CN116948797A - 一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器，其包括，循环设置的多组竖直设置的培养组件；组合后所有培养组件结合处密封设置；一组培养组件包括两根竖直管与两段弧形管；通过弧形管实现竖直管的连接，每四根管一个循环，如此循环；当仅有一组培养组件时，设置2根竖直管与1根弧形管；使用时可以根据需要的培养容积选定培养组件的组数，设置支撑并维持培养组件组合后呈竖直状态的固定架，及完成管路液体循环的循环水泵及回水管；另外设置弹簧伸缩软管的方式实现生物反应器各个部件的快拆与快装，针对藻类培养可通过调暗弧形管的方式实现光线调节。还可将出气口结合重新回到进气泵，完成气体回收再利用。

Description

一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器

技术领域

本发明属于生物培养器械技术领域，尤其涉及微藻培养器械的技术领域，具体涉及为适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器。

背景技术

沼液与废水处理过程中，经常涉及生物处理工艺，即通过培养藻类或微生物，吸收与转化沼液与废水中的污染物，以实现沼液与废水处理的目的。现有技术中的生物反应器大多采用横管培养的方式，生物反应器通常为多个培养管一体不可拆卸构造或各培养管各自为独立模块，在整体构造、气液循环性、培养管可组配性、工艺操作实用性等方面存在以下技术问题：

1、生物反应器易发生变形。现有生物反应器大多为横管式，横管式反应器充满培养液后，在重力的长时间作用下，易发生横管变形，从而导致：①结合部位的密封性被破坏，出现漏液，甚至引发横管脱落的危险；②原有水平结构被破坏，在中间部位出现低洼区域，液体无法排空，增加清洗难度。

2、生物反应器气液循环不均匀。横管式反应器管液体流动过程中，不同水平面的流速不一致，横管下侧流速偏低，容易引发生物体在管壁上附着，长时间培养容易造成严重附着累积；反应器通入气体后，气体快速集中在上层，气液接触面积小，尤其是各培养管各自为独立模块类型的反应器，由于各管独立完成气液循环，气液流动强度相对较小，不利于藻类或菌类等生物体生长，限制生物体有效吸收、转化沼液与废水中的污染物，不利于沼液与废水的处理。同时各培养管各自为独立模块类型的反应器，各培养管互不联通，无法实现整体式气液循环，各管需独立开展pH、CO₂、溶氧等参数调控，工艺复杂、维护成本高，不利于规模化沼液与废水处理。

3、现有技术的生物反应器可拆卸性、组配性较差。现有的反应器，在建成后，拆卸繁琐或不可拆卸，单个培养管清洗不方便。在实际生产过程中，不能根据实际需求，灵活地调整反应器的培养量，且无法更改反应器内各培养管之间的布局以适应不同场地的需求。

4、反应器内通入的二氧化碳或其它气体无法循环利用，大量外排，且造成资源浪费。

针对上述提出的技术问题，本发明提供了一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器。

发明内容

针对现有技术的技术问题，发明人通过不同于现有的横管的设计思路解决上述问题，发明人通过将管体竖直设置的方式解决不同侧面承受压力不同导致反应管容易变形的问题，并通过竖直设置方式解决菌体、藻体等生物体容易在管壁附着的问题，各竖管以弧形管连通，实现反应器一体式循环；通过在弧形管顶端设置出气口及连通出气管的连通横管方式解决气体的循环利用问题；通过组装简单方便的培养组件的方式快速实现组装，解决不好清洗及培养容积不好划分的问题；

一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器，其包括，循环设置的多组竖直设置的培养组件；组合后所有培养组件结合处密封设置；

一组培养组件包括两根竖直管与两段弧形管；两根竖直管定义为第一竖直管与第二竖直管；两段弧形管定义为上方弧形管与下方弧形管；上方弧形管设置在当组的第一竖直管与第二竖直管之间；下方弧形管设置在当组的第二竖直管与下一组的第一竖直管之间，如此循环；最后端的培养组件包括两根竖直管与一根弧形管；当仅有一组培养组件时，培养组件包括两根竖直管与一根弧形管；

