專利名稱：一種實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及單級自養(yǎng)脫氮工藝的改進，具體涉及一種實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的無紡布包裹與生物載體填料填充相組合的生物轉(zhuǎn)盤反應器，屬于環(huán)境保護、水處理設備技術領域。
技術背景
隨著工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，大量含氮化合物排放進入水體，導致水體富營養(yǎng)化加劇， 廢水中氨氮的脫除引起了人們的廣泛關注。傳統(tǒng)的全程硝化-反硝化生物脫氮工藝主要通過亞硝化細菌將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，接著硝化細菌將亞硝酸鹽氮進一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，然后反硝化細菌將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮并最終轉(zhuǎn)化為氮氣逸出，以達到脫氮的目的。傳統(tǒng)的全程硝化-反硝化生物脫氮工藝運行性能穩(wěn)定，脫氮效果良好，一直以來都被國內(nèi)外廣泛使用，但其存在工藝流程長、占地面積大、運行費用高等缺點。因此，近年來，高效低耗的脫氮技術(如單級自養(yǎng)脫氮工藝)已成為含氮廢水脫氮處理研究及應用的執(zhí)占。
單級自養(yǎng)脫氮工藝(One-StageAutotrophic Nitrogen Removal Process, OSANRP)是在單一反應器中通過控制生化反應條件主要是限制氧濃度，由自養(yǎng)菌完成NH4+ 至N2的全部轉(zhuǎn)化過程。單級自養(yǎng)脫氮現(xiàn)象被國內(nèi)外眾多研究者發(fā)現(xiàn)后被冠以不同的工藝名稱，并提出了其中由NH4+至N2轉(zhuǎn)化去除的各種機理假說，其中最具代表性的有微環(huán)境和微生態(tài)兩種機理解釋。目前單級自養(yǎng)脫氮工藝的微環(huán)境解釋機理已普遍被研究者認可并予以證實，即單級自養(yǎng)脫氮工藝是使自養(yǎng)型好氧氨氧化細菌(Ammonium Oxidation Bacteria, A0B)和厭氧氨氧化細菌(Anaerobic Ammonium Oxidation Bacteria, ΑΑ0Β)在一個生境中共存，并于同一個反應器中進行短程硝化和厭氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation ,ΑΝΑΜΜ0Χ)的稱合。在氧限制條件下(溶解氧Dissolved Oxygen, DO一般小于1. O mg/L), AOB 和AAOB共同協(xié)作，NH4+-N被AOB部分轉(zhuǎn)化為Ν02__Ν，接著在AAOB的作用下以產(chǎn)生的Ν02__Ν 作為電子受體將剩余的NH4+-N轉(zhuǎn)化為N2去除。其主要的代表工藝有CANON (Completely Autotrophic Nitrogen Removal Over Nitrite)工藝和 OLAND 工藝。單級自養(yǎng)脫氮工藝及其運行系統(tǒng)是污水脫氮研究的一個新興方向，同時也是污水生物脫氮領域的新興工藝， 與傳統(tǒng)全程硝化-反硝化生物脫氮工藝相比，具有工藝流程簡短、能耗低、剩余污泥排放量少，并由于該工藝只需在一個反應器內(nèi)進行，節(jié)省了基建投資和占地費用等優(yōu)點。
