一種分段進水型多重內循環三相生物流化床的製作方法
2023-04-26 11:10:16 1
專利名稱:一種分段進水型多重內循環三相生物流化床的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種分段進水型多重內循環三相生物流化床，包括溢流堰、出水口、三相分離區、喇叭型導流構件、升流筒、分段進水口、降流筒、沉降區、曝氣設備和放空設備，升流筒設於降流筒內，升流筒的高度大於降流筒的高度，三相分離區設於降流筒的頂部，溢流堰設於三相分離區內，出水口與溢流堰連通，喇叭型導流構件安裝於三相分離區內，升流筒均勻分割成多段升流筒，相鄰的兩段升流筒之間設有環流縫隙，每一段升流筒均設有分段進水口，沉降區設於降流筒的底部，沉降區內設有曝氣設備，放空設備與曝氣設備連接。本實用新型佔地面積小、氧利用率高、啟動壓力小、耗電量小，當進水的汙染物負荷改變時，能夠迅速得到緩衝，可維持良好的降解效果。
【專利說明】一種分段進水型多重內循環三相生物流化床
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種三相生物流化床，更具體地說，特別涉及一種帶有喇叭型導流構件的分段進水型多重內循環三相生物流化床。
【背景技術】
[0002]三相生物流化床以氣體為動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，是一種將傳統活性汙泥法與生物膜法有機結合併引入流態化技術，應用於汙水處理的新型高效生物反應器。
[0003]傳統的三相生物流化床主要由三部分組成:反應區、三相分離區、沉澱區。曝氣裝置設在床體底部，空氣從底部進入。廢水也從底部進入，與載體、空氣在反應區內劇烈的混合、攪動，從而實現傳質和生物降解；固液氣在三相分離區內分離。
[0004]三相生物流化床有以下特性:(I)、巨大的比表面積:採用小粒徑惰性材料作為載體，運行時呈流化狀態；(2)、傳質效果好:載體在床體內處於劇烈運動狀態，氣-液-固界面不斷更新；(3)、生物活性強:載體與載體、空氣、汙水在劇烈摩擦時，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遠不夠，應用時其優勢並沒有完全發揮，尚需解決以下難題:(I)、與其它生物法相比，由於流化床氧傳質與流態化的結合不夠合理，導致供氣量過多，能耗大而影響其推廣應用；(2)、流體和載體的循環阻力較大，且容易出現局部的剪切力過大，造成生物膜的過度脫落，影響處理效果；(3)、處理高濃度有機汙水時，需要較大的高徑比，對啟動壓力要求大，難以實現。
[0006]近年來，國內外開始廣泛關注應用於三相生物流化床反應器的床型結構、內構件、傳質性能分析等方面的設計研宄。多年來，研宄者們對流化床內的導流筒結構、高徑比、內徑比、布水裝置等進行了研宄，推動了流化床工程設計工作的進展。但流化床的結構遠未定型，隨著內循環生物流化床等新型結構的研宄和開發，流化床在外型結構、內構件方面仍有極大的研宄空間。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在於提供一種帶有喇叭型導流構件的分段進水型多重內循環三相生物流化床。
[0008]為了解決以上提出的問題，本實用新型採用的技術方案為:一種分段進水型多重內循環三相生物流化床，包括溢流堰、出水口、三相分離區、喇叭型導流構件、升流筒、分段進水口、降流筒、沉降區、曝氣設備和放空設備，所述升流筒設於降流筒內，所述升流筒的高度大於降流筒的高度，所述三相分離區設於降流筒的頂部，所述溢流堰設於三相分離區內，所述出水口與溢流堰連通，所述喇叭型導流構件安裝於三相分離區內，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有環流縫隙，並且每一段升流筒均設有分段進水口，所述沉降區設於降流筒的底部，所述沉降區內設有曝氣設備，所述放空設備與曝氣設備連接。
[0009]根據本實用新型的一優選實施例:所述相鄰的兩段升流筒之間採用法蘭連接。
[0010]根據本實用新型的一優選實施例:所述三相分離區與降流筒之間採用45°錐形斜板連接。
[0011]根據本實用新型的一優選實施例:所述喇叭型導流構件由導流斜板組成，所述導流斜板為60°。
[0012]根據本實用新型的一優選實施例:所述沉澱區採用斜板結構，斜板結構的斜角為60。。
[0013]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於:本實用新型設置喇叭型導流構件，可通過改變氣液固三相的運動方向來強化反應器多相混合與傳質，同時產生較小的流動阻力以降低操作能耗。升流筒高度略大於降流筒，流體從升流區進入降流區時，流徑變長，流速降低，實現氣液良好的混合和分離，同時減少載體流失。升流筒均勻分割成多段，每段間有一定間距的環流縫隙，各段均設有進水口，汙水分段進入，在環流縫隙間形成多重循環流動，強化了混合，一方面液體在氣流作用下於環縫處形成高速紊流剪切區，把氣泡分散成細小氣泡，增加了其在反應器中的停留時間，增強了氧的傳遞；另一方面，微生物載體、空氣、汙水三相因進行多重循環流動而處於完全混合狀態，能以一定濃度梯度持續被載體吸附和被微生物降解。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實用新型的分段進水型多重內循環三相生物流化床的結構圖。