还包括固定架，支撑并维持培养组件组合后的竖直状态。

在上方弧形管上设置气体的出气管，及连通出气管的连通横管，连通横管与气泵连接形成气体循环；

设置一个循环水泵及回水管，用于实现***中的液体循环；

通过将弧形管全部或部分设置为非透明管，竖直管为透明设置，实现明暗相间管体布局方式，可以很好地解决光线太强的问题。

通过在管路中设置限位管及弹性伸缩软管，通过限位管实现组装时的快速位置定位，弹性伸缩软管的设置方式可以通过伸展与压缩两种状态实现竖直管的快速的拆装。

本发明的有益效果：

带有竖直管与弧形管的培养组件通过竖直设置实现竖直组配式构建培养器械，构建的竖直的培养器械能够使管体四周的压力相同，不会出现管体变形的问题，因为不会变形，完成使用后培养器械清洗非常方便。另外因为弧形设置就使整个培养器械无横置管路，不会形成生物体在管壁附着的情况，进一步使整个管路的清洗难度降低。整个生物反应器实现一体式连通，在实际运行过程中，只需整体调控和测试反应器pH、CO₂、溶氧等参数，不需对每个培养罐进行单独调控与测试，操作维护相对简单，有利于规模化沼液与废水的处理，并且一体式构造，使气液流动强度大，有利于生物体高效吸收、转化沼液与废水中的污染物。

弧形管非透明设置，竖直管透明设置，形成了明暗交替的培养环境，尤其是对弧形管部分的非透明设置，在进行藻类培养时，可以避免持续强光直接照射到反应器内，对藻类造成损伤；另外，通过使微藻不断经过明环境与暗环境更加有利于微藻发生光合作用；还有，因为弧形管为弯管，暗环境不利于微藻附着，能够更加方便后续对弧形管清理。

将气体的出气管通过连通横管连通，使气体的流动也形成一个闭合环路，避免生物体培养过程中气体的浪费。

附图说明

图1为本发明生物反应器整体结构示意图；

图2为本发明设置连通横杆的多个培养组件组合的实施方式结构示意图；

图3为本发明设置上方弧形管与下方弧形管设置为暗管的实施方式结构示意图；

图4为本发明固定架部分结构示意图；

图5-A为本发明固定架部分正视结构示意图；

图5-B为本发明固定架部分侧视结构示意图；

图5-C为本发明固定架部分俯视结构示意图；

图6为本发明培养组件组合平面结构示意图；

图7为本发明弹性伸缩软管结构示意图；

图8为本发明水平架一种实施方式俯视结构示意图；

图9-A为本发明环形曝气结构正视结构示意图；

图9-B为本发明环形曝气结构俯视结构示意图；

图10为本发明带曝气面的曝气结构俯视结构示意图；

图11-A为本发明直线型布局方式的生物反应器俯视结构示意图；

图11-B为本发明多行列布局方式的生物反应器俯视结构示意图；

图11-C为本发明双排交叉布局方式的生物反应器俯视结构示意图；

图11-D为本发明不规则布局的生物反应器俯视结构示意图。

主要附图标记说明

11、上方弧形管；111、出气管；12、下方弧形管；121、连通管；122、出料开关阀；13、第一竖直管；131、连接管一；14、第二竖直管；141、连接管二；21、循环水泵；211、进出料阀；212、进出料管；22、回水管；221、可开闭阀；31、曝气盘；311、曝气面；32、进气管；41、垂直杆41；42、上方水平架；43、下方水平架；44、中间水平架；45、固定孔；51、螺纹调节杆；52、螺纹孔；6、限位管；7、弹性伸缩软管；71、软质管；72、伸缩弹簧；8、法兰盘；9、密封垫圈。

具体实施方式

实施例1

参考图1与图2；一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器，其包括，循环设置的1-多组竖直设置的培养组件；组合后所有培养组件结合处密封设置；结合处设置密封垫圈9；

