[发明专利]生物流化床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物流化床反应器，属于一种应用于废水二级厌氧处理的高效厌氧反应器。

背景技术

燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放，是可再生能源的重要组成部分，在替代能源、改善环境，促进农业产业化，实现农业增效、农民增收等方面具有重要作用。目前，国家发展燃料乙醇战略规划要求“不与人争粮，不与粮争地”，积极科学发展非粮燃料乙醇，坚持以非粮为主，鼓励原料多元化，成为燃料乙醇技术发展趋势。薯类淀粉质燃料乙醇主要包括木薯和红薯等根生淀粉质原料，由于它有加工性能良好，已被应用于大规模燃料乙醇生产的理想替代原料，薯类非粮淀粉质燃料乙醇生产过程中产生大量酸性高温高浓度有机废水，每生产1t燃料乙醇可产生11～15t工艺废水，废水温度在60℃以上，pH为4～5，COD(化学需氧量)为40000～80000mg/L，粘度大，悬浮物含量高且不易固液分离，然而在非粮淀粉质原料生产燃料乙醇过程中产生的废水在达标排放的处理过程中也面对着众多问题：如悬浮物含量高，处理难度大，处理成本高，很难应用于大规模产业化发展等。厌氧-好氧组合工艺是燃料乙醇废水处理的经典工艺。传统的燃料乙醇废水一般经固液分离后，采用“一级厌氧+好氧”工艺处理，但传统工艺存在前处理费用高、投资大、不稳定，从而对后续厌氧处理带来不便，容易对系统进行冲击，另外由于该类废水的悬浮固体含量较高，应用高效厌氧反应器UASB、EGSB存在不利因素，且存在着木薯等残渣进入处理系统引起的堵塞问题，大型全混厌氧发酵不易搅拌均匀、污泥流失问题(消化污泥不易沉淀回收)等，同时一级厌氧出水黏度大，液固分离困难，全糟废水厌氧操作容积负荷通常在2.5KgCOD/m³·d左右，影响燃料乙醇生产和经济效益，传统方法需将高温厌氧消化液进行污泥分离后回流至一级高温厌氧罐，造成能耗及投资大大增加，不适用于大型处理系统。同时进入二级厌氧前悬浮物不能有效去除，SS含量仍高达6000～12000mg/，严重影响后续UASB等厌氧反应器的连续高效运行。不能最大限度的提取废水中的能量(沼气)，同时通过传统好氧工艺处理后氨氮、总氮不能有效去除，氮磷的去除率难以达到稳定的效果。专利《薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法》公开了一种燃料乙醇废水处理的方法，但是该方法中二级厌氧反应器采用UASB，气体搅拌强度较弱，水动力学较差，再加上水质黏度大，导致传质效果不佳，COD去除率仅为50％左右。后续好氧生化工艺由于缺乏优质碳源，导致脱氮效率下降。

针对上述缺陷专利一种用于燃料乙醇废水二级厌氧处理的高效厌氧反应器公开了一种燃料乙醇废水处理装置，以提升厌氧处理效率，兼顾提升后续脱氮效果。但是该燃料乙醇废水处理装置在使用过程中容易在反应器的顶部出现生物膜载体的聚集，并且采用多段分隔的区域设计，不利于生物膜载体的循环，导致流化床中的微生物不能实现多代循环选择，不利于生物膜内微生物向着更适应待处理物料的方向进行遗传演化。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种避免多段分隔设计对生物流化床反应器内生物载体循环造成影响的生物流化床反应器。

技术方案：本发明所述的生物流化床反应器，包括筒体，筒体内由上至下依次设置有：固液分离区、第二内循环区、第一内循环区、完全混合区；

所述完全混合区底部设置有集泥板，集泥板上方设置有进水管，所述进水管在所述完全混合区底部向上延伸出若干进水支管，所述完全混合区顶部还设置有第一导气板和第一导泥板；进水支管可以与喷口20和集泥板22的倒锥形结构相互盆和，使得充分反应后的生物质载体可以与营养丰富的新待处理污水充分混合，从而使微生物充分繁殖，增强处理能力。

所述第一内循环区由上至下依次设置有第二导气板、第一反射锥、第一内循环套筒、所述第一内循环套筒的下端向下收缩并延伸穿过所述第一导泥板形成喷口，所述喷口一直向下延伸至所述完全混合区的底部，并指向所述集泥板的中央；这样可以避免生物膜载体在底部的过度沉积，造成局部生物膜载体浓度过高而反应物料不足，避免微生物的繁殖和新陈代谢作用被抑制。

所述第二内循环区由上至下依次设置有集气室、第二反射锥、第二导泥板、第二内循环套筒；

所述生物流化床反应器筒体顶部还设置有联通集气室顶部的沼气引出管；

所述固液分离区设置有排水管；

所述第一导气板为圆锥筒状，且圆锥筒尖部朝下，尖部设置有通孔，并引导物料沿第一内循环套筒外侧上升，所述第一反射锥再反射引导物料沿第一内循环套筒内侧下降，并流动至所述喷口向下喷出；