菌丝球生物吸附及再生回收装置的制作方法

本实用新型涉及一种菌丝球生物吸附及再生回收装置。

背景技术：

偶氮染料废水是我国排放量很大的一类难降解工业废水，由于废水水质复杂，常规的活性污泥法很难有效的处理此类废水，采用物化处理技术如混凝沉淀、高级氧化等，具有药剂投加量大、产生大量的有毒有害污泥、处理成本高等缺点。采用真菌处理染料废水的研究越来越多，真菌去除染料的主要机理可分为三类：生物吸附、生物降解和生物富集。丝状真菌在一定的培养条件下可以形成具有一定机械强度的菌丝球，菌丝球具有很好的吸附性能和分离性能，吸附后的菌丝球可以再生利用，解吸的染料也可回收。与生物降解去除染料相比，生物吸附可以在较为粗放的条件下处理染料废水。因此，在极端条件下利用具有生命活力的菌丝球吸附去除染料具有重要意义。

关于真菌处理染料废水的研究多数在灭菌条件下进行，虽然灭菌条件下取得了较好的处理效果，但是不能反映实际情况下(非灭菌条件)真菌对染料的脱色性能；灭菌条件下处理染料废水也是不切实际的。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种在开放环境下进行阴离子偶氮染料脱色的菌丝球生物吸附和再生回收装置。

为达到上述目的，本实用新型菌丝球生物吸附及再生回收装置，包括柱形反应器，所述柱形反应器底部设置有曝气盘，所述曝气盘上方设置有分布板，所述柱形反应器的顶部设置有再生液进水口和废水进水口，所述柱形反应器的下部设置有废水排水口和再生液排水口；所述分布板将所述柱形反应器的空间分隔为曝气区和反应区，所述曝气区设置在所述分布板的下侧，所述反应区设置在所述分布板的上侧；

其中，所述分布板的外缘形状与所述柱形反应器的断面相适配，所述分布板上设置有若干通孔，所述通孔的直径小于所述菌丝球的直径；

所述曝气盘与气泵连通，所述再生液进水口与再生液储存池连通，所述废水进水口与所述废水储存池连通，所述废水排水口与排水管道连通，所述再生液排水口与再生染料存储池连通；所述再生液储存池中储存有碱液；

所述再生液排水口设置在所述分布板的下侧，所述废水排水口设置在所述分布板的上侧。

进一步地，所述分布板为圆形分布板，所述圆形分布板设置有若干圈环形分布的通孔，各圈环形分布通孔的分布轨迹同心设置。

进一步地，所述曝气盘通过曝气管道与气泵连通，所述曝气管道上设置有气体流量计。

进一步地，所述柱形反应器的高度与直径的比值为8～12：1。

进一步地，所述柱形反应器内设置有pH检测仪和温度传感器；所述柱形反应器外部设置有水浴夹套。

进一步地，所述柱形反应器还设置有营养液入口和酸碱调节剂入口，所述营养液入口与营养液贮存容器连通，所述酸碱调节剂入口与酸性调节剂贮存容器和碱性调节剂贮存容器连通，所述酸性调节剂贮存容器和所述碱性调节剂贮存容器的出口均设置有阀门；所述pH检测仪与pH控制装置通讯连接，所述pH控制装置控制所述阀门。

进一步地，所述再生液入口与所述碱性调节剂贮存容器入口连通，用于连通所述碱性调节剂贮存器和所述再生液入口的管道上设置有阀门。

进一步地，所述水浴夹套包括螺旋缠绕在所述柱形反应器外壁的螺旋管道，所述螺旋管道的入口与混水阀出水口连通，所述混水阀的两入水口分别与热水管道和冷水管道连通；所述温度传感器与温度控制器通讯连接，所述温度控制器控制所述混水阀。

本实用新型利用菌丝球具有耐极端环境(如高盐、低pH)、吸附性能强、易于沉降和具有一定的机械强度的优点，拟在开放非灭菌条件下建立生物反应器，以生物吸附技术为核心，连续运行反应器。

本实用新型是一种结构简单的菌丝球反应器，该反应器主要通过空气的作用，实现菌丝球的流化状态和物料的混合，不仅实现了菌丝球的吸附染料过程，也可以实现吸附染料后的菌丝球的解吸；菌丝球利用废水中的营养物质，不断的生长以提供新的吸附位点，少量破碎老化的菌丝会随着废水排走，以实现菌丝球的不断更新。对于10～100mg/L染料废水，该反应器对染料的去除率达到70％～90％，并可以实现连续运行，该装置可实现菌丝球生物吸附、再生集于一体的生物反应器，具有持续、稳定和高效的处理特点；再生过程中产生的脱附液中含有高浓度的染料，此部分可以回收利用，具有较大的经济效益，以上特点使得该反应器在染料废水处理技术中具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型菌丝球生物吸附及再生装置实施例1的系统图。

图2是本实用新型菌丝球生物吸附及再生装置实施例1的分布板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供一种菌丝球11生物吸附及再生回收装置，包括柱形反应器，所述柱形反应器底部设置有曝气盘，所述曝气盘上方设置有分布板12，所述分布板12的上方设置有菌丝球11，所述柱形反应器的顶部设置有再生液进水口2和废水进水口7，所述柱形反应器的下部设置有废水排水口3和再生液排水口4；所述分布板12将所述柱形反应器的空间分隔为曝气区和反应区，所述曝气区设置在所述分布板12的下侧，所述反应区设置在所述分布板12的上侧；

