專利名稱：水處理用生物流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實用新型是對水處理用生物流化床反應(yīng)器的改進，尤其涉及一種載體 分離器結(jié)構(gòu)簡單，對流化床檢修方便，流化生物載體掛膜性好，使用壽命 長的生物流化床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
生物流化床反應(yīng)器，較多采用細(xì)顆粒型載體，例如陶粒、活性碳、橡
膠顆粒作為流化生物載體，如中國專利CN1460651 、 CN1903743 、 CN200974790、 CN201031172等公開的生物流化床反應(yīng)器，采用橡膠顆粒 為流化生物載體。陶粒、活性碳載體，存在比重大，耐磨性能差，掛膜困 難，啟動、運行能耗高，因而逐漸被橡膠顆粒載體所替代。橡膠顆粒載體 如中國專利CN1155520、 CN1339407、 CN1478735等所述，基本都是采用 以廢橡膠為主原料制造，因廢橡膠中含有對微生物生長有毒有害化學(xué)物質(zhì)， 導(dǎo)致此類載體在實際應(yīng)用前期(一年左右)容易引起微生物中毒死亡，因 而載體附著生物量小。為此，通常采用將橡膠顆粒載體經(jīng)高溫蒸煮處理， 以減少或降低有毒物質(zhì)，但它又會大大增加成本，經(jīng)高溫處理載體成本要 提高約十倍左右。其次，橡膠顆粒載體還存在比表面積小，附著微生物能 力差，生物膜易脫落的不足，也是導(dǎo)致載體表面生物量少的另一原因。上 述生物量減少均會影響水處理效果。再就是，橡膠顆粒載體比重相對較大， 最低也要達1.05g/mm3，附著微生物后，比重增加造成流化能耗相對較高， 導(dǎo)致運行成本高。此外，橡膠顆粒載體耐磨性不佳，粒徑5-8mm載體經(jīng)l-2 年運行，大部分磨損變成l-2mm細(xì)顆粒，有些甚至成為更小微粒，不僅導(dǎo) 致載體隨水流失嚴(yán)重，載體補充量大，而且載體的減小使得比表面積進一 步減少，進而導(dǎo)致生物量的減少，同樣影響處理效果。上述橡膠顆粒載體 的缺陷始終未能得到有效解決。
現(xiàn)有流化床生物載體分離器，均采用例如網(wǎng)格、柵條等物理攔截方式 以阻止載體隨出水流失，其結(jié)構(gòu)均為平面攔載型。平面攔載型載體分離器， 例如申請人申請的CN201031175流化床用載體分離器，及CN1453224所述 生物流化反應(yīng)器生物載體分離器，均為采用攔載方式攔載載體，不使其隨 出水流失。然而在實際運行中，因載體比重與水相差極小，從而會造成流
3化載體在攔截分離器表面集聚，經(jīng)過一段時間的運行，大部分載體會集聚 在分離器攔截內(nèi)表面，而不參與循環(huán)流化，從而不適當(dāng)減少了流化載體量,
也會降低流化床處理效果；其次顆粒型載體粒徑相對較小，例如通常《 8mm，有些更小，為防止載體隨出水流失，對生物載體分離器要求較高， 通常采用多層組合結(jié)構(gòu)，如前述專利均采用三層及以上，造成分離器結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，不僅制造成本相對較高，而且分離器苯重，并必須全截面封閉反應(yīng) 器，不利于對分離器下方流化床反應(yīng)器的檢修。下方流化床檢修，需拆除 分離器，檢修后又需重新組裝分離器，拆裝分離器工作量十分巨大，因而 實際對流化床基本不進行檢修，因而導(dǎo)致處理效果降低。
中國專利CN101244884公開了一種采用磁性生物載體及磁分離技術(shù)方 法，采用密度1.0 1.4g/cm3，粒徑為0.043 0.315mm的磁性生物載體，通 過形成污泥經(jīng)磁分離技術(shù)實現(xiàn)泥水分離，然后將其放入載體脫膜分離器內(nèi)， 實現(xiàn)污泥和磁性載體的分離，再將磁性載體重新放入反應(yīng)器中，實現(xiàn)磁性 載體的回收和再利用。此方法更是增加了載體分離程序和難度，需另行設(shè) 置分離裝置，附屬設(shè)備多，成本高，而缺乏實際應(yīng)用價值。 — 上述缺陷普遍存在于各種結(jié)構(gòu)的生物流化床，而由于上述種種缺陷的 存在，造成流化床實際運行一段時間后，會出現(xiàn)處理效率和效果下降，嚴(yán) 重的可能導(dǎo)致流化床反應(yīng)器內(nèi)只有污水在流化，失去流化床生物載體功能。 因此仍有值得改進的地方。