当设置多组培养组件时，一组培养组件包括两根竖直管与两段弧形管；两根竖直管定义为第一竖直管13与第二竖直管14；两段弧形管定义为上方弧形管11与下方弧形管12；每组培养组件通过将第一竖直管13，第二竖直管14，上方弧形管11与下方弧形管12按照顺序组装，上方弧形管11设置在当组的第一竖直管13与第二竖直管14之间的上方；下方弧形管12设置在当组的第二竖直管14与下一组的第一竖直管13之间的下方，如此循环；最后一组培养组件包括两根竖直管与一根弧形管；当仅设置一组所述培养组件时，培养组件包括两根竖直管与一根弧形管；

还包括固定架，支撑并维持培养组件组合后的竖直状态。

还包括，参考图2；反应器还包括，循环水泵21用于为培养组件内的液体提供循环动力；回水管22，用于与生物反应器结合构成完成的液体循环路径；组合后两侧边缘的竖直管分别结合循环水泵21与完成闭合循环的回水管22；组合后用于培养生物，如藻类或微生物；回水管22第一端与循环水泵21结合，回水管22第二端与培养组件的竖直管结合。因为循环使得整个生物反应器成为一体的培养***。

其中每组培养组件为相同的培养组件，且第一竖直管13与第二竖直管14相同，上方弧形管11与下方弧形管12外形相同；此种设置可以很容易确定培养组件的容积，并根据培养量的需要得出需要培养组件的组数。其中上方弧形管为气体通路，下方弧形管液体通路。从使用角度，气体通路相对较小，液体通路相对较大。

更优选的实施方式，初始的培养组件中的第一竖直管13结合循环水泵21；末尾的培养组件中的第二竖直管14结合回水管22；且都设置在相对培养组件同一位置处，其中优选设置在培养组件的下方。通过此种方式设置可以将循环水泵21与回水管22统一设置在光反应器的下方，方便整体设置。通过最后一组培养组件的设置方式也能保证循环水泵21与回水管22设置在最前端的第一竖直管13与末尾的第二竖直管14下方。

通过上方弧形管11与下方弧形管12与对应的两个竖直管结合实现将所有的培养管的组合结合；上方弧形管11与下方弧形管12与第一竖直管13与第二竖直管14结合处密封接触；结合处设置密封垫圈9；通过设置固定架维持培养组件的竖直设置状态。因为竖直管之间通过弧形管结合的实现方式，使得整个反应器的管路无横置状态的管体，保证整个过程中不会出现生物体附着累积的问题。且竖直管的每个位置周向压力统一，也不存在将竖直管压变形的问题。通过此种方式可以实现，根据培养需要选择培养组件的组数，因为每组的容量固定，计算简单方便。

使用时，首先将固定架固定设置好，后将竖直管与弧形管在固定架上进行密封组合；边缘的竖直管结合循环水泵21与回水管22，使培养液形成自循环水泵21开始，经过培养组件后，再通过回水管22回到循环水泵21。

更优选的实施方式为：弧形管的端部朝向与竖直管一致，此种设置可以保证结合处的紧密结合。更优选的，弧形管为半圆形管。弧形管的直径等于组合后两竖直管之间的距离。或者弧形管两端设置一段与竖直管方向一致的竖直延长段，通过竖直延长段的设置可以减少设置的难度；此种设置可以实现竖直管按照一定间隔均匀设置。更优选的实施方式，弧形管的直径根据竖直管的直径进行选择与设置，当竖直管直径大时，选择与其适配的直径大的弧形管，这样就可以保证所有的竖直管有充足的光照避免相互折叠干扰。

更优选的实施方式为：参考图3；通过对弧形管全部或者部分设置非透明部分，竖直管透明；实现整个反应器的管路呈现明暗交替的形式。通过明暗交替的设置方式可以起到很好的光线调整的目的；避免因为光线太强对培养的生物体造成损伤。更优选的实施方式为：弧形管设置为与竖直管材料一致的管体，通过在弧形管外侧喷涂涂层或者贴附非透明环贴等方式实现回水管22暗管部分的构建；此种方式可以根据需要对非透明段的长度及位置进行调节；尤其是当设置为非透明帖时，位置的选择及调整灵活性更高；或者，竖直管整体设置为透明管，弧形管整体设置为非透明管，竖直管与弧形管的材料不同；此种方式可以省去对弧形管暗管区域单独构建的时间；通过上述方式就形成了明暗交替的培养环境；可以实现弧形管对透明管的遮光调节，避免光线直接照射到管路内，对生物体造成损伤；另外，能有效地避免生物体在弧形管内的附着；减少管体尤其是弧形管体使用后的清洗难度。