由于運行單級自養(yǎng)脫氮工藝的關鍵菌種之一的AAOB生長速率極低，其最大比生長速率一般小于O. 09 (Γ1，所以要求運行該工藝的反應器應具有很好的生物附著能力和較大的生物量。DO濃度的控制也是該工藝運行的關鍵，能方便、有效地控制反應器中的D0，提高氧氣的傳質(zhì)效率，是運行OSANRP的反應器所必須具備的。目前國內(nèi)外運行單級自養(yǎng)脫氮工藝的反應器主要有序批式反應器 、流化床反應器、氣提式反應器等，但這些反應器在運行中存在一些難以解決的問題，如序批式反應器傳質(zhì)效率差，流化床反應器運行掛膜困難且掛膜不均勻，氣提式反應器難于控制反應條件等。
生物轉(zhuǎn)盤是一種生物膜法處理技術。生物轉(zhuǎn)盤的盤片上可生長世代時間長的微生物(如ΑΑ0Β)，生物量大、具有很強的耐沖擊負荷能力，同時生物轉(zhuǎn)盤反應器還具有傳質(zhì)效果好、處理程度高、可控性強，運行穩(wěn)定可靠、維護簡單、動力消耗低，運行費用省等優(yōu)點，在污水處理中具有廣泛的應用前景。采用生物轉(zhuǎn)盤反應器運行單級自養(yǎng)脫氮工藝，可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)速、盤片浸沒率和反應器蓋的開啟程度相結合的方法來有效地控制反應器中的D0，同時提高氧氣的傳質(zhì)效率，增強反應器的脫氮性能；另外，生物轉(zhuǎn)盤反應器中的盤片在機械力的作用下不斷轉(zhuǎn)動，盤片與水均勻接觸，其掛膜迅速且均勻。
盤片材質(zhì)的選擇及其設計對于生物轉(zhuǎn)盤的處理效率至關重要。目前國內(nèi)外常用的盤片材料有波紋塑料板、玻璃鋼板、不銹鋼、泡沫塑料等，這些盤片在實際應用中大多顯示出盤片形狀單一、比表面積小、掛膜性能差、單位體積盤片的生物量較少、處理效率低、使用壽命短等缺點，從而嚴重地影響了生物轉(zhuǎn)盤的處理效率。由于AAOB生長緩慢，生長條件苛刻，所以要求生物轉(zhuǎn)盤的盤片具有較強的生物附著能力，同時為了保證運行單級自養(yǎng)脫氮工藝的生物轉(zhuǎn)盤的脫氮效率，還要求盤片具有較大的比表面積進而具有較大的生物膜量， 所以選擇以上材料制作盤片的生物轉(zhuǎn)盤反應器都不宜用于運行單級自養(yǎng)脫氮工藝。AAOB最佳生長溫度為3(T43°C，這就需要運行單級自養(yǎng)脫氮工藝的反應器具有易于控制溫度的裝置；D0的控制也是影響運行單級自養(yǎng)脫氮工藝的反應器脫氮效率的一個關鍵因素，微量的氧氣(〈O. 5g/L)對AAOB產(chǎn)生可逆的抑制作用，特別在ΑΝΑΜΜ0Χ階段必須保證適宜于AAOB生長的厭氧環(huán)境，而普通的生物轉(zhuǎn)盤不具備溫度和氧氣調(diào)控的裝置，不宜用于運行單級自養(yǎng)脫氮工藝。為能更好地運行單級自養(yǎng)脫氮工藝，必須對普通的生物轉(zhuǎn)盤結構及盤片進行改進，以營造一個適宜于運行單級自養(yǎng)脫氮工藝的新型生物轉(zhuǎn)盤反應器
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明提出一種實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，本生物轉(zhuǎn)盤反應器具有較強的生物附著能力和較大的生物膜量，且具備溫度和氧氣調(diào)控功能。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術解決方案如下一種實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，包括封閉的反應容器，反應容器內(nèi)設有若干生物盤片、曝氣裝置和內(nèi)加熱裝置，在反應容器壁上設有出水口 ；其特征在于所有生物盤片平行排布，在相鄰兩盤片間設有圓筒網(wǎng)，圓筒網(wǎng)直徑與盤片直徑匹配，圓筒網(wǎng)兩端固定在對應的盤片上，一轉(zhuǎn)軸套筒從所有的盤片和圓筒網(wǎng)中心穿過；盤片采用高分子塑料制成并在其外包裹無紡布層；每個圓筒網(wǎng)內(nèi)的兩端分別設有與盤片平行的生物膜保護網(wǎng)，生物膜保護網(wǎng)與無紡布層保持一定間距以保護無紡布上所掛的生物膜；圓筒網(wǎng)和兩生物膜保護網(wǎng)之間形成填料室，每個圓筒網(wǎng)內(nèi)的填料室通過三個沿長度方向的填料室隔網(wǎng)在圓周方向等角度分隔為三個小填料室；每個小填料室內(nèi)填充有生物載體填料；所述出水口有多個且位于反應容器壁上不同高度，每個出水口均帶有控制塞；在反應容器頂端設有可開合的反應器蓋，反應器蓋上設有對反應容器產(chǎn)生的氣體進行收集的氣體收集裝置和帶控制 塞的溶解氧控制孔。
