专利名称：序批式生物膜反应器系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及废水处理装置，尤其涉及控制水污染的序批式生物膜反应器系统。
活性污泥法是废水生物处理的主要方法之一，序批式活性污泥法(SBR法)是序批式的运作模式与活性污泥法相结合的产物，其中微生物呈悬浮生长状态，SBR法的运行周期由进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段组成。由于序批式的运作模式导致微生物具有一些优良特性，如优良的生理适应性和反应活性，更耐环境冲击负荷等，SBR法已得到广泛应用。但当处理的废水水质差，如基质浓度低、含抑制性物质和难生物降解有机物时，SBR法的应用也会达到极限。
生物膜法是废水生物处理的另一种重要方法，一般以连续流方式运作，微生物在固体介质上附着生长，生物膜中微生物种群十分丰富，包括一些慢速生长的微生物，生物量一般较大。迄今，生物膜法也得到较广泛的实际应用。但连续流生物膜反应器系统中往往存在生物膜的明显分层(表层与内层在微生物种群和数量上的差异)和微生物在反应器中分布不均匀的现象，因而会对反应器性能产生不利影响。
由于水污染控制的需求在不断增长，各种废水需要有效而经济的处理，因此，人们迫切需要开发出更有效的废水处理设施。
本实用新型的目的在于提供一种序批式生物膜反应器系统，该系统兼具序批式运作模式和生物膜法的优点，结构合理、简单，易操作和管理，运行稳定、可靠。
本实用新型所提供的一种序批式生物膜反应器系统，包括反应器，该反应器含有由颗粒状填料组成的固定床，其特点是，它包括电路自控箱、外循环管路、循环泵、进水泵和气泵，其中所述的电路自控箱分别与气泵、循环泵和进水泵进行电连接；所述的外循环管路连接在反应器第一进、出水口，且循环泵安装在该外循环管路上；所述的进水泵通过管道连接在反应器的第二进水口处；所述的气泵通过管道连接在反应器的进气口处。
上述的序批式生物膜反应器系统，它还包括进水止回阀和循环止回阀，其中；该进水止回阀连接在进水泵至反应器的连接管道上；该循环止回阀连接在循环泵至反应器的连接管道上；且，进水止回阀和循环止回阀还分别与所述电路自控箱相连。
上述的序批式生物膜反应器系统，其中，反应器中的填料可选用直径为2-8mm的均匀固体颗粒物。
上述的序批式生物膜反应器系统，其中，反应器中的固定床，即填料层柱的高径比为3.7。
由于采用了上述的技术解决方案，即将序批式的运行模式与生物膜法相结合，既保持了一般生物膜法的优点，又具有在序批式运作模式下微生物特有的优点，如微生物生理适应能力强、微生物种群丰富、生物量大，活性微生物不易流失，系统耐冲击负荷，操作方式灵活易变。本实用新型反应器系统适用于多种废水的处理，如城市污水的除碳、脱氮，特种工业或工艺废水的处理。
电路自控箱1分别与气泵2、循环泵4、进水泵5、进水止回阀8和循环止回阀9进行电连接；外循环管路11连接在反应器3第一进、出水口31、32，且循环泵4安装在该外循环管路11上，循环止回阀9连接在循环泵5至反应器的连接管道上。
进水泵5通过连接管道上的进水止回阀8连接至反应器3的第二进水口33处；气泵2通过管道连接在反应器3的进气口35处。
反应器3材质为有机玻璃、塑料、玻璃钢、不锈钢或钢铁等，其中的填料可选用直径为2-8mm的均匀陶粒或塑料颗粒，固定床10(即填料层柱)的高径比为3.7。
废水从集水槽7泵入反应器3底部，然后通过进水的推流作用，将处理过的水从反应器3的第二出水口34排入至出水槽6。
实验研究的结果表明当填料层柱的高径比小于3.7时，在水流充分循环的条件下，反应阶段的反应器可看作为完全混合反应器。
在上述的反应器系统中，通过电路自控箱产生不同的控制模式，可使序批式生物膜反应器产生多种工艺运行方式。系统的运行周期一般由进水、反应和出水三个阶段组成。进水阶段主要是将待处理的废水引入到反应器中，出水阶段主要是将已处理的废水排出反应器，反应阶段是微生物与污染物发生生化反应等作用的过程。反应阶段可根据需要演绎为以下几种主要模式(1)好氧反应；(2)厌氧反应；(3)缺氧反应；(4)上述模式按不同顺序、不同时间分数组合的复合反应。反应器外设置的外循环管路保证反应阶段有良好的传质情况，在循环水泵的作用下，良好的水流循环保证了液相混合和传质的效果。好氧反应所需的溶解氧，可根据反应进程，通过控制供气量来保证。
