專利名稱：一種用于有機(jī)廢水處理的光流化床反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理裝置，特別涉及一種利用光合細(xì)菌處理有機(jī)廢水的裝置。
背景技術(shù)：
利用光合細(xì)菌凈化高濃度有機(jī)廢水，是廢水生物處理法中的一個(gè)新發(fā)展。它具有有機(jī)物負(fù)荷高、占地面積小、投資廢用少、動(dòng)力消耗低、除氮效果好和耐鹽能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而產(chǎn)生的菌體又有可能作為重要的原料進(jìn)行綜合利用，因此越來越受到人們的重視。光合細(xì)菌是指一大類在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌的總稱，目前用于有機(jī)廢水凈化的光合細(xì)菌主要是紅螺菌科中的紅假單胞菌屬，并且已在人糞尿、家畜糞尿、食品、纖維、皮革、有機(jī)化學(xué)工業(yè)等高負(fù)荷廢水的處理中獲得較高的評(píng)價(jià)。
光合細(xì)菌處理法應(yīng)用成功的關(guān)鍵在于保持處理系統(tǒng)中光合細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)，措施包括① 保證進(jìn)水中有較高的有機(jī)酸濃度；②保持光合細(xì)菌段微好氧條件；③提供適宜的光照；④ 采取固定化技術(shù)(如生物膜反應(yīng)器)可以有效保持反應(yīng)器內(nèi)的光合細(xì)菌濃度。但提高進(jìn)水有機(jī)酸和維持微好氧條件在實(shí)際廢水處理中對(duì)維持光合細(xì)菌優(yōu)勢(shì)的效果往往并不理想，因?yàn)樗鼈兺瑫r(shí)也為硫酸鹽還原菌的生長(zhǎng)提供了有利條件，硫酸鹽還原菌通過產(chǎn)生有毒的硫化氫進(jìn)而抑制光合細(xì)菌的增殖。與其它方法相比，提供光照對(duì)光合細(xì)菌優(yōu)勢(shì)的維持就顯得更加有利，因?yàn)楣庹漳軌蚨ㄏ虼龠M(jìn)光合細(xì)菌的生長(zhǎng)，而對(duì)硫酸鹽還原菌等細(xì)菌幾乎無明顯作用。因此，光照是維持廢水處理系統(tǒng)中光合細(xì)菌優(yōu)勢(shì)最重要的參數(shù)。但要在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)光照必須克服光陰影和光衰減的問題由于光合細(xì)菌具有趨光性，很容易就使光合細(xì)菌集中到反應(yīng)器的受光面并附著在反應(yīng)器壁上，阻礙光線向反應(yīng)器內(nèi)部傳遞；另一方面廢水本身含有的以及細(xì)菌增殖產(chǎn)生的固體懸浮物，也會(huì)引起光線的迅速衰減；此外，在實(shí)際應(yīng)用中廢水處理池的水深、色度等都會(huì)限制光照的應(yīng)用。因此，開發(fā)經(jīng)濟(jì)適用的光合細(xì)菌生物反應(yīng)器，是光合細(xì)菌廢水處理技術(shù)最具應(yīng)用前景的發(fā)展方向之一。公開號(hào)為C擬811274的專利、公開號(hào)為CN1088893以及公開號(hào)為CN1789176的專利分別公開了一種利用光合細(xì)菌處理有機(jī)廢水的裝置，但普遍存在光能利用率較低、處理成本較高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有光合細(xì)菌廢水處理裝置存在的光能利用率較低、處理成本較高的問題，提供一種用于光合細(xì)菌廢水處理的光生物反應(yīng)裝置。它包含進(jìn)水管1、出水管2、曝氣管3、排氣管4、反應(yīng)區(qū)5、沉淀區(qū)6、前透明壁7、后反光壁8、反光擋板9、填料10、光源11。 其特征在于裝置包括反應(yīng)器主體廣10以及設(shè)置在反應(yīng)器主體外側(cè)的白熾燈光源11兩部分。反應(yīng)器主體分為反應(yīng)區(qū)5和沉淀區(qū)6，反應(yīng)區(qū)5和沉淀區(qū)6之間由反光擋板9分隔，僅底部連通；反應(yīng)區(qū)5上部設(shè)進(jìn)水管1，沉淀區(qū)6上部設(shè)出水管2 ；曝氣管3和排氣管4分別位于反應(yīng)區(qū)的底部和頂部，曝氣管3與反應(yīng)區(qū)內(nèi)液相連通，排氣管4與反應(yīng)區(qū)上部空間氣相連通；反應(yīng)區(qū)液相內(nèi)填充內(nèi)部生長(zhǎng)微生物的填料10 ；光線透過前透明壁7 —部分照射在生物填料10上，另外一部分透過反應(yīng)區(qū)5到達(dá)后反光壁8和反光擋板9，被反光壁8和反光擋板 9反射回反應(yīng)區(qū)5。在反應(yīng)器主體外側(cè)水平位置設(shè)置光源11，反應(yīng)器主體前透明壁7由透明材料組成；反應(yīng)器主體后反光壁8和反光擋板9涂布反光材料。反應(yīng)區(qū)內(nèi)的填料10流化運(yùn)動(dòng)對(duì)反應(yīng)器的前透明壁7，后反光壁8和反光擋板9具有刮壁作用，防止反應(yīng)器內(nèi)壁形成生物膜。 所述的填料10的比重略小于1，填料10填充比為55%，光合細(xì)菌和其它微生物在填料內(nèi)部生長(zhǎng)形成生物膜。本發(fā)明的有益效果是
