專利名稱:一種分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床，包括溢流堰、出水口、三相分離區(qū)、喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件、升流筒、分段進(jìn)水口、降流筒、沉降區(qū)、曝氣設(shè)備和放空設(shè)備，升流筒設(shè)于降流筒內(nèi)，升流筒的高度大于降流筒的高度，三相分離區(qū)設(shè)于降流筒的頂部，溢流堰設(shè)于三相分離區(qū)內(nèi)，出水口與溢流堰連通，喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件安裝于三相分離區(qū)內(nèi)，升流筒均勻分割成多段升流筒，相鄰的兩段升流筒之間設(shè)有環(huán)流縫隙，每一段升流筒均設(shè)有分段進(jìn)水口，沉降區(qū)設(shè)于降流筒的底部，沉降區(qū)內(nèi)設(shè)有曝氣設(shè)備，放空設(shè)備與曝氣設(shè)備連接。本實(shí)用新型占地面積小、氧利用率高、啟動(dòng)壓力小、耗電量小，當(dāng)進(jìn)水的污染物負(fù)荷改變時(shí)，能夠迅速得到緩沖，可維持良好的降解效果。
【專利說(shuō)明】一種分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種三相生物流化床，更具體地說(shuō)，特別涉及一種帶有喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件的分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床。

【背景技術(shù)】
[0002]三相生物流化床以氣體為動(dòng)力使覆蓋著生物膜的載體流化，廢水、載體及空氣三相同步混合循環(huán)，是一種將傳統(tǒng)活性污泥法與生物膜法有機(jī)結(jié)合并引入流態(tài)化技術(shù)，應(yīng)用于污水處理的新型高效生物反應(yīng)器。
[0003]傳統(tǒng)的三相生物流化床主要由三部分組成:反應(yīng)區(qū)、三相分離區(qū)、沉淀區(qū)。曝氣裝置設(shè)在床體底部，空氣從底部進(jìn)入。廢水也從底部進(jìn)入，與載體、空氣在反應(yīng)區(qū)內(nèi)劇烈的混合、攪動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)和生物降解；固液氣在三相分離區(qū)內(nèi)分離。
[0004]三相生物流化床有以下特性:(I)、巨大的比表面積:采用小粒徑惰性材料作為載體，運(yùn)行時(shí)呈流化狀態(tài)；(2)、傳質(zhì)效果好:載體在床體內(nèi)處于劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，氣-液-固界面不斷更新；(3)、生物活性強(qiáng):載體與載體、空氣、污水在劇烈摩擦?xí)r，載體上的生物膜易脫落，有效控制其厚度，維持高度的生物活性。
[0005]但與其高效性相比，三相生物流化床的推廣遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，應(yīng)用時(shí)其優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有完全發(fā)揮，尚需解決以下難題:(I)、與其它生物法相比，由于流化床氧傳質(zhì)與流態(tài)化的結(jié)合不夠合理，導(dǎo)致供氣量過(guò)多，能耗大而影響其推廣應(yīng)用；(2)、流體和載體的循環(huán)阻力較大，且容易出現(xiàn)局部的剪切力過(guò)大，造成生物膜的過(guò)度脫落，影響處理效果；(3)、處理高濃度有機(jī)污水時(shí)，需要較大的高徑比，對(duì)啟動(dòng)壓力要求大，難以實(shí)現(xiàn)。
[0006]近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始廣泛關(guān)注應(yīng)用于三相生物流化床反應(yīng)器的床型結(jié)構(gòu)、內(nèi)構(gòu)件、傳質(zhì)性能分析等方面的設(shè)計(jì)研宄。多年來(lái)，研宄者們對(duì)流化床內(nèi)的導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)、高徑比、內(nèi)徑比、布水裝置等進(jìn)行了研宄，推動(dòng)了流化床工程設(shè)計(jì)工作的進(jìn)展。但流化床的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)未定型，隨著內(nèi)循環(huán)生物流化床等新型結(jié)構(gòu)的研宄和開(kāi)發(fā)，流化床在外型結(jié)構(gòu)、內(nèi)構(gòu)件方面仍有極大的研宄空間。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶有喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件的分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床。
