一种吸附降解再生流化床

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种吸附降解再生流化床。

背景技术

生物流化床技术是一种新型的生物膜法工艺，其载体在流化床内呈流化状态，使固(生物膜)、液(废水)、气(空气)三相之间得到充分接触，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段。该技术使生化池各处理段保持高浓度的生物量，传质效率极高，从而使废水的基质降解速度快，水力停留时间短，运转负荷比一般活性污泥法高5～10倍，同时耐冲击负荷能力强。好氧生物流化床是以微粒状填料如砂、焦炭、活性炭、玻璃珠、多孔球等作为微生物载体，以一定流速将空气或纯氧通入床内，使载体处于流化状态，通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，从而达到对废水中污染物的去除。图2是当前行业推崇的三相生物流化床结构图，它集充氧、脱膜、固液分离和载体回流为一体，具有结构简单、操作方便、占地少等特点。待处理废水和有氧气体自床底进入流化区，中心设导流管强制流化，管内外流向相反，导流管中心流速远大于管外流速，在中心导流管内，混合液自下而上固(生物膜)、液(废水)、气(空气)三相之间充分接触，颗粒间剧烈碰撞，不仅将废水中的有机物降解为无机物，而且具有脱膜功能。流化床上部设沉淀区，进行固液分离，澄清水溢流排出。载体密度大，重力回流到流化区。这种三相生物流化床对于处理一般有机物废水是十分高效实用的，但当来水为有毒有害有机物废水(如含酚含苯含腈废水)以及瞬时来水污染物浓度远高于设计浓度的工业有机废水时，由于有毒有机物对微生物系统的破坏以及高污染物浓度对正常生物系统的冲击，三相生物流化床将面临生物系统崩溃、系统不能工作的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种吸附降解再生流化床，以解决上述背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种吸附降解再生流化床，包括：

罐体，在罐体内部从上到下依次分布有流化降解再生区、载体吸附区以及载体聚集区，在罐体侧壁连通有进气管道；

旋转配水装置，包括旋转体、配水中心筒以及配水管，所述旋转体可旋转地设于所述罐体内，所述配水中心筒设在旋转体上，用以提供均布到载体吸附区所述配水管的水；

脱模筒体，设于所述罐体内，其上端为开口结构，下端为封闭结构；

循环模块，设于罐体外侧，所述循环模块具有循环管道，所述循环管道的两端分别连接配水中心筒以及载体聚集区；

沉淀区，所述沉淀区设于罐体内的上端，并与所述流化降解再生区连通，其中，在罐体的侧壁上还设有溢流出水口以便沉淀区的上端沉淀清水排出，该沉淀区的中端设有与罐体连通的沉淀进水口，该沉淀区下端还设有载体回流口。

优选的，所述载体吸附区的截面直径大于载体聚集区的截面直径。

优选的，所述载体吸附区的底面沿罐体外向罐体内向下延伸设置。

优选的，还包括导料板，该导料板的下侧面与所述载体吸附区的底面相贴，且上端与所述配水管固定连接。

优选的，所述配水管在罐体内为水平横向设置。

优选的，所述旋转体包括转轴以及设置在罐体外侧的电机，所述电机与所述转轴驱动连接，所述转轴下端延伸至载体吸附区内并与配水中心筒固定连接，且所述脱模筒体套设在所述转轴外侧。

优选的，所述循环模块还包括泵体，所述泵体设于循环管道的中间。

优选的，进气管道至少包括两个分管道，其中一分管道连通到罐体内部，另外一分管道连通泵体与配水中心筒连通的管道。

优选的，所述沉淀区至少设置有两个，且以罐体的轴线对称分布。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、吸附区增设在流化区底部，保留了现行三相生物流化床原有特色功能，增加的吸附功能较好地解决了有毒有机物废水和来水污染物浓度的巨大波动对流化床生物系统的冲击破坏。使吸附降解再生流化床具有处理有毒有害有机废水达标排放能力。从而增强了流化床工艺的处理能力，拓宽了该工艺的使用范围。

