專利名稱:一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型為一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器。由廢水萃取槽、有機相傳動裝置、微生物水相萃取槽以及曝氣槽構(gòu)成。本實用新型將萃取單元與微生物水相萃取單元相互隔離，廢水中鹽分不與微生物發(fā)生接觸，能有效的解決含鹽高濃度有機廢水對微生物的抑制作用；萃取單元采用機械攪拌與兩級萃取的形式，提高了萃取效率；微生物水相萃取單元利用熱力學(xué)平衡來實現(xiàn)污染物的轉(zhuǎn)移，大大減少了萃取有機相被微生物分解的可能，且曝氣產(chǎn)生的泡沫不會造成下層微生物損失。本實用新型實現(xiàn)了復(fù)雜有毒廢水的高效處理，具有很高的實用性。
【專利說明】
一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及化學(xué)、材料、微生物及環(huán)境學(xué)科的交叉領(lǐng)域，特別涉及一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]兩相分配技術(shù)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代中期，主要用于乙醇、丁醇、丙酮、有機酸等微生物發(fā)酵工業(yè)，消除發(fā)酵產(chǎn)物的反饋抑制。Daugulis等于1996年首次提出了基于有機污染物在水相、有機相熱力學(xué)平衡原理的兩相分配生物反應(yīng)器(TPPB)，國內(nèi)外開始展開兩相分配反應(yīng)器在處理有機污染的研究。
[0003]從原理上來說，兩相分配反應(yīng)器是用疏水性的有機相把水中的高濃度污染有機相萃取出來，降低水相中的毒性，進(jìn)而提高水的可生化性，從而進(jìn)行微生物降解。底物在水相和有機相之間靠熱力學(xué)平衡的相互轉(zhuǎn)移，微生物在水相中分解有機物，有機相中的有機物向水相中轉(zhuǎn)移以實現(xiàn)熱力學(xué)平衡。污染物在兩相之間的傳遞速度受到溶解分配比和微生物降解速率的影響，微生物的代謝活動實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的控制。但對于有毒高濃度有機廢水，由于高鹽、重金屬或高濃度有機成分等抑制微生物生長、萃取過程中劇烈的攪拌使得萃取有機相可能被微生物降解、曝氣產(chǎn)生的泡沫造成微生物的損失、處理效率不高等問題，此系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用受到了限制。因此，解決兩相分配生物反應(yīng)器系統(tǒng)的關(guān)鍵性問題在于有機相萃取單元的合理設(shè)置、減少有毒高濃度有機廢水對微生物的毒害以及提高其對有機污染物的忍耐性和高效利用性。
[0004]本實用新型將萃取單元與微生物水相萃取單元相互隔離，廢水中鹽分或重金屬等有毒成分不與微生物發(fā)生接觸，能有效的解決有毒廢水對微生物的抑制作用；萃取單元采用機械攪拌與多級萃取的形式，提高了萃取效率;微生物水相萃取單元利用熱力學(xué)平衡來實現(xiàn)污染物的轉(zhuǎn)移，大大減少了萃取有機相被微生物分解的可能，且曝氣產(chǎn)生的泡沫不會造成下層微生物損失。由此本實用新型實現(xiàn)了復(fù)雜有毒廢水的高效處理，具有很高的實用性。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是在于提供一種用于處理有毒高濃度有機廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，包括廢水萃取單元、有機相循環(huán)單元、微生物水相萃取單元以及曝氣單元;所述廢水萃取單元設(shè)置有兩個靜置池、兩個萃取池、兩個萃取劑入口閥、兩個電機、兩個萃取有機相導(dǎo)管以及進(jìn)水閥、出水閥；所述微生物水相萃取單元設(shè)置有萃取劑出口閥，與所述廢水萃取單元相互隔離，并依靠萃取有機相導(dǎo)管相連，廢水中鹽分不與微生物發(fā)生接觸;所述曝氣單元與微生物水相萃取單元同在曝氣池中，設(shè)置有曝氣池?fù)醢?、氣閥、曝氣管、曝氣管支撐裝置、曝氣器、污泥排出口。
[0007]優(yōu)選的，所述的廢水萃取單元通過電機帶動攪拌槳進(jìn)行機械攪拌，所述的攪拌槳底部處于萃取有機相中，不與水相直接接觸，攪拌槳葉片下表面高于有機相與水相的界面。
[0008]優(yōu)選的，所述的廢水萃取單元中上層萃取有機相可根據(jù)不同的需求進(jìn)行調(diào)整。
[0009]優(yōu)選的，所述廢水萃取單元中間設(shè)置折形擋板，使得萃取液經(jīng)過靜置充分的分層。
[0010]優(yōu)選的，所述的進(jìn)水閥、出水閥設(shè)置于所述廢水萃取單元兩端的下部，所述的兩個萃取劑入口閥位于所述廢水萃取單元一側(cè)面的下部。
