1.本实用新型涉及废水处理工艺技术领域，尤其涉及一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器处理有机高浓废水的先驱生物反应器。
背景技术：
2.医药、化工等行业排放大部分废水都属于高浓度有机废水，这些废水中cod物质浓度高，含有大量的有毒有害物质，并且成分复杂，利用常规的物化、生化处理难达到处理目的，同时存在操作管理难、投资大、运行成本高等一系列问题。常采用厌氧生物反应器对有机高浓废水进行处理，公开号为cn210237237u的中国实用新型专利公开了一种用于生物发酵类废水的厌氧反应器，包括罐体，所述罐体内部上方设置有至少一组三相分离器，所述罐体内底部设置有布水管，所述布水管的一端连接有进水管，所述进水管伸出罐体并连接到污水池中，所述罐体的上部与下部之间连接有外循环系统。其不足之处在于在有机高浓废水经厌氧处理后，出水中的cod仍然较高，且其可生化性(bod5/codcr)约为0.1，为难降解有机废水。
3.先驱生物反应器（pioneer bio reactor，pbr）技术针对具体项目废水特征定制培育复合菌种，采用发酵工艺分解和利用难降解有机物，从而提高高浓度医药化工废水可生化性，同时去除大量污染物。采用pbr技术的生物反应器通过工程菌株混合发酵（mixed fermentation of engineering strains，mfes）过程，使高活性的微生物在废水中快速增殖，在微生物自身呼吸的同时把有机物大量同化为细胞内容物，最终以有机菌体的形式分离出来，大大提高了废水生物处理的单位负荷，相比于传统的絮凝、氧化等预处理手段，不仅单位cod去除成本普遍降低90%以上，而且对于氨氮和总氮有明显的去除效果，将废水中大部分有机物组分转变成生物质物质，出水b/c比明显提升。但是，使用菌株处理有机废水时会产生沉降，导致废水处理不充分，降低处理效率。
技术实现要素：
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，采用pbr技术对有机废水进行预处理，克服菌株处理有机废水的沉降问题，提高处理效率和出水的可生化性。
5.本实用新型的具体技术方案为：
6.本实用新型提供了一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，包括罐体、风机、曝气装置、回流装置和尾气处理装置；所述罐体顶部设有进水口；所述曝气装置位于罐体内部底端；所述风机与曝气装置连接用于提供风源；所述回流装置连通于罐体底部和顶部，以自下而上发生回流；所述尾气处理装置连接于罐体顶部。
7.本生物反应器在罐体中发生菌株有氧发酵，以去除废水中的有机物、氨氮和总氨。罐体顶部进水，底部则设有曝气装置，废水和空气发生逆流，便于气体和污水的混合更均匀，上下的水流和气体会产生相对冲击作用，因而菌株在处理废水过程中不易发生沉降，菌
种在反应器中为游离悬浮状态，比表面积大，废水处理效率高。并且该结构会使得曝气更充分，风机用于提供发酵装置所需气体。
8.另外，本生物反应器还设置有回流装置，是为避免有部分的菌株仍受到沉降作用而沉降于立式罐体底部，回流装置就会将废水由底部向顶部运输，发生自下而上的回流，将沉降菌株重新投放，进一步提高菌株的利用效率。回流装置为喷淋回流，防止因废水发酵产生的泡沫溢出，同时加强罐内废水的充分混合。而尾气处理装置是为了处理菌株依靠自身呼吸作用处理废水时产生的尾气及高浓废水自身异味。作为优选，所述曝气装置包括曝气器、曝气主管和曝气支管；所述曝气主管通过罐体的底部侧壁连接到罐体顶部、再与风机相连接；所述曝气器垂直设置于曝气支管上；所述曝气支管与曝气主管相连接。
9.罐内的管路安装宜采用316l不锈钢管，曝气主管路需先接到罐顶再往下从罐体底部侧壁进入，防止罐内污水倒流至风机。曝气器垂直设置时，气体的向上冲击作用更强。
10.作为优选，所述曝气器为旋流曝气器、微孔膜管曝气器、穿孔曝气器或射流曝气器；所述曝气器与罐体底部的距离为150~180mm。
11.曝气器与立式罐体底部有间距，方便进行废水回收处理。罐内曝气装置可根据废水水质水量和废水处理要求及现场安装难度灵活选择，可选择可提升式微孔曝气膜管/旋流曝气器、底部固定式微孔曝气软管/旋流曝气器/穿孔曝气管和射流曝气器。
