三相流態化藻類光生物反應器的製作方法
2023-06-08 12:08:06
專利名稱：三相流態化藻類光生物反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光生物反應器，尤其是一種用於處理高濃度有機廢水及生產藻類水 生植物的新型光生物反應器。
背景技術：
80年代以來，人們廣泛開展各種密閉式藻類光生物反應器的研究，以期實現藻體的高產 率和廢水處理的高效率，以及實現過程的易監測和易控制，其研究開發的封閉式光生物反應 器主要有管道式和板箱式兩種。如國內華南理工大學郭祀遠等對微藻的生長進行研究，開發 了管道氣升式磁處理光生物反應器微藻生產系統及監控方法；青島海洋大學開發了新型光生 物反應器對巴甫藻、小球藻、金藻等的養殖進行了研究。除了大量使用光生物反應器進行藻 類培養的研究外，開發藻類光反應器進行汙水的處理研究也有報導。李川、古國榜等採用三 相內循環式流化床光反應器和固定床生物反應器耦合處理4-氯酚(4-CP)廢水，取得了較高的 處理率；吳旭琲等開發了高流光生物反應器，應用於汙水的處理，也取得了很好的效果。目前，利用藻類較大規模處理高濃度有機廢水和工業化生產藻體主要採用開放式潛水道 設施。較小型的系統其水道面積就達1000~5000m2、深20 30cm。其缺點首先是佔地面積大， 在土地緊缺的地區(如珠三角地區)不宜推廣；其次這種處理方式以自然光為光源，受到季節 性、地域性、晝夜性的限制。至今封閉式光生物反應器的商業產品很少，而且所開發的這些 反應器普遍存在(l)面積體積比和受光面積小，光能利用率低；(2)光生物反應器結構複雜， 流動行為不易監測和控制；(3)混合、傳質較差，導致溫度、營養及藻菌分布不均；(4)大多 為間歇操作，很難達到大規模處理要求；(5)操作、控制及放大困難等問題。發明內容本實用新型的目的在於針對現有的光生物反應器存在的上述種種不足，提供一種新型的 用於處理高濃度有機廢水的三相流態化光生物反應器。本實用新型的目的是這樣實現的 一種三相流態化藻類光生物反應器，包括一個反應筒 體，以及設置在筒體內的光照裝置，所述的筒體為內外兩層的雙筒體結構，光照裝置設置在 內筒體內部，內、外筒體之間形成反應區；反應筒體的底部設置有進氣口，外筒體的底部設 置有進水口，上部為一個擴大區，擴大區外設置有集水槽，集水槽的一端連接藻體收集罐， 另一端設置出水口。優選的是，所述的反應區內設置有溫度探測器，溫度探測器與外接的測試裝置相連接。 優選的是，所述的外筒體上還附加設置有一個外接光照裝置。優選的是，所述的外筒體擴大區的開口處被篩網分割成兩部分，其中一部分為一個鋸齒 狀的出水堰。優選的是，所述的集水槽的底部具有坡度，偏向出水口的一側低，偏向收集罐的一側高。優選的是，所述的反應筒體底部進氣口部位設置為錐臺形狀，且設置有一個氣體分布裝 置。所述的氣體分布裝置包括一個氣體分布板和一個氣體分布器，氣體分布板為一個中央帶 有通孔的圓形板，氣體分布器為一個圓錐，圓錐的底部恰好可放置在氣體分布板的中央通孔 內，圓錐的尖部正對進氣口。優選的是，所述的進水口的進水通道上設置有進水採樣口和流量計，出水口的通道上設 置有出水採樣口，進氣口的空氣通過風機鼓入，且風路上設置氣體流量計。本實用新型的有益效果是能有效處理食品廢水、釀造廢水、製糖廢水等高濃度有機廢 水，具有傳質效率高、易實現大規模處理和連續操作等特點，更好實現廢水、藻體、空氣充 分接觸，提高光能利用效率，同時實現藻體的回收利用。
圖1為本實用新型具體實施例的結構示意圖；圖2為本實用新型具體實施例氣體分布板的結構示意圖；圖3為本實用新型具體實施例安裝有氣體分布器的氣體分布板的結構示意圖； 圖4為本實用新型具體實施例的工作原理示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示的本實用新型的具體實施例， 一種三相流態化藻類光生物反應器，包 括一個反應筒體，以及設置在筒體內的光照裝置15，所述的筒體上為內、外兩層的雙筒體結 構，光照裝置15設置在內筒體6內部，內、外筒體之間形成反應區8;反應筒體的底部設置 有進氣口 1，外筒體7的底部設置有進水口 3，上部為一個擴大區10，擴大區外設置有集水 槽ll，集水槽ll的一端連接藻體收集罐13，另一端設置出水口18。所述的反應區8內設置 有溫度探測器9，溫度探測器9與外接的測試裝置14相連接。所述的外筒體7上還附加設置 有一個外接光照裝置15'。所述的外筒體擴大區10的開口處被篩網16分割成兩部分，其中 一部分為一個鋸齒狀的出水堰17。