2、底部增设的吸附区、载体聚集区以及循环模块，能将长满生物膜的载体和吸附饱和的载体及时推送至中心脱模筒体内和流化降解再生区进行脱膜以及将载体吸附的有机物降解，从而使载体吸附量得以再生，维持床內载体的高生物活性和充裕的吸附量。这不仅利用了载体为微生物提供的附着面和对有机物的吸附量，而且保持了载体的循环再生利用。极大地降低了流化床载体运行费用。

3、旋转配水装置的设置可以使得污水能够与载体区内的载体进行充分结合反应，提高吸附降解效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为以前传统的生物流化床的结构示意图。

图中，1-罐体，2-流化降解再生区，3-载体吸附区，4-载体聚集区，5-进气管道，6-旋转配水装置，61-旋转体，611-转轴，612-电机，62-配水中心筒，63-配水管，7-脱模筒体，8-循环模块，81-循环管道，82-泵体，9-沉淀区，901-沉淀进水口，902-溢流出水口，903- 载体回流口，10-导料板，11-进水管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

传统的三相生物流化床对于处理一般有机物废水是十分高效实用的，但当来水为有毒有害有机物废水(如含酚含苯含腈废水)以及瞬时来水污染物浓度远高于设计浓度的工业有机废水时，由于有毒有机物对微生物系统的破坏以及高污染物浓度对正常生物系统的冲击，三相生物流化床将面临生物系统崩溃、系统不能工作的风险。

鉴于此，本发明提供一种吸附降解再生流化床，请参阅图1，为发明提供的吸附降解再生流化床的具体实施例。

本发明的目的在于，为解决现行三相生物流化床工艺在处理有毒有害有机物废水以及进水瞬时有机物浓度远高于系统设计浓度时，流化床生物系统不受影响仍能保持正常降解功能，提出一种吸附与好氧降解再生相结合的流化床工艺，完成对有毒有害有机物废水的处理，提高流化床工艺对进水有机污染物浓度波动的适应能力。

一种吸附降解再生流化床，包括罐体1、旋转配水装置6、脱模筒体7、循环模块8以及沉淀区9，罐体1可以采用圆筒状或者柱状，只要起到能够容纳作用即可，在本发明中，优选的罐体1结构为圆筒状，在罐体1内部从上到下依次分布有流化降解再生区2、载体吸附区3以及载体聚集区4，流化降解再生区2、载体吸附区3以及载体聚集区4是连通的，在流化降解再生区2、载体吸附区3以及载体聚集区4内填充有载体，载体采用对有毒有机物有吸附量的细小颗粒，可通过市场在售产品购买，在罐体1侧壁连通有进气管道5，通过进气管道5可以引入空气或者氧气，空气或氧气可以使得载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物，从而达到对废水中污染物的去除；

一实施例中，旋转配水装置6设于罐体1内，包括旋转体61、配水中心筒62以及配水管63，所述旋转体61可旋转地设于所述罐体1内，所述配水中心筒62设置在旋转体61旋转轴611线的延伸端，而配水管63与配水中心筒62的是固定连接的，当旋转体61转动时，整个配水中心筒62和配水管63都是相对转动的，配水中心筒62与配水管63连通，用以提供均布到载体区所述配水管63的进水，在本发明中，配水中心筒62需要通过一进水管道11 与外界的污水连通，因此配水中心筒62需要和该水管转动连接，以便当配水中心筒62转动时，该水管并不转动，通过旋转体61带动配水中心筒62和配水管63的转动的方式，可以使得引入的污水可以均匀的分布到载体吸附区3内并充分与载体结合反应。

脱模筒体7，可以理解的是，并不是脱模筒体7一种选择，还可以旋转别的形状，例如柱体或者锥体，只要起到相同功能的即可，从实际设计与生产角度考虑，本实施例中选取脱模筒体7结构，设于所述罐体1内，筒体分内环和外环，内外环间上端为开口结构，下端为封闭结构，并可以通过悬挂装置悬挂在流化降解再生区2内，脱模筒体7内部的功能区为中心高速流化脱膜区。