12.作为优选，所述曝气器为旋流曝气器时，相邻曝气器的间距为1～1.2m。
13.相邻曝气器排列保持一定间距可以使得曝气均匀无死角，提高氧利用率和处理效率。曝气器数量则可根据罐体直径情况配置。
14.作为优选，所述曝气主管为两个且设置于罐体的底面同一轴线上；所述曝气支管平行设置于曝气主管两侧。
15.将两个曝气主管设置于罐体的底面轴线上可以使气体均匀分散于两侧的曝气支管内，降低风机功率消耗的同时，在罐体内的气体也能够得到均匀分散，有利于提高菌株的氧利用率。
16.作为优选，所述曝气主管两侧的曝气支管为错开排列；前后相邻曝气支管上的曝气器为错开排列。
17.曝气支管的平行设置并错开排列是为了最大程度地不阻碍相邻曝气器的曝气，避免曝气面积发生重叠而降低曝气效率。前后相邻曝气支管上的曝气器的错开排列也是为了不阻碍相邻曝气器的曝气所做的进一步优化，使得曝气面积仅有较小的重叠，也提高了在靠近曝气主管处和立式罐体边缘处的曝气充分性。同时，这也是为更好地与向下的水流形成冲击作用，因为曝气面积仅有较小的重叠，错开排列所形成的向上气体的冲击面更广，使得菌株更多的达到悬浮状态，提高处理效率。
18.作为优选，所述回流装置包括回流泵、回流管；所述回流泵连接于罐体的底部；所述回流管的回流入口与回流泵相连接；所述回流管的回流出口连通于罐体顶部。
19.作为优选，所述有氧发酵生物反应器还包括分别连接于罐体底部的出水管和反应罐；所述出水管与回流管的回流入口相连接；所述反应罐与回流泵相连接。
20.废水从底部采用u形管路溢流出水，使得罐底不会积泥，出水管也相当于排泥装置，出水管与回流管相连接是为了方便清理罐体。反应罐内装有消泡剂，可以防止因废水发酵产生的泡沫溢出。
21.作为优选，所述罐体的形状为立方体、正方体或圆柱体，高度为6~12m；所述风机为悬浮风机；所述尾气处理装置包括尾气主管。
22.本生物反应器可做成立式长方形、正方形、圆形储罐，容量可大可小，为保证氧气利用率，罐体高度可为6~12m。选用悬浮风机的保养成本较低，结构简单，占地小，无润滑油，机体震动小，噪音小，节能高效，使用寿命长。
23.作为优选，所述罐体外部通过进水口分别连接引水罐和高浓调节池；所述罐体侧边沿周向设有盘梯；所述罐体还包括溶氧仪检测器、超声波液位计检测器、温度变送器、电导仪和ph计。
24.分别连接有引水罐和高浓调节池是为了调节废水的浓度，以便废水浓度和菌株比例达到平衡状态，充分利用菌株的有氧发酵，提高利用率。本实用新型中的生物反应器上还可安装溶氧仪检测器、超声波液位计、温度变送器、电导仪和ph计对罐内溶解氧、温度、ph数据进行实时检测，还可安装其他的运行数据
检测仪器进行检测，及时判断运行情况。
25.与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：
26.（1）使菌株有氧发酵的同时把有机物大量同化为细胞内容物，对于氨氮和总氮有明显的去除效果，出水b/c比明显提升；
27.（2）顶部进水、底部曝气产生的相对冲击作用使得菌株在处理废水过程中不易发生沉降，并且会在体系中达到悬浮状态，提高废水的处理效率；
28.（3）底部设置的曝气装置可以使得曝气更充分且均匀无死角，提高氧利用率；
29.（4）回流装置使废水发生自下而上的回流，尾气处理装置及时处理所产尾气，进一步提高菌株的利用效率；
30.（5）对罐内溶解氧、温度、ph数据进行实时检测，及时判断运行情况。
附图说明
31.图1为本实用新型中一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器的结构示意图；
32.图2为本实用新型中曝气装置的结构示意图；
33.图3为本实用新型中立式罐体的顶视图。
34.附图标记为：罐体1、进水口1-1、盘梯1-2、风机2、曝气装置3、曝气器3-1、曝气主管3-2、曝气支管3-3、回流装置4、回流泵4-1、回流管4-2、尾气处理装置5、出水管6、引水罐7、高浓调节池8、反应罐9。
具体实施方式