本生物轉(zhuǎn)盤反應器還包括位于反應容器外的外加熱循環(huán)裝置，外加熱循環(huán)裝置包括加熱水箱和加熱水循環(huán)泵，加熱水箱、加熱水循環(huán)泵和反應容器通過管道連接形成循環(huán)回路，在管道上設有水體流量計，加熱水箱中設有電加熱器，加熱水箱中的電加熱器和反應容器內(nèi)的內(nèi)加熱裝置分別與數(shù)顯溫控儀連接，通過調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的電流按鈕來調(diào)控加熱溫度，電加熱器加熱溫度大于內(nèi)加熱裝置加熱溫度。
所述曝氣裝置包括依次連接的儲氣瓶、減壓閥、氣體流量計和曝氣管，曝氣管位于反應容器底部，曝氣管上均勻分布有曝氣孔。
所述轉(zhuǎn)軸套筒套在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置連接，轉(zhuǎn)軸套筒與轉(zhuǎn)軸固定可同步轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)軸套筒為高分子塑料套管。
所述生物膜保護網(wǎng)與對應的無紡布層的距離為5_。
所述每個小填料室對應的圓筒網(wǎng)上設置有可開合的門，門的面積為與其對應的圓筒網(wǎng)面積的1/3左右，以打開該門能方便地更換生物載體填料。
所述圓筒網(wǎng)、生物膜保護網(wǎng)和填料室隔網(wǎng)均為不銹鋼金屬網(wǎng)，該不銹鋼金屬網(wǎng)網(wǎng)孔小于生物載體填料大小以阻止生物載體填料通過，絲徑為廣1. 6_。
所述生物載體填料有效比表面積彡500m2/m3,直徑為Φ10ι πΓΦ60πιπι。
本發(fā)明轉(zhuǎn)盤盤片采用高分子塑料制成并在其表面包裹一層無紡布(無紡布孔隙度大，表面粗糙，非常有利于微生物的附著生長和繁殖)，轉(zhuǎn)籠主體兩端設置有生物膜保護網(wǎng)層，以防止轉(zhuǎn)動過程中生物轉(zhuǎn)籠中的生物載體填料撞擊盤片上的生物膜而導致其脫落，轉(zhuǎn)籠內(nèi)填料室中填充較大比表面積的生物載體填料，這不但適宜于生長緩慢的AAOB和AOB的附著生長，而且大大增加了生物轉(zhuǎn)盤反應器內(nèi)的生物膜量，增強了生物轉(zhuǎn)盤反應器的脫氮性能。
因此本發(fā)明具有以下有益效果盤片及填料的掛膜周期短，填 料的附著性能好，反應器內(nèi)基質(zhì)混合均勻，傳質(zhì)效果良好；反應器內(nèi)溶解氧易于控制，易于實現(xiàn)和控制培養(yǎng)AAOB的厭氧環(huán)境和實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的間歇好氧/厭氧環(huán)境，這不但適宜于生長緩慢的厭氧氨氧化細菌和亞硝化細菌的附著生長，而且大大增加了反應器內(nèi)的生物膜量，增強了反應器的脫氮性能，且節(jié)省運行成本和能耗。


圖1-本發(fā)明整體結構圖。
圖2-生物轉(zhuǎn)籠結構示意圖。
圖3-盤片和生物膜保護網(wǎng)的組合結構示意圖。
圖4-轉(zhuǎn)籠主體部分結構示意圖。
圖5-生物轉(zhuǎn)籠內(nèi)部填料室及其表面可開合的門結構示意圖。