一个循环培养***设置一个循环水泵21，回水管22设置培养组件下方，此种设置可以减少设置的难度，保证液体培养***的流通顺畅。在回水管下方设置进出料管212，进出料管上设置进出料阀211，由循环水泵21完成液体物料送出。更优选的实施方式为，参考图2与图6；设置连接管一131，循环水泵21与第一侧边缘的竖直管通过连接管一131连接；设置连接管一131，回水管22与第二侧的竖直管通过连接管二141连接。通过此种方式可以实现竖直管长度的统一设置。

参考图2；回水管22设置在培养组件正下方，且设置连通每组培养组件的下方弧形管12与回水管22的连通管121，连通管121上设置出料开关阀122,出料开关阀122也用于连通回水管22与连通管121，通过打开出料开关阀122完成每个培养组件通过下方弧形管12的出料动作。出料开关阀122通过快装接头实现组合。连通管121与竖直管方向一致。连通管121与竖直管方向一致；在每一个下方弧形管12下方中部伸出连通管121，每个连通管121设置一个出料开关阀122；在每两个下方弧形管12间的回水管22上设置一个可开闭阀221。

为了实现根据需调整培养组件容积的目的，在每两个下方弧形管12间的回水管22上设置一个可开闭阀221；通过打开对应下方弧形管12连接的连通管121上的出料开关阀122，关闭可开闭阀221，就能使后端管路封闭仅可开闭阀221前端的管路实现培养，通过此种方式实现培养容积的调整，通过关闭可开闭阀221的方式对反应器中的培养组件数目进行调整；还因后端培养组件停止培养方便对其单独进行清洁。或者，通过撤出对应位置的弧形管，将最后端的连接管二141移动到对应的第二竖直管14的下方并与回水管22建立连接，此种方式也为一种调整培养组件的培养容积的方法。通过以上两种调整方法，可以根据培养容积的需求，调整奇数、偶数个竖直管的数量，满足实际培养量的需求。

更优选的实施方式为：参考图2与图6；每根竖直管都对应设置一个带有进气管32开口的曝气结构，曝气结构设置在竖直管下方与连接管一131、连接管二141或弧形管的结合处；且曝气结构的尺寸与竖直管一致。在上方的弧形管上设置出气管111，用于气体排出；更优选的实施方式为：参考图2；因为生物体培养过程中通常需要通入大量的气体，如果在上方设置出气管111，容易因为气体排出造成浪费，设置一个连通横管，连通所有上方出气管111，连通横管与气泵及所有的进气管32连通，形成一个封闭气体循环，使气体在培养***循环；避免造成气体的浪费。

参考图9-A与图9-B；曝气结构为一个环形曝气结构，进气管32开口伸入环形曝气结构内，环形曝气结构中部中空，仅进气管32开口包含一个与反应器连通的开口，此种设置可以在不拆除所有结构的情况下，通过循环泵带动清洗子弹在整个反应器内游走完成管路清洗。

或者，参考图10；曝气结构为一个中部带有曝气面311的曝气盘31，曝气面311与进气管32开口连通，进气管32开口与进气泵连通，所有的进气管32开口连通1-2个进气泵。通过此种设置可以增加气体进入时的均匀程度，但清洗时需要将曝气结构拆除，曝气结构的拆除不影响整个反应器械的完整性，这样拆除曝气结构后就又能实现通过循环泵带动清洗子弹在整个反应器内游走完成管路清洗。曝气盘31上的曝气面311与进气管32一体水平设置，此种设置可以将曝气盘31的设置与进气管32的设置步骤合二为一，简化操作步骤。