[0011]優(yōu)選的，所述攪拌槳的葉片數(shù)量為3片，優(yōu)選的，為4片及以上。
[0012]優(yōu)選的，所述的攪拌過程攪拌速度應(yīng)根據(jù)廢水濃度與流量實時進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證廢水與有機相混合均勻。
[0013]優(yōu)選的，所述廢水萃取單元共設(shè)置兩個，優(yōu)選的，三個及以上。
[0014]優(yōu)選的，萃取劑出口閥和所述的污泥排出口分別位于所述曝氣池一側(cè)面的右上部和右下部，所述的氣閥位于所述萃取劑出口閥和所述的污泥排出口同側(cè)面的左下部。
[0015]優(yōu)選的，所述曝氣單元中曝氣器處于水槽底部，曝氣管之間距離在0.3m?0.5m之間，優(yōu)選的，在0.35m?0.45m之間。
[0016]優(yōu)選的，所述曝氣單元采用交錯的擋板均勻隔開，延長曝氣池的作用效果。
[0017]一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，所述廢水萃取單元是廢水和萃取有機相接觸傳質(zhì)的單元，廢水中的有機污染物在所述廢水萃取單元中經(jīng)過攪拌與靜置，通過萃取作用進(jìn)入萃取有機相;所述萃取有機相通過壓力作用進(jìn)入微生物水相萃取單元，所述微生物水相萃取單元是萃取有機相與微生物水相接觸傳質(zhì)的單元，萃取有機相中的有機污染物通過萃取作用進(jìn)入到微生物水相中進(jìn)行分解;所述有機相循環(huán)單元是推動萃取有機相在廢水萃取槽和微生物水相萃取槽之間循環(huán)，實現(xiàn)萃取有機相的循環(huán)利用；所述曝氣單元是給微生物提供分解所需氧氣的單元，活性污泥中的微生物以有機污染物為營養(yǎng)物質(zhì)，可添加其他生命必須元素。經(jīng)過廢水萃取單元第一次萃取的廢水經(jīng)過第二個廢水萃取單元，進(jìn)行再次萃取，重復(fù)上述過程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0018]1、廢水中有毒有害物質(zhì)不會對微生物造成傷害，不會對微生物生長產(chǎn)生毒害作用；
[0019]2、萃取有機相與水相相互隔離，水相中的微生物不會進(jìn)入到萃取有機相中，不會分解有機相；
[0020]3、機械攪拌與二級萃取提高的萃取效率，使得對廢水的處理更加高效；
[0021]4、不會因為曝氣產(chǎn)生的泡沫造成微生物的損失；
[0022]5、可以處理的廢水范圍變廣，可根據(jù)廢水的不同性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，實用性更好；
【附圖說明】

[0023]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0024]圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0025]圖3為本實用新型結(jié)構(gòu)側(cè)面剖視圖。
[0026]圖4為本實用新型結(jié)構(gòu)正視圖。
[0027]圖5為本實用新型結(jié)構(gòu)正面剖視圖。
[0028]圖6為本實用新型曝氣器
[0029]圖7為本實用新型曝氣管支撐裝置
[0030]如圖所不，其中I一進(jìn)水閥；2—電機;3—萃取劑入口閥；4一萃取有機相導(dǎo)管；5—電機;6一萃取劑入口閥；7一萃取有機相導(dǎo)管；8一出水閥；9一曝氣池?fù)醢澹?0一曝氣管；11一曝氣管支撐裝置;12—曝氣器;13—萃取劑出口閥；14一污泥排出口 ； 15—氣閥；16—攪拌槳;17—攪拌槳;18—靜置池；19 一萃取池;20—靜置池;21 —萃取池;22—曝氣池。
【具體實施方式】
[0031]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例，對本實用新型并不產(chǎn)生任何限制。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0032]如圖1?5所示，一種新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其包括廢水萃取單元、有機相循環(huán)單元、微生物水相萃取單元以及曝氣單元。
[0033]廢水經(jīng)過進(jìn)水閥I，萃取有機相經(jīng)過萃取劑入口閥3進(jìn)入第一個廢水萃取單元，廢水萃取單元分為萃取池21和靜置池20;在萃取池21中，電機2帶動攪拌槳17完成萃取有機相對廢水的萃取過程，攪拌槳17為四個葉片，其底部處于萃取有機相中，不與水相直接接觸；萃取過程的攪拌速度根據(jù)廢水濃度與流量實時進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證廢水與有機相混合均勻;混合后的兩相進(jìn)入靜置池20，完成靜置分層，經(jīng)過一次萃取的廢水進(jìn)入第二個廢水萃取單元，而有機相通過萃取有機相導(dǎo)管4進(jìn)入微生物水相萃取單元。