實用新型內(nèi)容
實用新型目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種生物載體附著 微生物好，生物量大，分離器結(jié)構(gòu)簡單，防載體聚集性好，并方便下方流 化床維修的水處理用生物流化床反應(yīng)器。
實用新型目的實現(xiàn)，主要改進一是流化生物載體采用比重與被處理液 體比重相仿、能懸浮流化的塑料環(huán)狀短管，二是載體分離器采用孔隙小于 載體的鏤空壁面中空正臺體，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)實用新 型目。具體說，實用新型水處理用生物流化床反應(yīng)器，包括生物流化床反 應(yīng)塔，內(nèi)置能流化的生物載體，反應(yīng)塔上部生物載體分離器，其特征在于 流化的生物載體為比重與被處理液體比重接近、能懸浮流化的塑料中空環(huán) 狀短管，生物載體分離器為孔隙小于載體的鏤空壁面圍成的中空正臺體。
實用新型所說生物流化床反應(yīng)塔，可以是現(xiàn)有技術(shù)中各種結(jié)構(gòu)的流化 床反應(yīng)塔，例如兩相流流化床反應(yīng)器，三相內(nèi)循環(huán)或三相外循環(huán)流化床反應(yīng)器。內(nèi)循環(huán)流化床，內(nèi)筒可以是單筒結(jié)構(gòu)，也可以為列管式或蜂窩式結(jié) 構(gòu)。反應(yīng)塔本體，可以是構(gòu)筑物，也可以是工廠預(yù)制件，例如鋼筒。
載體比重與被處理液體比重接近，與現(xiàn)有技術(shù)原理基本相同，主要是 從有利于載體在被處理液體中流化角度考慮，以普通污水為例，因存在一
定流化動力，載體比重可以是略重于水例如1.01 — 1.05g/cm3，也可以略輕 于被處理液體比重。為減少啟動、流化運行動力消耗，實用新型較好是選 擇比重略小于被處理液體比重，如以普通污水為例，比重優(yōu)選為0.95 — 0.99g/cmS略輕于7jC，這樣載體附著生物膜后，比重略有增加例如增至約1.03 一1.05g/cm3，既不會造成載體輕于水而大量浮于液面，影響循環(huán)流化量， 又不會因掛膜后質(zhì)量太重而增加流化能耗，此比重流化懸浮好。
塑料中空環(huán)狀短管載體，其結(jié)構(gòu)可以如中國專利CN1030029、 CN2583084、 CN2647848、 CN201046931等所述，因其體積相對較大，又同 時存在至少內(nèi)外兩個附著表面，因而比表面積大，而且不含對微生物有害 物質(zhì)，易于生物膜附著，附著力強，耐磨性好，強度高，使用中基本不會 破損和磨損，完全克服了橡膠顆粒載體的不足。其中更好為采用如中國專 利CN201046931所述蜂窩環(huán)狀結(jié)構(gòu)短管，其徑向蜂窩連接筋以及合適的高 徑比，使得載體在流化時具有優(yōu)良的翻滾作用，可對氣泡產(chǎn)生切割作用， 從而提高了充氧利用率。中空環(huán)狀短管載體，其外圈表面較好制呈鋸齒狀， 此結(jié)構(gòu)不僅可以提高載體比表面積，而且更有利于生物膜牢固附著，防脫 膜性好，在載體相互碰撞時，不會全部同時脫落，有利于載體生物膜快速 更新，并可提高載體生物膜載帶量，以提高生物處理效果。
鏤空壁面圍成的中空正臺體分離器，為本專利流化床載體分離器一大 特色，突破了常規(guī)分離器單靠攔載作用防載體流失，提出了一種全新概念 的載體分離器。中空臺體結(jié)構(gòu)，并非簡單通常載體分離器僅為攔截防流失， 其鏤空斜壁面既能使汽、液通過，又能使流化上升至此載體與斜面碰撞， 產(chǎn)生反射效果使載體返回流體中繼續(xù)循環(huán)，從而有效避免了載體在平面型 分離器攔截面下聚集，造成載體循環(huán)量減少的缺陷。其次，中空臺體結(jié)構(gòu)， 流化床塔不封頂，可以從臺體中空處下到流化床進行檢修、更換操作，克 服了現(xiàn)有流化床因分離器封頂而難以對下方的流化床進行檢修的不足。鏤 空壁面，其形式不限，例如但不限于可以是網(wǎng)格、多邊型孔、圓形孔、柵 條狀等，都能起到相同作用。臺體形狀也不限，可以為圓臺體，也可以為 多面臺體。臺體壁面斜角較好為30-65度，最好為45-65度，如果斜角過小，則分離器接近平面型，顯然會產(chǎn)生平面型分離器的缺陷，載體難以全部有 效反射回水中循環(huán)，會造成載體在分離器內(nèi)面聚集，影響載體循環(huán)流化； 如果斜角過大，同樣不利于載體碰撞反射，會因發(fā)生附壁效應(yīng)，而使載體 沿傾面附壁集聚，也會影響載體循環(huán)流化。此外，對于大截面流化塔，為 降低分離器高度，還可以采用多層鏤空壁面中空臺體分離器上下相間套合。 分離器的設(shè)置與現(xiàn)有技術(shù)基本相仿，設(shè)在出水口附近，實用新型一種較好 為使分離器呈半淹沒式設(shè)置，即分離器高度方向部分沒于水中，部分高出 水面，這樣反射效果更優(yōu)。
