專利名稱：一種生物炭載體流化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種生物炭載體流化反應(yīng)器，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
在廢水處理技術(shù)中，采用生物接觸氧化法，流化床法和活性污泥法，已被廣泛接受和應(yīng)用。中國專利“氣液逆流式加壓接觸氧化塔(CN92221682.7)，采用氣液逆流式氧化塔特定氣液接觸結(jié)構(gòu)，減輕了進(jìn)水對塔內(nèi)懸掛填料的沖擊，可延長填料的使用壽命，提高了氣液接觸效果與液面控制的穩(wěn)定性，但其填料仍為固定式，易損壞。而采用生物流化床法處理廢水是生物膜法處理有機(jī)廢水效率最高的方法，尤其是生物炭流化反應(yīng)器中采用球形網(wǎng)籠活性炭海綿流化載體，克服了生物流化床法中載體易流失，損耗大的問題。如能將上述兩種廢水處理技術(shù)組合改進(jìn)，設(shè)計一種生物炭載體流化常壓加壓反應(yīng)器，能進(jìn)一步提高氧的利用率和能量利用率，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用，更加節(jié)省地面。
本實(shí)用新型旨在對上述廢水處理技術(shù)作組合改進(jìn)，提出一種生物炭載體流化反應(yīng)器，它具有更高的氧的利用率和能量利用率，較低的投資和運(yùn)行費(fèi)用，以及更加節(jié)省占地面積等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型設(shè)計的一種生物炭載體流化反應(yīng)器，通過以下技術(shù)途徑可以實(shí)現(xiàn)。它由加壓塔、常壓塔、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、連接用氣、水管構(gòu)成，其特點(diǎn)在于加壓塔內(nèi)布有三塊塔板，三根溢流降水管，塔板上面布有5-12個高速曝氣頭;常壓塔頂部為敞開式，常壓塔內(nèi)布有二塊塔板，一層?xùn)虐澹缌鹘邓?，其柵板與塔板上布有10-20個高速曝氣頭；在加壓塔和常壓塔的上、中、下三層內(nèi)置有容積比20-50％的球形網(wǎng)籠活性炭海綿流化載體;常壓塔上層塔徑大于加壓塔的塔徑；高速曝氣頭由曝氣孔、倒置狀園錐體和八個扁鋼腳構(gòu)成，曝氣孔的孔徑為10mm，曝氣孔的上部有倒置次園錐體，其錐面上有八條逐漸變深變寬的槽溝，錐底槽溝的深度、寬度均為10mm。
本實(shí)用新型設(shè)計的一種生物炭載體流化反應(yīng)器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，例如與氣液逆流式加壓接觸氧化塔和生物炭流化反應(yīng)器相比，更加突出下列優(yōu)點(diǎn)第一具有更高的COD去除率和氧的利用率。本實(shí)用新型不論從廢水的流程，還是從空氣的流程講都基本上是推流的和逆流的。由于廢水最終處于加壓下與含氧較多的新鮮的空氣接觸，理應(yīng)獲得更高的COD去除率，由于壓縮空氣經(jīng)歷了五次高效率的溶解過程，理應(yīng)獲得更高的氧的利用率。
第二、具有更高的能量利用率。本實(shí)用新型廢水中污染物的生物降解速率是越來越慢的，而所處的壓強(qiáng)卻越來越高，也就是說用越來越強(qiáng)的反應(yīng)推動力來加快越來越慢的反應(yīng)速度。其結(jié)果是用較少的能量獲得了較好的效果。本實(shí)用新型的壓縮空氣，每經(jīng)歷一次高效率的溶解過程其壓強(qiáng)相應(yīng)降低一次，經(jīng)歷了五次溶解過程，其壓強(qiáng)已基本上耗盡才排空，理應(yīng)有更高的能量利用率。
