[发明专利]一种硫化氢气源协同污泥生物沥滤反应器

权利要求书

1.一种硫化氢气源协同污泥生物沥滤反应器，其特征在于，包括以下部分：臭气收集系统，气体选择富集器，储气罐，硫化氢预溶转化区，曝气系统，反应罐，反应原料投加系统，恒温控制系统；

所述的臭气收集系统由集气罩、输气管、风机Q1组成，集气罩设置在污水处理厂格栅间进水渠或污泥浓缩池上方用于收集格栅间进水渠或污泥浓缩池的臭气，输气管的一端与集气罩相通，输气管的另一端与气体选择富集器相通，风机Q1设置在输气管上并通过输气管将臭气抽至气体选择富集器内；

所述的气体选择富集器由纤维过滤网和箱体组成，所述纤维过滤网设置在箱体内，箱体的进气口与输气管的出气口连接，箱体的出气口通过管路与储气罐的进气口相连接；

所述纤维过滤网为酸化植物纤维过滤网，由外壳和纤维网板构成，纤维网板设置在外壳内；所述纤维网板的厚度为2～2.6cm、长为30～32cm、宽为20～22cm；所述纤维网板的基材为经过酸化处理的植物纤维材料，具体制备步骤为：取丝瓜络纤维原料2～2.5kg，采用质量百分数为55％的乙醇与质量百分数为15％的Na₂S水溶液以15:1的比例混合，在温度为130℃的条件下，对丝瓜络纤维原料进行蒸煮1h，而后用清水浸泡清洗处理过的丝瓜络纤维原料1h，将清洗过的丝瓜络纤维原料，置于2000mL质量分数为37％的浓盐酸中，在超声条件下进行浸渍处理，浸渍2h后，烘干，在模具中压制成型为厚度2cm、长30cm、宽20cm的纤维网板；所述超声条件下的超声功率为240W，超声时间为8～10min；

所述储气罐内的气体一部分通过风机Q4输送至硫化氢预溶转化区，另一部分通过曝气系统进入反应罐；

所述硫化氢预溶转化区设置在反应罐内且位于中上部；所述硫化氢预溶转化区内设有填料转化模块；

所述填料转化模块为蜂窝状填料，所述蜂窝状填料整体轮廓为规则几何形状的立方体，内部的孔径为2.5～4mm，蜂窝孔道为正方形，比表面积为800～1100m²/g，正压机械强度为4.5～7.5MPa，侧压强度为1.5～3.5MPa；所述蜂窝状填料以活性炭粉、碱性长石、硫代硫酸钠、纤维提取液、丙烯酸为原料，经过混合挤出、干燥定型制成蜂窝状填料；

所述活性炭粉：碱性长石：硫代硫酸钠：纤维提取液：丙烯酸的质量比为70：7：10：8：5，将所述原料按比例混合搅拌均匀，放入活性炭真空挤出机，挤压成型，得到蜂窝活性炭胚体，真空挤出机挤压成型时，真空度为-0.09MPa，真空保持10min，然后挤出成型，将蜂窝活性炭胚体在140～160℃温度下，烘干4～6h进行干燥定型获得蜂窝状填料；

所述活性炭粉采用椰壳活性炭粉，粒度为70～75微米；

所述碱性长石，采用长石粉，研磨成粉末，粒度100～120目；

所述纤维提取液采用植物木质长纤维提取液，制备方法为：取蜈蚣草茎叶混合物或榆树皮剖切层3kg，用水洗净、烘干，用快速切割机剪碎成为1～6mm碎片，将1～6mm碎片放入高速捣碎机，加1L水，原料蜈蚣草茎叶混合物或榆树皮剖切层与水的质量比1:3，在转速为8000r/min下，粉碎打浆2min，用稀盐酸调节经粉碎打浆过的碎片与水混合物的pH值为4～4.5，在75～80℃条件下水浴加热10min，将获得的混合液用纱布过滤，所获得的滤液作为木质长纤维提取液，过滤用的纱布规格为30*20～50*40，过滤时间为20～30s；

