[發明專利]外循環三相生物流化床水處理技術與設備

無效

• 申請號: 01105329.1
• 申請日: 2001-02-13
• 公開（公告）號: CN1304884A
• 公開（公告）日: 2001-07-25
• 發明（設計）人: 華彬;陸永生;卞華松;胡龍興;李靜華
• 申請（專利權）人: 上海大學;上海京城高科技成果轉化有限公司;華彬
• 主分類號: C02F3/08
• 分類號: C02F3/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 潘幗萍

本發明涉及一種環境工程中的廢水處理技術，尤其涉及一種外循環三相生物流化床廢水處理技術與設備。

二十世紀七十年代，人們成功地將流化床技術應用于廢水生物處理領域。固體顆粒流態化技術是二十世紀四十年代發展起來的一門工業化技術，它通過改善固體顆粒與流體之間的接觸，大大加快了反應器內的傳熱、傳質速率。在廢水生物處理過程中，廢水從床層底部(上行床)或頂部(下行床)以超過一定流速進入流化床(好氧流化床中同時通入空氣)，固體顆粒即開始流化，微生物包覆生長于處于流化狀態的顆粒(載體)上，形成生物膜。在劇烈運動顆粒、流體的擾動下，床內固(生物膜)、液(廢水)、氣(好氧流化床中的空氣)多相之間得到充分接觸，同時顆粒表面的生物膜也不斷更新，因而，顆粒表面的微生物始終處于旺盛生長階段，使得生物流化床處理效率比普通的廢水處理技術高的多。

目前用于工業廢水和生活污水處理的流態化技術主要有兩類：

1．普通流態化技術。

普通流化床反應器中隨著載體表面生物膜不斷增厚，整個生物載體的比重減小，由此導致載體大量流失。為解決這一問題，大多采用專門設計的機械脫膜裝置，從而使得處理流程復雜化。并且由于對水、氣均布要求嚴格，使得床層底部結構復雜，流化啟動困難，放大效應嚴重，該技術已被內循環三相流化床技術取代。

2．內循環三相流化床。

現有技術內循環三相流化床的結構如圖1所示，由一外筒1和在外筒1內設置一導流筒(內筒2)構成，該技術的關鍵在于利用流化床頂部三相分離器來控制載體的流失，并且利用內循環三相流化床內設的導流筒，通過載體循環，實現強化傳質，提高氧氣利用率的。但是內循環三相流化床在實際使用中存在的主要問題是：

(1)由于現有技術內循環三相流化床因同時進行氣、液和液、固分離，因氣泡對液、固分離有一定的影響，由此降低了三相分離效率；

(2)由于現有技術內循環三相流化床其反應器內部結構較為復雜，流體和載體的循環阻力較大，影響了流體和載體的循環速度，從而影響廢水的效率。

本發明的目的在于提供一種改進的外循環三相生物流化床廢水處理技術與設備，它能解決內循環流化床存在的氣泡對液、固分離的影響，并能加快循環速度，提高廢水處理的效率。

本發明的目的是這樣實現的：

一種外循環三相生物流化床水處理設備，包括：一主床，它呈筒狀，在主床下部為進水與進氣的進口，其特點是：在所述的主床一側設置一副床，在主床和副床上下之間分別設置上連通管和下連通管，在副床的上部設置為出水段。

在上述的外循環三相生物流化床水處理設備中，其中，所述的主床和副床是平行設置。

在上述的外循環三相生物流化床水處理設備中，其中，所述的副床上部的出水段位于上連通管之上。

一種外循環三相生物流化床水處理設備的設計方法，其特點是：實現外循環三相流化床而需選擇的幾個相互關聯的參數為：主床內曝氣量和氣水比；主副床直徑比；載體的選擇及填充率；以及主、副床高徑比；其中，所述的主床內曝氣量和氣水比選擇的原則為：在保證三相循環和出水溶解氧濃度要求的條件下，盡可能地低；所述的主副床直徑比的選擇的較佳范圍為：1∶1.0-2.5；所述的載體的選擇及填充率通常掌握在比重1-3，填充率3-10％；所述的以及主、副床高徑比：1∶5-20。

本發明，外循環三相生物流化床廢水處理技術與設備，由于采用了上述的技術方案，使之與現有技術內循環三相流化床相比，具有以下的優點和積極效果：

(1)本發明由于設置了互相平行的主床和副床，并在主床和副床上下之間分別設置上連通管和下連通管，由此可以將氣、液、固三相分離分別在主、副床內進行，其中，氣、液分離在主床內實現，液、固分離在副床內進行，從而避免了氣泡對液、固分離的影響，提高了三相分離效率；

(2)本發明由于通過上、下連通管實現載體和流體在主、副床之間循環流動，減小了流體和載體的循環阻力，使得它們的循環速度提高；而流體和載體循環速度的提高，對加快載體表面生物膜的更新、提高物質傳遞速率、提高氧氣利用率、提高反應器的抗沖擊能力、降低動力消耗均十分有利。

通過以下對本發明外循環三相生物流化床廢水處理技術與設備的若干實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解本發明的目的、具體結構特征和優點。其中，附圖為：

圖1是現有技術內循環三相流化床水處理設備的結構示意圖；

圖2是依據本發明提出的外循環三相生物流化床水處理設備的結構示意圖；

圖3是圖2中標有載體、氣體、載體流向、氣體流向、液體流向的示意圖。