專利名稱：廢水厭氧處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于廢水處理領(lǐng)域，尤其是指一種廢水厭氧處理裝置。
二背景技術(shù)：
當(dāng)今，人民生活水平的不斷提高，對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。但是，目前國(guó)內(nèi)的廢水(生活廢水如人畜糞便和工業(yè)廢水)排放量日益增高，直接排放污染了江河湖泊。在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)中，處理高濃度的廢水大多采用厭氧處理法，厭氧處理法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是將具有活性的厭氧顆粒污泥菌種投加到處理的廢水中，進(jìn)行菌種的接種和繁殖。活性厭氧顆粒污泥菌是技術(shù)的核心，目前投加到處理的廢水中的活性厭氧顆粒污泥菌來(lái)源有兩種。第一種是在廢水中自行培養(yǎng)，依靠廢水中現(xiàn)有的少量菌種進(jìn)行馴化和培養(yǎng)，逐漸培養(yǎng)成活性厭氧顆粒污泥菌，這種方法培養(yǎng)菌種的時(shí)間長(zhǎng)，所需設(shè)施的體積龐大，占地面積大，投資浪費(fèi)；第二種是在現(xiàn)在運(yùn)行的廢水厭氧處理裝置中形成活性厭氧顆粒污泥菌，并進(jìn)行接種和繁殖。
廢水厭氧處理裝置目前有厭氧生物濾池(AF)反應(yīng)器，厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)反應(yīng)器、升流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器和復(fù)合式厭氧處理裝置(UBF)。厭氧生物濾池在池內(nèi)的底部安裝布水管，在池內(nèi)設(shè)有填料，如中國(guó)專利公開(kāi)的“混合流膨脹床厭氧生物濾池”(CN200420112056.8，CN2739172，公告日2005.11.09)。厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)反應(yīng)器，如中國(guó)專利公開(kāi)的“厭氧顆粒污泥膨脹床”(CN03214419.9，CN2594262，公告日2003.12.24)，它成圓筒狀，膨脹床的底部安裝有布水管和回流管，在布水管和回流管之間設(shè)有布水區(qū)，膨脹床的中部安裝有兩層分離罩，膨脹床的上部安裝有三層分離罩，最上層分離罩上面設(shè)有出水堰，膨脹床的頂部設(shè)有沼氣排出管，膨脹床的頂部外側(cè)設(shè)有出水口。升流式厭氧污泥床，在構(gòu)造和功能上可分為三大部分第一部分為原水的供給系統(tǒng)，由原水輸送管和能夠使水流在裝置斷面上均勻供給的布水管組成；第二部分為反應(yīng)區(qū)，由顆粒污泥構(gòu)成的固定床區(qū)和其上部的懸浮污泥區(qū)構(gòu)成；第三部分為氣液固三相分離區(qū)，由三相分離器構(gòu)成，位于裝置的上部。如中國(guó)專利公開(kāi)的“上流式厭氧污泥床反應(yīng)器”(CN200320121543.6，CN2663408，公告日2004.12.15)。復(fù)合式厭氧處理裝置則是在升流式厭氧污泥床的反應(yīng)區(qū)和三相分離區(qū)之間增加了一個(gè)厭氧生物濾床區(qū)(AF)。如中國(guó)專利公開(kāi)的復(fù)合式厭氧生物廢水處理反應(yīng)器(CN200320110409.6，CN2654598，公告日2004.11.10)。