[0016]附圖標記說明:1、溢流堰，2、出水口，3、三相分離區，4、喇叭型導流構件，5、升流筒，6、分段進水口，7、降流筒、8、沉降區，9、曝氣設備，10、放空設備。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
[0018]參閱圖1所示，本實用新型提供的一種分段進水型多重內循環三相生物流化床，包括溢流堰1、出水口 2、三相分離區3、喇叭型導流構件4、升流筒5、分段進水口 6、降流筒7、沉降區8、曝氣設備9和放空設備10，所述升流筒5設於降流筒7內，所述升流筒5的高度大於降流筒7的高度，所述三相分離區3設於降流筒7的頂部，所述溢流堰I設於三相分離區3內，所述出水口 2與溢流堰I連通，所述喇叭型導流構件4安裝於三相分離區3內，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有環流縫隙，並且每一段升流筒均設有分段進水口 6，所述沉降區8設於降流筒7的底部，所述沉降區8內設有曝氣設備9，所述放空設備10與曝氣設備9連接。
[0019]本實用新型在三相分離區3內(即升流筒5頂端)安裝有喇叭型導流構件4，喇叭型導流構件4由導流斜板組成，導流斜板呈60°，水流和氣體在升流筒5內向上運動，經過喇叭型導流構件4後，水流由豎直流向改為水平流向，進入降流筒7，形成內循環。
[0020]喇叭型導流構件4的工作原理是通過改變氣液固三相的運動方向來強化反應器多相混合與傳質，同時產生較小的流動阻力以降低操作能耗。水流和氣體在升流筒5內向上運動，經過喇叭型導流構件4後，水流由豎直流向改為水平流向，進入降流筒7，形成內循環，喇叭型的結構可以減少水流的流動阻力，保證循環流量，氣體被破碎成小氣泡，一部分逃逸，一部分被卷帶入降流區，大大增加了降流區的氣含率，小氣泡的形成可以提高氧傳遞係數，從而降低曝氣能耗。通過對升流區、降流區的氣含率，氧傳遞係數的測定可知，與不設內構件相比，降流區氣含率增大約6%，氧傳遞係數提高約10%。，且60°傾角的內構件對氣體的阻礙作用最小。
[0021]本實用新型中的升流筒5均勻分割成多段，每段間有一定間距的環流縫隙，各段均設有分段進水口 6。汙水可分段進入，在環流縫隙間形成多重循環流動，強化了混合:一方面液體在氣流作用下於環縫處形成高速紊流剪切區，把氣泡分散成細小氣泡，增加了其在反應器中的停留時間，增強了氧的傳遞；另一方面，微生物載體、空氣、汙水三相因進行多重循環流動而處於完全混合狀態，能以一定濃度梯度持續被載體吸附和被微生物降解。而升流筒5的各段之間採用法蘭連接，方便拆卸和重新組合，可以利用增減分段數來適應不同處理的目的，以保證處理效果，且分段間的環流縫隙的存在，可降低設備過高帶來的啟動壓力，從而降低進水和曝氣能耗。
[0022]本實用新型中的降流筒7與三相分離區3採用45°錐形斜板連接，使流道通暢，避免出現「死區」。而升流筒5的高度略大於降流筒7，流體從升流區進入降流區時，流徑變長，流速降低，實現氣液良好的混合和分離，同時減少載體流失。
[0023]本實用新型中的沉澱區8採用斜板結構，斜角取60°，利於載體浮沉循環，同時有利於排泥和放空。
[0024]本實用新型在採用上述結構後，其優點在於:本實用新型平均有機負荷大，因此佔地面積小；氧利用率高，啟動壓力小，耗電量小；當進水的汙染物負荷改變時，能夠迅速得到緩衝，仍維持良好的降解效果；運行期間，生物膜自然脫落，無需脫膜設備；生物量高，無需回流設備，具有設備少，工藝流程簡單，自動化程度高，控制管理方便等優點。
[0025]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種分段進水型多重內循環三相生物流化床，其特徵在於:包括溢流堰(1)、出水口(2)、三相分離區(3)、喇叭型導流構件⑷、升流筒(5)、分段進水口(6)、降流筒(7)、沉降區(8)、曝氣設備(9)和放空設備(10)，所述升流筒(5)設於降流筒(7)內，所述升流筒(5)的高度大於降流筒(7)的高度，所述三相分離區(3)設於降流筒(7)的頂部，所述溢流堰(I)設於三相分離區⑶內，所述出水口⑵與溢流堰⑴連通，所述喇叭型導流構件⑷安裝於三相分離區(3)內，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有環流縫隙，並且每一段升流筒均設有分段進水口(6)，所述沉降區(8)設於降流筒(7)的底部，所述沉降區(8)內設有曝氣設備(9)，所述放空設備(10)與曝氣設備(9)連接。2.根據權利要求1所述的分段進水型多重內循環三相生物流化床，其特徵在於:所述相鄰的兩段升流筒之間採用法蘭連接。3.根據權利要求1所述的分段進水型多重內循環三相生物流化床，其特徵在於:所述三相分離區(3)與降流筒(7)之間採用45°錐形斜板連接。4.根據權利要求1所述的分段進水型多重內循環三相生物流化床，其特徵在於:所述喇叭型導流構件(4)由導流斜板組成，所述導流斜板為60°。5.根據權利要求1所述的分段進水型多重內循環三相生物流化床，其特徵在於:所述沉降區(8)採用斜板結構，斜板結構的斜角為60°。
【文檔編號】C02F3-02GK204298137SQ201420742685
【發明者】薛英文, 柴琪婉 [申請人]武漢沃特工程技術有限公司, 薛英文