專利名稱：一種提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用零價(jià)鐵提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
廢水厭氧生物處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)去除有機(jī)污染、降低運(yùn)行成本的有效途徑，已在國內(nèi)外工業(yè)和生活廢水處理中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。它具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、占地面積小、不需曝氣、剩余污泥少、生成甲烷等優(yōu)點(diǎn)。厭氧生物處理技術(shù)被認(rèn)為是未來可持續(xù)性環(huán)境生物技術(shù)的核心。
上流式厭氧污泥床處理技術(shù)(UASB)是廢水厭氧生物處理技術(shù)的典型代表。自二十世紀(jì)70年代UASB技術(shù)被發(fā)明以來，通過不斷改進(jìn)而獲得了長足發(fā)展，近年來UASB技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外厭氧處理的主流技術(shù)之一。
UASB技術(shù)的主要處理過程如下待處理廢水被引入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器的底部，向上流經(jīng)由顆粒狀或絮狀污泥組成的污泥床，污水與污泥床相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)并產(chǎn)生沼氣(主要為甲烷和二氧化碳)，所產(chǎn)沼氣上升而引起污泥床擾動(dòng)并帶動(dòng)顆粒污泥上升，在三相分離器的作用下，顆粒污泥得以下降，回到污泥床區(qū)域，從而形成顆粒污泥的內(nèi)部循環(huán)，所產(chǎn)沼氣經(jīng)過三相分離器后被收集再利用，污水經(jīng)處理后排出系統(tǒng)。一般來講，UASB反應(yīng)器需要由一個(gè)水力循環(huán)裝置來保持一個(gè)穩(wěn)定的升流速度，從而得以形成并保持沉淀性能良好的顆粒污泥，這是正常運(yùn)行UASB系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵。如圖1所示，現(xiàn)有UASB反應(yīng)器系統(tǒng)一般主要包括以下幾部分進(jìn)水和配水裝置1、水力循環(huán)裝置2、反應(yīng)器主體及顆粒污泥床3、三項(xiàng)分離器4，以及沼氣收集裝置5、出水口6。
但是，目前UASB技術(shù)在其進(jìn)一步廣泛推廣應(yīng)用中尚有一些局限性，如在溫度較低、有機(jī)負(fù)荷較低或廢水中難降解成分較多的情況下，其處理效率不理想。近年來，各國科學(xué)家和技術(shù)人員分別從不同角度開展研究，以進(jìn)一步提高上流式厭氧污泥床的處理效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用零價(jià)鐵提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法及其裝置，在溫度較低、有機(jī)負(fù)荷較低或廢水中難降解成分較多的情況下，其處理效率仍比較理想。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法，在上流式厭氧污泥床處理反應(yīng)器系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入零價(jià)鐵，使污水在厭氧條件下流經(jīng)回流系統(tǒng)時(shí)與零價(jià)鐵充分接觸，然后再流回反應(yīng)器與顆粒污泥相接觸并獲得處理。
所述零價(jià)鐵為鐵絲、鐵粉或鐵屑。
上述方法采用的裝置，在上流式厭氧污泥床處理反應(yīng)器系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入一個(gè)零價(jià)鐵容器，容器內(nèi)放置零價(jià)鐵。
所述零價(jià)鐵容器保持密閉，并有閥門和開口。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是1、本發(fā)明方法是利用零價(jià)鐵在厭氧條件下形成的一些特殊加強(qiáng)效應(yīng)，使污水在厭氧條件下流經(jīng)UASB回流系統(tǒng)時(shí)與零價(jià)鐵充分接觸，然后再流回反應(yīng)器與顆粒污泥相接觸并獲得處理，使UASB系統(tǒng)的污水處理效率獲得提高。它利用添加零價(jià)鐵的方法對(duì)上流式厭氧污泥床工藝進(jìn)行改進(jìn)并達(dá)到提高處理效率的目的，實(shí)驗(yàn)室的已有研究結(jié)果表明改進(jìn)后的UASB系統(tǒng)可使處理效率提高10～16％，并且，這種改進(jìn)對(duì)原系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件影響很小，成本增加也很小。
2、本發(fā)明裝置是在現(xiàn)有UASB反應(yīng)器系統(tǒng)的水力循環(huán)路徑中加入一個(gè)輔助裝置一零價(jià)鐵容器，容器內(nèi)放置細(xì)鐵絲、鐵粉或鐵屑等多種形式的零價(jià)鐵，使待處理廢水流經(jīng)零價(jià)鐵容器，與其中的零價(jià)鐵相接觸，零價(jià)鐵容器可以有多種形狀和大小，這需要與反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)相匹配，零價(jià)鐵容器保持密閉，并有閥門和開口，便于定期添加和更換零價(jià)鐵。