本实用新型反应器系统的运行周期也可简化为两个阶段(1)进水与出水同时进行，(2)反应。在进水与出水同时进行阶段，废水从反应器底部泵入，然后通过进水的推流作用，将处理过的水从反应器中排出。实验结果表明只要进(出)水的体积置换率控制在65％以下，进水流速控制在适当的范围之内，进水就不会污染出水。运行周期简化为两个阶段，缩短了运行时间，提高了工作效率，又因通过进水的推流作用排水，省却了专门的排水装置，使反应器结构更简单。
由于本反应器系统采用均匀的固体颗粒作填料，排水时填料层对废水有过滤作用，因而，使反应器具有去除悬浮固体(SS)的额外优点。本反应器系统启动方便、快捷，载体挂膜、驯化可采用多种方式。
本实用新型进行了处理模拟城市污水的实验研究，其结果表明在19-25℃的温度下，当废水pH为5.0-7.5，COD(化学需氧量)浓度为240-1220mg/L，氨氮浓度(近似等于总氮浓度)为28-44mg/L，反应(好氧模式)时间为1小时，进出水(同时进行)时间为15分钟，COD的容积负荷为1.3-6.4kg/m3·d，COD的去除率达到91％以上，当反应时间延长至2小时，其余条件不变，氨氮容积负荷率为0.14-0.21kg/m3·d，NH4+-N、T-N的去除率可分别达到80％和60％以上。尤其对于难以处理的大蒜废水(大蒜具有生物抑制性作用)，采用本实用新型处理模拟植物制剂大蒜废水的实验结果表明在25-27℃的温度下，当大蒜模拟废水pH为6.2-6.7，COD浓度为640mg/L，NH4+-N浓度为13mg/L，进出水(同时进行)时间为14分钟，好氧反应时间为136分钟，COD的容积负荷为4.5kg/m3·d，COD的去除率达到91％以上，NH4+-N去除率达到36％以上，出水pH上升到7.8左右。
权利要求1.一种序批式生物膜反应器系统，包括反应器(3)，该反应器(3)含有由颗粒状填料组成的固定床(10)，其特征在于它包括电路自控箱(1)、外循环管路(11)、循环泵(4)、进水泵(5)和气泵(2)，其中所述的电路自控箱(1)分别与气泵(2)、循环泵(4)和进水泵(5)进行电连接；所述的外循环管路(11)连接在反应器(3)第一进、出水口(31、32)，且循环泵(4)安装在该外循环管路(11)上；所述的进水泵(5)通过管道连接在反应器(3)的第二进水口(33)处；所述的气泵(2)通过管道连接在反应器(3)的进气口(35)处。
2.根据权利要求1所述的一种序批式生物膜反应器系统，其特征在于它还包括进水止回阀(8)和循环止回阀(9)，其中；该进水止回阀(8)连接在进水泵(5)至反应器(3)的连接管道上；该循环止回阀(9)连接在循环泵(4)至反应器(3)的连接管道上；且，进水止回阀(8)和循环止回阀(9)还分别与所述电路自控箱(1)相连。
3.根据权利要求1所述的一种序批式生物膜反应器系统，其特征在于所述反应器(3)中的填料可选用直径为2-8mm的均匀固体颗粒物。
4.根据权利要求1所述的一种序批式生物膜反应器系统，其特征在于所述反应器(3)中的固定床(10)，即填料层柱的高径比为3.7。
专利摘要本实用新型所提供的一种序批式生物膜反应器系统，包括反应器、电路自控箱、外循环管路、循环泵、进水泵和气泵所组成，其中所述的电路自控箱分别与气泵、循环泵和进水泵进行电连接；所述的外循环管路连接在反应器第一进、出水口，且循环泵安装在该外循环管路上；所述的进水泵通过管道连接在反应器的第二进水口处；所述的气泵通过管道连接在反应器的进气口处。本实用新型将序批式的运行模式与生物膜法相结合，既保持了一般生物膜法的优点，又具有在序批式运作模式下微生物特有的优点，如微生物生理适应能力强、微生物种群丰富、生物量大，活性微生物不易流失，系统耐冲击负荷，操作方式灵活易变。本实用新型反应器系统适用于多种废水的处理。
文档编号C02F3/10GK2600437SQ0322837
公开日2004年1月21日 申请日期2003年1月22日 优先权日2003年1月22日
发明者胡龙兴, 刘宇陆 申请人:胡龙兴, 刘宇陆