[发明专利]一种船用内外循环三相生物流化床一体化复合结构

说明书

技术领域

本发明涉及一体化污水处理设备，尤其是涉及一种船用内外循环三相生物流化床复合结构。

背景技术

20世纪70年代，以生物膜法为基础，吸取了化工操作中的流态化技术，形成了一种高效的废水处理工艺，三相生物流化床。按其生物膜特性等因素可分为好氧生物流化床和厌氧生物流化床两大类；按其循环结构来说可分为外循环生物流化床和内循环生物流化床两大类。厌氧生物流化床可视为特殊的气体进口速度为零的三相流化床。

好氧生物流化床适用于各种可生化降解的有机废水处理，主要用于去除中、低浓度的有机碳化合物，以及好氧硝化去除NH₃-N，对各类生活污水及工业废水均有良好的处理效果。厌氧生物流化床既适于高浓度的有机废水，又适于中、低浓度的有机废水处理，它的有机容积负荷(以BOD₅计)可达2-10kg/(m³.d)，由于所需氮磷营养较少，尤适于处理氮磷缺乏的工业废水。处理的工业废水包括含酚废水、α-萘磺酸废水、鱼类加工废水、炼油污水、乳糖废水、屠宰场废水、煤气化废水等，处理的城市污水包括家庭废水、粪便废水、市政污水、厨房废水等。

生物流化床的优点：

1、容积负荷高，抗冲击负荷能力强

由于生物流化床是采用小粒径固体颗粒作为载体，且载体在床内呈流化状态，因此其每单位体积表面积比其它生物膜法大很多。这就使其单位床体的生物量很高，加上传质速度快，废水一进入床内，很快地被混合和稀释，因此生物流化床的抗冲击负荷能力较强，容积负荷也较其它生物处理法高。

2、微生物活性强

由于生物颗粒在床体内不断相互碰撞和摩擦，其生物膜厚度较薄，对于同类废水，在相同处理条件下，其生物膜的呼吸率约为活性污泥的两倍，可见其反应速率快，微生物的活性较强。这也是生物流化床负荷较高的原因之一。

3、传质效果好

由于载体颗粒在床体内处于剧烈运动状态，气-固-液界面不断更新，因此传质效果好，这有利于微生物对污染物的吸附和降解，加快了生化反应速率。

目前在国内外的船用生活污水处理设备中，三相生物流化床技术并没有获得工业性应用，目前建造的船舶绝大部分都安装了船用生活污水处理装置，但是污水处理装置在船舶的安装和使用中还很不规范、处理结果未能达标。原因如下：

1、当前处理装置大多只是简单地照搬城市生活污水处理工艺，或者盲目追求对黑水处理尚未成熟的膜生物反应器技术(MBR)。

2、传统生物学水力停留时间(HRT)所需要的处理装置体积，对船舶有限的机舱空间来说，其安装、布局存在很大的困难。

3、由于船体摇晃和水力冲击负荷的影响，将可能致使出水的SS指标值(30mg/L)大大超标。

故而对一些船舶而言，其处理装置的可靠性、经济性、可操作性都不能很好地满足实际生活污水处理的需求。因此，将不同类型的生物流化床复合或将生物流化床与其它生化处理反应器复合，便形成复合生物流化床。这样可以兼顾不同流化床的特点，提高处理效果，这种复合已经成为生物流化床的一个新发展方向。

对于船用生活污水治理工艺，不仅要考虑晃动、体积、运行费用，还要考虑与使用环境的协调、美化，更不能有噪音和臭味气体发生。另外，由于污水中含有粪便黑水、厨房油水和洗衣灰水，均含较多氮磷物质。因此，采用的工艺必须具有脱氮、除磷功能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构紧凑、高效率、低能耗、可产业化、具有硝化反硝化功能的船用内外循环三相生物流化床一体化复合结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种船用内外循环三相生物流化床一体化复合结构，由外循环三相生物流化床、内循环三相生物流化床、悬浮填料、为流化床提供动力的气泵组成；

所述的外循环三相生物流化床由主床、通过上连通管及下连通管与主床相连的副床组成，所述的主床与气泵连接经气泵提供动力，所述的副床的底部设置污水进水口；

所述的内循环三相生物流化床包括嵌套设置的主床及副床，所述的主床嵌套在副床内部，副床通过上方设置沉淀床或者内部设置沉淀棒作为出水口，下方设置固液分离斗；

所述的外循环三相生物流化床与内循环三相生物流化床的主床均与气泵连接经气泵提供动力，副床融合为一体，内部充填着含有生物菌种的悬浮填料。

所述的外循环三相生物流化床的主床及副床内均存在气、液、固三相的循环运动，加强氧化，提高氧气的利用率。