[发明专利]外循环三相生物流化床水处理技术与设备

说明书

本发明涉及一种环境工程中的废水处理技术，尤其涉及一种外循环三相生物流化床废水处理技术与设备。

二十世纪七十年代，人们成功地将流化床技术应用于废水生物处理领域。固体颗粒流态化技术是二十世纪四十年代发展起来的一门工业化技术，它通过改善固体颗粒与流体之间的接触，大大加快了反应器内的传热、传质速率。在废水生物处理过程中，废水从床层底部(上行床)或顶部(下行床)以超过一定流速进入流化床(好氧流化床中同时通入空气)，固体颗粒即开始流化，微生物包覆生长于处于流化状态的颗粒(载体)上，形成生物膜。在剧烈运动颗粒、流体的扰动下，床内固(生物膜)、液(废水)、气(好氧流化床中的空气)多相之间得到充分接触，同时颗粒表面的生物膜也不断更新，因而，颗粒表面的微生物始终处于旺盛生长阶段，使得生物流化床处理效率比普通的废水处理技术高的多。

目前用于工业废水和生活污水处理的流态化技术主要有两类：

1．普通流态化技术。

普通流化床反应器中随着载体表面生物膜不断增厚，整个生物载体的比重减小，由此导致载体大量流失。为解决这一问题，大多采用专门设计的机械脱膜装置，从而使得处理流程复杂化。并且由于对水、气均布要求严格，使得床层底部结构复杂，流化启动困难，放大效应严重，该技术已被内循环三相流化床技术取代。

2．内循环三相流化床。

现有技术内循环三相流化床的结构如图1所示，由一外筒1和在外筒1内设置一导流筒(内筒2)构成，该技术的关键在于利用流化床顶部三相分离器来控制载体的流失，并且利用内循环三相流化床内设的导流筒，通过载体循环，实现强化传质，提高氧气利用率的。但是内循环三相流化床在实际使用中存在的主要问题是：

(1)由于现有技术内循环三相流化床因同时进行气、液和液、固分离，因气泡对液、固分离有一定的影响，由此降低了三相分离效率；

(2)由于现有技术内循环三相流化床其反应器内部结构较为复杂，流体和载体的循环阻力较大，影响了流体和载体的循环速度，从而影响废水的效率。

本发明的目的在于提供一种改进的外循环三相生物流化床废水处理技术与设备，它能解决内循环流化床存在的气泡对液、固分离的影响，并能加快循环速度，提高废水处理的效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种外循环三相生物流化床水处理设备，包括：一主床，它呈筒状，在主床下部为进水与进气的进口，其特点是：在所述的主床一侧设置一副床，在主床和副床上下之间分别设置上连通管和下连通管，在副床的上部设置为出水段。

在上述的外循环三相生物流化床水处理设备中，其中，所述的主床和副床是平行设置。

在上述的外循环三相生物流化床水处理设备中，其中，所述的副床上部的出水段位于上连通管之上。

一种外循环三相生物流化床水处理设备的设计方法，其特点是：实现外循环三相流化床而需选择的几个相互关联的参数为：主床内曝气量和气水比；主副床直径比；载体的选择及填充率；以及主、副床高径比；其中，所述的主床内曝气量和气水比选择的原则为：在保证三相循环和出水溶解氧浓度要求的条件下，尽可能地低；所述的主副床直径比的选择的较佳范围为：1∶1.0-2.5；所述的载体的选择及填充率通常掌握在比重1-3，填充率3-10％；所述的以及主、副床高径比：1∶5-20。

本发明，外循环三相生物流化床废水处理技术与设备，由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术内循环三相流化床相比，具有以下的优点和积极效果：

(1)本发明由于设置了互相平行的主床和副床，并在主床和副床上下之间分别设置上连通管和下连通管，由此可以将气、液、固三相分离分别在主、副床内进行，其中，气、液分离在主床内实现，液、固分离在副床内进行，从而避免了气泡对液、固分离的影响，提高了三相分离效率；

(2)本发明由于通过上、下连通管实现载体和流体在主、副床之间循环流动，减小了流体和载体的循环阻力，使得它们的循环速度提高；而流体和载体循环速度的提高，对加快载体表面生物膜的更新、提高物质传递速率、提高氧气利用率、提高反应器的抗冲击能力、降低动力消耗均十分有利。

通过以下对本发明外循环三相生物流化床废水处理技术与设备的若干实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1是现有技术内循环三相流化床水处理设备的结构示意图；

图2是依据本发明提出的外循环三相生物流化床水处理设备的结构示意图；

图3是图2中标有载体、气体、载体流向、气体流向、液体流向的示意图。