圖中1_盤片；2_反應容器；3_驅(qū)動裝置；4_轉(zhuǎn)軸套筒；5_溶解氧控制孔；6-反應器蓋氣體收集裝置；8-氣孔；9_出水口 ；10_曝氣管；11_內(nèi)加熱裝置；12-生物載體填料；13-數(shù)顯溫控儀；14_加熱水箱；15_加熱水循環(huán)泵；16-不銹鋼架；17-氣體流量計； 18-減壓閥；19-儲氣瓶，20-進水箱；21-蠕動泵；22 -水體流量計；23-無紡布層；24_生物膜保護網(wǎng)；26_轉(zhuǎn)軸；27_圓筒網(wǎng)；28_填料室；29_填料室隔網(wǎng)；30_可開合的門。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
參見圖1-圖5，本發(fā)明實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，包括封閉的用于污水處理的反應容器2，反應容器2安裝在不銹鋼架16上，反應容器2通過進水管道與進水箱20連接，在該進水管道上設有蠕動泵21，以周期性地將進水箱中的污水泵入反應容器中。反應容器內(nèi)設有生物反應所用的若干生物盤片1、曝氣裝置和內(nèi)加熱裝置11。 在反應容器2側(cè)壁上設有出水口 9，用于控制反應容器內(nèi)污水量。
所有生物盤片I平行排布，在相鄰兩盤片I間設有圓筒網(wǎng)27，即盤片比圓筒網(wǎng)數(shù)量多一個，圓筒網(wǎng)27直徑與盤片I直徑匹配，圓筒網(wǎng)27兩端固定在對應的盤片I上。一轉(zhuǎn)軸套筒4從所有的盤片I和圓筒網(wǎng)27中心穿過，轉(zhuǎn)軸套筒4套在轉(zhuǎn)軸26上，轉(zhuǎn)軸26與驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置3連接，轉(zhuǎn)軸26兩端通過軸承安裝在反應容器2側(cè)壁上，轉(zhuǎn)軸套筒4與轉(zhuǎn)軸26用螺絲固定可同步轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸套筒4為高分子塑料套管，除了用于固定轉(zhuǎn)盤和填料室隔網(wǎng)，同時還能防止轉(zhuǎn)軸銹蝕。
盤片I采用高分子塑料制成(經(jīng)打磨后的聚丙乙烯)并在其外包裹無紡布層23，無紡布孔隙度大，表面粗糙，非常有利于微生物的附著生長和繁殖。每個圓筒網(wǎng)27內(nèi)的兩端分別設有與盤片平行的生物膜保護網(wǎng)24，生物膜保護網(wǎng)24與無紡布層23保持一定間距(實際為5_)以保護無紡布上所掛的生物膜，即防止轉(zhuǎn)動過程中填料室中的生物載體填料撞擊盤片上的生物膜而導致其脫落。圓筒網(wǎng)27和其內(nèi)的兩生物膜保護網(wǎng)24之間形成填料室28， 每個圓筒網(wǎng)內(nèi)的填料室28通過三個沿長度方向的填料室隔網(wǎng)29在圓周方向等角度分隔為三個小填料室，即每個小填料室為橫截面為120°的扇面，每個小填料室內(nèi)填充有較大比表面積的生物載體填料12，大大增加了反應器內(nèi)的生物膜量，進而增強了反應器的脫氮性能。 分隔為三個小填料室可以確保生物轉(zhuǎn)籠的穩(wěn)定性、填料的流化性和傳質(zhì)的均勻性。實際設計時，在轉(zhuǎn)軸套管上設有插槽，填料室隔網(wǎng)安裝在插槽中。
本發(fā)明的圓筒網(wǎng)27、生物膜保護網(wǎng)24和填料室隔網(wǎng)29構成生物轉(zhuǎn)籠。
所述出水口 9有多個(實施例為4個)且位于反應容器2壁上不同高度，每個出水口 9均帶有控制塞，這樣可以根據(jù)反應進程控制盤片不同的淹沒深度和出露高度。在反應容器2頂端設有可開合的反應器蓋6，反應器蓋6上設有對反應容器產(chǎn)生的氣體進行收集的氣體收集裝置7，氣體收集裝置7上設有帶控制塞的控制孔8，需要收集氣體時，打開控制塞，氣體即進入氣體收集裝置。反應器蓋6上同時設置有帶控制塞的溶解氧控制孔5，當需要厭氧培養(yǎng)AAOB發(fā)生厭氧氨氧化反應時，可塞緊控制塞使反應器處于封閉狀態(tài)，當發(fā)生好氧氨氧化反應時，打開膠塞，以便增加氧的傳質(zhì)速率。