以上厭氧處理裝置的不足之處在于(1)裝置上部的集氣室是死封固定的，所產(chǎn)生的沼氣在集氣室頂部壓力作用下，用輸氣管送往氣柜中存放。人們想利用沼氣，只能從氣柜用管道送到用戶，這不但增加了另建一個(gè)氣柜的費(fèi)用，還增加了占地面積。更有缺點(diǎn)是該些厭氧處理裝置一直是在內(nèi)有設(shè)計(jì)0.8米水柱壓力的環(huán)境下度過(guò)，對(duì)內(nèi)部的生物發(fā)酵菌種很不利，不自覺(jué)地增加負(fù)擔(dān)。(2)傳統(tǒng)流行的大部分?jǐn)嚢瓒际强窟M(jìn)料時(shí)用布水器上升流進(jìn)行的，明顯地存在不同區(qū)域的死角。(3)由于常溫下活性厭氧顆粒污泥菌馴化培養(yǎng)期長(zhǎng)，導(dǎo)致初始起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；為了縮短初始起動(dòng)時(shí)間，必須投加大量的活性厭氧顆粒污泥菌種或者提高池內(nèi)溫度，如中國(guó)專利公開(kāi)的“厭氧反應(yīng)池及處理廢水的方法”(ZL971170924，CN1072613C，公告日2001年10月10日)，池內(nèi)溫度為34℃-39℃，增加了運(yùn)行費(fèi)用。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種廢水厭氧處理裝置與方法，它提高了COD容積負(fù)荷、去除有機(jī)物的廣譜性、沼氣產(chǎn)出率和廢水COD去除率，處理效益好，原料范圍廣，占地面積少，基建投資省，降低了運(yùn)行費(fèi)用。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的解決方案是一種廢水厭氧處理裝置，它包括廢水處理罐、布水管，布水管位于廢水處理罐的最底部和生物反應(yīng)區(qū)的下面，生物反應(yīng)區(qū)位于廢水處理罐的下部，生物反應(yīng)區(qū)由污泥床反應(yīng)區(qū)和濾床反應(yīng)區(qū)兩部分構(gòu)成，污泥床反應(yīng)區(qū)在濾床反應(yīng)區(qū)下面，污泥床反應(yīng)區(qū)包括兩個(gè)密集型顆粒污泥層，即酸發(fā)酵顆粒污泥層、甲烷發(fā)酵顆粒污泥層和一個(gè)含有絮體狀污泥及顆粒壯污泥的浮游污泥層構(gòu)成，濾床反應(yīng)區(qū)由生物填料層構(gòu)成，生物反應(yīng)區(qū)各部分組成與排列順序從上向下依次是濾床反應(yīng)區(qū)、浮游污泥層、甲烷發(fā)酵顆粒污泥層和酸發(fā)酵顆粒污泥層，廢水處理罐內(nèi)的生物反應(yīng)區(qū)上部并與其相接壤的是氣體分離區(qū)即沉淀區(qū)，廢水處理罐內(nèi)設(shè)置用于支承生物填料的框架形成了廢水處理罐內(nèi)圓，在廢水處理罐的頂部設(shè)置活動(dòng)氣柜，活動(dòng)氣柜在氣體分離區(qū)上，氣體分離區(qū)水面與液體分離區(qū)水面是在同一個(gè)水面，沒(méi)有內(nèi)外壓差，活動(dòng)氣柜上升時(shí)其下部與廢水處理罐內(nèi)壁間隙構(gòu)成回流通道，活動(dòng)氣柜下降時(shí)其下部與廢水處理罐內(nèi)壁間隙構(gòu)成液固二相流下降通道；在布水管上，在酸發(fā)酵顆粒污泥層中，在廢水處理罐的下部壁上安裝有螺旋式攪拌裝置。
該種廢水厭氧處理裝置，當(dāng)廢水流過(guò)生物反應(yīng)區(qū)時(shí)，其中的有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為甲烷及二氧化碳?xì)怏w，形成包含氣泡和懸浮污泥的氣、液、固三相流體，再經(jīng)過(guò)濾床反應(yīng)區(qū)的攔截污泥和氣體分離區(qū)的分離，上升的氣體到頂部的活動(dòng)氣柜中，活動(dòng)氣柜在向上的氣體推動(dòng)下向上移動(dòng)，當(dāng)用戶用氣時(shí)它又向下移動(dòng)，就這樣上下不停地活動(dòng)，起到了三相分離器的作用。廢水是在無(wú)壓力和常溫(2℃-20℃)的情況下分離的，水流從水封槽排出，污泥則被有效地截留并回流到生物反應(yīng)區(qū)中再一次循環(huán)。由于活動(dòng)氣柜沒(méi)有密封焊死在廢水處理罐上，它改變了現(xiàn)有裝置0.8米水柱壓力的環(huán)境，使廢水在無(wú)壓力的環(huán)境下自由上下移動(dòng)、內(nèi)外流動(dòng)，給培養(yǎng)菌種造成了一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境。