第三、建設(shè)費(fèi)與運(yùn)行費(fèi)較低。本實(shí)用新型以一座加壓塔和一座常壓塔代替兩座加壓塔，顯然，它可以降低這部分的建設(shè)費(fèi)用，由于氧的利用率和能量利用率都比較高，運(yùn)行費(fèi)用必定比較節(jié)省。
第四、占地面積小。本實(shí)用新型充分地利用了空間，加壓生化又加快了生化速率。因此其占地面積不到活性污泥法的10％，不到接觸氧化法的30％。
本實(shí)用新型的
如下圖1 一種生物炭載體流化反應(yīng)器示意圖加壓塔1、塔板2、高速曝氣頭3、溢流降水管4、球形網(wǎng)籠活性炭海綿流化載體5、常壓塔6、柵板7、水泵8.10、鼓風(fēng)機(jī)9、空壓機(jī)11。
圖2 一種生物炭載體流化反應(yīng)器的高速曝氣頭3結(jié)構(gòu)示意圖塔板2、曝氣孔12、倒置狀園錐體13、扁鋼腳14。
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用型設(shè)計的一種生物炭載體流化反應(yīng)器實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
一種生物炭載體流化反應(yīng)器如圖1所示。加壓塔1直徑2-3m，高度15m。在塔內(nèi)2m、6m、10m高度處，各有一層塔板2，塔板上有5-12個高速曝氣頭3，在相鄰兩層塔板間安置溢流降水管4，使每層塔板上的持水為3.5m深。在每層塔板上置放20-50％(體積比)球形網(wǎng)籠活性炭海綿流化載體5，投放量的多少決定于廢水的停留時間和廢水的BOD。常壓塔6的直徑略小于加壓塔，上部略大于加壓塔，高度14.5m，在塔內(nèi)2m、6m高度處，各有一層塔板和相應(yīng)的溢流降水管，使下層持水3.5m深，上層持水8m深。在10m高度處，塔徑放大并安置柵板7，柵板上有高速曝氣頭3，來自鼓風(fēng)機(jī)9的空氣可由此補(bǔ)充曝氣，柵板的間隙允許氣、水通過，但塔板2上層和下層的球形網(wǎng)籠活性炭海綿流化載體5隔開。水、氣管連接。廢水管連接為用水泵8經(jīng)水管將廢水提升進(jìn)入常壓塔6的塔頂，然后經(jīng)溢流降水管逐板下降到塔底，出塔后再用泵10提升進(jìn)入加壓塔1的塔頂，再經(jīng)溢流降水管隨塔板下降到塔底，然后流出塔外，從塔底流出的水是溶氣水，可通過全溶氣浮器，除去水中的固體懸浮物，實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)。
氣體來自空壓機(jī)11的壓縮空氣，經(jīng)氣管由加壓塔底入塔，然后以氣管引入高速曝氣頭3進(jìn)入塔板上的水中，再逐級上升到塔頂，再經(jīng)氣管轉(zhuǎn)入塔底部，最后又經(jīng)過二層高速曝氣頭，這時壓縮空氣的能量已基本上耗盡，可從塔頂排放。
考慮到壓縮空氣從加壓塔1底到常壓塔頂經(jīng)歷了五次溶解過程，空氣中的氧已經(jīng)很少。然而廢水是從常壓塔6塔頂進(jìn)入的，剛進(jìn)塔廢水的BOD為最多。為了解決這一矛盾，本實(shí)用新型將上部直徑放大以延長廢水的停留時間，同時在常壓塔6的10m高度處的柵板7上安置10-20個高速曝氣頭補(bǔ)充曝氣供氧。
高速曝氣頭3與氧的利用率。在加壓塔1和常壓塔6的塔板2上以及常壓塔的柵板上都安置了10-20只高速曝氣頭3，高速曝氣頭3的結(jié)構(gòu)如圖所示，在塔板2上鉆曝氣孔12，孔徑為10mm，在孔的上方有一倒置狀園錐體13，錐高40mm，錐底直徑100mm。在錐面上從錐頂?shù)藉F底有8根均布的逐慚變深和變寬的槽溝。到錐底時槽溝的寬度和深度達(dá)到10mm，在錐底處焊接了8根均布的與槽溝錯開的25mm的扁鋼腳14。扁鋼腳14的高度為40mm，將錐頂對準(zhǔn)板孔中心，再用焊接法將扁鋼焊捫在塔板上。
