[发明专利]一种利用微生物降解水体中氧化性污染物的反应器

说明书

技术领域

本发明涉及水体净化处理技术领域，特别是涉及一种利用微生物降解水体中氧化性污染物的反应器。

背景技术

目前，我国地表水和地下水受氧化态物质污染的问题仍十分严重。水体中氧化性污染物主要包括：氧化态重金属（重铬酸盐、砷酸盐等）、无机离子化合物（硝酸盐、硫酸盐、溴酸盐、高氯酸盐等）和卤代有机化合物（对硝基氯苯、三氯乙烯、氯仿等）。对上述氧化性污染物的传统去除方法主要包括：物理处理法、化学还原法、离子交换法、反渗透法、电渗析法、吸附法和生物化学处理法等。但是上述一些传统的处理方法，常因为二次污染、处理成本高、处理工艺复杂、安全性等各种因素制约其发展和推广。

利用微生物法处理水体污染是目前比较流行的方法。然而传统微生物处理氧化性污染物一般都是以有机物为电子供体，通过生物还原作用将其去除。为了达到生物还原的目的，需要额外投加碳源如甲醇、乙醇等，既增加了成本，又易引起水体的二次污染。针对上述缺陷，研究人员急需一种新的能够安全清洁卫生的进行水体净化的反应器。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用微生物降解水体中氧化性污染物的反应器，以解决上述现有技术存在的问题，并且以氢气作为原料不需要额外添加微生物生长所需的有机碳源，具有清洁、无残留、成本低廉、生物产量低、无二次污染等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种利用微生物降解水体中氧化性污染物的反应器，包括反应器主体和膜组件，所述反应器主体的下端开设有进水口，所述反应器主体的顶端设置有排气口和出水口，所述反应器主体的底端开设有进气口，所述进气口用于通入氢气；所述膜组件设置于所述反应器主体内部，所述膜组件的进气端与所述进气口相通。

可选的，所述反应器主体的两端通过螺栓连接固定有上法兰盘和下法兰盘，所述上法兰盘开设有第一预留孔，所述第一预留孔处通过一出水三通分别连接所述排气口和所述出水口，所述出水口连接有U形出水管。

可选的，所述下法兰盘上开设有内螺纹，所述内螺纹用于固定连接PVC外牙直通。

可选的，所述下法兰盘的底端固定连接有一下法兰盘加厚片，所述下法兰盘加厚片上开设有第二预留孔，所述第二预留孔与所述内螺纹和所述进气口相连通，所述进气口用于通过一氢气管接口连接氢气罐。

可选的，所述膜组件包括若干根中空纤维膜丝，多根所述中空纤维膜丝的端头插入一PVC套管并通过胶水固接密封；所述PVC套管固接于PVC外牙直通上，所述PVC外牙直通与所述内螺纹相配合连接。

可选的，所述中空纤维膜丝为对弯的U形设置，且所述中空纤维膜丝的数量为60±5根；所述中空纤维膜丝优选为PVC、PE、PVDF或PEDF材质的中空纤维膜。

可选的，所述中空纤维膜丝的外径为1.0-3.0mm，内径为0.5-1.5mm，膜孔径为0.01-0.1μm。

可选的，所述进水口通过进水管连接原水贮水槽，所述进水管与进水泵连接，且所述进水管上设置有配套阀门。

可选的，所述反应器主体的上部还开设有一回流口，所述回流口通过回流管与所述进水管连通，所述回流管上连接有回流泵。

可选的，所述反应筒体的下部还设置有放空口，所述放空口连接设置有放空管接口。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明采用氢气作为原料，NaHCO₃作为微生物生长必需的无机碳源，在微生物的作用下，还原去除水中氧化性污染物，具有清洁、无残留、成本低廉、生物产量低、无二次污染等优点；

2、本发明中的下法兰盘与膜组件之间采用螺纹连接的可分离结构，可拆卸的中空纤维膜组件更易于清洗膜面、维护和更换；

3、本反应器主体中所采用的配件均为标准通用配件易于购买和更换；

4、本发明采用了底部反U型中空纤维膜组件的曝气方式进行无泡曝气，提高了氢气利用率及安全性，增加了膜丝的比表面积，平衡了水压与气体传输过程中沿程阻力，使气体压力在膜丝内部分布更均匀，使膜丝表面的微生物更均匀地生长；

5、本发明中反应器主体采用上流式出水回流到进水的方式，可以有效缓解进水的冲击负荷，使污染物混合更均匀，老化的生物膜更容易脱落。

附图说明