CN2791027Y - 用于污水处理的三相生物流化床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于污水处理的气液固三相生物流化床反应器，以解决现有的三相生物流化床污水处理装置所存在的结构复杂、附属设备较多、占地面积大等问题。本实用新型在反应器筒体内沿轴向至少设有1根提升管(2)，提升管(2)顶部的出口伸入至设于分离区筒体(52)内的导流筒(11)内，提升管(2)顶部出口的上方设有气液固分离器(6)。反应器设有进气管(10)，进气管(10)的出口由提升管(2)底部的入口伸入至提升管(2)内。在流化区筒体(51)的侧壁上设有进水口(7)。本实用新型主要用于处理石油化工行业的污水。

Description

用于污水处理的三相生物流化床反应器

技术领域

本实用新型涉及一种用于污水处理的气液固三相生物流化床反应器。

背景技术

目前石油化工行业炼油厂的污水处理大多采用老三套，先隔油、再浮选、后曝气，污水达标排放。但是随着目前我国节水工程的全面展开，降低每吨原油新鲜水的用量已成为炼油厂急需解决的问题之一。国外炼油厂先进水平加工每吨原油的新鲜水消耗量一般小于0.5吨，国内平均水平为2.4吨。在污水排放方面，国外先进水平加工每吨原油的污水排放量为0.2吨，国内平均水平为1.78吨。因此，在目前我国水资源日益匮乏的情况下，实现污水回用、减少污水排放量、节约新鲜水用量、降低处理费用，就显得尤为重要。

从国内外生化法处理石油化工污水的研究现状来看，目前主要在游离菌降解污水中有毒物质的机理及其动力学，以及生化法处理污水的可行性、净化效果及其操作工艺等方面做了一些理论与实验工作，但对生化法处理污水中诸如如何进一步采用现代生物技术与手段来增强微生物菌群的生物活性及处理能力、如何进一步减小生物反应器的反应体积，以及如何进一步改进与增强生物反应器的处理能力与效率等问题，均缺少必要的深入研究。中国专利z187102232(审定号为CNl008727B)提出了一种用于炼油、化工等行业污水处理的三相流化床生物处理装置，具有处理效率高、回流比低等特点；其缺点是结构很复杂，所需附属设备也较多(比如脱膜装置、喷淋装置等)，投资比较大。z194231726(授权公告号为CN2209673Y)提出的气提升三相多联流化床反应池，是在大池内加提升管，其原理与三相流化床原理相近；缺点是占地面积大、投资高，只适合原有污水处理装置的改造。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的三相生物流化床污水处理装置所存在的结构复杂、附属设备较多、占地面积大等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于污水处理的三相生物流化床反应器，包括一个反应器筒体，反应器筒体的上部为分离区筒体，下部为流化区筒体，分离区筒体内设有导流筒，其特征在于：反应器筒体内沿轴向至少设有1根提升管，提升管顶部的出口伸入至导流筒内，提升管顶部出口的上方设有气液固分离器，反应器设有进气管，进气管的出口由提升管底部的入口伸入至提升管内，流化区筒体的侧壁上设有进水口。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：本实用新型解决了现有的三相生物流化床污水处理装置结构复杂、占地面积广、设备庞大的问题；可明显降低污水处理费用，提高经济效益。本实用新型在操作过程中采用内部填加载体、体内循环，以提高微生物及活性污泥浓度，缩短反应时间，从而可提高单位时间内底物的去除率。本实用新型采用提升管提升、体内循环式流化床，具有以下特点：(1)流化床内污泥活性及微生物浓度高，微生物浓度一般为12～40克/升，平均达20克/升；(2)设备简单，投资少，可省去污泥回流***；(3)底部曝气既是流化风，也是污泥及微生物的氧源；(4)产泥量少，污水处理主要依靠生物膜；(5)出水水质好，经二次沉淀可达到工业循环水标准。