它提高了COD容積負(fù)荷、去除有機(jī)物的廣譜性、沼氣產(chǎn)出率和廢水COD去除率，處理效益好，原料范圍廣，占地面積少，基建投資省，降低了運(yùn)行費(fèi)用。
四

圖1是本實(shí)施例的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、廢水處理罐，2、污泥床反應(yīng)區(qū)，3、污泥折流板，4、沉淀區(qū)，10、布水管，11、酸發(fā)酵顆粒污泥層，12、甲烷發(fā)酵顆粒污泥層，13、浮游污泥層，14、濾床反應(yīng)區(qū)，15、回流通道，16、液體分離區(qū)水面，17、水封槽，18、氣體分離區(qū)，19、液固二相流下降通道，20、框架，21、生物填料層，22、沼氣管道，23、氣柜導(dǎo)輪，24、軌道，25、活動(dòng)氣柜，27、配重塊，28、沼氣溢出管道，29、螺旋式攪拌裝置，30、保溫層。
五具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型及其產(chǎn)生的積極效果再作描述。
參見(jiàn)圖1，一種廢水厭氧處理裝置，它包括廢水處理罐1、布水管10，布水管10位于廢水處理罐1的最底部和生物反應(yīng)區(qū)的下面，生物反應(yīng)區(qū)位于廢水處理罐1的下部，生物反應(yīng)區(qū)由污泥床反應(yīng)區(qū)2和濾床反應(yīng)區(qū)14兩部分構(gòu)成，污泥床反應(yīng)區(qū)2在濾床反應(yīng)區(qū)14下面，污泥床反應(yīng)區(qū)2包括兩個(gè)密集型顆粒污泥層，即酸發(fā)酵顆粒污泥層11、甲烷發(fā)酵顆粒污泥層12和一個(gè)含有絮體狀污泥及顆粒壯污泥的浮游污泥層13構(gòu)成，濾床反應(yīng)區(qū)14由生物填料層21構(gòu)成，生物反應(yīng)區(qū)各部分組成與排列順序從上向下依次是濾床反應(yīng)區(qū)14、浮游污泥層13、甲烷發(fā)酵顆粒污泥層12和酸發(fā)酵顆粒污泥層11，廢水處理罐1內(nèi)的生物反應(yīng)區(qū)上部并與其相接壤的是氣體分離區(qū)18即沉淀區(qū)18，廢水處理罐1內(nèi)設(shè)置用于支承生物填料的框架20形成了廢水處理罐1內(nèi)圓，在廢水處理罐1的頂部設(shè)置活動(dòng)氣柜25，活動(dòng)氣柜25在氣體分離區(qū)18上，氣體分離區(qū)18水面與液體分離區(qū)水面16是在同一個(gè)水面，沒(méi)有內(nèi)外壓差，活動(dòng)氣柜25上升時(shí)其下部與廢水處理罐1內(nèi)壁間隙構(gòu)成回流通道15，活動(dòng)氣柜25下降時(shí)其下部與廢水處理罐1內(nèi)壁間隙構(gòu)成液固二相流下降通道19；在布水管10上，在酸發(fā)酵顆粒污泥層11中，在廢水處理罐1的下部壁上安裝有螺旋式攪拌裝置29。螺旋式攪拌裝置29采用電腦自動(dòng)控制，全方位攪拌，使所有的盲區(qū)死角都被攪拌，不但避免了生物反應(yīng)區(qū)中的污泥過(guò)度積蓄，對(duì)生物填料層21的堵塞起到疏通作用，而且還促使污泥穿過(guò)濾床反應(yīng)區(qū)14或下降。
參見(jiàn)圖1，在液固二相流下降通道19下，在廢水處理罐1的中部?jī)?nèi)壁上安裝有污泥折流板3，便于液固在重力作用下自動(dòng)下降經(jīng)液固二相流下降通道19返回浮游污泥層13?；顒?dòng)氣柜25通過(guò)氣柜導(dǎo)輪23安裝在軌道24上。活動(dòng)氣柜25上下配置配重塊27。廢水處理罐1和活動(dòng)氣柜25為鋼板結(jié)構(gòu)，廢水處理罐1和活動(dòng)氣柜25內(nèi)壁噴涂有用于防腐的玻璃鋼，提高裝置使用壽命。廢水處理罐1外壁增加保溫層30，確保裝置內(nèi)保持常溫(2℃-20℃)。廢水處理罐1內(nèi)設(shè)置沼氣管道22，沼氣管道22上口在氣體分離區(qū)18水面上，出氣口在廢水處理罐1下部，沼氣管道22通向用戶?；顒?dòng)氣柜25內(nèi)設(shè)置沼氣溢出管道28，沼氣溢出管道28下口在氣體分離區(qū)18水面上，溢出口在活動(dòng)氣柜25頂部，設(shè)置沼氣溢出管道28確保裝置安全使用。生物填料層21厚度1米，充以一線或二線一直向上旋轉(zhuǎn)式卷成中心空心的、易掛膜、易脫膜、在運(yùn)行中不易短路和堵塞的彈性纖維填料，生物填料層21空隙率在93％以上，提高廢水處理效率。