[0008]為了解決以上提出的問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床，包括溢流堰、出水口、三相分離區(qū)、喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件、升流筒、分段進(jìn)水口、降流筒、沉降區(qū)、曝氣設(shè)備和放空設(shè)備，所述升流筒設(shè)于降流筒內(nèi)，所述升流筒的高度大于降流筒的高度，所述三相分離區(qū)設(shè)于降流筒的頂部，所述溢流堰設(shè)于三相分離區(qū)內(nèi)，所述出水口與溢流堰連通，所述喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件安裝于三相分離區(qū)內(nèi)，所述升流筒均勻分割成多段升流筒，相鄰的兩段升流筒之間設(shè)有環(huán)流縫隙，并且每一段升流筒均設(shè)有分段進(jìn)水口，所述沉降區(qū)設(shè)于降流筒的底部，所述沉降區(qū)內(nèi)設(shè)有曝氣設(shè)備，所述放空設(shè)備與曝氣設(shè)備連接。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述相鄰的兩段升流筒之間采用法蘭連接。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述三相分離區(qū)與降流筒之間采用45°錐形斜板連接。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件由導(dǎo)流斜板組成，所述導(dǎo)流斜板為60°。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例:所述沉淀區(qū)采用斜板結(jié)構(gòu)，斜板結(jié)構(gòu)的斜角為60。。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型設(shè)置喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件，可通過(guò)改變氣液固三相的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)強(qiáng)化反應(yīng)器多相混合與傳質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生較小的流動(dòng)阻力以降低操作能耗。升流筒高度略大于降流筒，流體從升流區(qū)進(jìn)入降流區(qū)時(shí)，流徑變長(zhǎng)，流速降低，實(shí)現(xiàn)氣液良好的混合和分離，同時(shí)減少載體流失。升流筒均勻分割成多段，每段間有一定間距的環(huán)流縫隙，各段均設(shè)有進(jìn)水口，污水分段進(jìn)入，在環(huán)流縫隙間形成多重循環(huán)流動(dòng)，強(qiáng)化了混合，一方面液體在氣流作用下于環(huán)縫處形成高速紊流剪切區(qū)，把氣泡分散成細(xì)小氣泡，增加了其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，增強(qiáng)了氧的傳遞；另一方面，微生物載體、空氣、污水三相因進(jìn)行多重循環(huán)流動(dòng)而處于完全混合狀態(tài)，能以一定濃度梯度持續(xù)被載體吸附和被微生物降解。

【附圖說(shuō)明】

[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型的分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、溢流堰，2、出水口，3、三相分離區(qū)，4、喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件，5、升流筒，6、分段進(jìn)水口，7、降流筒、8、沉降區(qū)，9、曝氣設(shè)備，10、放空設(shè)備。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0018]參閱圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床，包括溢流堰1、出水口 2、三相分離區(qū)3、喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件4、升流筒5、分段進(jìn)水口 6、降流筒7、沉降區(qū)8、曝氣設(shè)備9和放空設(shè)備10，所述升流筒5設(shè)于降流筒7內(nèi)，所述升流筒5的高度大于降流筒7的高度，所述三相分離區(qū)3設(shè)于降流筒7的頂部，所述溢流堰I設(shè)于三相分離區(qū)3內(nèi)，所述出水口 2與溢流堰I連通，所述喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件4安裝于三相分離區(qū)3內(nèi)，所述升流筒5均勻分割成多段升流筒，相鄰的兩段升流筒之間設(shè)有環(huán)流縫隙，并且每一段升流筒均設(shè)有分段進(jìn)水口 6，所述沉降區(qū)8設(shè)于降流筒7的底部，所述沉降區(qū)8內(nèi)設(shè)有曝氣設(shè)備9，所述放空設(shè)備10與曝氣設(shè)備9連接。
[0019]本實(shí)用新型在三相分離區(qū)3內(nèi)(即升流筒5頂端)安裝有喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件4，喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件4由導(dǎo)流斜板組成，導(dǎo)流斜板呈60°，水流和氣體在升流筒5內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件4后，水流由豎直流向改為水平流向，進(jìn)入降流筒7，形成內(nèi)循環(huán)。