實用新型水處理用生物流化床反應(yīng)器，由于采用能懸浮流化的塑料中 空環(huán)狀短管載體，以及載體分離器采用孔隙小于載體的鏤空壁面圍成的中 空正臺體，較現(xiàn)有技術(shù)具有載體無毒性，掛膜性好，比表面積大，生物 量大，耐磨性能好，使用壽命長，比重較輕，小于處理液體，懸浮及流化 性好，啟動和運行能耗低。鏤空壁面中空正臺體分離器，結(jié)構(gòu)簡單，制造 成本低，并可采用塑料等防腐材料制作，而不必采用金屬另加防腐，用于 流化床既不封頂，可方便從中空臺體進入下方流化床檢修，其斜面反射作 用，不僅具有很好的防載體流失作用，而且流化載體經(jīng)斜面碰撞的反射作 用，使流化載體能返回參與流化，不易造成載體在分離器攔載面聚集，可 以確保流化床處理效果。實用新型技術(shù)方案，可以用于兩相流生物流化床， 也可用于三相流生物流化床(包括內(nèi)循環(huán)及外循環(huán))，并且特別適用于高/ 徑比大(》4)如中國專利CN1460651、 CN201031172所述蜂窩斷面或列管 式內(nèi)循環(huán)生物流化反應(yīng)器。
以下結(jié)合二個具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解實用新型， 但實施例具體細(xì)節(jié)僅是為了說明實用新型并不代表實用新型構(gòu)思下全部技 術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對實用新型總的技術(shù)方案限定， 一些在技術(shù)人員 看來，不偏離實用新型構(gòu)思的非實質(zhì)性改動，例如以具有相同或相似技術(shù) 效果的技術(shù)特征簡單改變或替換，均屬實用新型保護范圍。

圖1為實用新型實施例生物流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A—A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為載體分離器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為.^一實施例載體分離器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為實施例生物載體立體示意圖。圖6為圖5側(cè)視圖。
具體實施方式

實施例'l:參見圖l、 2、 3、 5、 6，以普通污水為例，實用新型水處理 用具有蜂窩斷面、好氧內(nèi)循環(huán)三相流生物流化床反應(yīng)器，包括流化床塔外 筒體l，高度低于外筒的中心內(nèi)筒6，內(nèi)外筒間若干均分設(shè)置的偶數(shù)隔板5， 將內(nèi)外筒環(huán)隙間分成若干扇區(qū)，相鄰區(qū)分別為升流區(qū)(底部有曝氣裝置(圖 中未給出))和降流區(qū)，并使各區(qū)截面高/徑比》4。中心內(nèi)筒上方有進水口 4，通過中心筒下伸至下底部，以及出水口3。中空圓正臺體載體分離器2， 半浸沒設(shè)于流體床頂上部，分離器斜壁面由孔隙小于載體的柵條隙或網(wǎng)格 2.1構(gòu)成塑料鏤空壁面，壁面斜角a在45-65度間(視塔筒直徑而定)，以 最佳能使載體反射為優(yōu)。生物載體8，為直徑約25mm蜂窩截面、高度10mm 的短管塑料載體，比重0.95—0.99g/mm3，最外圈為鋸齒狀8.1凹凸表面， 蜂窩截面由若干筋條8.2連接構(gòu)成。
