專(zhuān)利名稱(chēng):一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型為一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器。由廢水萃取槽、有機(jī)相傳動(dòng)裝置、微生物水相萃取槽以及曝氣槽構(gòu)成。本實(shí)用新型將萃取單元與微生物水相萃取單元相互隔離，廢水中鹽分不與微生物發(fā)生接觸，能有效的解決含鹽高濃度有機(jī)廢水對(duì)微生物的抑制作用；萃取單元采用機(jī)械攪拌與兩級(jí)萃取的形式，提高了萃取效率；微生物水相萃取單元利用熱力學(xué)平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的轉(zhuǎn)移，大大減少了萃取有機(jī)相被微生物分解的可能，且曝氣產(chǎn)生的泡沫不會(huì)造成下層微生物損失。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜有毒廢水的高效處理，具有很高的實(shí)用性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及化學(xué)、材料、微生物及環(huán)境學(xué)科的交叉領(lǐng)域，特別涉及一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]兩相分配技術(shù)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代中期，主要用于乙醇、丁醇、丙酮、有機(jī)酸等微生物發(fā)酵工業(yè)，消除發(fā)酵產(chǎn)物的反饋抑制。Daugulis等于1996年首次提出了基于有機(jī)污染物在水相、有機(jī)相熱力學(xué)平衡原理的兩相分配生物反應(yīng)器(TPPB)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始展開(kāi)兩相分配反應(yīng)器在處理有機(jī)污染的研究。
[0003]從原理上來(lái)說(shuō)，兩相分配反應(yīng)器是用疏水性的有機(jī)相把水中的高濃度污染有機(jī)相萃取出來(lái)，降低水相中的毒性，進(jìn)而提高水的可生化性，從而進(jìn)行微生物降解。底物在水相和有機(jī)相之間靠熱力學(xué)平衡的相互轉(zhuǎn)移，微生物在水相中分解有機(jī)物，有機(jī)相中的有機(jī)物向水相中轉(zhuǎn)移以實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)平衡。污染物在兩相之間的傳遞速度受到溶解分配比和微生物降解速率的影響，微生物的代謝活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的控制。但對(duì)于有毒高濃度有機(jī)廢水，由于高鹽、重金屬或高濃度有機(jī)成分等抑制微生物生長(zhǎng)、萃取過(guò)程中劇烈的攪拌使得萃取有機(jī)相可能被微生物降解、曝氣產(chǎn)生的泡沫造成微生物的損失、處理效率不高等問(wèn)題，此系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用受到了限制。因此，解決兩相分配生物反應(yīng)器系統(tǒng)的關(guān)鍵性問(wèn)題在于有機(jī)相萃取單元的合理設(shè)置、減少有毒高濃度有機(jī)廢水對(duì)微生物的毒害以及提高其對(duì)有機(jī)污染物的忍耐性和高效利用性。
[0004]本實(shí)用新型將萃取單元與微生物水相萃取單元相互隔離，廢水中鹽分或重金屬等有毒成分不與微生物發(fā)生接觸，能有效的解決有毒廢水對(duì)微生物的抑制作用；萃取單元采用機(jī)械攪拌與多級(jí)萃取的形式，提高了萃取效率;微生物水相萃取單元利用熱力學(xué)平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的轉(zhuǎn)移，大大減少了萃取有機(jī)相被微生物分解的可能，且曝氣產(chǎn)生的泡沫不會(huì)造成下層微生物損失。