參見(jiàn)圖1，廢水處理具體操作步驟是布水管10采用電腦24小時(shí)間歇進(jìn)原水，根據(jù)原水量停休30分鐘，開(kāi)動(dòng)1-5分鐘，螺旋式攪拌裝置29采用電腦自動(dòng)控制，全方位攪拌，根據(jù)季節(jié)不同選定每天攪拌1-4次，每次30分鐘，原水經(jīng)布水管10在裝置的橫斷面上形成均勻的上升水流，水流中所含有的有機(jī)物首先在酸發(fā)酵顆粒污泥層11中，被該層內(nèi)形成的顆粒污泥的水解及產(chǎn)酸菌分解為揮發(fā)性脂肪酸和二氧化碳，揮發(fā)性脂肪酸再在甲烷發(fā)酵顆粒污泥層12中，進(jìn)一步被形成了顆粒污泥產(chǎn)甲烷菌分解為甲烷和二氧化碳，所產(chǎn)生的甲烷和二氧化碳?xì)怏w形成大量的微小氣泡，這些氣泡夾雜在上升的水流中，同一些因附著了氣泡或受水流的曳力而上浮的絮體狀污泥或顆粒狀污泥一起穿過(guò)濾床反應(yīng)區(qū)14，部分污泥被生物填料層21截留，同時(shí)未在污泥床反應(yīng)區(qū)2徹底去除的有機(jī)物，也被生長(zhǎng)在填料表面的生物膜中的微生物降解，得到進(jìn)一步的去除；穿過(guò)濾床反應(yīng)區(qū)14的氣-液-固三相混合液流入氣體分離區(qū)18后，由于活動(dòng)氣柜25的上下升降作用，氣體很快逸出氣體分離區(qū)18進(jìn)入活動(dòng)氣柜25，通過(guò)沼氣管道22送給后續(xù)的沼氣利用設(shè)施，剩下的液-固混合物自動(dòng)下降通過(guò)回流通道15或液固二相流下降通道19返回生物反應(yīng)區(qū)，在這一區(qū)域形成循環(huán)流；在裝置內(nèi)圓大部分液-固混合物從濾床反應(yīng)區(qū)14返回浮游污泥層13，這一區(qū)域同裝置外圓返回的液-固混合物匯合后形成合伙循環(huán)流，由于原水間歇加入循環(huán)流，自然地一部分與浮游污泥層13發(fā)生接觸絮凝作用并被截留下來(lái)，水流則穿過(guò)此區(qū)域經(jīng)溢流堰和水封槽17排出裝置，水流不循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種廢水厭氧處理裝置，它包括廢水處理罐(1)、布水管(10)，布水管(10)位于廢水處理罐(1)的最底部和生物反應(yīng)區(qū)的下面，生物反應(yīng)區(qū)位于廢水處理罐(1)的下部，生物反應(yīng)區(qū)由污泥床反應(yīng)區(qū)(2)和濾床反應(yīng)區(qū)(14)兩部分構(gòu)成，污泥床反應(yīng)區(qū)(2)在濾床反應(yīng)區(qū)(14)下面，污泥床反應(yīng)區(qū)(2)包括兩個(gè)密集型顆粒污泥層，即酸發(fā)酵顆粒污泥層(11)、甲烷發(fā)酵顆粒污泥層(12)和一個(gè)含有絮體狀污泥及顆粒狀污泥的浮游污泥層(13)構(gòu)成，濾床反應(yīng)區(qū)(14)由生物填料層(21)構(gòu)成，生物反應(yīng)區(qū)各部分組成與排列順序從上向下依次是濾床反應(yīng)區(qū)(14)、浮游污泥層(13)、甲烷發(fā)酵顆粒污泥層(12)和酸發(fā)酵顆粒污泥層(11)，廢水處理罐(1)內(nèi)的生物反應(yīng)區(qū)上部并與其相接壤的是氣體分離區(qū)(18)即沉淀區(qū)(18)，廢水處理罐(1)內(nèi)設(shè)置用于支承生物填料的框架(20)形成了廢水處理罐(1)內(nèi)圓，其特征在于在廢水處理罐(1)的頂部設(shè)置活動(dòng)氣柜(25)，活動(dòng)氣柜(