[發(fā)明專利]高效內(nèi)循環(huán)陶瓷附著生物膜硝化反應(yīng)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110261852.2
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102328989A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭平;謝作甫
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C02F3/02
• 分類號: C02F3/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物膜硝化反應(yīng)器，尤其是一種高效內(nèi)循環(huán)陶瓷附著生物膜硝化反應(yīng)器。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境中氮素污染的加劇，含氮廢水的處理受到了普遍關(guān)注，生物脫氮技術(shù)則因高效低耗而成為研究和應(yīng)用的熱點。無論在傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝，還是在新型的厭氧氨氧化、短程硝化-反硝化等工藝中，硝化過程都是必不可少的重要環(huán)節(jié)，并往往是整個工藝的限速步驟。因此，研發(fā)高效硝化反應(yīng)器，對于廢水生物脫氮具有重要的現(xiàn)實意義。

氣提式內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器是20?世紀(jì)80?年代初期開發(fā)的新型高效反應(yīng)器，已成功應(yīng)用于有機污染物的控制。近年來，這種反應(yīng)器已逐漸拓展應(yīng)用于硝化過程，但硝化細(xì)菌生長緩慢，在一般的水力停留時間下反應(yīng)器中無法積累高濃度生物細(xì)胞，大大限制了硝化反應(yīng)器效能。高效內(nèi)循環(huán)陶瓷附著生物膜硝化反應(yīng)器融合了氣提式內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器中優(yōu)良的傳質(zhì)性能與生物流化床反應(yīng)器中生物顆?；奶匦?，通過形成生物膜顆粒，有效地解決了反應(yīng)器中菌體濃度不高的問題，取得了很高的生物硝化效能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效內(nèi)循環(huán)陶瓷附著生物膜硝化反應(yīng)器。

高效內(nèi)循環(huán)陶瓷附著生物膜硝化反應(yīng)器設(shè)有沉淀循環(huán)區(qū)、曝氣反應(yīng)區(qū)和布水布?xì)鈪^(qū)；沉淀循環(huán)區(qū)設(shè)有排水口、隔離板、氣泡擋板、斜面底板；出水口位于沉淀循環(huán)區(qū)頂部，其位置高于隔離板，隔離板將沉淀循環(huán)區(qū)和曝氣反應(yīng)區(qū)分為兩個獨立的區(qū)域；隔離板底部連接有氣泡擋板，其寬度與隔離板相同；隔離板和氣泡擋板之間的夾角為150°，氣泡擋板與斜面底板之間留有空隙，曝氣反應(yīng)區(qū)充填陶瓷顆粒，設(shè)有鐵絲網(wǎng)板；布水布?xì)鈪^(qū)設(shè)有布水管和布?xì)夤?；沉淀循環(huán)區(qū)通過隔離板頂部以及隔離板底部與曝氣反應(yīng)區(qū)相通，曝氣反應(yīng)區(qū)通過法蘭與布水布?xì)鈪^(qū)相連。

所述的沉淀循環(huán)區(qū)、曝氣反應(yīng)區(qū)與布水布?xì)鈪^(qū)橫截面為矩形，橫截面積之比為1.0:4.0:4.0。所述的斜面底板水平面投影面積與沉淀循環(huán)區(qū)橫截面積之比為1.0:1.0；斜面底板與水平面夾角為50°。所述的陶瓷附著生物膜置于鐵絲網(wǎng)板之上，其粒徑為3.0?mm，密度為1.1～1.2?g/cm³。所述的鐵絲網(wǎng)板固定于法蘭處，其網(wǎng)孔孔徑小于陶瓷附著生物膜顆粒的粒徑。所述的布水管高于布?xì)夤堋?!-- SIPO -->