其中，所述分布板12的外缘形状与所述柱形反应器的断面相适配，所述分布板12上设置有若干通孔，所述通孔的直径小于所述菌丝球11的直径；

所述曝气盘与气泵13连通，所述再生液进水口2与再生液储存池1连通，所述废水进水口7与所述废水储存池6连通，所述废水排水口3与排水管道连通，所述再生液排水口4与再生染料存储池连通；所述再生液储存池1中储存有碱液；

所述再生液排水口4设置在所述分布板12的下侧，所述废水排水口3设置在所述分布板12的上侧。

所述柱形反应器内设置有PH检测仪8和温度传感器9；所述柱形反应器外部设置有水浴夹套。

所述曝气盘通过曝气管道与气泵连通，所述曝气管道上设置有气体流量计14。

鼓泡流化床反应器主体是密封的圆柱体，材质为有机玻璃，圆柱高度H与直径D之比为10:1。底部设置出水口4；在反应器的二侧分别设置废水进水口7、再生液进水口2、排水口3，进水口通过软管连接，再生液排水口与染料回收储存池连接。

活性黑5染料废水初始浓度为100mg/L，向废水中加入营养物质，具体如下：葡萄糖2.0g/L、(NH4)2SO4 0.25g/L、KH2PO4 0.5g/L；调节废水的pH为3～4。

开启空气泵13，持续运行24h，使得废水中的气泡10和菌丝球11相互作用，菌丝球11呈流化状态，菌丝球与废水中的染料充分接触，当生物吸附反应于结束时，停止曝气；静置10分钟，打开排水口3，将处理后的废水排走；关闭排水口，加入适量的碱液，开启空气泵，使得菌丝球与再生液充分混匀并造成流化状态，以利于菌丝球上的染料脱附到再生液中，解吸时间约10分钟，打开底部排水口4，排走含染料的再生液。关闭排水口4，再次加入废水。

本实施例利用菌丝球具有耐极端环境(如高盐、低pH)、吸附性能强、易于沉降和具有一定的机械强度的优点，拟在开放非灭菌条件下建立生物反应器，以生物吸附技术为核心，连续运行反应器。

本实施例是一种结构简单的菌丝球反应器，该反应器主要通过空气的作用，实现菌丝球的流化状态和物料的混合，不仅实现了菌丝球的吸附染料过程，也可以实现吸附染料后的菌丝球的解吸；菌丝球利用废水中的营养物质，不断的生长以提供新的吸附位点，少量破碎老化的菌丝会随着废水排走，以实现菌丝球的不断更新。对于10～100mg/L染料废水，该反应器对染料的去除率达到70％～90％，并可以实现连续运行，该装置可实现菌丝球生物吸附、再生集于一体的生物反应器，具有持续、稳定和高效的处理特点；再生过程中产生的脱附液中含有高浓度的染料，此部分可以回收利用，具有较大的经济效益，以上特点使得该反应器在染料废水处理技术中具有很好的应用前景。

实施例2

本实施例中，鼓泡流化床反应器主体是密封的圆柱体，底部设置出水口4；在反应器的二侧分别设置废水进水口7、再生液进水口2、排水口3，进水口通过软管连接，再生液排水口与染料回收储存池连接。

配置初始浓度为50mg/L的酸性黑2染料废水，外加营养物质，具体如下：葡萄糖2.0g/L、(NH4)₂SO₄ 0.25g/L、KH₂PO4 0.5g/L，调节废水的pH为3～5。

开启空气泵13，使得废水中的菌丝球呈流化状态，菌丝球与废水中的染料充分接触，持续运行18h后停止曝气；静置10分钟，打开底部排水口4，将处理后的废水排走；关闭排水口3，加入适量的碱液，开启空气泵，使得菌丝球与再生液充分混匀并造成流化状态，以利于菌丝球上的染料脱附到再生液中，解吸时间约10分钟；再次打开底部排水口4，将再生液排入到染料回收储存池。关闭阀门，再次加入废水。

本实施例是采用菌丝球生物吸附和回收及再生回收装置处理酸性黑2染料废水的处理过程。

实施例3

在上述实施例的基础上，所述柱形反应器还设置有营养液入口和酸碱调节剂入口，所述营养液入口与营养液贮存容器连通，所述酸碱调节剂入口与酸性调节剂贮存容器和碱性调节剂贮存容器连通，所述酸性调节剂贮存容器和所述碱性调节剂贮存容器的出口均设置有阀门；所述pH检测仪与pH控制装置通讯连接，所述pH控制装置控制所述阀门。

本实施例通过pH控制装置控制吸附以及解吸过程中的PH值，使反应效率始终处于高效率反应过程中。

实施例4

在上述实施例的基础上，所述水浴夹套包括螺旋缠绕在所述柱形反应器外壁的螺旋管道，所述螺旋管道的入口与混水阀出水口连通，所述混水阀的两入水口分别与热水管道和冷水管道连通；所述温度传感器与温度控制器通讯连接，所述温度控制器控制所述混水阀。

本实施在反应器外壁上设置水浴夹套，并且，通过温度控制器对水浴夹套的温度进行控制，使反应过程始终处于高效率反应过程中。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。