由此本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜有毒廢水的高效處理，具有很高的實(shí)用性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是在于提供一種用于處理有毒高濃度有機(jī)廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，包括廢水萃取單元、有機(jī)相循環(huán)單元、微生物水相萃取單元以及曝氣單元;所述廢水萃取單元設(shè)置有兩個(gè)靜置池、兩個(gè)萃取池、兩個(gè)萃取劑入口閥、兩個(gè)電機(jī)、兩個(gè)萃取有機(jī)相導(dǎo)管以及進(jìn)水閥、出水閥；所述微生物水相萃取單元設(shè)置有萃取劑出口閥，與所述廢水萃取單元相互隔離，并依靠萃取有機(jī)相導(dǎo)管相連，廢水中鹽分不與微生物發(fā)生接觸;所述曝氣單元與微生物水相萃取單元同在曝氣池中，設(shè)置有曝氣池?fù)醢?、氣閥、曝氣管、曝氣管支撐裝置、曝氣器、污泥排出口。
[0007]優(yōu)選的，所述的廢水萃取單元通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)攪拌槳進(jìn)行機(jī)械攪拌，所述的攪拌槳底部處于萃取有機(jī)相中，不與水相直接接觸，攪拌槳葉片下表面高于有機(jī)相與水相的界面。
[0008]優(yōu)選的，所述的廢水萃取單元中上層萃取有機(jī)相可根據(jù)不同的需求進(jìn)行調(diào)整。
[0009]優(yōu)選的，所述廢水萃取單元中間設(shè)置折形擋板，使得萃取液經(jīng)過(guò)靜置充分的分層。
[0010]優(yōu)選的，所述的進(jìn)水閥、出水閥設(shè)置于所述廢水萃取單元兩端的下部，所述的兩個(gè)萃取劑入口閥位于所述廢水萃取單元一側(cè)面的下部。
[0011]優(yōu)選的，所述攪拌槳的葉片數(shù)量為3片，優(yōu)選的，為4片及以上。
[0012]優(yōu)選的，所述的攪拌過(guò)程攪拌速度應(yīng)根據(jù)廢水濃度與流量實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證廢水與有機(jī)相混合均勻。
[0013]優(yōu)選的，所述廢水萃取單元共設(shè)置兩個(gè)，優(yōu)選的，三個(gè)及以上。
[0014]優(yōu)選的，萃取劑出口閥和所述的污泥排出口分別位于所述曝氣池一側(cè)面的右上部和右下部，所述的氣閥位于所述萃取劑出口閥和所述的污泥排出口同側(cè)面的左下部。
[0015]優(yōu)選的，所述曝氣單元中曝氣器處于水槽底部，曝氣管之間距離在0.3m?0.5m之間，優(yōu)選的，在0.35m?0.45m之間。
[0016]優(yōu)選的，所述曝氣單元采用交錯(cuò)的擋板均勻隔開(kāi)，延長(zhǎng)曝氣池的作用效果。
[0017]一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，所述廢水萃取單元是廢水和萃取有機(jī)相接觸傳質(zhì)的單元，廢水中的有機(jī)污染物在所述廢水萃取單元中經(jīng)過(guò)攪拌與靜置，通過(guò)萃取作用進(jìn)入萃取有機(jī)相;所述萃取有機(jī)相通過(guò)壓力作用進(jìn)入微生物水相萃取單元，所述微生物水相萃取單元是萃取有機(jī)相與微生物水相接觸傳質(zhì)的單元，萃取有機(jī)相中的有機(jī)污染物通過(guò)萃取作用進(jìn)入到微生物水相中進(jìn)行分解;所述有機(jī)相循環(huán)單元是推動(dòng)萃取有機(jī)相在廢水萃取槽和微生物水相萃取槽之間循環(huán)，實(shí)現(xiàn)萃取有機(jī)相的循環(huán)利用；所述曝氣單元是給微生物提供分解所需氧氣的單元，活性污泥中的微生物以有機(jī)污染物為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可添加其他生命必須元素。經(jīng)過(guò)廢水萃取單元第一次萃取的廢水經(jīng)過(guò)第二個(gè)廢水萃取單元，進(jìn)行再次萃取，重復(fù)上述過(guò)程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018]1、廢水中有毒有害物質(zhì)不會(huì)對(duì)微生物造成傷害，不會(huì)對(duì)微生物生長(zhǎng)產(chǎn)生毒害作用；