在脱模筒体7内外筒管内，混合液自下而上固(生物膜)、液(废水)、气(空气)三相之间充分接触，颗粒间剧烈碰撞，不仅将废水中的有机物降解为无机物，而且颗粒表面老化生物膜得以摩擦剥离脱落。

循环模块8，设于罐体1外侧，所述循环模块8具有循环管道81，所述循环管道81的两端分别连接脱模筒体7以及载体聚集区4，在反应过后的载体由于旋转体61、配水中心筒62 以及水管的作用，使得反应后的载体通过载体聚集区4以及循环管道81进入到脱模筒体7内，具体可以参见图，通过循环作用，可以使得由于流化区内微生物对混合液中有机物降解作用，附着在载体表面生物膜得以快速繁殖增长。长满生物膜的载体比重增加后跌入流化区下的载体吸附区3顶部，经旋转体61作用分批次推送到底部载体聚集区4。经循环管道81送入床上部中心高速流化脱膜区脱膜，脱膜后流入脱模筒外部流化降解再生区2降解吸附于载体内的有机物而使载体的吸附量得以恢复再生，完成载体在载体吸附区3、载体聚集区4、高速流化脱膜区和流化降解再生区2间循环；以及，

沉淀区9，所述沉淀区9设于罐体1内的上端，参见图，并与所述流化降解再生区2连通，其中，在罐体1的侧壁中端设有沉淀进水口901，上端还设有溢流出水口902以便沉淀区9的上端沉淀清水排出，该沉淀区9下端还设有载体回流口903。

混合液在反应后经过流化降解再生区2，通过沉淀进水口901进入到顶部的沉淀区9内，在沉淀区9内进行固液分离，澄清达标的水通过溢流出水口902排出到罐体1外，而密度较大的载体在重力作用下又通过载体回流口903进入到流化降解再生区2，脱膜后流入外部流化降解再生区2降解吸附于载体内的有机物而使载体的吸附量得以恢复再生。

在一实施例中，参见图，载体吸附区3和载体聚集区4为连通的，所述载体吸附区3设于载体聚集区4的上端，在载体吸附区3和载体聚集区4都放置载体颗粒，且所述载体吸附区3的截面直径大于载体聚集区4的截面直径，此设计可以使得反应后的载体颗粒在重力以及旋转体61作用下进入到载体聚集区4内，而循环模块8的循环作用也是通过载体聚集区4内的载体运载到脱模筒体7内实现的。

在上一实施例基础，所述载体吸附区3的底面沿罐体1外向罐体1内向下延伸设置，参见图，载体吸附区3的底面延伸端与载体聚集区4的上端连通在一起，此时载体吸附区3的底面与载体聚集区4的截面呈一倒立圆台状，此设计便于在旋转体61的作用下将载体吸附区 3上层的载体运输到载体吸附区3的底部进而运输到载体聚集区4内。

进一步地，还包括导料板10，该导料板10的下侧面与所述载体吸附区3的底面相贴，且上端与所述配水管63固定连接。

结合图，导料板10具有第一端和第二端，第一端延伸到载体吸附区3底面的下端即靠近载体聚集区4上端的开口，另一端延伸到载体吸附区3底面的上端即靠近罐体1内侧壁，因此当旋转体61转动时，导料板10的下侧面可以很好地将载体吸附区3上端的载体颗粒运输到吸附区下端进而运输到载体聚集区4。

可以理解的是，导料板10的数目至少设置有一个，也可以根据实际情况对称设置有二个、四个，但是从实际生产工艺角度以及匀料效率考虑，在发明中导料板10的数目设置有两个，且以配水中心筒62为中心对称分布。

在另一实施例中，所述配水管63在罐体1内为水平横向设置，配水管63的数目也可以根据实际情况设置，可以对称为两个、四个不等，在此不做具体的数目限制，在配水管63上开有若干孔洞，以便污水排出，需要理解的是，在配水管63上的开孔应当朝向罐体1的上端，以便与载体进行充分接触。

