基于電極-超重力生物轉盤的一體化反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于環(huán)保設備領域，，具體涉及一種基于電極-超重力生物轉盤的一體化反應器。
【背景技術】
[0002]污染物的存在是人類生產活動所遺留下的重大問題，其處理方法應具有反應條件溫和、無二次污染、環(huán)境友好且易于控制等特點。電化學法兼具有高效和環(huán)保的特點，在無害化處理水中有機污染物方面具有一定的優(yōu)勢。
[0003]生物反硝化去除水中NO3—是一種非常有效的方法，它可通過微生物的作用將NO3一還原為無污染的^，其中所使用的電子供體通常為有機物。然而，一些工業(yè)廢水和生活污水中由于有機物含量低，反硝化過程無法順利進行。針對這一問題，上世紀90年代，Mellor等概念，用于反硝化作用的酶和電子介體(染料)被固定于陰極表面，發(fā)現電極為其上所固定的酶提供了還原能力。之后，Sakakibara等以反硝化菌代替反硝化酶，開發(fā)出生物膜.電極反應器BER，并用于脫氮研究，拉開了 BER脫氮工藝的序幕。從最初的分隔型反應器改進到筒型反應器，他們建立了電極生物膜反硝化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)生物模型，并總結了碳棒陽極反應對脫氮的積極影響。2002年，Prosnansky等對反應器形式進行了改進，陰極使用活性碳顆粒作為電極材料，陽極和陰極之間用橡膠海綿層進行分隔，從而有效地阻止氧氣和氫氣的混合。但是，目前電極-生物膜法在處理高濃度NO廢氣時，仍存在傳質效率不高、處理率的問題，有待于對電極材料、反應器結構進行進一步改進。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于解決現有技術中存在的問題，并提供一種基于電極-超重力生物轉盤的一體化反應器，具體技術方案：
[0005]—種基于電極-超重力生物轉盤的一體化反應器，包括殼體、中心軸、旋轉接頭、抽液栗、生物轉盤、中空纖維膜、電機、回流管、進液管、臭氧發(fā)生器、隔板、回流栗、進液室、出液室、排氣管、抽氣栗、出液管、進氣管；
[0006]中心軸沿殼體的軸心設置并貫穿殼體，且軸體由同軸雙層套管組成并分為兩部分，外層環(huán)形腔為氣道，中心為液道;殼體內部由隔板分隔為若干個相通的腔室，每個腔室頂部均與排氣管連通，排氣管上設有抽氣栗，最左側和最右側分別為進液室和出液室，進液室、出液室通過回流管相連，回流管上設有用于提供回流動力的回流栗，進液室還與進液管相通;其余每個腔室內設有兩片固定于中心軸上且分別連接電源正負極的生物轉盤，作為掛膜載體的同時用作配對電極;兩片生物轉盤中間設有若干條環(huán)繞中心軸設置的中空纖維膜，中空纖維膜一端封閉，另一端穿過中心軸外壁與液道相通，使殼體內液體經過中空纖維膜過濾后通過液道排出；兩片生物轉盤中間的氣道外壁開有通孔，使管內氣體排入兩片生物轉盤之間；電機設置于中心軸一端，用于驅動生物轉盤及中空纖維膜隨中心軸一起轉動；進氣管一端和出液管一端通過旋轉接頭分別與中心軸的氣道和液道相連，出液管另一端連接抽液栗，進氣管另一端連接臭氧發(fā)生器。
[0007]作為優(yōu)選，所述的生物轉盤采用石墨板作為材料，其中作為陰極的生物轉盤在石墨板外鍍活性炭纖維。
[0008]作為優(yōu)選，所述的生物轉盤在石墨板及活性炭纖維之間還設有用于維持生物轉盤表面溫度的恒溫發(fā)熱層。
[0009]作為優(yōu)選，兩片生物轉盤之間同軸設置有若干個半徑不一且絕緣的圓環(huán)形固定件，中空纖維膜穿過內圈的圓環(huán)形固定件，且一端固定于最外圈的圓環(huán)形固定件上，使中空纖維膜在轉動時相對于生物轉盤不會發(fā)生位移。
[0010]作為優(yōu)選，每隔一個腔室內的生物轉盤上設有共軸反轉裝置，使位于相鄰兩個腔室內的生物轉盤呈相反方向轉動。