所述的集水槽11的底部具有坡度，偏向出水口 18的一側 低，偏向收集罐13的一側高。所述的反應筒體底部進氣口 l部位設置為錐臺形狀，且設置有 一個氣體分布裝置2。所述的氣體分布裝置包括一個氣體分布板23和一個氣體分布器22，氣 體分布板23為一個中央帶有通孔的圓形板，氣體分布器22為一個圓錐，圓錐的底部恰好可 放置在氣體分布板23的中央通孔內，圓錐的尖部正對進氣口l。所述的進水口3的進水通道 上設置有進水採樣口 5和流量計4，出水口 18的通道上設置有出水採樣口 19，進氣口 1的空 氣通過風機20鼓入，且風路上設置氣體流量計21。如圖4所示，使用時廢液先進入調節池進行預處理後，由泵引入反應器。反應區內光照 裝置的照射下，空氣、廢液、螺旋藻充分接觸，接近全混流，營養、溫度分布平均，為藻體 提供良好的環境。廢水中的有機物在反應區8內為藻體降解、吸收而淨化，經處理後的水由 反應器上部排出。反應器的進水口、出水口設有旁路採樣口，利於取樣檢測水質指標，監控 廢水處理的全過程。以平均停留時間約0.5h、氣體流速500 8000m/s、進水流量平均2m7h、接種培養73小 時、環境溫度條件下，運行穩定後進行現場試驗測試，測試結果表明，在一定的液體流速下， 無論是C0D和B0D，還是> 14+^和？043-- 的去除率均隨氣體流速的增大而增大，尤其在氣 速較小時，去除率隨氣體流速的增加更加明顯；當氣速增加到一定值後，去除率的增加就變 得緩慢。三相流態化藻類光生物反應器系統對C0D、 B0D、 NH4+-N和P043--P都有很好的去除 效果，特別是0)0和^1 +->^在本試驗條件下，0)0的去除率達到97%以上(97.0%~98.6%)， NH4+-N的去除率達到90%左右(88.6%~92. 3%);對B0D和P043—-P的去除也達到較好的效果， 分別為1.6%~90.8%和59.8%~67.5%。
權利要求1.一種三相流態化藻類光生物反應器，其特徵在於包括一個反應筒體，以及設置在筒體內的光照裝置，所述的筒體為內外兩層的雙筒體結構，光照裝置設置在內筒體內部，內、外筒體之間形成反應區；反應筒體的底部設置有進氣口，外筒體的底部設置有進水口，上部為一個擴大區，擴大區設置有集水槽，集水槽的一端連接藻體收集罐，另一端設置出水口。
2. 如權利要求1所述的三相流態化藻類光生物反應器，其特徵在於所述的反應區內設置 有溫度探測器，溫度探測器與外接的測試裝置相連接。
3. 如權利要求1所述的三相流態化藻類光生物反應器，其特徵在於所述的外筒體上還附 加設置有一個外接光照裝置。
4. 如權利要求1所述的三相流態化藻類光生物反應器，其特徵在於所述的外筒體擴大區 的開口處被篩網分割成兩部分，其中一部分為一個鋸齒狀的出水堰。
5. 如權利要求1所述的三相流態化藻類光生物反應器，其特徵在於所述的集水槽的底部 具有坡度，偏向出水口的一側低，偏向收集罐的一側高。
6. 如權利要求1所述的三相流態化藻類光生物反應器，其特徵在於所述的反應筒體底部 進氣口部位設置為錐臺形狀，且設置有一個氣體分布裝置。
7. 如權利要求6所述的三相流態化藻類光生物反應器，其特徵在於所述的氣體分布裝置 包括一個氣體分布板和一個氣體分布器，氣體分布板為一個中央帶有通孔的圓形板，氣 體分布器為一個圓錐，圓錐的底部恰好可放置在氣體分布板的中央通孔內，圓錐的尖部 正對進氣口。
8. 如權利要求1所述的三相流態化藻類光生物反應器，其特徵在於所述的進水口的進水 通道上設置有進水採樣口和流量計，出水口的通道上設置有出水採樣口，進氣口的空氣 通過風機鼓入，且風路上設置氣體流量計。
專利摘要本實用新型涉及一種三相流態化藻類光生物反應器，包括一個反應筒體，以及設置在筒體內的光照裝置，所述的筒體為內外兩層的雙筒體結構，光照裝置設置在內筒體內部，內、外筒體之間形成反應區；反應筒體的底部設置有進氣口，外筒體的底部設置有進水口，上部為一個擴大區，擴大區外設置有集水槽，集水槽的一端連接藻體收集罐，另一端設置出水口。該反應器能有效處理食品廢水、釀造廢水、製糖廢水等高濃度有機廢水，具有傳質效率高、易實現大規模處理和連續操作等特點，更好實現廢水、藻體、空氣充分接觸，提高光能利用效率，同時實現藻體的回收利用。
文檔編號C12M1/00GK201027184SQ200720005378
公開日2008年2月27日 申請日期2007年3月2日 優先權日2007年3月2日
發明者聰 廖, 廖衛中, 張小平, 李雨軒, 肖賢凱, 肖賢聲 申請人:廣州市金潤環保科技有限公司;華南理工大學