專利名稱：一種處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器，屬于環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境壓力越來越大，污水處理中的重金屬污染治理已成為重點之一。重金屬離子對自然環(huán)境危害巨大，其生物毒性強、難于降解，是污水處理行業(yè)的難題。 傳統(tǒng)的治理污水中的重金屬的方法包括化學(xué)沉淀法、化學(xué)氧化還原法、電解法、吸附法、電滲析法、反滲透法、鰲合樹脂法等。這些方法雖然有一定的處理效果，但是大多數(shù)都具有反應(yīng)條件復(fù)雜、投資昂貴、運行成本高、易形成二次污染、適應(yīng)性差等缺點。在水體重金屬污染治理和水環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，急需針對污水中重金屬的去除，開發(fā)出一種簡便、廉價、適應(yīng)性強的處理技術(shù)。采用微生物法處理含重金屬的污水具有很多優(yōu)點，其去除機理既有微生物對重金屬離子的吸附、生物沉淀、富集作用，又有生物轉(zhuǎn)化、鰲合作用，可促進重金屬毒性的降低。傳統(tǒng)的治理重金屬的方法一般都是與常規(guī)污水處理工藝相結(jié)合的，沒有專門針對重金屬離子的去除而開發(fā)的反應(yīng)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要針對傳統(tǒng)的治理污水中的重金屬的方法存在反應(yīng)條件復(fù)雜、投資昂貴、運行成本高、易形成二次污染、適應(yīng)性差等缺點，提供一種專門用于處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案為—種處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器，包括反應(yīng)柱和循環(huán)液加熱回流系統(tǒng)，所述反應(yīng)柱由外殼，進液水箱，進液預(yù)熱器，進液泵，設(shè)在外殼內(nèi)底部的進液區(qū)，安裝在進液區(qū)內(nèi)的曝氣器，安裝在外殼內(nèi)進液區(qū)上方的布水孔板，安裝在外殼內(nèi)布水孔板上方的生態(tài)基承托板，所述布水孔板和生態(tài)基承托板之間的空腔內(nèi)布水區(qū)，在生態(tài)基承托板的上方設(shè)有帶有微生物菌膜的阿柯蔓生態(tài)基填料區(qū)，阿柯蔓生態(tài)基填料區(qū)的上方設(shè)有生態(tài)基懸掛板，生態(tài)基懸掛板的上方為陶粒承托板，在生態(tài)基懸掛板和陶粒承托板組成的空腔內(nèi)設(shè)有填料區(qū)溫控儀，在陶粒承托板的上方設(shè)有帶有微生物菌膜的陶粒填料區(qū)，陶粒填料區(qū)的上方設(shè)有整流板，整流板的上方設(shè)有塑料格網(wǎng)，塑料格網(wǎng)的上方設(shè)有清水分離區(qū)，在外殼的左側(cè)壁上位于進液區(qū)處設(shè)有進液口，在外殼的右側(cè)壁上位于進液區(qū)處設(shè)有反應(yīng)器放空口，在外殼的右側(cè)壁上位于清水分離區(qū)處自下而上依次設(shè)有達標(biāo)液出水口和溢流口，所述進液水箱的出水口通過管道與進液預(yù)熱器相連接，進液預(yù)熱器通過進液泵與進液口相連接；所述循環(huán)液加熱回流系統(tǒng)由循環(huán)液出水口，循環(huán)泵和循環(huán)管組成，循環(huán)液出水口設(shè)在外殼的右側(cè)壁上位于達標(biāo)液出水口和溢流口之間，循環(huán)管的一端與循環(huán)液出水口相連接，循環(huán)液出水口的另一端通過循環(huán)泵與進液預(yù)熱器相連接。