本发明公开了一种能够快速组装的培养器械及方式；

参考图4、图5-A、图5-B、图5-C；固定架包括多根设置在竖直管周围的垂直杆41，每四根垂直杆41包围一根竖直管，布局在一条直线上的两个相邻竖直管间的两根垂直杆41共用；在垂直杆41上设置连接4根垂直杆41的水平架，水平架包括连接杆与连接杆内部的固定环，固定环内部为固定孔45，固定孔45套接在弧形管的竖直段位置，且能固定弧形管；固定孔45与上方弧形管11下方端部与下方弧形管12上方端部尺寸适配，固定孔45外侧壁设置位置锁死结构；通过位置锁死结构将上方弧形管11下方端部与下方弧形管12上方端部固定锁死在固定孔45位置，防止发生培养时的位置移动。更优选的实施方式为，参考图8；位置锁死结构可以为从外侧伸入固定孔45螺纹调节杆51，固定孔45外侧壁设置供调节杆伸入的螺纹孔52，螺纹孔52与螺纹调节杆51对应；通过转动调节杆实现对上方弧形管11端部与下方弧形管12端部位置的固定；还可设置其他能够进入固定孔45位置完成将上方弧形管11端部与下方弧形管12端部固定到固定孔45的结构。更优选的实施方式为，沿固定孔45外侧壁均匀设置2-4个位置锁死结构；此种设置可以使位置固定更加稳定。另外需要说明，弧形管或竖直管在水平架上的固定方式可参考下水管道、消防管道等的固定方法。

在上方弧形管11下方端部与下方弧形管12上方端部设置刻度或标识，用于实现进入到固定孔45合适位置后的位置锁死。当然位置锁死结构不限于具体结构，还可用其他任意方式将弧形管固定到准确位置。可选的，当为小型反应器时，将固定架都设置为板形架。或者，每层水平固定架通过固定卡箍的方式对管体进行固定。

针对一个竖直管对应区域，水平架至少上下各设置一个，在上方设置一个上方水平支架，用于固定上方弧形管11下端部；在下方设置一个下方水平架43，用于固定下方弧形管12上端部；上方水平架42与下方水平架43上的固定孔45外部都设置位置锁死结构。此种设置可以实现在上下方对培养组件的垂直位置限定。

为实现上方弧形管11与下方弧形管12与竖直管的有效结合，在一根竖直管与其他结构的结合处至少设置一个限位管6，限位管6内径与上方弧形管11、下方弧形管12和竖直管的外径一致，另外可设置为限位管6为上方弧形管11与下方弧形管12或竖直管的一部分，在限位管6内设置密封胶圈。使用时先将下方弧形管12固定设置到水平支架上，后将两个竖直管与下方弧形管12两端组合，后再将上方弧形管11通过固定孔45后与竖直管结合，并用力按紧使结合处接触紧密，后将上方弧形管11位置固定。

更优选的实施方式：参考图2、图6与图7；为了进一步提高组合后结合处的密封程度及组装的效率，设置弹性伸缩软管7，所述弹性伸缩软管7第一端与曝气盘31结合，所述弹性伸缩软管7第二端与竖直管结合，通过弹性伸缩软管7的弹性实现竖直管与上方弧形管11与下方弧形管12及曝气盘31的紧密接触；在此实施方式下，曝气盘31设置在弹性伸缩软管7与上方弧形管11或下方弧形管12之间，以下方弧形管12为优选方式，此种设置可以实现一个方向按压实现竖直管的组装，相反方向按压实现曝气盘31的设置。

其中以在下方弧形管12上结合弹性伸缩软管7为优选方式；还设置中间水平架44；中间水平架44上的固定孔45设置在弹性伸缩软管7的***，固定孔45不会限制弹性伸缩软管7的伸缩动作，但其避免弹性伸缩软管7的水平晃动。在竖直管，上方弧形管11或弹性伸缩软管7之一上设置包围与其结合的管体的限位管6；通过下压弹性伸缩软管7实现将限位管6与对应结合的管体对接并将管体送入到限位管6的目的，通过弹性伸缩软管7的弹力实现结合处的紧密接触，防止出现漏液。