(1)生物填料在反應(yīng)器中的流化對(duì)反應(yīng)器內(nèi)壁起到刮壁作用，防止反應(yīng)器內(nèi)壁上光生物膜的形成，有利于光線向反應(yīng)器內(nèi)部傳遞，克服光陰影問題；
(2)光合細(xì)菌與其它微生物一起以生物膜的形式附著于盤片上，避免了菌體流失，與傳統(tǒng)的光合細(xì)菌工藝相比，本工藝不需要菌體收集和菌體回流，降低了光合細(xì)菌廢水處理工藝的復(fù)雜性和處理成本；
(3)本裝置采用的是生物膜工藝，與傳統(tǒng)的懸浮生長(zhǎng)的光合細(xì)菌工藝相比，裝置內(nèi)廢水固體懸浮物濃度極低，能有效降低懸浮固體所引起的光衰減，降低工藝能耗，且本裝置內(nèi)的總生物量濃度高，有利于提高廢水處理的效果；
(4)本裝置的曝氣具有使生物膜受光均勻、填料刮壁和維持反應(yīng)器內(nèi)微好氧環(huán)境的三重作用，但曝氣量遠(yuǎn)小于常規(guī)流化床，耗能較少；
(5)本發(fā)明的工作環(huán)境的氣、液、固三相混合均勻，有利于光合細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收和代謝廢物的排放，生長(zhǎng)條件較好。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的剖視圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1、圖2，本實(shí)施方式由進(jìn)水管1、出水管2、曝氣管3、排氣管4、反應(yīng)區(qū)5、沉淀區(qū)6、前透明壁7、后反光壁8、反光擋板9、填料10、光源11組成，裝置包括反應(yīng)器主體 Γ10以及設(shè)置在反應(yīng)器主體外側(cè)的白熾燈光源11兩部分。反應(yīng)器主體分為反應(yīng)區(qū)5和沉淀區(qū)6，反應(yīng)區(qū)5和沉淀區(qū)6之間由反光擋板9分隔，僅底部連通；反應(yīng)區(qū)5上部設(shè)進(jìn)水管 1，沉淀區(qū)6上部設(shè)出水管2 ；曝氣管3和排氣管4分別位于反應(yīng)區(qū)的底部和頂部，曝氣管3 與反應(yīng)區(qū)內(nèi)液相連通，排氣管4與反應(yīng)區(qū)上部空間氣相連通；反應(yīng)區(qū)液相內(nèi)填充內(nèi)部生長(zhǎng)微生物的填料10 ；光線透過前透明壁7 —部分照射在生物填料10上，另外一部分透過反應(yīng)區(qū)5到達(dá)后反光壁8和反光擋板9，被反光壁8和反光擋板9反射回反應(yīng)區(qū)5。處理后的廢水由反光擋板9底部進(jìn)入沉淀區(qū)6，上清液經(jīng)出水管2排出，氣體經(jīng)反應(yīng)區(qū)5頂部的排氣管 4排出，填料10經(jīng)反光擋板9攔截阻滯后重新進(jìn)行循環(huán)流化運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)氣液固三相分
1 O工作原理將光合細(xì)菌和其它微生物以生物膜的形式附著在生物填料10中，需要處理的有機(jī)廢水經(jīng)進(jìn)水管1注入反應(yīng)區(qū)5內(nèi)，空氣從曝氣管3中高速噴入，并被破碎成無數(shù)細(xì)小氣泡，使空氣中的氧很快擴(kuò)散到污水中，迅速被微生物利用。由于氣體噴射力和氣泡上浮的推動(dòng)作用，使得填料10由下而上的運(yùn)動(dòng)；又由于重力的作用，已上升的填料10由上而下沉降，使得整個(gè)反應(yīng)區(qū)5內(nèi)的填料10呈現(xiàn)環(huán)狀流態(tài)化現(xiàn)象。光線透過前透明壁7照射進(jìn)反應(yīng)區(qū)5，當(dāng)填料10中的光合細(xì)菌被光源11 (或后反光壁8及反光擋板9反射)的光線照射到時(shí)，光合細(xì)菌以光能為能源，以廢水中的有機(jī)酸等小分子為碳源進(jìn)行生長(zhǎng)代謝，完成廢水中有機(jī)物的去除；當(dāng)填料10中的光合細(xì)菌轉(zhuǎn)入被遮擋的無光環(huán)境中時(shí)，光合細(xì)菌可利用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行化能異養(yǎng)代謝，同樣可以完成廢水中有機(jī)質(zhì)的去除。本發(fā)明的光源11 可以采用白熾燈或戶外自然光照進(jìn)行光生物反應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)條件如下照明設(shè)備采用1盞40 W的白熾燈、流化床生物填料填充比為55%， HRT控制10 h，溶解氧控制為1 mg/L，反應(yīng)器進(jìn)水的染料濃度為200 mg/L、C0D為2000 mg/ L0實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示色度去除率達(dá)到96%，COD去除率達(dá)到99%。