為了進一步提供處理的效果，本發(fā)明還設(shè)置了保溫液加熱回流系統(tǒng)，所述保溫液加熱回流系統(tǒng)由保溫水套、保溫水套溫控儀、保溫水套水流導(dǎo)入口、保溫水套水流導(dǎo)出口、保溫水套循環(huán)液回流管、保溫水套水流循環(huán)泵、保溫水套水流預(yù)熱器和保溫水套放空口組成，所述保溫水套包裹在外殼內(nèi)的外部，保溫水套溫控儀設(shè)在保溫水套的左側(cè)壁上，保溫水套水流導(dǎo)入口設(shè)在保溫水套左側(cè)壁的下部，保溫水套水流導(dǎo)出口設(shè)在保溫水套右側(cè)壁的頂部，保溫水套放空口設(shè)在保溫水套右側(cè)壁的底部，所述保溫水套循環(huán)液回流管的一端與保溫水套水流導(dǎo)入口相連接，保溫水套循環(huán)液回流管的另一端通過保溫水套水流循環(huán)泵和保溫水套水流預(yù)熱器和保溫水套水流導(dǎo)出口相連接。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，待處理的污水先貯存于進液水箱內(nèi)，通過重力自留入進液預(yù)熱器中，經(jīng)過預(yù)熱后使待處理液體達到37°C的溫度，通過進液泵將液體送入反應(yīng)柱的底部，進液區(qū)布設(shè)有曝氣管，對進液進行預(yù)曝氣，液體在進液泵的壓力驅(qū)使下向上流動，經(jīng)由布水孔板進入布水區(qū)，布水孔板在此起到將進液均勻化的作用。因此與現(xiàn)有技術(shù)相比， 具有以下有益效果①采用自下而上的升流式流體運動方式，這種流體力學(xué)條件使得填料床發(fā)生適度膨脹，促進液體與填料的均勻接觸，利于傳質(zhì)過程的實現(xiàn)，同時在陶粒填料區(qū)的上部設(shè)置清水分離區(qū)，在這個區(qū)域安裝有整流板、塑料格網(wǎng)，以阻攔水流中夾帶的絮狀菌膜脫落物，并攔截隨水流漂浮起的陶粒填料，避免出水夾帶雜物堵塞循環(huán)液出水口 ；②反應(yīng)柱內(nèi)設(shè)置了雙層填料載體，分別填充有陶粒填料、阿柯蔓生態(tài)基填料，填料與菌膜結(jié)合緊密，同時發(fā)揮吸附、生物鰲合等多種去除效應(yīng)，利用菌膜對污水中的重金屬離子進行去除，同時在陶粒填料區(qū)底部安裝有填料承托板，在阿柯蔓生態(tài)基填料區(qū)的頂部安裝有生態(tài)基懸掛板，在阿柯蔓生態(tài)基填料區(qū)的底部也安裝有填料承托板，以對填料進行穩(wěn)定加固；③反應(yīng)體系內(nèi)的液體在循環(huán)回流裝置的驅(qū)動下實現(xiàn)循環(huán)往復(fù)運動，可保證被處理液體在體系內(nèi)的反應(yīng)停留時間，并使得溶解于水流中被夾帶出的菌膜微屑在反應(yīng)體系內(nèi)實現(xiàn)循環(huán)利用，減少菌膜流失，最終提高了反應(yīng)器對污染物的去除率；④反應(yīng)柱外圍設(shè)置有保溫水套，輔助以循環(huán)泵、水流預(yù)熱器，可以保證水套內(nèi)水流的恒溫，進而保證反應(yīng)柱內(nèi)的液體處于恒溫狀態(tài)，保證反應(yīng)器去除污水中重金屬離子的最佳效果；⑤特殊設(shè)計的布水孔板、整流板可以保證進水均勻、出水清澈。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例1如圖1所示，一種處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器，包括圓柱形反應(yīng)柱、循環(huán)液加熱回流系統(tǒng)和保溫液加熱回流系統(tǒng)，所述反應(yīng)柱由外殼31，進液水箱1，進液預(yù)熱器2，進液泵3，設(shè)在外殼31內(nèi)底部的進液區(qū)4，安裝在進液區(qū)4內(nèi)的曝氣器5，安裝在外殼31內(nèi)進液區(qū)4上方的布水孔板6，安裝在外殼31內(nèi)布水孔板6上方的生態(tài)基承托板8，所述布水孔板6和生態(tài)基承托板8之間的空腔內(nèi)布水區(qū)7，在生態(tài)基承托板8的上方設(shè)有帶有微生物菌膜的阿柯蔓生態(tài)基填料區(qū)9，阿柯蔓生態(tài)基填料區(qū)9的上方設(shè)有生態(tài)基懸掛板10，生態(tài)基懸掛板10的上方為陶粒承托板12，在生態(tài)基懸掛板10和陶粒承托板12組成的空腔內(nèi)設(shè)有填料區(qū)溫控儀11，在陶粒承托板12的上方設(shè)有帶有微生物菌膜的陶粒填料區(qū)13，陶粒填料區(qū)13的上方設(shè)有整流板14，整流板14的上方設(shè)有塑料格網(wǎng)15，塑料格網(wǎng)15的上方設(shè)有清水分離區(qū)16，在外殼31的左側(cè)壁上位于進液區(qū)4處設(shè)有進液口 