[发明专利]气液混合提升生物流化床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气液混合提升生物流化床反应器，适用于高效生物处理高氨氮污水，能够实现高效脱氮，同时节约能源。

背景技术

二十世纪70年代初，世界范围内能源危机的加剧以及全球环境问题的日益突出，以及学科之间的相互交叉促进了人们对生物处理技术研究的不断深入。废水的生物处理的理论与应用技术出现了突破性的进展。从微生物在反应器中生长方式的角度，废水生物反应器分为两种基本类型：第一种为附着生长反应器。这类反应器的微生物在固体支撑物上以生物膜形式生长，其缺点是填料昂贵、处理负荷相对较低、易堵塞(对滤池)、动力消耗较大(对膨胀床、流化床)。第二种为悬浮生长反应器。该反应器需要搅拌(或以其它方式)以使微生物(如颗粒污泥)始终处于悬浮状态。由于不需填料、结构简单、处理效果显著，此类反应器被认为是最有发展前途的废水处理装置。

综观国内外文献资料，目前常见的好氧反应装置主要分为活性污泥法、生物膜法和膜生物反应器三种。其中活性污泥法常用的主要有UNITANK活性污泥法、氧化沟活性污泥法、循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology，简称CAST)、吸附降解活性污泥法(Adsorption Bio-degradation，简称AB)、LINPOR工艺、PACT粉末活性炭活性污泥法(Powder activated carbonTechnology，简称PACT)、喷射环流生物反应技术(Jet Loop Reactor，简称JLR)等。生物膜法常用的有三种，主要包括复合生物膜技术，代表工艺为气提式循环反应器、序批式活性污泥生物膜法(Sequencing Batch Biofilm Reactor，简称SBBR)，曝气生物滤池最新发展主要有BIOFOR工艺(Rio-Fil-Tration OxygenatedReactor，简称BIOFOR)、BIOSTYR工艺等，流化床工艺中近年来开发的移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor，简称MBBR)等。活性污泥和生物膜生物处理系统是当前污水处理领域应用最广泛的两种处理技术，但是仍存在着一些急需解决的问题，氧的传递效率是非常重要的一个，主要采用的技术主要是射流曝气、受限曝气、加压曝气、微孔曝气等强化曝气活性污泥法。其中受限曝气是一种高效、低能耗的曝气技术，传统的曝气技术是自由曝气，上升的气泡不受边界的约束，使混合液的气泡很大，效率低下，受限曝气利用管道对上升气流的约束作用，让很少的气流在水流中形成较强的扰动，大大提高曝气效率。

目前常见的第三代厌氧反应器有以下三种：厌氧膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranular Sludge Bed，简称EGSB)、上流式厌氧污泥床一滤层反应器(UpfowAnaerobic Bed-Filter，简称UBF)、内循环厌氧反应器(Internal Circulation，简称IC)等充分运用了污泥颗粒化、流态化、反馈控制(回流)、大高径比设计等成熟生物与工程技术，同时由于作为微生物聚合体的颗粒污泥的各项性能随着反应器的操作条件和处理负荷等因素做出相应的调整，一定程度上克服了附着生长反应器由于使用填料而造成的易堵塞和动力消耗较大等缺点，并且悬浮生长反应器依靠很高的液体上升流速和所产大量生物气使得颗粒污泥始终处于良好的悬浮状态，其中的颗粒污泥与附着生长反应器中填料、固体支撑物或载体所起的作用相似。但是由于厌氧菌生长的条件要求高，工艺控制困难，不能够独立降解一些污染物等限制了厌氧工艺的发展。

根据不同的废水性质，反应器的构造有所不同，主要可分为开放式和封闭式两种。开放式的特点是反应器的顶部不封闭，不收集沉淀区液面释放的沼气。这种反应器主要是用于处理中低浓度的有机废水，中低浓度的废水经反应区处理后，出水中的有机物浓度已较低，所以在沉淀区产生的沼气量较少，一般不需要回收。这种形式的反应器结构比较简单，易于施工安装和维修。封闭式的特点是反应器的顶部是密封的。三相分离器的构造开放式不同，不需要专门的集气室，而是在液面与池面之间形成一个大的集气室，可以同时收集反应区和沉淀区的沼气。这种形式的反应器适用于处理高浓度有机废水或含硫酸盐较高的有机废水。因为处理高浓度有机废水时，沉淀区仍有较多的沼气逸出，必须进行回收。反应器的形状有矩形、方形和圆形，圆形反应器具有结构较稳定的特点，但是建造圆形反应器的三相分离器要比矩形和方形反应器复杂得多。