更优选的实施方式为：参考图7；弹性伸缩软管7包括软质管71，包裹在软质管71外侧的伸缩弹簧72；及固定弹簧两端位置的固定结构。固定结构为设置在软质管71两端的硬质环，具体可以为法兰盘8。硬质环的直径等于弹簧直径；通过硬质环的设置可以将弹簧限定在两个硬质环之间，可以有效限定弹簧的活动空间。更优选的实施方式，为了提高伸缩弹簧72的固定稳定性，设置两个伸缩弹簧72，两个伸缩弹簧72在中间位置结合的一个硬质凸出环上，此硬质凸出环也可为法兰盘8，或者设置一个伸缩弹簧72，将伸缩弹簧72的中部固定在中间水平架44的固定环上。

组合前，弹性伸缩软管7与下方弧形管12结合，并将下方弧形管12固定设置下方水平架43上，弹性伸缩软管7以伸展状态设置；上方弧形管11固定在上方水平架42上；弹性伸缩软管7伸展状态下，上方弧形管11下方端部与下方弹性伸缩软管7端部的距离小于竖直管的高度；弹性伸缩软管7完全压缩状态下，上方弧形管11与下方弹性伸缩软管7端部的距离大于竖直管的高度。通过此种设置可以实现当竖直管设置到弹性伸缩软管7与上方弧形软管后，使弹性伸缩软管7处于部分压缩状态，能够自然地位置结合处的密封结合。

更具体的实施方式为：在所有结构的上方部分设置密封垫圈9，这样能实现结合处的密封设置，具体为：弹性伸缩软管7的软质管71第一端设置限位管6，组装时对上方竖直管进行限位，且在限位管6内设置密封垫圈9；弹性伸缩软管7的下方连接曝气结构，曝气结构的外径与弹性伸缩软的外径一致，且在曝气结构的上方设置密封垫圈9，另外曝气结构的下方连接下方弧形管12的上方或者连接管一131或连接管二141的上方，下方弧形管12的上方、连接管一131、连接管二141的上方都设置密封垫圈9；通过此种方式可以实现结合处的密封。

更具体的为：弹性伸缩软管7的两端都设置法兰盘8，连接管一131与连接管二141上也对应设置法兰盘8，在各结构的上方法兰盘8上设置密封垫圈9。通过法兰的设置可以很好的实现曝气盘31的快速拆装。使用时先将上方弧形管11与下方弧形管12固定设置在对应的上方及下方水平架43上；后将弹性伸缩软管7与下方弧形管12利用卡箍或扎带与下方弧形管12结合，并通过下方的另一个水平架限定住弹性伸缩软管7的水平位置，防止其发生晃动；后将上方弧形管11固定在上方水平架42上，然后通过将竖直管以倾斜状态设置到弹性伸缩软管7，压缩弹性伸缩软管，使与上方弧形管11端部距离增大，直至距离不小于竖直管的长度，将竖直管放竖直，正冲上方弧形管11伸入上方弧形管11或包围弧形管。

更优选的实施方式为：弹性伸缩软管7第一端设置一段限位管6，其他结合处都设置法兰盘8，竖直管伸入限位管6后进行按压，通过对应的法兰盘8对接实现培养组件的组装。按压后实现设置在弹性伸缩软管7上，竖直管与上方弧形管11结合处的限位管6设置在上方弧形管11上，竖直管整体维持一个管径一致。此种设置可以增加竖直管设置的方便性。上方弧形管11的下方端部是排除限位管6外的位置。

更具体的实施方式包括：

进气管32开口有开关(不使用时关闭)和单向阀(防止液体进入气管、气泵)。出气口有开关(不使用和管道整体清洗时关闭)和单向阀(防止外界污染)。出气口设置压力阀，反应器内压力过高时自动排气。出气口设置气体检测仪，根据气体成分变化控制曝气和排气。

回水管22可使用软管，在不规则布局时方便安装。

增加各项监测(包括但不限于温度、液体通量、液体溶解氧浓度、液体吸光度、气体通量、气体氧气浓度、气体二氧化碳浓度等)及程控装置(包括但不限于各类阀门开关、水泵启停、气泵启停、换气开关、定时启停自控等)；增加保温、增温、降温装置等。增加遮光和补光装置等。

实施例2

参考图11-A、11-B、11-C、11-D在实施例1的基础上，根据场地进行培养组件的排列布局，具体布局实施思路为：围绕一根竖直管对应的四根垂直杆41及垂直杆41间的水平架构成一个固定架单元，根据场地情况设置布局固定架单元的布局方式，后根据固定架单元设置情况设置培养组件；固定架单元的布局方式包括：直线型固定架单元布局方式，并排多行列的布局方式，双排交错式布局方式，不规则的布局方式等。