32，在外殼31的右側(cè)壁上位于進液區(qū)4處設(shè)有反應(yīng)器放空口 22，在外殼31的右側(cè)壁上位于清水分離區(qū)16處自下而上依次設(shè)有達標(biāo)液出水口 17和溢流口 18，所述進液水箱I的出水口通過管道與進液預(yù)熱器2相連接，進液預(yù)熱器2通過進液泵3與進液口 32相連接；所述循環(huán)液加熱回流系統(tǒng)由循環(huán)液出水口 19，循環(huán)泵21和循環(huán)管20組成，循環(huán)液出水口 19設(shè)在外殼31的右側(cè)壁上位于達標(biāo)液出水口 17和溢流口 18之間，循環(huán)管20的一端與循環(huán)液出水口 19相連接，循環(huán)液出水口 19的另一端通過循環(huán)泵21與進液預(yù)熱器2相連接；所述保溫液加熱回流系統(tǒng)由保溫水套24、保溫水套溫控儀25、保溫水套水流導(dǎo)入口 23、保溫水套水 流導(dǎo)出口 26、保溫水套循環(huán)液回流管27、保溫水套水流循環(huán)泵28、保溫水套水流預(yù)熱器29和保溫水套放空口 30組成，所述保溫水套24包裹在外殼31內(nèi)的外部，保溫水套溫控儀25設(shè)在保溫水套24的左側(cè)壁上，保溫水套水流導(dǎo)入口 23設(shè)在保溫水套24左側(cè)壁的下部，保溫水套水流導(dǎo)出口 26設(shè)在保溫水套24右側(cè)壁的頂部，保溫水套放空口 30設(shè)在保溫水套24右側(cè)壁的底部，所述保溫水套循環(huán)液回流管27的一端與保溫水套水流導(dǎo)入口 23相連接，保溫水套循環(huán)液回流管27的另一端通過保溫水套水流循環(huán)泵28和保溫水套水流預(yù)熱器29和保溫水套水流導(dǎo)出口 26相連接。處理污水時的工藝條件為反應(yīng)柱的進液流速為2. O 4. OL/h，出水流速為O. 5 1. OL/h，循環(huán)液回流流速為1. 5 3. OL/h ;進液預(yù)熱器溫度控制為37°C。本實施例所用菌膜的原始純培養(yǎng)菌種為金屬硫蛋白基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌后經(jīng)過生物加工得到的基因工程菌，將原始菌種進行稀釋定量，加富培養(yǎng)馴化，使混合菌液適應(yīng)實際廢水中的Cd2+、Ni2+基質(zhì)以及工程填料的物理條件，將其用于實際污水的重金屬去除。
權(quán)利要求
1.一種處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器，其特征是包括反應(yīng)柱和循環(huán)液加熱回流系統(tǒng)，所述反應(yīng)柱由外殼(31)，進液水箱(1)，進液預(yù)熱器(2)，進液泵(3)，設(shè)在外殼(31)內(nèi)底部的進液區(qū)(4)，安裝在進液區(qū)(4)內(nèi)的曝氣器(5)，安裝在外殼(31)內(nèi)進液區(qū)(4)上方的布水孔板(6)，安裝在外殼(31)內(nèi)布水孔板(6)上方的生態(tài)基承托板(8)，所述布水孔板(6)和生態(tài)基承托板(8)之間的空腔內(nèi)布水區(qū)(7)，在生態(tài)基承托板(8)的上方設(shè)有帶有微生物囷I吳的阿柯曼生態(tài)基填料區(qū)(9),阿柯曼生態(tài)基填料區(qū)(9)的上方設(shè)有生態(tài)基懸掛板(10)，生態(tài)基懸掛板(10)的上方為陶粒承托板(12)，在生態(tài)基懸掛板(10)和陶粒承托板(12)組成的空腔內(nèi)設(shè)有填料區(qū)溫控儀(11)，在陶粒承托板(