有搅拌桨，所述中空筒的筒壁上开设有若干个通孔，所述中空筒的底端与所述壳体的底端固定连接，所述中空筒与所述壳体之间的环形空间内填装有生物膜载体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高大文，周华堂，赵庆良，陈扬，陶卫克，胡威夷，周戈，贾东辉，胡奇，赵小晶，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国昆仑工程公司，
类型：发明
国别省市：