操作过程中，因提升管内流体湍动剧烈，可以自行脱去载体上老化过厚的生物膜，这样流化床中的活性污泥可以自身循环而省去活性污泥回流***，也省去了体外脱膜装置，使得泥龄增长，污泥排放量减少。另外，氧源与动力源可以共用，流化床所需的动力消耗少；装置简单，对布水、布气的均匀程度要求不严格，工业化可行性好。本实用新型在提升管顶部出口的上方设有气液固分离器，可以有效地进行气液固的分离。提升管可设置多根，其优点是：(1)可有效地降低设备的高度，使其不受流化床高径比大于10的比例限制；(2)布气更均匀，气、液、固接触传质更有效；(3)可降低动力消耗，节省能耗。

本实用新型用于处理石油化工行业的污水，可以将污水的多种污染物同时降低到国家标准规定的范围。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1是本实用新型反应器沿轴向的剖视图，反应器设置1根提升管，气液固分离器为圆锥面形。

图2是平板形气液固分离器的示意图。

图3是倒圆锥面形气液固分离器的示意图。

图4是由一个圆锥体和一个倒圆锥体所组成的气液固分离器的示意图。

图5是设置7根提升管的反应器其流化区筒体横截面的剖视图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型用于污水处理的气液固三相生物流化床反应器(简称为反应器)包括一个反应器筒体，反应器筒体的上部为扩径的圆筒形的分离区筒体52，下部为圆筒形的流化区筒体51，分离区筒体52与流化区筒体51之间用一个倒圆锥段相连。分离区筒体52内设有一个与之同轴的导流筒11，导流筒11为圆筒形筒体，其下部为缩径结构的倒截头圆锥面形的筒体。导流筒11的外壁与分离区筒体52的内壁之间构成环形的沉降区1。导流筒11的底端与反应器筒体倒圆锥段之间留有环形缝隙13，显然该环形缝隙13位于沉降区1的底部。

反应器筒体内沿轴向设有1根提升管2，提升管2有一个顶部出口和底部入口，其顶部的出口伸入至导流筒11内。提升管2顶部出口的上方设有一个气液固分离器6。图1所示的气液固分离器6为圆锥面形；气液固分离器6还可以采用如图2、图3或图4所示的形式。气液固分离器6可采用各种常用的方法和部件固定于提升管2上。气液固分离器6与提升管2顶部出口之间形成环形缝隙14。如图1所示，反应器设有1根进气管10，进气管10由反应器筒体的底部封头进入反应器，其出口由提升管2的底部入口伸入至提升管2内。本实用新型的反应器，提升管2至少设置1根，图1所示反应器设置的是1根。图5所示的反应器，设置的是7根提升管2。在处理量比较大的情况下，可设置多根提升管(可设置数十根，例如80根)。设置多根提升管2时，各根提升管2在反应器筒体内沿轴向设置，提升管2顶部的出口均伸入至导流筒11内，各根提升管2顶部出口的上方分别设有一个气液固分离器6。反应器设有与提升管2数量相同的进气管10，各根进气管10的出口分别由各根提升管2底部的入口伸入至提升管2内。

如图1所示，环绕分离区筒体52的外壁设有出水槽4，出水槽4的底部设有出水口8。在导流筒11的外壁与分离区筒体52的内壁之间的沉降区1与出水槽4之间的分离区筒体52上设有排水口12，排水口12将沉降区1与出水槽4连通。流化区筒体51的侧壁上设有进水口7，进水口7可设于流化区筒体51的上部或下部。反应器筒体的底部封头还设有放空口9，供停工时排污之用。