權(quán)利要求
1.一種用于有機(jī)廢水處理的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于包括反應(yīng)器主體以及設(shè)置在反應(yīng)器主體外側(cè)的白熾燈光源(11)，反應(yīng)器主體包含進(jìn)水管(1)、出水管(2)、曝氣管 (3)、排氣管(4)、反應(yīng)區(qū)(5)、沉淀區(qū)(6)、前透明壁(7)、后反光壁(8)、反光擋板(9)、填料 (10)，反應(yīng)器主體分為反應(yīng)區(qū)(5)和沉淀區(qū)(6)，反應(yīng)區(qū)(5)和沉淀區(qū)(6)之間由反光擋板 (9)分隔，僅底部連通；反應(yīng)區(qū)(5)上部設(shè)進(jìn)水管(1)，沉淀區(qū)(6)上部設(shè)出水管(2);曝氣管(3)和排氣管(4)分別位于反應(yīng)區(qū)的底部和頂部，曝氣管(3)與反應(yīng)區(qū)內(nèi)液相連通，排氣管(4)與反應(yīng)區(qū)上部空間氣相連通；反應(yīng)區(qū)液相內(nèi)填充內(nèi)部生長(zhǎng)微生物的填料(10)；光線透過前透明壁(7) —部分照射在生物填料(10)上，另外一部分透過反應(yīng)區(qū)(5)到達(dá)后反光壁 (8)和反光擋板(9)，被反光壁(8)和反光擋板(9)反射回反應(yīng)區(qū)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)廢水處理的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于在反應(yīng)器主體外側(cè)水平位置設(shè)置光源(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)廢水處理的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于反應(yīng)器主體前透明壁(7)由透明材料組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)廢水處理的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于反應(yīng)器主體后反光壁(8 )和反光擋板(9 )涂布反光材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)廢水處理的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于反應(yīng)區(qū)內(nèi)的填料(10)流化運(yùn)動(dòng)對(duì)反應(yīng)器的前透明壁(7)，后反光壁(8)和反光擋板(9)具有刮壁作用，防止反應(yīng)器內(nèi)壁形成生物膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)廢水處理的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于所述的填料(10)的比重略小于1，填料10填充比為55%，光合細(xì)菌和其它微生物在填料內(nèi)部生長(zhǎng)形成生物膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)廢水處理的光生物反應(yīng)裝置，其特征在于所述反應(yīng)區(qū)(5)和沉淀區(qū)(6)的連通處設(shè)有反光擋板(9)，反應(yīng)區(qū)(5)和沉淀區(qū)(6)通過擋板底部連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于有機(jī)廢水處理的光生物反應(yīng)裝置，它是一種利用光合細(xì)菌處理有機(jī)廢水的裝置，能解決現(xiàn)有光合細(xì)菌廢水處理技術(shù)存在的光合細(xì)菌生長(zhǎng)條件較差、處理成本較高、光能利用率較低的問題。本發(fā)明裝置由流化床反應(yīng)器主體以及設(shè)置在反應(yīng)器外側(cè)的光源兩部分組成。光線可透過前透明壁直接照射在填料內(nèi)的生物膜上，剩余的光線透過反應(yīng)區(qū)后經(jīng)反光壁和反光擋板，反射回反應(yīng)區(qū)。生物填料在反應(yīng)器中的流化對(duì)反應(yīng)器內(nèi)壁起到刮壁作用，防止反應(yīng)器內(nèi)壁上光生物膜的形成，有利于光線向反應(yīng)器內(nèi)部傳遞，克服光陰影問題。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，能夠取得較高的光能利用率，節(jié)省能耗，同時(shí)處理工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。
文檔編號(hào)C02F3/08GK102417241SQ20111032422
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者王興祖 申請(qǐng)人:沈陽建筑大學(xué)