专利名称：一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器。
背景技术：
随着社会经济的不断发展，大量的氨氮、硫酸盐和含碳化合物随着工农业生产废水排入自然水体中。这些化合物引起的污染问题十分严重，已向环境工程界提出了巨大的挑战。目前对同时含有硫酸盐和氨氮废水的处理技术主要是多步组合工艺。废水中硫酸盐的传统生物处理方法是，在厌氧条件下，硫酸盐还原菌(SRB)以硫酸盐作为最终电子受体氧化有机化合物。但是硫酸盐还原的产物硫化氢会抑制SRB的代谢活性。同时该方法有处理费用高、产泥量大、难于控制等诸多缺陷。氨氮的处理方法较多，包括物理化学法和生物法。由于吹脱和化学沉淀等物理化 学法运行成本高、易引起二次污染等，目前主要采用生物法脱氮，主要包括硝化-反硝化、短程硝化反硝化和厌氧氨氧化(ΑΝΑΜΜ0Χ)等。在微生物作用下，含氮化合物和含硫化合物可在不同程度上发生反应，利用微生物Thiobacillus denitrificans将硫化物(S2O和硝酸盐(N03_)分别转化为单质硫和氮气。这种方法在处理高硫酸盐、高氨氮废水时需要前处理工艺将NH4+和S042_分别转化为N03_和S2_，再经微生物作用使硝酸盐与硫化物分别转化为氮气和单质硫，实现同步脱氮除硫，并回收单质硫资源。
发明内容
为了克服现有处理方法中存在的运行成本高、易引起二次污染的缺陷，本发明提供一种经济又环保节能的斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器。本发明采用的技术方案是一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，包括反应器本体，所述反应器本体通过第一支架固定在底座上，其特征在于所述反应器本体内设有一斜板装置，所述斜板装置将所述反应器本体分为第一区和第二区；所述斜板装置包括斜板、水平阀门支板、第一水平支板和位于所述水平阀门支板和第一水平支板之间的第二水平支板，所述斜板顶部由所述水平阀门支板通过紧固件固定在所述反应器本体上，所述水平阀门支板控制所述斜板顶部的开启与闭合，所述第一水平支板一端通过紧固件固定在所述斜板底部，另一端通过紧固件固定在所述反应器本体上，所述第二水平支板一端通过紧固件固定在所述斜板上，另一端通过紧固件固定在所述反应器本体上；所述第一区自下而上分为硫单质回收区、出水区和载体滞留区，所述硫单质回收区设在所述反应器本体底部；所述第二区自下而上分为反应区和进水区，所述反应区位于所述水平阀门支板和所述第一支板之间，所述进水区位于所述反应器本体顶部。进一步，所述反应器本体除去硫单质回收区部分均呈圆柱体，高径比为4 10 1 ；所述硫单质回收区为倒置的圆锥体，底端设有硫单质回收出口，所述硫单质回收出口以阀门控制闭合；所述圆锥体侧面与基准水平面倾斜角α为30° 45°，所述硫单质回收出口内径dl与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:8 10。进一步，所述出水区设有出水口，所述出水区与所述载体滞留区以所述出水口上方O. 2 O. 4m为界，所述出水口连接出水管，所述出水管通过紧固件固定于第二支架上，所述第二支架与所述底座垂直固定；所述载体滞留区处设有载体回收口，所述载体回收口以阀门控制闭合，所述载体回收口内径d4与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:10 15。进一步，所述进水区顶部设有进水口，所述进水口一端连接布水器，另一端连接进水管，所述进水口一侧设置排气口，另一侧设置载体添加入口，所述载体添加入口以阀门控制闭合。进一步，所述出水口距所述反应器本体圆柱体部分下端水平面距离hi与所述反应器本体圆柱体部分高h2之比为1:10 20，所述出水口距硫单质回收区O. 5 O. 8m，所述出水口内径d3与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:10 15。
进一步，所述进水口内径d5与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:10 15，所述布水器距进水区顶部O. I O. 3m，进水口一侧O. I O. 3m处设有排气口，另一侧O. I O. 3m处设有载体添加入口，所述排气口内径d6与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:20 25，所述载体添加入口内径d7与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:10 15。进一步，所述载体添加入口中添加有轻质载体，载体比重为O. 7 O. 95。进一步，所述斜板与所述反应器本体的水平面的倾斜角Y为30° 45°，所述第一支架与水平面倾斜角β为30° 45°，所述斜板顶部距所述布水器距离为O. I O. 3m。进一步，所述第一、第二水平支板均为中格栅型支板，其中栅条间隙为O. I O. 5m，所述第一、第二水平支板的宽度与所述斜板宽度相同，所述斜板宽度与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为2 3:1，所述斜板长度与所述反应器本体圆柱部分长度L之比为O. 6 O. 8:1 ;所述水平阀门支板为实体型材料板。本发明所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器可由有机玻璃或钢板构建。挂膜后的载体从反应器顶部的载体添加入口直接投加。废水由布水器进入后立刻与反应区内生物颗粒充分混合接触。待生物膜成熟后，完成同步脱氮除硫反应，生成的单质硫可通过硫单质回收口进行回收利用。定时将斜板上水平阀门支板开启并关闭出水口，将部分由水流冲刷所堆积到载体滞留区的部分载体通过载体回收口进行回收，实现载体的重复利用。反应所产氮气经反应器本体顶部的排气口排出，出水经出水口流出。本发明的有益效果体现在I)在单一的塔式反应器内完成氮和硫污染物的同步去除以及单质硫的回收，构型紧凑，占地面积小；2)内设斜板实现各区的功能分化和优化；3)添加轻质载体，利用进水势能即可实现床层膨胀，经济节能；4)利用反应所产生气体的混合效应，实现微生物与基质的充分接触，传质性能优。