25)在氣體分離區(qū)(18)上，氣體分離區(qū)(18)水面與液體分離區(qū)水面(16)是在同一個(gè)水面，沒(méi)有內(nèi)外壓差，活動(dòng)氣柜(25)上升時(shí)其下部與廢水處理罐(1)內(nèi)壁間隙構(gòu)成回流通道(15)，活動(dòng)氣柜(25)下降時(shí)其下部與廢水處理罐(1)內(nèi)壁間隙構(gòu)成液固二相流下降通道(19)；在布水管(10)上，在酸發(fā)酵顆粒污泥層(11)中，在廢水處理罐(1)的下部壁上安裝有螺旋式攪拌裝置(29)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水厭氧處理裝置，其特征在于在液固二相流下降通道(19)下，在廢水處理罐(1)的中部?jī)?nèi)壁上安裝有污泥折流板(3)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水厭氧處理裝置，其特征在于活動(dòng)氣柜(25)通過(guò)氣柜導(dǎo)輪(23)安裝在軌道(24)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水厭氧處理裝置，其特征在于活動(dòng)氣柜(25)上下配置配重塊(27)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水厭氧處理裝置，其特征在于廢水處理罐(1)和活動(dòng)氣柜(25)為鋼板結(jié)構(gòu)，廢水處理罐(1)和活動(dòng)氣柜(25)內(nèi)壁噴涂有用于防腐的玻璃鋼，廢水處理罐(1)外壁增加保溫層(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水厭氧處理裝置，其特征在于廢水處理罐(1)內(nèi)設(shè)置沼氣管道(22)，沼氣管道(22)上口在氣體分離區(qū)(18)水面上，出氣口在廢水處理罐(1)下部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水厭氧處理裝置，其特征在于活動(dòng)氣柜(25)內(nèi)設(shè)置沼氣溢出管道(28)，沼氣溢出管道(28)下口在氣體分離區(qū)(18)水面上，溢出口在活動(dòng)氣柜(25)頂部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水厭氧處理裝置，其特征在于生物填料層(21)厚度1米，充以一線或二線一直向上旋轉(zhuǎn)式卷成中心空心的、易掛膜、易脫膜、在運(yùn)行中不易短路和堵塞的彈性纖維填料，生物填料層(21)空隙率在93％以上。
專利摘要一種廢水厭氧處理裝置，它包括廢水處理罐、布水管，生物反應(yīng)區(qū)由污泥床反應(yīng)區(qū)和濾床反應(yīng)區(qū)構(gòu)成，污泥床反應(yīng)區(qū)包括酸發(fā)酵顆粒污泥層、甲烷發(fā)酵顆粒污泥層和浮游污泥層構(gòu)成，濾床反應(yīng)區(qū)由生物填料層構(gòu)成，生物反應(yīng)區(qū)上部是氣體分離區(qū)即沉淀區(qū)，廢水處理罐內(nèi)設(shè)置框架，在廢水處理罐的頂部設(shè)置活動(dòng)氣柜，活動(dòng)氣柜在氣體分離區(qū)上，氣體分離區(qū)水面與液體分離區(qū)水面是在同一個(gè)水面，沒(méi)有內(nèi)外壓差，在廢水處理罐的下部壁上安裝有螺旋式攪拌裝置。它改變了現(xiàn)有裝置0.8米水柱壓力的環(huán)境，使廢水在無(wú)壓力的環(huán)境下自由上下移動(dòng)、內(nèi)外流動(dòng)，給培養(yǎng)菌種造成了一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境，廢水處理效果好，處理成本低。
文檔編號(hào)C02F3/28GK2908482SQ200620101749
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月12日
發(fā)明者胡旭清, 余建寅 申請(qǐng)人:胡旭清, 余建寅