[0020]喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件4的工作原理是通過(guò)改變氣液固三相的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)強(qiáng)化反應(yīng)器多相混合與傳質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生較小的流動(dòng)阻力以降低操作能耗。水流和氣體在升流筒5內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件4后，水流由豎直流向改為水平流向，進(jìn)入降流筒7，形成內(nèi)循環(huán)，喇叭型的結(jié)構(gòu)可以減少水流的流動(dòng)阻力，保證循環(huán)流量，氣體被破碎成小氣泡，一部分逃逸，一部分被卷帶入降流區(qū)，大大增加了降流區(qū)的氣含率，小氣泡的形成可以提高氧傳遞系數(shù)，從而降低曝氣能耗。通過(guò)對(duì)升流區(qū)、降流區(qū)的氣含率，氧傳遞系數(shù)的測(cè)定可知，與不設(shè)內(nèi)構(gòu)件相比，降流區(qū)氣含率增大約6%，氧傳遞系數(shù)提高約10%。，且60°傾角的內(nèi)構(gòu)件對(duì)氣體的阻礙作用最小。
[0021]本實(shí)用新型中的升流筒5均勻分割成多段，每段間有一定間距的環(huán)流縫隙，各段均設(shè)有分段進(jìn)水口 6。污水可分段進(jìn)入，在環(huán)流縫隙間形成多重循環(huán)流動(dòng)，強(qiáng)化了混合:一方面液體在氣流作用下于環(huán)縫處形成高速紊流剪切區(qū)，把氣泡分散成細(xì)小氣泡，增加了其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，增強(qiáng)了氧的傳遞；另一方面，微生物載體、空氣、污水三相因進(jìn)行多重循環(huán)流動(dòng)而處于完全混合狀態(tài)，能以一定濃度梯度持續(xù)被載體吸附和被微生物降解。而升流筒5的各段之間采用法蘭連接，方便拆卸和重新組合，可以利用增減分段數(shù)來(lái)適應(yīng)不同處理的目的，以保證處理效果，且分段間的環(huán)流縫隙的存在，可降低設(shè)備過(guò)高帶來(lái)的啟動(dòng)壓力，從而降低進(jìn)水和曝氣能耗。
[0022]本實(shí)用新型中的降流筒7與三相分離區(qū)3采用45°錐形斜板連接，使流道通暢，避免出現(xiàn)“死區(qū)”。而升流筒5的高度略大于降流筒7，流體從升流區(qū)進(jìn)入降流區(qū)時(shí)，流徑變長(zhǎng)，流速降低，實(shí)現(xiàn)氣液良好的混合和分離，同時(shí)減少載體流失。
[0023]本實(shí)用新型中的沉淀區(qū)8采用斜板結(jié)構(gòu)，斜角取60°，利于載體浮沉循環(huán)，同時(shí)有利于排泥和放空。
[0024]本實(shí)用新型在采用上述結(jié)構(gòu)后，其優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型平均有機(jī)負(fù)荷大，因此占地面積小；氧利用率高，啟動(dòng)壓力小，耗電量?。划?dāng)進(jìn)水的污染物負(fù)荷改變時(shí)，能夠迅速得到緩沖，仍維持良好的降解效果；運(yùn)行期間，生物膜自然脫落，無(wú)需脫膜設(shè)備；生物量高，無(wú)需回流設(shè)備，具有設(shè)備少，工藝流程簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，控制管理方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0025]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床，其特征在于:包括溢流堰(1)、出水口(2)、三相分離區(qū)(3)、喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件⑷、升流筒(5)、分段進(jìn)水口(6)、降流筒(7)、沉降區(qū)(8)、曝氣設(shè)備(9)和放空設(shè)備(10)，所述升流筒(5)設(shè)于降流筒(7)內(nèi)，所述升流筒(5)的高度大于降流筒(7)的高度，所述三相分離區(qū)(3)設(shè)于降流筒(7)的頂部，所述溢流堰(I)設(shè)于三相分離區(qū)⑶內(nèi)，所述出水口⑵與溢流堰⑴連通，所述喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件⑷安裝于三相分離區(qū)(3)內(nèi)，所述升流筒(5)均勻分割成多段升流筒，相鄰的兩段升流筒之間設(shè)有環(huán)流縫隙，并且每一段升流筒均設(shè)有分段進(jìn)水口(6)，所述沉降區(qū)(8)設(shè)于降流筒(7)的底部，所述沉降區(qū)(8)內(nèi)設(shè)有曝氣設(shè)備(9)，所述放空設(shè)備(10)與曝氣設(shè)備(9)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床，其特征在于:所述相鄰的兩段升流筒之間采用法蘭連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床，其特征在于:所述三相分離區(qū)(3)與降流筒(7)之間采用45°錐形斜板連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床，其特征在于:所述喇叭型導(dǎo)流構(gòu)件(4)由導(dǎo)流斜板組成，所述導(dǎo)流斜板為60°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段進(jìn)水型多重內(nèi)循環(huán)三相生物流化床，其特征在于:所述沉降區(qū)(8)采用斜板結(jié)構(gòu)，斜板結(jié)構(gòu)的斜角為60°。
【文檔編號(hào)】C02F3-02GK204298137SQ201420742685
【發(fā)明者】薛英文, 柴琪婉 [申請(qǐng)人]武漢沃特工程技術(shù)有限公司, 薛英文