圖1.現(xiàn)有UASB反應(yīng)器系統(tǒng)示意圖。
圖2.改進(jìn)后的UASB反應(yīng)器系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
在UASB系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，一般需要由水力循環(huán)裝置來保持一個(gè)穩(wěn)定的升流速度(一般為0.1～5m/h)，本發(fā)明是通過在水力循環(huán)路徑中加入零價(jià)鐵，通過在厭氧條件下零價(jià)鐵對(duì)污水厭氧處理的多種特殊加強(qiáng)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)提高上流式厭氧污泥床處理效率的目的。如圖2所示，改進(jìn)后的UASB反應(yīng)器系統(tǒng)包括進(jìn)水和配水裝置1、水力循環(huán)裝置2、反應(yīng)器主體及顆粒污泥床3、三相分離器4、沼氣收集裝置5、出水口6、零價(jià)鐵容器7，零價(jià)鐵被放置于位于水力循環(huán)路徑中的一個(gè)密閉零價(jià)鐵容器7中，零價(jià)鐵可以采用多種不同形式的零價(jià)鐵，如鐵粉、鐵屑、細(xì)鐵絲等，只要具有較大的比表面積即可，這里對(duì)零價(jià)鐵形式的要求不嚴(yán)格。當(dāng)污水不斷流經(jīng)這個(gè)零價(jià)鐵容器時(shí)，與零價(jià)鐵相接觸。在厭氧條件下，零價(jià)鐵可能具有如下幾種特殊效應(yīng)1)產(chǎn)生氫氣，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)甲烷作用，2)減少污染物毒性，促進(jìn)其降解，3)加強(qiáng)污染物的絮凝作用。
本發(fā)明以實(shí)驗(yàn)室測試研究結(jié)果為依據(jù)，證明了其提高污水處理效率的可行性。通過采用了兩個(gè)反應(yīng)器的比較研究，兩個(gè)反應(yīng)器中一個(gè)是應(yīng)用了零價(jià)鐵的反應(yīng)器，另一個(gè)是不采用零價(jià)鐵的對(duì)照反應(yīng)器，應(yīng)用了零價(jià)鐵的反應(yīng)器除了比對(duì)照反應(yīng)器多出一個(gè)內(nèi)置鐵粉、鐵屑或細(xì)鐵絲的零價(jià)鐵容器外，其它組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件均與對(duì)照反應(yīng)器完全相同。
經(jīng)過了38天的實(shí)驗(yàn)室測試水平的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，獲得以下主要運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行結(jié)果等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，證明了本發(fā)明可顯著提高處理效率表1.應(yīng)用零價(jià)鐵反應(yīng)器和對(duì)照反應(yīng)器的主要運(yùn)行參數(shù)

*n是參數(shù)測定的次數(shù)；**括號(hào)內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)差。
表2.應(yīng)用零價(jià)鐵反應(yīng)器和對(duì)照反應(yīng)器的主要運(yùn)行結(jié)果

*n是參數(shù)測定的次數(shù)；**括號(hào)內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)差；***不同字母表示兩組數(shù)據(jù)平均值的差異顯著性水平達(dá)到5％。
權(quán)利要求
1.一種提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法，其特征在于上流式厭氧污泥床處理反應(yīng)器系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入零價(jià)鐵，使污水在厭氧條件下流經(jīng)回流系統(tǒng)時(shí)與零價(jià)鐵充分接觸，然后再流回反應(yīng)器與顆粒污泥相接觸并獲得處理。
2.按照權(quán)利要求2所述裝置，其特征在于零價(jià)鐵為鐵絲、鐵粉或鐵屑。
3.按照權(quán)利要求1所述方法采用的裝置，其特征在于上流式厭氧污泥床處理反應(yīng)器系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入一個(gè)零價(jià)鐵容器，容器內(nèi)放置零價(jià)鐵。
4.按照權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于零價(jià)鐵容器保持密閉，并有閥門和開口。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用零價(jià)鐵提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法及其裝置。本發(fā)明是通過對(duì)現(xiàn)有上流式厭氧污泥床處理反應(yīng)器(UASB)系統(tǒng)進(jìn)行一項(xiàng)簡單改造來實(shí)現(xiàn)的，在UASB系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入零價(jià)鐵，即在其水力循環(huán)路徑中加入一個(gè)零價(jià)鐵容器，內(nèi)置細(xì)鐵絲或鐵粉等形式的零價(jià)鐵，使待處理廢水流經(jīng)零價(jià)鐵容器，與其中的零價(jià)鐵接觸，再流回反應(yīng)器。本發(fā)明是采用添加零價(jià)鐵的方法對(duì)上流式厭氧污泥床工藝進(jìn)行改進(jìn)并提高處理效率，可使UASB系統(tǒng)處理效率提高10～16％，對(duì)原有設(shè)備結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件沒有大的改變，成本增加也很少。
文檔編號(hào)C02F3/28GK1524805SQ0313401
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者徐慧, 陳冠雄, 張穎, 史榮久, 李欣, 徐 慧 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所