实施例3

上述生物反应器的工作流程。

一、进料时，打开首端阀门(尾端阀门、回水管阀门和下位弧形管阀门保持关闭)，打开进出料阀211，启动循环水泵进料。进料结束，关闭循环水泵，关闭/出料阀。

二、运行时，打开首/尾端阀门，打开回水管阀门，(下方弧形管阀门和进出料阀保持关闭)，启动循环水泵，液体循环，启动气泵曝气；培养结束，关闭循环水泵、气泵。

三、出料时，首/尾端阀门和回水管阀门保持打开，打开下方弧形管阀门，打开进出料阀211，排出料液。

注：在物料量不需要完全使用反应器管道时，可通过在适当位置打开下方弧形管阀门和关闭该下方弧形管距离循环水泵远端的回水管阀门来进行调节。

四、清洗时，

1、整体清洗

如使用带曝气面的曝气盘，由于曝气面影响清洗棉通过，则需取下曝气盘。(弹性伸缩软管与下方弧形管连接，保持反应器管道密封)。

进气口、出气口，下方弧形管阀门关闭。

取下首端位置竖管，放入清洗棉，安装归位。

首/尾端阀门、回水管阀门打开。

打开进出料阀211，接入清水，启动循环水泵，推动清洗棉清洗反应器管道。

清水充满反应器后，关闭进出料口。

清洗棉达到尾端，一次清洗结束。排出尾端部分清水，取下尾端竖管，取出清洗棉。

连续整体清洗时，可保留中间部分管道内清水。

2、单个部件清洗

关闭对应清洗部件对应部分的阀门；取下单个部件，进行清洗即可。

Claims (10)

1.一种适用于沼液与废水处理的一体式生物反应器，其包括，循环设置的1-多组竖直设置的培养组件；组合后所有培养组件结合处密封设置；其特征在于，

当设置多组培养组件时，一组培养组件包括两根竖直管与两段弧形管；两根竖直管定义为第一竖直管与第二竖直管；两段弧形管定义为上方弧形管与下方弧形管；每组培养组件通过将第一竖直管，第二竖直管，上方弧形管与下方弧形管按照顺序组装，上方弧形管设置在当组的第一竖直管与第二竖直管之间的上方；下方弧形管设置在当组的第二竖直管与下一组的第一竖直管之间的下方，如此循环；最后一组培养组件包括两根竖直管与一根弧形管；当仅设置一组所述培养组件时，培养组件包括两根竖直管与一根弧形管；

还包括固定架，支撑并维持培养组件组合后的竖直状态；

反应器还包括，循环水泵用于为培养组件内的液体提供循环动力；回水管，用于与生物反应器结合构成完成的液体循环路径；组合后边缘的两根竖直管分别结合循环水泵及回水管；组合后用于生物体培养；回水管第一端与循环水泵结合，回水管第二端与培养组件的竖直管结合。

2.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，每组培养组件为相同的培养组件，且第一竖直管与第二竖直管相同；

初始的培养组件中的第一竖直管结合循环水泵；末尾的培养组件中的第二竖直管结合回水管；且都设置在相对培养组件的下方；

可选的，上方弧形管下端与下方弧形管上端端部朝向与第一竖直管与第二竖直管一致，可选的，弧形管为半圆形管或U型管。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，弧形管全部或者部分设置非透明部分，竖直管透明，用于实现整个反应器的管路呈现明暗交替的形式；

可选的，弧形管设置为与竖直管材料一致的管体，通过在弧形管外侧喷涂涂层或者贴附非透明环贴方式实现回水管暗管部分的构建；或者，竖直管整体设置为透明管，弧形管整体设置为非透明管，竖直管与弧形管的材料不同。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，一个循环培养***设置一个循环水泵，回水管设置培养组件下方；且设置连通培养组件的弧形管与回水管的连通管，连通管上设置出料开关阀；另设置连接管一，循环水泵与第一侧边缘的竖直管通过连接管一连接；设置连接管二，回水管与第二侧的竖直管通过连接管二连接；