进一步地，所述旋转体61包括转轴611以及设置在罐体1外侧的电机612，所述电机612 与所述转轴611驱动连接，所述转轴611下端延伸至载体吸附区3内并与配水中心筒62固定连接，且所述脱模筒体7套设在所述转轴611外侧。

电机612设置在罐体1上端，转轴611设置在罐体1的轴线上，参见图，转轴611的下端延伸至载体区内，而配水中心筒62设置在载体吸附区3内，使得配水管63上排出的水可以直接和载体接触。

在一实施例中，所述循环模块8还包括泵体82，所述泵体82设于循环管道81的中间，通过泵体82的设置，可以将载体区内的载体快速输送到脱模筒体7内，完成快速脱膜，在本实施例中，泵体82采用市场在售产品。

参见图，进气管道5至少包括两个分管道，实际上，也可以设置有三个分管道、四个分管道甚至更多数目的管道，为了贴合实际生产，在本发明的实施例中，只设置有两个进气管道5，其中一分管道连通到罐体1内部，另外一分管道连通泵体82与脱模筒体7连通的管道，其中通往脱模筒体7内的管道作用是加速载体颗粒物间碰撞摩擦概率与力度，在分解筒內有机物的同时加速载体表面老龄生物膜的剥离。

在进一步地实施例中，所述沉淀区9至少设置有两个，且以罐体1的轴线对称分布，也可以理解的是，沉淀区9的数目也可以设置有三个、四个，也可以直接设置为一个绕罐体1内环状设置的沉淀区9，可以根据实际情况设置。

本发明设计的吸附降解再生流化床处理有毒有机废水工艺流程和工作机理如下：

待处理废水自床下部载体吸附区3进入，基于载体颗粒对有机物的吸附，废水中的有机物被载体颗粒吸附而滞留在载体上，经载体收集设备推送到底部载体聚集区4；废水中有毒有机物浓度急剧下降。在进水压的作用低浓度有毒有机物废水由下往上进入流化降解再生区 2。在有氧条件下由于流化区内高浓度、高活性生物群体作用，不但抵住有毒有害有机废水冲击，而且将来水中和吸附在载体上的有机物通过好氧微生物作用，完全降解为无机物。混合液进入顶部沉淀区9进行固液分离，澄清达标出水溢流排出流化床，而密度较大的载体在重力作用下又回流到流化降解再生区2，由于流化降解再生区2内微生物对混合液中有机物降解作用，附着在载体表面生物膜得以快速繁殖增长。长满生物膜的载体比重增加后跌入流化区下的吸附区顶部，经载体收集设备，即导料板10的作用，分批次推送到底部载体聚集区4。经载体再生循环泵送入床上部中心高速流化脱膜区脱膜，脱膜后流入外部流化降解再生区2 降解吸附于载体内的有机物而使载体的吸附量得以恢复再生，完成载体在吸附区、高速流化脱膜区和流化降解再生区2间循环。

本发明具有以下特点：

1载体采用对有毒有机物有吸附量的细小颗粒。

2吸附区增设在流化区底部，保留了现行三相生物流化床原有特色功能，增加的吸附功能较好地解决了有毒有机物废水和来水污染物浓度的巨大波动对流化床生物系统的冲击破坏。使吸附降解再生流化床具有处理有毒有害有机废水达标排放能力。从而增强了流化床工艺的处理能力，拓宽了该工艺的使用范围。

3底部增设的载体收集设备和载体再生循环泵，能将长满生物膜的载体和吸附饱和的载体及时推送至高速流化脱膜区和流化降解再生区2进行脱膜、有机物降解再生，维持床內载体的高生物活性和充裕的吸附量。这不仅利用了载体为微生物提供的附着面和对有机物的吸附量，而且保持了载体的循环再生利用。极大地降低了流化床载体运行费用。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。