[0019]2、萃取有機(jī)相與水相相互隔離，水相中的微生物不會(huì)進(jìn)入到萃取有機(jī)相中，不會(huì)分解有機(jī)相；
[0020]3、機(jī)械攪拌與二級(jí)萃取提高的萃取效率，使得對(duì)廢水的處理更加高效；
[0021]4、不會(huì)因?yàn)槠貧猱a(chǎn)生的泡沫造成微生物的損失；
[0022]5、可以處理的廢水范圍變廣，可根據(jù)廢水的不同性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)用性更好；
【附圖說(shuō)明】

[0023]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0025]圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)側(cè)面剖視圖。
[0026]圖4為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)正視圖。
[0027]圖5為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)正面剖視圖。
[0028]圖6為本實(shí)用新型曝氣器
[0029]圖7為本實(shí)用新型曝氣管支撐裝置
[0030]如圖所不，其中I一進(jìn)水閥；2—電機(jī);3—萃取劑入口閥；4一萃取有機(jī)相導(dǎo)管；5—電機(jī);6一萃取劑入口閥；7一萃取有機(jī)相導(dǎo)管；8一出水閥；9一曝氣池?fù)醢澹?0一曝氣管；11一曝氣管支撐裝置;12—曝氣器;13—萃取劑出口閥；14一污泥排出口 ； 15—?dú)忾y；16—攪拌槳;17—攪拌槳;18—靜置池；19 一萃取池;20—靜置池;21 —萃取池;22—曝氣池。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型并不產(chǎn)生任何限制?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0032]如圖1?5所示，一種新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其包括廢水萃取單元、有機(jī)相循環(huán)單元、微生物水相萃取單元以及曝氣單元。
[0033]廢水經(jīng)過(guò)進(jìn)水閥I，萃取有機(jī)相經(jīng)過(guò)萃取劑入口閥3進(jìn)入第一個(gè)廢水萃取單元，廢水萃取單元分為萃取池21和靜置池20;在萃取池21中，電機(jī)2帶動(dòng)攪拌槳17完成萃取有機(jī)相對(duì)廢水的萃取過(guò)程，攪拌槳17為四個(gè)葉片，其底部處于萃取有機(jī)相中，不與水相直接接觸；萃取過(guò)程的攪拌速度根據(jù)廢水濃度與流量實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證廢水與有機(jī)相混合均勻;混合后的兩相進(jìn)入靜置池20，完成靜置分層，經(jīng)過(guò)一次萃取的廢水進(jìn)入第二個(gè)廢水萃取單元，而有機(jī)相通過(guò)萃取有機(jī)相導(dǎo)管4進(jìn)入微生物水相萃取單元。
[0034]經(jīng)過(guò)一次萃取的廢水與萃取劑入口閥6進(jìn)入的萃取有機(jī)相進(jìn)入第二個(gè)廢水萃取單元，廢水萃取單元分為萃取池19和靜置池18;在萃取池19中，電機(jī)5帶動(dòng)攪拌槳16完成萃取有機(jī)相對(duì)廢水的二次萃取過(guò)程，混合后的兩相進(jìn)入靜置池18，完成二次靜置分層，經(jīng)過(guò)二次萃取的廢水通過(guò)出水閥8達(dá)標(biāo)排放，而有機(jī)相通過(guò)萃取有機(jī)相導(dǎo)管7進(jìn)入微生物水相萃取單
J L ο
[0035]微生物水相萃取單元包括水相萃取部分和曝氣池22，萃取有機(jī)相中的有機(jī)污染物通過(guò)萃取作用進(jìn)入到微生物水相中進(jìn)行分解，曝氣池22為微生物提供分解所需的氧氣。在曝氣池22中，空氣由氣閥15注入，在曝氣管11中輸送到多組曝氣器12中，完成曝氣過(guò)程。曝氣池22由曝氣池?fù)醢?交錯(cuò)均勻隔開(kāi);曝氣管10呈蛇形排列，平行的兩個(gè)曝氣管10之間距離在0.3m?0.5m左右;曝氣管10由曝氣管支撐裝置11支撐。曝氣器12與曝氣管支撐裝置11與曝氣管10的具體連接方式如圖6?7所示。曝氣池22中產(chǎn)生過(guò)量的污泥由污泥排出口 14排出，該排出口常閉，只在需要排出污泥時(shí)打開(kāi)。經(jīng)過(guò)水相萃取的有機(jī)相由萃取劑出口閥13排出，進(jìn)入有機(jī)相循環(huán)單元。
