[实用新型]自制气升式内循环生物流化床反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及气升式内循环生物流化床反应器设备领域，具体属于自制气升式内循环生物流化床反应器。

背景技术

流化床是用于化工领域的一项工艺技术，用于发酵、烟气脱硫除尘、渣油的加氢处理和转化以及一些化学产品的生产等行业。从二十世纪70年代初期开始，美国、英国和日本等一些国家将这一技术应用于污水生物处理领域，并开展了多方面的科学研究工作，发展至今即成为生物流化床技术。生物流化床技术融合了化工流态化技术、微生物技术与废水处理技术，是一种新型生化处理装置。生物流化床提高了处理设备单位容积内的生物量，强化了传质作用，加速了有机底物从污水向微生物细胞的传递过程，成为生物膜法的新突破。进入二十世纪九十年代后，尤其是近年来，生物流化床技术更是受到国内外研究者的广泛重视，得到了更为广泛的研究与应用，取得了一些有参考价值的研究成果。

生物流化床应用于废水生物处理过程中，比较受关注的问题主要有流化床的工艺结构的设计、流体力学特性、流体混合特性与流动模型、氧传质特性以及生物载体选择和生物膜特性等方面的研究。对生物流化床工艺结构的研究主要在于改变流化床反应器的结构，开发出不同类型的反应器，研究其流动与传质性能，以寻求最佳的反应器结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供自制气升式内循环生物流化床反应器，气升式内循环生物流化床的完全混合区则有了很大的提高，达到总工作体积的83.62％，旁路流率则有很大的减少，只占总进料流量的14.61％，更接近于全混流模型，反应器停留时间分布曲线的托尾现象比鼓泡塔反应器更加明显。

本实用新型的技术方案如下：

自制气升式内循环生物流化床反应器，包括有筒形的反应器，所述反应器的底部接通有蓄水池，反应器的顶部接通有出水池，反应器内设有内循环管，内循环管的底部设有气体分布器，气体分布器外连接有隔膜式气泵，内循环管的顶部设有导流筒，反应器由上而下分为上升区、下降区与气-液-固三相分离区。

所述的蓄水池与反应器底部之间接通的进水管道中设有液体流量计。

所述的气体分布器与隔膜式气泵之间连接的进气管道中设有气体流量计。

所述反应器由有机玻璃制成，高为890mm，内径为250mm，底部侧壁的圆锥面倾角为45°。

本实用新型的有益效果的实验数据论证过程为：

1、实验介质

实验介质为气-液-固三相。液相采用去离子水连续流入反应器；气相为压缩空气，是气升式内循环生物流化床的能量来源，由气泵经气体分布器从上升区底部鼓入流化床；固相采用颗粒活性炭，粒径级别为20～40目。

2、实验试剂与药品

脉冲示踪实验中示踪剂选用分析纯高锰酸钾配置的溶液，浓度为20g/L。

3、实验中所用仪器与设备见表1所示。

表1实验仪器设备一览表

4、实验方法

用脉冲示踪法测定系统的停留时间分布，根据系统出口停留时间分布曲线分析系统内部流体流动混合情况。

5、实验步骤

(1)投配一定比例的活性炭颗粒(体积比)，调节系统液流量和气流量，使流体流 态达到稳定；

(2)用注射器在瞬间向系统入口处注入10毫升的示踪剂，在注射的同时开始计时，在系统出口处按一定的时间间隔测定出口流中的示踪剂浓度，即可得到一系列的示踪剂浓度随时间变化的数据。

6、实验过程

6.1高锰酸钾标准溶液的配置与标定

(1)称取4.1克分析纯高锰酸钾，溶于215毫升去离子水中，缓和煮沸15分钟，冷却后置于暗处密闭保存两周，以4号玻璃滤锅过滤于干燥的棕色瓶中(玻璃滤锅事先应以同样的高锰酸钾溶液缓缓煮沸5分钟，收集瓶也要用此高锰酸钾溶液洗涤2～3次)。

(2)称取于105～110℃烘至恒重的基准草酸钠0.2克，称准至0.0001克。溶于100毫升含有8毫升硫酸的水中，用配置好的高锰酸钾溶液滴定，近终点时加热至65℃，继续滴定至溶液呈粉红色保持30秒。同时做空白实验。

高锰酸钾标准溶液的物质的量浓度C按(1)式计算：