在廢水生物處理過程中，空氣中的氧溶于水中，進(jìn)而用于生化反應(yīng)，其利用率一般在3-15％范圍內(nèi)。氧的利用之所以如此低，主要是氣水接觸面不夠大，接觸時間不夠長，氧的溶解速率不夠快所致。高速曝氣頭3就是通過解決三個不夠來提高氧的利用率的。
本實(shí)用新型使塔板2下的空氣以40-60％m/s的氣速穿過曝氣孔12。高速空氣與水接觸時所產(chǎn)生的摩擦，使空氣在水中形成微氣泡，然后沿著倒置狀園錐體13的槽溝向上噴射。微氣泡的噴射，導(dǎo)致與微氣泡相接觸的水體處于劇烈的湍動狀態(tài)。微氣泡有甚大的氣水接觸面；當(dāng)微氣泡消失了原始的動能后，它在水體的上升速度比大氣泡要慢的多，所以氣水接觸時間較長；微氣泡引起的水的湍動，根據(jù)雙膜理論可以明顯地加快氧的溶解速率。
本實(shí)用新型大幅度地提高氧的利用率，除了高速曝氣頭3的作用外，還由于壓縮空氣經(jīng)歷了五次重新溶解過程。五次溶解過程導(dǎo)致氧的溶解率約為一次溶解過程氧的溶解率的3倍，或者說氧的利用率可以提高到3倍。
本實(shí)用新型設(shè)計的一種生物炭載體流化反應(yīng)器，適用于化工、化纖、制藥、印染和食品工業(yè)的有機(jī)廢水處理。
權(quán)利要求1.一種生物炭載體流化反應(yīng)器由加壓塔1、常壓塔6、水泵8、10、鼓風(fēng)機(jī)9、空壓機(jī)11和連接用氣、水管構(gòu)成，其特征在于加壓塔1內(nèi)布有三塊塔板2，三根溢流降水管4，塔板2上面布有5-12個高速曝氣頭3；常壓塔6頂部為敞開式，常壓塔6內(nèi)布有二塊塔板2、一層?xùn)虐?，二根溢流降水管4，其塔板2和柵板7上布有10-20個高速曝氣頭3；在加壓塔1和常壓塔6的上、中、下三層內(nèi)置有容積比為20-50％的球形網(wǎng)籠活性炭海綿流化載體5。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種生物炭載體流化反應(yīng)器，其特征在于所述的常壓塔6的上層塔徑大于加壓塔1的塔徑。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種生物炭載體流化反應(yīng)器，其特征在于所述的高速曝氣頭3由曝氣孔12、倒置狀園錐體13和八個扁鋼腳14構(gòu)成；曝氣孔12的孔徑為10mm，曝氣孔12的上部有倒置狀園錐體13，其錐面上有八條逐漸變深、變寬的槽溝，錐底的槽溝深度與寬度均為10mm。
專利摘要本實(shí)用新型為一種生物炭載體流化反應(yīng)器,屬于廢水處理領(lǐng)域。本實(shí)用新型設(shè)計的一種生物炭載體流化反應(yīng)器如圖1所示,由加壓塔1、塔板2、高速曝氣頭3、溢流降水管4、球形網(wǎng)籠活性炭海綿流化載體5、常壓塔6、柵板7、泵8、10、鼓風(fēng)機(jī)9、空壓機(jī)11所構(gòu)成。其特點(diǎn)是在具有生物炭流化床反應(yīng)器和氣液逆流式加壓接觸氧化塔的優(yōu)點(diǎn)外,還具有氧的利用率更高,能量利用率更高,投資、運(yùn)行費(fèi)用更低、更加節(jié)省地面等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛適用于化工、印染、制藥等有機(jī)廢水處理。
文檔編號C02F3/00GK2275090SQ96229759
公開日1998年2月25日 申請日期1996年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月29日
發(fā)明者吳迪勝 申請人:吳迪勝