图I是本发明整体结构示意图。
具体实施例方式参照图1，一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，包括反应器本体7，所述反应器本体7通过第一支架8固定在底座9上，所述反应器本体7内设有一斜板装置，所述斜板装置将所述反应器本体7分为第一区和第二区；所述斜板装置包括斜板13、水平阀门支板14、第一水平支板15和位于所述水平阀门支板14和第一水平支板15之间的第二水平支板16，所述斜板13顶部由所述水平阀门支板14通过紧固件23固定在所述反应器本体7上，所述水平阀门支板14控制所述斜板13顶部的开启与闭合，所述第一水平支板15一端通过紧固件23固定在所述斜板13底部，另一端通过紧固件23固定在所述反应器本体7上，所述第二水平支板16 —端通过紧固件固定在所述斜板13上，另一端通过紧固件固定在所述反应器本体7上；所述第一区自下而上分为硫单质回收区I、出水区2和载体滞留区3，所述硫单质回收区I设在所述反应器本体7底部；所述第二区自下而上分为反应区4和进水区6，所述反应区4位于所述水平阀门支板14和所述第一支板15之间，所述进水区位于所述反应器本体顶部。
进一步，所述反应器本体7除去硫单质回收区I部分均呈圆柱体，高径比为4 10 1 ;所述硫单质回收区I为倒置的圆锥体，底端设有硫单质回收出口 11，所述硫单质回收出口 11以阀门12控制闭合；所述圆锥体侧面与基准水平面倾斜角α为30° 45°，所述硫单质回收出口 11内径Cl1与所述反应器本体7圆柱体部分内径(12之比为1:8 10。进一步，所述出水区2设有出水口 5，所述出水区2与所述载体滞留区3以所述出水口 25上方O. 2 O. 4m为界，所述出水口 5连接出水管21，所述出水管21通过紧固件固定于第二支架10上，所述第二支架10与所述底座9垂直固定；所述载体滞留区3处设有载体回收口 22，所述载体回收口 22以阀门控制闭合，所述载体回收口 22内径d4与所述反应器本体7圆柱体部分内径(12之比为1:10 15。进一步，所述进水区6顶部设有进水口 19，所述进水口 19 一端连接布水器17，另一端连接进水管20，所述进水口 19 一侧设置排气口 24，另一侧设置载体添加入口 18，所述载体添加入口 18以阀门控制闭合。进一步，所述出水口 5距所述反应器本体7圆柱体部分下端水平面距离Ii1与所述反应器本体7圆柱体部分高h2之比为1:10 20，所述出水口 25距硫单质回收区I为O. 5 O. 8m，所述出水口 25内径d3与所述反应器本体7圆柱体部分内径(12之比为1:10 15。进一步，所述进水口 19内径d5与所述反应器本体7圆柱体部分内径(12之比为1:10 15，所述布水器17距进水区顶部6为O. I O. 3m,进水口 19 一侧O. I O. 3m处设有排气口 24，另一侧O. I O. 3m处设有载体添加入口 18，所述排气口 24内径d6与所述反应器本体7圆柱体部分内径(12之比为1:20 25，所述载体添加入口 18内径d7与所述反应器本体7圆柱体部分内径(12之比为1:10 15。进一步，所述载体添加入口 18中添加有轻质载体，载体比重为O. 7 O. 95。进一步，所述斜板13与所述反应器本体7的水平面的倾斜角Y为30° 45°，所述第一支架8与水平面倾斜角β为30° 45°，所述斜板13顶部距所述布水器17距离为O. I O. 3mο进一步，所述第一、第二水平支板15、16均为中格栅型支板，其中栅条间隙为O.I O. 5m，所述第一、第二水平支板15、16的宽度与所述斜板13宽度相同，所述斜板13宽度与所述反应器本体7圆柱体部分内径d2之比为2 3:1，所述斜板13长度与所述反应器本体7圆柱部分长度L之比为O. 6 O. 8:1 ;所述水平阀门支板14为实体型材料板。本发明所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器可由有机玻璃或钢板构建。挂膜后的载体从反应器顶部的载体添加入口 18直接投加。废水由布水器17进入后立刻与反应区内生物颗粒充分混合接触。待生物膜成熟后，完成同步脱氮除硫反应，生成的单质硫可通过硫单质回收口 11进行回收利用。定时将斜板13上水平阀门支板14开启并关闭出水口，将部分由水流冲刷所堆积到载体滞留区3的部分载体通过载体回收口 22进行回收，实现载体的重复利用。反应所产氮气经反应器本体顶部的排气口 24排出，出水经出水口 5流出。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同。
权利要求