實施例2:參見圖4，如實施例l，對于直徑較大的流化筒體，其頂上 部半浸沒載體分離器7，可以是若干直徑逐個減小的中空正臺體7.1、 72.和 7.3上下間套組成。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及實施例啟示下，能夠從本 專利公開內(nèi)容及常識直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公 知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，例如流化載體還可以采用其 他結(jié)構(gòu)的中空環(huán)狀短管，流化床還可以采用其他結(jié)構(gòu)形式如二相流、外循 環(huán)三相流等，分離器鏤空壁面采用其他形式及材料，分離器中空正臺體為 其他形狀，等等的非實質(zhì)性改動，同樣可以被應(yīng)用，都能實現(xiàn)與上述實施 例基本相同功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說，均屬于本專利保護范圍。
權(quán)利要求1、水處理用生物流化床反應(yīng)器，包括生物流化床反應(yīng)塔，內(nèi)置能流化的生物載體，反應(yīng)塔上部生物載體分離器，其特征在于流化的生物載體為比重與被處理液體比重接近、能懸浮流化的塑料中空環(huán)狀短管，生物載體分離器為孔隙小于載體的鏤空壁面圍成的中空正臺體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述水處理用生物流化床反應(yīng)器，其特征在于生物載 體比重略輕于處理液體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述水處理用生物流化床反應(yīng)器，其特征在于生物載 體比重為0.95—0.99g/cm3。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述水處理用生物流化床反應(yīng)器，其特征在于中空環(huán) 狀短管生物載體外圈表面呈鋸齒狀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述水處理用生物流化床反應(yīng)器，其特征 在于中空環(huán)狀短管生物載體為蜂窩截面環(huán)狀短管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述水處理用生物流化床反應(yīng)器，其特征在于載體分 離器鏤空壁面斜角30-65度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述水處理用生物流化床反應(yīng)器，其特征在于載體分 離器鏤空壁面斜角45-65度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 6或7所述水處理用生物流化床反應(yīng)器，其特征在 于載體分離器呈半淹沒式設(shè)置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4、 6或7所述水處理用生物流化床反應(yīng)器， 其特征在于生物流化床反應(yīng)器為內(nèi)循環(huán)三相流生物流化床反應(yīng)器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述水處理用生物流化床反應(yīng)器，其特征在于生物 流化床反應(yīng)器為蜂窩或列管式截面流化床生物反應(yīng)器。
專利摘要本實用新型是對水處理用生物流化床反應(yīng)器的改進，其特征是流化的生物載體為比重與被處理液體比重接近、能懸浮流化的塑料中空環(huán)狀短管，生物載體分離器為孔隙小于載體的鏤空壁面中空正臺體。較現(xiàn)有技術(shù)具有載體無毒性，掛膜性好，比表面積大，生物量大，耐磨性能好，使用壽命長，比重輕，懸浮及流化性好，啟動和運行能耗低；載體分離器，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，并可采用塑料等防腐材料制作，既方便從中空臺體進入下方流化床檢修，其斜面反射作用，可使流化載體能返回參與流化，不易造成載體在分離器攔載面聚集，可以確保流化床處理效果。
文檔編號C02F3/00GK201305501SQ20082021548
公開日2009年9月9日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者何一峰, 杭乾頻, 杭俊良, 王立平 申請人:江蘇一環(huán)集團有限公司