[0036]有機(jī)相循環(huán)單元是推動(dòng)萃取有機(jī)相在廢水萃取槽和微生物水相萃取槽之間循環(huán)，實(shí)現(xiàn)萃取有機(jī)相的循環(huán)利用，包括萃取劑再生和萃取劑補(bǔ)充等流程。
[0037]本實(shí)用新型中，有機(jī)廢物在萃取相和水相中有一個(gè)溶解平衡，有機(jī)污染物的傳質(zhì)方向?yàn)閺U水—萃取有機(jī)相—微生物水相。最終有機(jī)污染物在微生物水相中降解，達(dá)到處理高濃度含鹽有機(jī)廢水的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于:所述用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器包括廢水萃取單元、有機(jī)相循環(huán)單元、微生物水相萃取單元以及曝氣單元;所述廢水萃取單元設(shè)置有兩個(gè)靜置池(I8、20)、兩個(gè)萃取池(19、21)、兩個(gè)萃取劑入口閥(3、6)、兩個(gè)電機(jī)(2、5)、兩個(gè)萃取有機(jī)相導(dǎo)管(4、7)以及進(jìn)水閥(I)、出水閥(8);所述微生物水相萃取單元設(shè)置有萃取劑出口閥(13)，與所述廢水萃取單元相互隔離，并依靠萃取有機(jī)相導(dǎo)管(4、7)相連，廢水中鹽分不與微生物發(fā)生接觸;所述曝氣單元與微生物水相萃取單元同在曝氣池(22)中，設(shè)置有曝氣池?fù)醢?9)、氣閥(15)、曝氣管(10)、曝氣管支撐裝置(11)、曝氣器(12)、污泥排出口(14)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的廢水萃取單元通過(guò)電機(jī)(2、5)帶動(dòng)攪拌槳(16、17)進(jìn)行機(jī)械攪拌;所述的攪拌槳(16、17)底部處于萃取有機(jī)相中，不與水相直接接觸，攪拌槳葉片下表面高于有機(jī)相與水相的界面;所述的攪拌槳葉片數(shù)量為三個(gè)及以上，攪拌速度根據(jù)廢水濃度與流量實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證廢水與有機(jī)相混合均勻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的進(jìn)水閥(I)、出水閥(8)設(shè)置于所述廢水萃取單元兩端的下部;所述的兩個(gè)萃取劑入口閥(3、6)位于所述廢水萃取單元一側(cè)面的下部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的廢水萃取單元中上層萃取有機(jī)相可根據(jù)不同的需求進(jìn)行調(diào)整。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的萃取劑出口閥(13)和所述的污泥排出口(14)分別位于所述曝氣池(22)—側(cè)面的右上部和右下部，所述的氣閥(15)位于所述萃取劑出口閥(13)和所述的污泥排出口(14)同側(cè)面的左下部。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的曝氣單元采用交錯(cuò)的曝氣池?fù)醢?9)均勻隔開(kāi)，延長(zhǎng)曝氣池的作用效果;曝氣器(12)處于水槽底部，曝氣管(10)之間距離在0.3m?0.5m之間。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK205710281SQ201521000444
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月5日
【發(fā)明人】林愛(ài)軍, 焦春磊, 鄒鵬, 田雪, 徐從斌, 鄒德勛
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)