可选的，连通管与竖直管方向一致；在每一个下方弧形管下方中部伸出连通管，每个连通管设置一个出料开关阀；在每两个下方弧形管间的回水管上设置一个可开闭阀。

5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，每根竖直管都对应设置一个带有进气管开口的曝气结构，曝气结构设置在竖直管下方与连接管一、连接管二或弧形管的结合处；且曝气结构的尺寸与竖直管一致；在上方的弧形管上设置出气管，用于气体排出；

可选的，反应器设置一个连通横管，连通所有上方出气管，连通横管与气泵及所有的进气管连通，形成一个封闭气体循环，使气体在培养***循环；

曝气结构为一个环形曝气结构，进气管开口伸入环形曝气结构内，环形曝气结构中部中空，仅进气管开口包含一个与反应器连通的开口；

或者，曝气结构为一个中部带有曝气面的曝气盘，曝气面与进气管开口连通，进气管开口与进气泵连通；可选的，曝气盘上的曝气面与进气管一体水平设置。

6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，固定架包括多根设置在竖直管周围的垂直杆，每四根垂直杆包围一根竖直管，布局在一条直线上的两个相邻竖直管间的两根垂直杆共用；在垂直杆上设置连接4根垂直杆的水平架，水平架包括连接杆与连接杆内部的固定环，固定环内部为固定孔，用于固定弧形管；

可选的，固定孔与上方弧形管下方端部与下方弧形管上方端部尺寸适配，固定孔外侧壁设置位置锁死结构。

7.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于，针对一个竖直管对应区域，水平架至少上下各设置一个，在上方设置一个上方水平支架，用于固定上方弧形管下端部；在下方设置一个下方水平架，用于固定下方弧形管上端部；上方水平架与下方水平架上的固定孔外部都设置位置锁死结构；

可选的，在一根竖直管与其他结构的结合处至少设置一个限位管，限位管内径与上方弧形管、下方弧形管和竖直管的外径一致，在限位管内设置密封胶圈。

8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，设置弹性伸缩软管，所述弹性伸缩软管第一端与曝气盘结合，所述弹性伸缩软管第二端与竖直管结合，通过弹性伸缩软管的弹性实现竖直管与上方弧形管与下方弧形管及曝气盘的紧密接触；曝气盘设置在弹性伸缩软管与下方弧形管之间；使得一个方向按压实现竖直管的组装，相反方向按压实现曝气盘的设置

可选的，还设置中间水平架；中间水平架上的固定孔设置在弹性伸缩软管的***，固定孔不会限制弹性伸缩软管的伸缩动作，但其避免弹性伸缩软管的水平晃动

可选的，弹性伸缩软管包括软质管，包裹在软质管外侧的伸缩弹簧；及固定弹簧两端位置的固定结构；固定结构为设置在软质管两端的硬质环；可选的，设置两个伸缩弹簧，两个伸缩弹簧在中间位置结合的一个硬质凸出环上，或者设置一个伸缩弹簧，将伸缩弹簧的中部固定在中间水平架的固定环上。

9.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，组合前，弹性伸缩软管与下方弧形管结合，并将下方弧形管固定设置下方水平架上，弹性伸缩软管以伸展状态设置；上方弧形管固定在上方水平架上；弹性伸缩软管伸展状态下，上方弧形管下方端部与下方弹性伸缩软管端部的距离小于竖直管的高度；弹性伸缩软管完全压缩状态下，上方弧形管与下方弹性伸缩软管端部的距离大于竖直管的高度；

可选的，弹性伸缩软管第一端设置一段限位管，其他结合处都设置法兰盘，竖直管伸入限位管后进行按压，通过对应的法兰盘对接实现培养组件的组装。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的反应器，其特征在于，围绕一根竖直管对应的四根垂直杆及垂直杆间的水平架构成一个固定架单元，根据场地情况设置布局固定架单元的布局方式，后根据固定架单元布局情况设置培养组件；固定架单元的布局方式包括：直线型固定架单元布局方式，并排多行列的布局方式，双排交错式布局方式，或者不规则布局方式。