由于AAOB最佳生長溫度為3(T43°C，這就需要運行單級自養(yǎng)脫氮工藝的反應器具有易于控制溫度的裝置，上述內(nèi)加熱裝置11的目的就是使反應容器內(nèi)的污水保持在適當?shù)臏囟?。另外，由于污水處理效率問題，污水處理實際中往往存在對處理過的污水再循環(huán)回反應容器進行再處理的需要，因此本生物轉(zhuǎn)盤反應器還包括位于反應容器外的兼有循環(huán)和外部加熱的外加熱循環(huán)裝置，外加熱循環(huán)裝置 包括加熱水箱14和加熱水循環(huán)泵15，加熱水箱14、加熱水循環(huán)泵15和反應容器2通過管道連接形成循環(huán)回路，在管道上設有水體流量計22，加熱水箱14中設有電加熱器，加熱水箱中的電加熱器和反應容器內(nèi)的內(nèi)加熱裝置11 分別與數(shù)顯溫控儀13連接，通過調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的電流按鈕來調(diào)控加熱溫度(調(diào)控范圍為 (T60°C)。考慮到循環(huán)過程中的熱量散失和循環(huán)水與進水箱中的污水混合時的溫度下降問題，本發(fā)明使電加熱器加熱溫度大于內(nèi)加熱裝置加熱溫度，這樣可確保循環(huán)水與進水箱中污水在進入反應容器中開始混合時即達到需要溫度，在內(nèi)加熱裝置的恒定加熱下又能維持該溫度不變。通過數(shù)顯溫控儀可以實現(xiàn)水溫的自動控制，為微生物(主要是AOB和ΑΑ0Β)營造一個適宜穩(wěn)定的生長和代謝環(huán)境。
所述曝氣裝置包括依次連接的儲氣瓶19、減壓閥18、氣體流量計17和曝氣管10， 曝氣管10位于反應容器2底部,曝氣管10上均勻分布有曝氣孔。曝氣裝置一方面在于培養(yǎng) AAOB時曝氮氣創(chuàng)造適宜于其生長的厭氧環(huán)境，另一方面，在單級自養(yǎng)脫氮工藝的前段(即亞硝化階段)可以適量的曝入一定量的空氣，這既能增加氧氣的傳質(zhì)速率，又能形成氣體剪切力剪切轉(zhuǎn)盤上多余的生物膜。曝氣裝置與前述四個出水口及溶解氧控制孔配合，能很方便、 容易的在生物轉(zhuǎn)盤反應器內(nèi)部實現(xiàn)適宜于單級自養(yǎng)脫氮工藝運行的間歇好氧/厭氧條件。
所述每個小填料室對應的圓筒網(wǎng)27上設置有可開合的門30，門的面積為與其對應的圓筒網(wǎng)面積的1/3左右，以打開該門能方便的更換生物載體填料。
所述圓筒網(wǎng)27、生物膜保護網(wǎng)23和填料室隔網(wǎng)29均為不銹鋼金屬網(wǎng)，該不銹鋼金屬網(wǎng)網(wǎng)孔小于生物載體填料大小以阻止生物載體填料通過，絲徑為廣1. 6_。
所述生物載體填料有效比表面積彡500m2/m3,直徑為Φ10πιπΓΦ60πιπι。
以下介紹一個反應器實施例及污水處理效果生物轉(zhuǎn)籠長度為60mm，盤片直徑為 150mm，盤片總面積為O. 35m2，包裹的無紡布層厚度為5mm，盤片上生物膜保護網(wǎng)與無紡布的距離為5mm，金屬網(wǎng)孔徑為4. 75mm，絲徑1mm，目數(shù)為5目，轉(zhuǎn)盤反應器的有效容積為20L，轉(zhuǎn)籠內(nèi)填充青島思普潤水處理有限公司研發(fā)生產(chǎn)的生物載體填料SPR-1 (其有效比表面積為 500m2/m3)，填充率為30%，轉(zhuǎn)速為2 4r/min，單位面積的最大生物量可達O. 2 O. 25kg/ m2，生物體的附著率可達97% 99%，當浸沒率為80%，HRT=116h時，該反應器的最大氮去除負荷可達4. 2kg NH4+-N/L · d，TN去除率可達80%以上。