图1所示反应器的操作过程是这样的：污水自进水口7进入提升管2的外壁与流化区筒体51的内壁之间的环形空间向下流动(在操作过程中，该环形空间内形成气液固三相流化床3)。反应器内装有载体及高活性污泥，载体表面生长有微生物膜。载体可采用活性炭，其粒径为1～2.5毫米，密度为995千克/立方米。经进气管10向提升管2的底部通入气体(压缩空气)。气体作为动力源，将污水与载体一起由提升管2的底部入口送入提升管2，并在提升管2内湍动混合向上流动，再由提升管2的顶部出口与气液固分离器6之间的环形缝隙14流出。经气液固分离器6的分离作用后，全部载体与部分水、气体及活性污泥沿提升管2的外壁与导流筒11、流化区筒体51的内壁之间形成的环形空间向下循环流动，经提升管2的底部入口继续回到提升管2。经气液固分离器6分离后的部分活性污泥和水以及部分气体在导流筒11内向上流动，在此过程中气体被释放并向上流动排入大气，活性污泥和水经导流筒11顶部溢流进入沉降区1进行沉降。泥、水在沉降区1内分离后，活性污泥经位于沉降区1底部的环形缝隙13回流入提升管2的外壁与流化区筒体51的内壁之间的环形空间中的流化床3，继续向下循环流动。在沉降区1的上部，处理后的水经排水口12进入出水槽4，出水槽4内的水则经其底部的出水口8流出反应器。上述的操作过程是连续循环进行的；在操作过程中，提升管2内从底部入口至顶部出口之间的空间、提升管2的外壁与导流筒11及流化区筒体51的内壁之间的环形空间内形成气液固三相生物流化床3。图5示出了反应器设置7根提升管2时流化床3在流化区筒体51横截面上的分布；流化床3位于各根提升管2内从底部入口至顶部出口之间的空间，以及由各根提升管2的外壁、导流筒11和流化区筒体51的内壁所构成的空间内。设置多根提升管2的反应器的操作过程与图1所示设置1根提升管2的反应器类似，说明从略。

本实用新型的三相生物流化床反应器(参见图1)，可不设置出水槽4(在分离区筒体52上也就不开设排水口12)。此时可采用各种常用的方法或器件(例如采用管道)将沉降区1内处理后的水引出反应器。导流筒11的下部可不采用缩径结构的倒截头圆锥面形的筒体，此时导流筒11为单一的圆筒形筒体结构，其底端与反应器筒体倒圆锥段之间仍留有环形缝隙13。

本实用新型图2至图5中，所有未说明的附图标记所表示的技术特征均与图1中的相同。图1中，以箭头表示气体、液体、固体或气液固混合物的流动方向。

本实用新型反应器的提升管2和气液固分离器6可以采用不锈钢材料，其余的部件可以采用涂以防腐涂层的碳钢材料。

本实用新型反应器主要用于处理石油化工行业的污水，其处理量可根据需要进行设计。出水指标可达到：

COD_Cr≤50毫克/升；

BOD₅≤20～30毫克/升；

SS≤15毫克/升；

NH₃-N≤5毫克/升。

其中，COD_Cr为化学耗氧量(重铬酸钾法)，BOD₅为五日生化需氧量，SS为悬浮物，NH₃-N为氨氮。

Claims (2)

1、一种用于污水处理的三相生物流化床反应器，包括一个反应器筒体，反应器筒体的上部为分离区筒体(52)，下部为流化区筒体(51)，分离区筒体(52)内设有导流筒(11)，其特征在于：反应器筒体内沿轴向至少设有1根提升管(2)，提升管(2)顶部的出口伸入至导流筒(11)内，提升管(2)顶部出口的上方设有气液固分离器(6)，反应器设有进气管(10)，进气管(10)的出口由提升管(2)底部的入口伸入至提升管(2)内，流化区筒体(51)的侧壁上设有进水口(7)。

2、根据权利要求1所述的三相生物流化床反应器，其特征在于：环绕分离区筒体(52)的外壁设有出水槽(4)，出水槽(4)的底部设有出水口(8)，在导流筒(11)的外壁与分离区筒体(52)的内壁之间的沉降区(1)与出水槽(4)之间的分离区筒体(52)上设有排水口(12)。

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