35.下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。在本实用新型中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。
36.实施例1
37.一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，如图1所示，包括罐体1、风机2、曝气装置3、回流装置4和尾气处理装置5。罐体1的形状为圆柱体，高度为10m，顶部设有进水口1-1，通过进水口1-1分别连接引水罐7和高浓调节池8，调节废水的浓度，以便废水浓度和菌株比例达到平衡状态，充分利用菌株的有氧发酵，提高利用率。另外，如图3所示，罐体1侧边沿周向设有盘梯1-2。罐体1还包括溶氧仪检测器、超声波液位计检测器、温度变送器和ph计。
38.曝气装置3包括曝气器3-1、曝气主管3-2和曝气支管3-3。如图2所示，曝气主管3-2为2个且共同设置于罐体1底面轴线上，分别通过罐体1的底部侧壁孔道连接到罐体1顶部、再与风机2相连接，风机2为为曝气装置3提供风源的悬浮风机。曝气器3-1为旋流曝气器，共86个，垂直排列于22根平行设置的曝气支管3-3上，相邻曝气器3-1的间距为1m。曝气主管3-2两侧的曝气支管3-3为错开排列，前后相邻曝气支管3-3上的曝气器3-1也为错开排列。曝气支管3-3与曝气主管3-2相连接，使得整体曝气器3-1与罐体1底部的距离为160mm。该曝气结构可以使得曝气更充分且均匀无死角，提高氧利用率和处理效率。罐内管路安装宜采用316l不锈钢管。
39.回流装置4包括回流泵4-1、回流管4-2。回流泵4-1连接于罐体1的底部，回流管4-2的回流入口与回流泵4-1相连接，回流管4-2的回流出口连通于罐体1顶部，以此发生自下而上的回流作用。尾气处理装置5包括尾气主管。
40.生物反应器还包括分别连接于罐体底部的出水管6和反应罐9。废水从底部采用u形管路溢流出水，使得罐底不会积泥，出水管6还与回流管4-2的回流入口相连接。反应罐9的另一端与回流泵4-1相连接，反应罐9内装有消泡剂，可以防止因废水发酵产生的泡沫溢出。
41.本实用新型在罐体1中发生菌株有氧发酵，以去除废水中的有机物、氨氮和总氨。罐体1顶部进水口1-1进水，底部则设有曝气装置3，风机2用于提供曝气装置3所需气体。上下的水流和气体会产生相对冲击作用，因而菌株在处理废水过程中不易发生沉降，在冲击作用与菌体向下的沉降作用达到平衡时菌体会在体系中达到悬浮状态，提高废水的处理效率。另外，回流装置4会将废水由底部向顶部运输，发生自下而上的回流，将沉降菌株重新投放，进一步提高菌株的利用效率。因为使用本实用新型处理废水时的需氧量较大，而尾气处理装置5是为了处理菌株依靠自身呼吸作用处理废水时产生的尾气，进一步提高菌株的利用效率和处理效率。本实用新型中的生物反应器上还可安装溶氧仪检测、超声波液位计检测、温度变送器和ph计等对罐内溶解氧、温度、ph数据进行实时检测，及时判断运行情况。
42.实施例2
43.与实施例1的区别在于：罐体1的形状为长方体，高度为12m，曝气器3-1与罐体1底部的距离为150mm，相邻曝气器3-1的间距为1.1m。
44.实施例3
45.与实施例1的区别在于：罐体1的形状为立方体，高度为6m，曝气器3-1为微孔膜管曝气器，曝气器3-1与罐体1底部的距离为180mm，微孔曝气器膜管和曝气软管间距为0.4m。
46.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。技术特征：
1.一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，包括罐体（1）、风机（2）、曝气装置（3）、回流装置（4）和尾气处理装置（5）；所述罐体（1）顶部设有进水口（1-1）；所述曝气装置（3）位于罐体（1）内部底端；所述风机（2）与曝气装置（3）连接用于提供风源；所述回流装置（4）连通于罐体（1）底部和顶部，以自下而上发生回流；所述尾气处理装置（5）连接于罐体（1）顶部。2.