1.一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，包括反应器本体，所述反应器本体通过第一支架固定在底座上，其特征在于所述反应器本体内设有一斜板装置，所述斜板装置将所述反应器本体分为第一区和第二区；所述斜板装置包括斜板、水平阀门支板、第一水平支板和位于所述水平阀门支板和第一水平支板之间的第二水平支板，所述斜板顶部由所述水平阀门支板通过紧固件固定在所述反应器本体上，所述水平阀门支板控制所述斜板顶部的开启与闭合，所述第一水平支板一端通过紧固件固定在所述斜板底部，另一端通过紧固件固定在所述反应器本体上，所述第二水平支板一端通过紧固件固定在所述斜板上，另一端通过紧固件固定在所述反应器本体上；所述第一区自下而上分为硫单质回收区、出水区和载体滞留区，所述硫单质回收区设在所述反应器本体底部；所述第二区自下而上分为反应区和进水区，所述反应区位于所述水平阀门支板和所述第一支板之间，所述进水区位于所述反应器本体顶部。
2.如权利要求I所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，其特征在于所述反应器本体除去硫单质回收区部分均呈圆柱体，高径比为4 10 :1 ;所述硫单质回收区为倒置的圆锥体，底端设有硫单质回收出口，所述硫单质回收出口以阀门控制闭合；所述圆锥体侧面与基准水平面倾斜角α为30° 45°，所述硫单质回收出口内径Cl1与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:8 10。
3.如权利要求I所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，其特征在于所述出水区设有出水口，所述出水区与所述载体滞留区以所述出水口上方O. 2 O. 4m为界，所述出水口连接出水管，所述出水管通过紧固件固定于第二支架上，所述第二支架与所述底座垂直固定；所述载体滞留区处设有载体回收口，所述载体回收口以阀门控制闭合，所述载体回收口内径山与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:10 15。
4.如权利要求I所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，其特征在于所述进水区顶部设有进水口，所述进水口一端连接布水器，另一端连接进水管，所述进水口一侧设置排气口，另一侧设置载体添加入口，所述载体添加入口以阀门控制闭合。
5.如权利要求3所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，其特征在于所述出水口距所述反应器本体圆柱体部分下端水平面距离Ii1与所述反应器本体圆柱体部分高h2之比为1:10 20，所述出水口距硫单质回收区O. 5 O. 8m，所述出水口内径d3与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:10 15。
6.如权利要求4所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，其特征在于所述进水口内径d5与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:10 15，所述布水器距进水区顶部O. I O. 3m，进水口一侧O. I O. 3m处设有排气口，另一侧O. I O. 3m处设有载体添加入口，所述排气口内径d6与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:20 25，所述载体添加入口内径(17与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为1:10 15。
7.如权利要求4所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，其特征在于所述载体添加入口中添加有轻质载体，载体比重为O. 7 O. 95。
8.如权利要求I所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，其特征在于所述斜板与所述反应器本体的水平面的倾斜角Y为30° 45°，所述第一支架与水平面倾斜角β为30° 45°，所述斜板顶部距所述布水器距离为O. I O. 3m。
9.如权利要求I所述的一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，其特征在于所述第一、第二水平支板均为中格栅型支板，其中栅条间隙为O. I O. 5m，所述第一、第二水平支板的宽 度与所述斜板宽度相同，所述斜板宽度与所述反应器本体圆柱体部分内径d2之比为2 3:1，所述斜板长度与所述反应器本体圆柱部分长度L之比为O. 6 O. 8:1 ;所述水平阀门支板为实体型材料板。
全文摘要
本发明公开了一种斜板式同步脱氮除硫厌氧生物膜反应器，包括反应器本体，所述反应器本体内设有一斜板装置，所述斜板装置将所述反应器本体分为第一区和第二区；所述斜板装置包括斜板、水平阀门支板、第一水平支板和位于所述水平阀门支板和第一水平支板之间的第二水平支板，所述斜板顶部由所述水平阀门支板通过紧固件固定在所述反应器本体上，所述水平阀门支板控制所述斜板顶部的开启与闭合；所述第一区自下而上分为硫单质回收区、出水区和载体滞留区，所述第二区自下而上分为反应区、进水区。本发明经济节能，传质性能优。
文档编号C02F3/28GK102838206SQ201210215938
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者金仁村, 张倩倩, 俞津津, 邢保山 申请人:杭州师范大学