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：1）進(jìn)行硝化反應(yīng)的微生物以生物膜的形態(tài)附著于陶瓷顆粒表面，可借助陶瓷密度高于水的特性，通過重力沉降而實現(xiàn)菌體持留。2)?陶瓷附著生物膜顆粒以一定速度隨混合液在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，可強化傳質(zhì)過程。3)沉淀循環(huán)區(qū)和曝氣反應(yīng)區(qū)位于同一個池體中，結(jié)構(gòu)緊湊，省去了二次沉淀池和污泥回流設(shè)施。4)該反應(yīng)器具有很好的生物硝化性能，能承受較高的進(jìn)水氨濃度，具有較高的容積轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定的運行性能。

附圖說明

圖1是高效內(nèi)循環(huán)陶瓷附著生物膜硝化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A截面圖；

圖3是圖1的B-B截面圖；

圖中：沉淀循環(huán)區(qū)I、曝氣反應(yīng)區(qū)II、布水布?xì)釯II；出水口1、隔離板2、氣泡擋板3、陶瓷生物膜顆粒4、斜面底板5、法蘭6、鐵絲網(wǎng)板7、布水管8、布?xì)夤?。

具體實施方式

如圖1、2、3所示，高效內(nèi)循環(huán)陶瓷附著生物膜硝化反應(yīng)器設(shè)有沉淀循環(huán)區(qū)I、曝氣反應(yīng)區(qū)II和布水布?xì)鈪^(qū)III；沉淀循環(huán)區(qū)I設(shè)有排水口1、隔離板2、氣泡擋板3、斜面底板5；出水口1位于沉淀循環(huán)區(qū)I頂部，其位置高于隔離板2，隔離板2將沉淀循環(huán)區(qū)I和曝氣反應(yīng)區(qū)II分為兩個獨立的區(qū)域；隔離板2底部連接有氣泡擋板3，其寬度與隔離板2相同；隔離板2和氣泡擋板3之間的夾角為150°，氣泡擋板3與斜面底板5之間留有空隙，曝氣反應(yīng)區(qū)II充填陶瓷顆粒4，設(shè)有鐵絲網(wǎng)板7；布水布?xì)鈪^(qū)III設(shè)有布水管8和布?xì)夤?；沉淀循環(huán)區(qū)I通過隔離板2頂部以及隔離板2底部與曝氣反應(yīng)區(qū)II相通，曝氣反應(yīng)區(qū)II通過法蘭6與布水布?xì)鈪^(qū)III相連。

所述的沉淀循環(huán)區(qū)I、曝氣反應(yīng)區(qū)II與布水布?xì)鈪^(qū)III橫截面為矩形，橫截面積之比為1.0:4.0:4.0。所述的斜面底板5水平面投影面積與沉淀循環(huán)區(qū)I橫截面積之比為1.0:1.0；斜面底板5與水平面夾角為50°。所述的陶瓷附著生物膜4置于鐵絲網(wǎng)板7之上，其粒徑為3.0?mm，密度為1.1～1.2?g/cm³。所述的鐵絲網(wǎng)板7固定于法蘭6處，其網(wǎng)孔孔徑小于陶瓷附著生物膜顆粒的粒徑。所述的布水管8高于布?xì)夤?。

???高效內(nèi)循環(huán)陶瓷附著生物膜硝化反應(yīng)器可用PVC板和鋼板制作，其工作過程如下：當(dāng)反應(yīng)器開始曝氣后，曝氣反應(yīng)區(qū)II下層氣液混合物攜帶陶瓷附著生物膜顆粒4迅速提升至曝氣反應(yīng)區(qū)II上部，其中部分混合液越過隔離板2進(jìn)入沉淀循環(huán)區(qū)I；同時，由于曝氣反應(yīng)區(qū)II下層混合物急速上升，使沉淀循環(huán)區(qū)I底部形成負(fù)壓，沉淀循環(huán)區(qū)I?上層混合液在壓力作用下，快速下沉至底部，通過斜面底板5和氣泡擋板3之間的空隙重新進(jìn)入曝氣反應(yīng)區(qū)II，由此完成內(nèi)循環(huán)。