[0034]經(jīng)過一次萃取的廢水與萃取劑入口閥6進(jìn)入的萃取有機相進(jìn)入第二個廢水萃取單元，廢水萃取單元分為萃取池19和靜置池18;在萃取池19中，電機5帶動攪拌槳16完成萃取有機相對廢水的二次萃取過程，混合后的兩相進(jìn)入靜置池18，完成二次靜置分層，經(jīng)過二次萃取的廢水通過出水閥8達(dá)標(biāo)排放，而有機相通過萃取有機相導(dǎo)管7進(jìn)入微生物水相萃取單
J L ο
[0035]微生物水相萃取單元包括水相萃取部分和曝氣池22，萃取有機相中的有機污染物通過萃取作用進(jìn)入到微生物水相中進(jìn)行分解，曝氣池22為微生物提供分解所需的氧氣。在曝氣池22中，空氣由氣閥15注入，在曝氣管11中輸送到多組曝氣器12中，完成曝氣過程。曝氣池22由曝氣池?fù)醢?交錯均勻隔開;曝氣管10呈蛇形排列，平行的兩個曝氣管10之間距離在0.3m?0.5m左右;曝氣管10由曝氣管支撐裝置11支撐。曝氣器12與曝氣管支撐裝置11與曝氣管10的具體連接方式如圖6?7所示。曝氣池22中產(chǎn)生過量的污泥由污泥排出口 14排出，該排出口常閉，只在需要排出污泥時打開。經(jīng)過水相萃取的有機相由萃取劑出口閥13排出，進(jìn)入有機相循環(huán)單元。
[0036]有機相循環(huán)單元是推動萃取有機相在廢水萃取槽和微生物水相萃取槽之間循環(huán)，實現(xiàn)萃取有機相的循環(huán)利用，包括萃取劑再生和萃取劑補充等流程。
[0037]本實用新型中，有機廢物在萃取相和水相中有一個溶解平衡，有機污染物的傳質(zhì)方向為廢水—萃取有機相—微生物水相。最終有機污染物在微生物水相中降解，達(dá)到處理高濃度含鹽有機廢水的效果。
【主權(quán)項】
1.一種用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于:所述用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器包括廢水萃取單元、有機相循環(huán)單元、微生物水相萃取單元以及曝氣單元;所述廢水萃取單元設(shè)置有兩個靜置池(I8、20)、兩個萃取池(19、21)、兩個萃取劑入口閥(3、6)、兩個電機(2、5)、兩個萃取有機相導(dǎo)管(4、7)以及進(jìn)水閥(I)、出水閥(8);所述微生物水相萃取單元設(shè)置有萃取劑出口閥(13)，與所述廢水萃取單元相互隔離，并依靠萃取有機相導(dǎo)管(4、7)相連，廢水中鹽分不與微生物發(fā)生接觸;所述曝氣單元與微生物水相萃取單元同在曝氣池(22)中，設(shè)置有曝氣池?fù)醢?9)、氣閥(15)、曝氣管(10)、曝氣管支撐裝置(11)、曝氣器(12)、污泥排出口(14)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的廢水萃取單元通過電機(2、5)帶動攪拌槳(16、17)進(jìn)行機械攪拌;所述的攪拌槳(16、17)底部處于萃取有機相中，不與水相直接接觸，攪拌槳葉片下表面高于有機相與水相的界面;所述的攪拌槳葉片數(shù)量為三個及以上，攪拌速度根據(jù)廢水濃度與流量實時進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證廢水與有機相混合均勻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的進(jìn)水閥(I)、出水閥(8)設(shè)置于所述廢水萃取單元兩端的下部;所述的兩個萃取劑入口閥(3、6)位于所述廢水萃取單元一側(cè)面的下部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的廢水萃取單元中上層萃取有機相可根據(jù)不同的需求進(jìn)行調(diào)整。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的萃取劑出口閥(13)和所述的污泥排出口(14)分別位于所述曝氣池(22)—側(cè)面的右上部和右下部，所述的氣閥(15)位于所述萃取劑出口閥(13)和所述的污泥排出口(14)同側(cè)面的左下部。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理有毒廢水的新型分體式兩相分配生物反應(yīng)器，其特征在于所述的曝氣單元采用交錯的曝氣池?fù)醢?9)均勻隔開，延長曝氣池的作用效果;曝氣器(12)處于水槽底部，曝氣管(10)之間距離在0.3m?0.5m之間。
【文檔編號】C02F9/14GK205710281SQ201521000444
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2015年12月5日
【發(fā)明人】林愛軍, 焦春磊, 鄒鵬, 田雪, 徐從斌, 鄒德勛
【申請人】北京化工大學(xué)