CN201686541U

CN201686541U - 一种内循环好氧生物反应器

Info

Publication number: CN201686541U
Application number: CN2010201224647U
Authority: CN
Inventors: 张安龙; 杜飞; 王森; 景立明; 王猛; 文志军
Original assignee: 张安龙
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-03-03

Abstract

本实用新型公开了一种内循环好氧生物反应器，该反应器包括：空压机，气压表，气体流量计，液压表，循环泵，反应器，进水泵，回流污泥泵，液体流量计，沉淀池，本实用新型融合了高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等工艺技术特点，实用新型的反应器使反应***中物料间的混合、传质得到明显的改善，从根本上解决了HCR反应器处理草浆中段废水效果不理想的问题。本实用新型反应器采用环路回流，使得废水反复充氧，含氧量高，污泥的活性保持良好，反应器能快速启动，具有污染负荷低，动力消耗低，成本低廉等优点，经本实用新型反应器处理后的草浆中段废水，出水色度明显降低，出水水质明显提高。

Description

一种内循环好氧生物反应器

技术领域：

本实用新型涉及一种提高草浆中段废水处理效果的自制改良型高效内循环好氧生物反应器，属于环境工程领域。

背景技术：

好氧生物处理工艺历史悠久，自1914年第一座活性污泥法污水处理试验厂运行以来，已经90多年了。近30年来，改进曝气技术和好氧生物固定技术以提高污水处理的效果，是好氧生物处理领域的主要研究内容，HCR(High Performance Compact Reactor)工艺就是这一特定时期的产物。

HCR工艺是德国克劳斯塔尔工科大学物相传送研究所于80年代实用新型的。该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃，它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。

HCR***主要包括：集成反应器、两相喷头、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反应器为圆形容器，其外筒两端被封闭，连接着各种管道；内筒两端开口，两相喷头安装在反应器上部的正中央。循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气。水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡。富含溶解氧的混合污水经导流筒到达反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行。于是，污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体。工程实践表明，该工艺对甲醛废水、含酚废水、糖醛废水、树脂酸废水都能进行有效处理；如已有工程实例的进水COD浓度达到了20000mg/L；该工艺还有望提高污水脱氮的效果。但是HCR工艺用于造纸废水处理特别是草浆废水的处理效果还有待提高。

目前我国的大部分造纸厂的中段废水生物处理***存在占地面积大、污染负荷低、动力消耗高等不足以致企业的成本增加。由于草浆中段废水存在降解性很差的有机物，如木质素和某些有毒物质，且其水质同木浆废水有一定的区别。采用针对木浆废水性质设计制造的HCR反应器处理草浆中段废水效果并不理想。

实用新型内容：

本实用新型针对我国造纸工业以麦草为主要原料的特点和中段废水治理不理想的现状，根据HCR工艺的优点以及借鉴内循环高效厌氧生物反应器、生物流化床、深井曝气等的优点，并运用高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，研制出一种新型的塔式好氧反应器。

本实用新型是通过以下技术方案来解决的：

一种内循环好氧生物反应器，该反应器包括：空压机1、气压表2、气体流量计3、液压表4、循环泵5、反应器6、进水泵7、回流污泥泵8、液体流量计9和沉淀池10，其特征在于：所述空压机1、反应器6和沉淀池10依次连接；所述空压机1和反应器6之间依次设置有气压表2和气体流量计3；所述反应器6上设置有液压表4、循环泵5、进水泵7、回流污泥泵8和液体流量计9；所述循环泵5通过液压表4与反应器6连接；所述进水泵7设置在反应器6的进水管路上；所述回流污泥泵8和液体流量计9设置在回流管路上。

1.自行设计研发改良型高效内循环好氧生物反应器，确定其各个部分的设计参数。主要包括：反应器的容积、径高比、底隙高度、顶隙高度、头部水箱、水力停留时间等。并采用一种新型的射流曝气技术以提高反应效果。

2.研究高效内循环好氧生物反应器工艺性能。通过清水试验测量射流曝气器的氧总转移系数、动力效率、氧利用率；改变试验工艺条件测量不同条件下反应器的循环流量、风机功率、气水比等工艺性能参数。

3.研究高效内循环好氧生物反应器处理草浆中段废水的环境影响因素以及反应器的整个启动运行期污泥性质的变化情况，探讨气水比、水力停留时间、循环流量等对高效内循环好氧生物反应器运行效果的影响，从而确定出高效内循环好氧生物床反应器处理草浆中段废水的最佳工艺参数。

4.根据上述研究结果，有针对性再对高效内循环好氧生物反应器主要设计参数进行改进。最终得到针对草浆中段废水性质的改良型高效内循环好氧生物反应器。

本实用新型的效果如下：草浆中段废水进水COD_cr浓度在1500(mg/L)左右，经过该反应器处理后其COD_cr降为为350～300mg/L，其COD去除率稳定在75％以上，其水力停留时间较短为4~6h，反应期间污泥状态良好，反应结束后废水COD浓度和色度明显降低。以上数据表明该好氧反应器可以达到高效的处理草浆中段废水的目的，解决了传统反应器处理该种废水时效果不理想，出水效果不佳的问题。

附图说明：

图1为自制高效内循环好氧生物反应器基本结构图。

其中：1为空压机；2为气压表；3为气体流量计；4为液压表；5为循环泵；6为反应器；7为进水泵；8为回流污泥泵；9为液体流量计；10为沉淀池。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

高速喷射的气液混合体向下进入导流反应器，并在反应器内始终保持高度气液混合状态，在反应器内，部分反应器内的外筒废水、回流污泥和空气相互接触形成了内循环。由于在反应导流筒内产生的高湍流区，使废水、污泥(微生物菌团)、空气充分接触混合，提高了基质的传递效率，强化了以微生物异化作用为主的反应条件，有机污染物在微生物的代谢作用下被氧化生成CO₂、H₂O，并产生能量。流体在内管的降流作用使内管与环隙之间形成压差，成为污泥、水、气三者在反应器内作内循环运动的动力。混合液再经内外筒间隙到达反应器上部，又经内筒向下形成内循环。于是污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体。沉淀池回流污泥和进水直接泵入反应器的内筒上方，与内循环同方向，由于反应器内流体在此部位是向下流动，可带动进水、回流污泥加入内循环。

射流曝气器的主要作用是通过强烈地湍动混合与扩散作用而实现氧转移效率的进一步提高，极大地强化了气体在液固相间的传质速率，同时解决了其它常见曝气器的堵塞问题，其能量的消耗小于传统的射流曝气器。曝气头喉管内液体流态处于湍流状态，高强的射流形成负压，使气体雾化，同时喷头出口形成高速紊流剪切区，使气泡高度细化并均匀分散，降低了氧在液相中的扩散阻力，使反应器的氧传递速率和氧利用效率得到很大提高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.一种内循环好氧生物反应器，该反应器包括：空压机(1)、气压表(2)、气体流量计(3)、液压表(4)、循环泵(5)、反应器(6)、进水泵(7)、回流污泥泵(8)、液体流量计(9)和沉淀池(10)，其特征在于：所述空压机(1)、反应器(6)和沉淀池(10)依次连接；所述空压机(1)和反应器(6)之间依次设置有气压表(2)和气体流量计(3)；所述反应器(6)上设置有液压表(4)、循环泵(5)、进水泵(7)、回流污泥泵(8)和液体流量计(9)；所述循环泵(5)通过液压表(4)与反应器(6)连接；所述进水泵(7)设置在反应器(6)的进水管路上；所述回流污泥泵(8)和液体流量计(9)设置在回流管路上。