如权利要求1所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述曝气装置（3）包括曝气器（3-1）、曝气主管（3-2）和曝气支管（3-3）；所述曝气主管（3-2）通过罐体（1）的底部侧壁连接到罐体（1）顶部、再与风机（2）相连接；所述曝气器（3-1）垂直设置于曝气支管（3-3）上；所述曝气支管（3-3）与曝气主管（3-2）相连接。3.如权利要求2所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述曝气器（3-1）为旋流曝气器、微孔膜管曝气器、穿孔曝气器或射流曝气器；所述曝气器（3-1）与罐体（1）底部的距离为150~180mm。4.如权利要求3所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述曝气器（3-1）为旋流曝气器时，相邻曝气器（3-1）的间距为1～1.2m。5.如权利要求3或4所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述曝气主管（3-2）为两个且设置于罐体（1）的底面同一轴线上；所述曝气支管（3-3）平行设置于曝气主管（3-2）两侧。6.如权利要求5所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述曝气主管（3-2）两侧的曝气支管（3-3）为错开排列；前后相邻曝气支管（3-3）上的曝气器（3-1）为错开排列。7.如权利要求1所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述回流装置（4）包括回流泵（4-1）、回流管（4-2）；所述回流泵（4-1）连接于罐体（1）的底部；所述回流管（4-2）的回流入口与回流泵（4-1）相连接；所述回流管（4-2）的回流出口连通于罐体（1）顶部。8.如权利要求7所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述先驱生物反应器还包括分别连接于罐体（1）底部的出水管（6）和反应罐（9）；所述出水管（6）与回流管（4-2）的回流入口相连接；所述反应罐（9）与回流泵（4-1）相连接。9.如权利要求1所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述罐体（1）的形状为立方体、正方体或圆柱体，高度为6~12m；所述风机（2）为悬浮风机；所述尾气处理装置（5）包括尾气主管。10.如权利要求1所述的一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，其特征在于，所述罐体（1）外部通过进水口（1-1）分别连接引水罐（7）和高浓调节池（8）；所述罐体（1）侧边沿周向设有盘梯（1-2）；所述罐体（1）还包括溶氧仪检测器、超声波液位计、温度变送器、电导仪和ph计。
技术总结
本实用新型涉及废水处理工艺技术领域，公开了一种处理有机高浓废水的先驱生物反应器，包括罐体、风机、曝气装置、回流装置和尾气处理装置；所述罐体顶部设有进水口；所述曝气装置位于罐体内部底端；所述风机与曝气装置连接用于提供风源；所述回流装置连通于罐体底部和顶部，以自下而上发生回流；所述尾气处理装置连接于罐体顶部。本实用新型采用菌株有氧发酵技术处理废水，对于氨氮和总氮有明显的去除效果，出水B/C比明显提升；顶部进水、底部曝气产生的相对冲击作用使得菌株在处理废水过程中不易发生沉降，曝气更充分且均匀无死角，并且菌株会在体系中达到悬浮状态，提高废水的处理效率；同时还可以对运行情况实时监测。同时还可以对运行情况实时监测。同时还可以对运行情况实时监测。
技术研发人员：张文武 苏悦 秦彦军 夏雨 王伟 王开彬 李书峰
受保护的技术使用者：杭州秀川科技有限公司
技术研发日：2021.09.01
技术公布日：2022/3/11
声明：
“处理有机高浓废水的先驱生物反应器的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：杭州秀川科技有限公司
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2024年12月20日 ~ 22日 