本反應器的使用方法和工作過程生物轉(zhuǎn)盤反應器在運行OSANRP的整個過程中，先向填料室28中填充具有較大比表面的生物載體填料12。在厭氧條件下培養(yǎng)AAOB時，打開位置最高的出水口 9，其余出水口關閉，同時用控制塞塞緊氣體收集裝置上的氣孔8，當反應容器底部曝入一定量的氮氣排凈反應容器內(nèi)空氣時，用控制塞塞緊溶解氧控制孔5，此時盤片I完全浸入污水中，整個反應容器內(nèi)形成了一個完全適宜于AAOB生長的厭氧環(huán)境。與此同時，在驅(qū)動裝置3的作用下，轉(zhuǎn)軸 4帶動轉(zhuǎn)籠一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤充分與反應容器中的污水接觸，這有助于轉(zhuǎn)盤`和填料掛膜均勻、 提高基質(zhì)的傳質(zhì)效率。當生物轉(zhuǎn)盤反應器中AAOB達到一定的菌體濃度后，向反應器中接種 Α0Β，此時打開溶解氧控制孔5的控制塞，改用相對位置較低的出水口 9出水，反應容器內(nèi)污水液面下降，轉(zhuǎn)盤下部浸入污水中，上部暴露在空氣中。此時可視處理情況逐漸降低曝氣量或停止曝氣，當停止曝氣運行正常后即可打開氣體收集裝置收集反應生成逸出的氣體便于研究反應器的脫氮效率。當轉(zhuǎn)盤I和轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)入污水中時，轉(zhuǎn)盤上和轉(zhuǎn)籠內(nèi)填料上生物膜吸附污水中的反應底物(NH4+),完成厭氧氨氧化過程；當轉(zhuǎn)盤I和圓筒轉(zhuǎn)出污水時，空氣中的氧不斷擴散進入轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)籠內(nèi)填料上的生物膜中，完成亞硝化過程。這樣轉(zhuǎn)盤上的生物膜不斷交替的浸入污水中和暴露在空氣中，實現(xiàn)了單級自養(yǎng)脫氮。同時還可調(diào)整轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速和出水口位置來控制亞硝化和厭氧氨氧化反應進程。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中 。
權利要求
1.一種實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，包括封閉的反應容器(2)， 反應容器(2)內(nèi)設有若干生物盤片(I)、曝氣裝置和內(nèi)加熱裝置，在反應容器(2)壁上設有出水口(9);其特征在于所有生物盤片(I)平行排布，在相鄰兩盤片(I)間設有圓筒網(wǎng)(27)，圓筒網(wǎng)直徑與盤片直徑匹配，圓筒網(wǎng)(27)兩端固定在對應的盤片(I)上，一轉(zhuǎn)軸套筒(4)從所有的盤片和圓筒網(wǎng)中心穿過；盤片采用高分子塑料制成并在其外包裹無紡布層(23);每個圓筒網(wǎng)內(nèi)的兩端分別設有與盤片平行的生物膜保護網(wǎng)(24)，生物膜保護網(wǎng)(24) 與無紡布層(23)保持一定間距以保護無紡布上所掛的生物膜；圓筒網(wǎng)(27)和兩生物膜保護網(wǎng)(24)之間形成填料室(28)，每個圓筒網(wǎng)內(nèi)的填料室(28)通過三個沿長度方向的填料室隔網(wǎng)(29)在圓周方向等角度分隔為三個小填料室；每個小填料室內(nèi)填充有生物載體填料(12);所述出水口(9)有多個且位于反應容器(2)壁上不同高度，每個出水口(9)均帶有控制塞；在反應容器(2)頂端設有可開合的反應器蓋(6)，反應器蓋(6)上設有對反應容器產(chǎn)生的氣體進行收集的氣體收集裝置(7 )和帶控制塞的溶解氧控制孔(5 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，其特征在于本生物轉(zhuǎn)盤反應器還包括位于反應容器外的外加熱循環(huán)裝置，外加熱循環(huán)裝置包括加熱水箱(14)和加熱水循環(huán)泵(15)，加熱水箱(14)、加熱水循環(huán)泵(15)和反應容器通過管道連接形成循環(huán)回路，在管道上設有水體流量計(22)，加熱水箱中設有電加熱器，加熱水箱中的電加熱器和反應容器內(nèi)的內(nèi)加熱裝置分別與數(shù)顯溫控儀(13)連接，通過調(diào)節(jié)數(shù)顯溫控儀的電流按鈕來調(diào)控加熱溫度，電加熱器加熱溫度大于內(nèi)加熱裝置加熱溫度。