[0011 ]作為優(yōu)選，生物轉盤通過軸承固定于中心軸上，軸承一側的中心軸外壁一周設有輪齒，生物轉盤上設有與中心軸同軸的內齒輪，內齒輪與中心軸外壁的輪齒之間通過傳動齒輪配合連接;其中隔板兩側的兩個腔室中，一個腔室內的傳動齒輪為2個，另一個腔室內的傳動齒輪為3個，且傳動齒輪均相同，由中心軸外壁的輪齒依次向內齒輪傳動。
[0012]作為優(yōu)選，所述的隔板為伸縮式隔板，包括固定板和延長板，固定板沿橫截面設置并固定于殼體上，且固定板一端與殼體間留有空隙;延長板嵌套于固定板內，且與推動裝置相連，推動裝置用于將延長板推出并填滿固定板一端與殼體間的空隙，使隔板兩側的腔室相互隔離。
[0013]作為優(yōu)選，所述的隔板上均勻開設若干排通孔，用于使隔板兩側的生物轉盤能形成配對電極的同時，減少隔板兩側腔室內廢水在生物轉盤旋轉過程中的水力干擾。
[0014]本實用新型相對于現有技術中的生物轉盤反應器，具有如下優(yōu)點：
[0015]I)將電極、超重力、生物轉盤三種技術有機結合至一個反應器中，使該反應器能利用超重力將含氮廢氣進行高效傳質，快速溶解于廢水中，再利用生物轉盤作為電極，促進微生物的反硝化作用。
[0016]2)陽極生物轉盤采用石墨板作為材料，陰極生物轉盤在石墨板外鍍活性炭纖維，能夠充分利用活性炭纖維巨大的比表面積來增加陰極的生物量，提高去除率。
[0017]3)在兩塊生物轉盤中間環(huán)形設置中空纖維膜，在起了出水過濾的同時，也用作轉動時的驅動體，使腔室內的水能夠跟隨旋轉。
[0018]4)經過特殊設計的中心軸，能夠同時實現氣體的輸入和處理完畢的廢液輸出；
[0019]5)在石墨板及活性炭纖維之間設置恒溫發(fā)熱層，可在反應過程中用以調節(jié)微生物的適宜溫度，更好的進行污水的處理。
[0020]6)共軸反轉裝置可使位于相鄰兩個腔室內的生物轉盤呈相反方向轉動，有利于推動反硝化過程中的廢水流動，創(chuàng)造水力條件使傳質均勻。
[0021 ] 7)所述的隔板采用伸縮式設計，可使再超重力旋轉時，隔板兩側的腔室相互隔離，不會產生水力干擾。
[0022]8)經過特殊工藝的中空纖維膜能夠較好地適應超重力帶來的應力，提高使用壽命O
[0023]9)本實用新型的同步去除含氮廢水廢氣的方法，能夠適用于快速同步處理高濃度的含氮廢氣和廢水，且處理效果高于普通反應器。
【附圖說明】
[0024]圖I為基于電極-超重力生物轉盤的含氮廢水廢氣一體化反應器的示意圖；
[0025]圖2為基于電極-超重力生物轉盤的含氮廢水廢氣一體化反應器的剖面圖；
[0026]圖3位本實用新型的旋轉接頭設置示意圖；
[0027]圖4為本實用新型的中心軸結構示意圖；
[0028]圖5為本實用新型的生物轉盤和中空纖維膜整體設置示意圖；
[0029]圖6為本實用新型的生物轉盤設置示意圖；
[0030]圖7為本實用新型的圓環(huán)形固定件設置示意圖；
[0031 ]圖8為本實用新型的伸縮式隔板平面示意圖；
[0032]圖9為本實用新型的伸縮式隔板內部結構示意圖；
[0033]圖中：殼體I、中心軸2、旋轉接頭3、抽液栗4、生物轉盤5、中空纖維膜6、電機7、回流管8、進液管9、臭氧發(fā)生器10、隔板11、回流栗12、進液室13、出液室14、排氣管15、抽氣栗16、出液管17、進氣管18、圓環(huán)形固定件19、固定板111和延長板112。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本實用新型做進一步闡述和說明。本實用新型中各個實施方式的技術特征在沒有相互沖突的前提下，均可進行相應組合。
[0035]如圖I和2所示，一種基于電極-超重力生物轉盤的一體化反應器，包括殼體1、中心軸2、旋轉接頭3、抽液栗4、生物轉盤5、中空纖維膜6、電機7、回流管8、進液管9、臭氧發(fā)生器10、隔板11、回流栗12、進液室13、出液室14、排氣管15、抽氣栗16、出液管17、進氣管18、氣道201、液道202;
[0036]中心軸2沿殼體I的軸心設置并貫穿殼體I，由電機7驅動進行旋轉。中心軸2除了起傳動作用外，還可以同時用于輸送氣體