12)的上方設(shè)有帶有微生物菌膜的陶粒填料區(qū)(13)，陶粒填料區(qū)(13)的上方設(shè)有整流板(14)，整流板(14)的上方設(shè)有塑料格網(wǎng)(15)，塑料格網(wǎng)(15)的上方設(shè)有清水分離區(qū)(16)，在外殼(31)的左側(cè)壁上位于進液區(qū)(4)處設(shè)有進液口(32)，在外殼(31)的右側(cè)壁上位于進液區(qū)(4)處設(shè)有反應(yīng)器放空口(22)，在外殼(31)的右側(cè)壁上位于清水分離區(qū)(16)處自下而上依次設(shè)有達標(biāo)液出水口(17)和溢流口(18)，所述進液水箱(I)的出水口通過管道與進液預(yù)熱器(2)相連接，進液預(yù)熱器(2)通過進液泵(3)與進液口(32)相連接；所述循環(huán)液加熱回流系統(tǒng)由循環(huán)液出水口(19)，循環(huán)泵(21)和循環(huán)管(20)組成，循環(huán)液出水口(19)設(shè)在外殼(31)的右側(cè)壁上位于達標(biāo)液出水口( 17)和溢流口( 18)之間，循環(huán)管(20)的一端與循環(huán)液出水口( 19)相連接，循環(huán)液出水口( 19 )的另一端通過循環(huán)泵(21)與進液預(yù)熱器(2 )相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器，其特征是還包括保溫液加熱回流系統(tǒng)，所述保溫液加熱回流系統(tǒng)由保溫水套(24)、保溫水套溫控儀(25)、保溫水套水流導(dǎo)入口(23)、保溫水套水流導(dǎo)出口(26)、保溫水套循環(huán)液回流管(27)、保溫水套水流循環(huán)泵(28 )、保溫水套水流預(yù)熱器(29 )和保溫水套放空口( 30 )組成，所述保溫水套(24)包裹在外殼(31)內(nèi)的外部，保溫水套溫控儀(25)設(shè)在保溫水套(24)的左側(cè)壁上，保溫水套水流導(dǎo)入口(23)設(shè)在保溫水套(24)左側(cè)壁的下部，保溫水套水流導(dǎo)出口(26)設(shè)在保溫水套(24)右側(cè)壁的頂部，保溫水套放空口(30)設(shè)在保溫水套(24)右側(cè)壁的底部，所述保溫水套循環(huán)液回流管(27)的一端與保溫水套水流導(dǎo)入口(23)相連接，保溫水套循環(huán)液回流管(27)的另一端通過保溫水套水流循環(huán)泵(28)和保溫水套水流預(yù)熱器(29)和保溫水套水流導(dǎo)出口(26)相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器，屬于環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明主要解決傳統(tǒng)的治理污水中的重金屬的方法存在反應(yīng)條件復(fù)雜、投資昂貴、運行成本高、易形成二次污染、適應(yīng)性差等缺點。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種處理污水中重金屬的升流式循環(huán)菌膜反應(yīng)器，包括反應(yīng)柱和循環(huán)液加熱回流系統(tǒng)，所述循環(huán)液加熱回流系統(tǒng)由循環(huán)液出水口，循環(huán)泵和循環(huán)管組成，循環(huán)液出水口設(shè)在外殼的右側(cè)壁上位于達標(biāo)液出水口和溢流口之間，循環(huán)管的一端與循環(huán)液出水口相連接，循環(huán)液出水口的另一端通過循環(huán)泵與進液預(yù)熱器相連接。本發(fā)明適宜用作去除污水中的Cd2+、Ni2+等重金屬離子，具有反應(yīng)條件簡單、投資小、成本低等優(yōu)點。
文檔編號C02F3/34GK103011422SQ201210526350
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者張弛, 馬青蘭, 曹秋芬, 李平, 劉富龍, 安敬艷 申請人:太原理工大學(xué)