3.根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，其特征在于所述曝氣裝置包括依次連接的儲氣瓶(19)、減壓閥(18)、氣體流量計(17)和曝氣管 (10)，曝氣管(10)位于反應容器(2)底部，曝氣管上均勻分布有曝氣孔。
4.根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸套筒(4)套在轉(zhuǎn)軸(26)上，轉(zhuǎn)軸(26)與驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置(3)連接，轉(zhuǎn)軸套筒(4)與轉(zhuǎn)軸(26)固定可同步轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)軸套筒(4)為高分子塑料套管。
5.根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，其特征在于所述生物膜保護網(wǎng)(24)與對應的無紡布層(23)的距離為5mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，其特征在于所述每個小填料室對應的圓筒網(wǎng)上設置有可開合的門(30)，門的面積為與其對應的圓筒網(wǎng)面積的1/3左右，打開該門能方便的更換生物載體填料。
7.根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，其特征在于所述圓筒網(wǎng)(27)、生物膜保護網(wǎng)(24)和填料室隔網(wǎng)(29)均為不銹鋼金屬網(wǎng)，該不銹鋼金屬網(wǎng)網(wǎng)孔小于生物載體填料大小以阻止生物載體填料通過，絲徑為廣1. 6_。
8.根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，其特征在于所述生物載體填料(12)有效比表面積彡500m2/m3,直徑為Φ10ι πΓΦ60πιπι。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)單級自養(yǎng)脫氮工藝的組合式生物轉(zhuǎn)盤反應器，反應容器內(nèi)設有若干生物盤片、曝氣裝置和內(nèi)加熱裝置，在反應容器壁上設有出水口。相鄰兩盤片間設有圓筒網(wǎng)，圓筒網(wǎng)固定在盤片上，轉(zhuǎn)軸套筒從所有的盤片和圓筒網(wǎng)中心穿過。盤片采用高分子塑料制成并在其外包裹無紡布層；每個圓筒網(wǎng)內(nèi)的兩端分別設有生物膜保護網(wǎng)。所述出水口有多個且位于反應容器壁上不同高度；在反應容器頂端設有可開合的反應器蓋，反應器蓋上設有氣體收集裝置和溶解氧控制孔。本發(fā)明盤片及填料的掛膜周期短，填料的附著性能好，反應器內(nèi)基質(zhì)混合均勻，傳質(zhì)效果良好；反應器內(nèi)溶解氧易于控制，增強了反應器的脫氮性能，且節(jié)省運行成本和能耗。
文檔編號C02F3/08GK103058379SQ20131001886
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權日2013年1月18日
發(fā)明者郭勁松, 朱友利, 方芳, 高紅濤, 周安興, 趙麗君, 劉智萍, 張強 申請人:重慶大學