所述丙烯酸采用纯丙烯酸液体用水稀释15～20倍得到的溶液；

所述的曝气系统由风机Q3、大气泡曝气管道、微孔曝气管道、斜向曝气管道组成，曝气机设置在反应罐外部，且均与大气泡曝气管道、微孔曝气管道和斜向曝气管道相连接，大气泡曝气管道水平设置在反应罐的底部，在大气泡曝气管道上均匀开设多个大气泡曝气孔，微孔曝气管道水平设置在反应罐内的中下部且位于大气泡曝气管道的上方，在微孔曝气管道上均匀开设多个微孔曝气盘，多个斜向曝气管道竖向设置在反应罐内且位于微孔曝气管道上方，在斜向曝气管道上均匀开设多个斜向曝气孔，所述大气泡曝气管道、斜向曝气管道和微孔曝气管道都通过风机Q3与储气罐相连接；

所述的反应罐包括罐体和设置在罐体侧壁的取样管、污泥管和放空管，所述的取样管有两个，分别设置在罐体的中上部和中下部，取样管的一端与罐体相通，取样管的另一端延伸到保温水箱的外部并在取样管上设有蝶阀，污泥管设置在罐体的中下部位于取样管的下方，在污泥管上也设有蝶阀，放空管设置在罐体的底部并设有放空阀；

所述的反应原料投加系统包括菌群存放桶、原料污泥存放桶、铁营养配料存放桶、硫营养投加口、计量泵和污水泵组成，所述的菌群存放桶和原料污泥存放桶都通过污水泵和管道与反应罐相通，所述的铁营养配料存放桶通过计量泵和管道与反应罐相通，所述硫营养投加口直接通过管道与反应罐相通；

所述的恒温控制系统包括恒温箱和设置在恒温箱内的水组成，反应罐设置在恒温箱内；

所述反应罐内设置有菌群活性稳定模块，菌群活性稳定模块为悬挂式圆柱状实心多孔填料，悬挂式圆柱状实心多孔填料的直径为8～12cm，长度为0.8～1.5m，悬挂数量为每平方米反应器25～36个，以5*5或6*6阵列布置，悬挂式圆柱状实心多孔填料下部固定于反应罐底部，上部固定于反应罐中间的网架上；

所述悬挂式圆柱状实心多孔填料为固化EPS微孔凝胶纤维填料，由纤维素、EPS、十二烷基硫酸钠、丙烯酸和硫粉制成，各种液体物料的投加配比为纤维素：EPS：十二烷基硫酸钠：丙烯酸＝1：1.5：0.4：0.3，得到混合液H，混合液H与硫粉的质量比为1:0.7；

所述纤维素采用浓度为2.0g/L的羧甲基纤维素溶液，EPS采用4.5g/L的EPS胶体，十二烷基硫酸钠采用SDS粉末溶解于水配制成的质量百分数为0.5％的溶液，丙烯酸采用质量百分数为10％的丙烯酸水溶液，硫粉采用纯的单质硫粉；

所述固化EPS微孔凝胶纤维填料具体的制备方法为：将纤维素、EPS、十二烷基硫酸钠、丙烯酸和硫按比例置于容器中，于32～35℃稳定条件下，采用转速为180r/min的高速搅拌对容器中的混合物进行搅拌，搅拌时间为20s，而后采用转速为60r/min的慢速搅拌对容器中的混合物进行搅拌，搅拌时间为60s，而后倒入圆柱状模具内，静置8h，使之成型为固化EPS微孔凝胶纤维填料；

所述EPS胶体的制备方法为：通过投加营养基质，促进污泥EPS的大量生成，向污泥中持续添加淀粉作为污泥生长的营养基质，室温条件下，曝气培养24h；然后先以60r/min的转速离心5min，弃去上清液，将剩余液体放入80℃水浴加热60min，采用12000r/min的转速，离心20min，取上清液，将剩下的液体加热至90℃，逐渐浓缩至原体积的30％，得到浓缩胶状物，即为EPS胶体；

所述淀粉与污泥的质量比为1:5。