專利名稱：升流式復(fù)合厭氧水解酸化處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的污水處理工藝一般采用初沉池作為預(yù)處理工藝，以去除污水中的 懸浮物和顆粒性物質(zhì)，提高污水的可生化性并減小后續(xù)處理工藝的有機(jī)負(fù)荷， 但初沉池主要靠物理作用對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理，無(wú)法改善污水的可生化性，其
出水中仍含有大量難降解物質(zhì)，占地面積較大。從20世紀(jì)80年代以來(lái)我國(guó) 一些污水處理工藝中開(kāi)始用水解酸化作為預(yù)處理工藝。
水解酸化處理工藝是考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速度不同，在裝 置中利用水流動(dòng)的淘洗作用造成甲垸菌在裝置中難于繁殖，將厭氧處理控制 在反應(yīng)時(shí)間短的厭氧處理第一階段，即在大量水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌作用下將不 溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物 降解的小分子物質(zhì)。將水解酸化處理作為各種污水生化處理的預(yù)處理，可提 高污水生化性，從而降低后續(xù)生物處理單元的負(fù)荷。水解酸化處理工藝對(duì)COD 平均去除率為20%~40%,而懸浮性COD去除率更高，為50%~60%，出水懸 浮物的濃度為50mg/L左右，這些因素對(duì)于各種后續(xù)處理單元是非常有利的。 因此，水解酸化處理工藝被廣泛運(yùn)用在難生物降解的化工、造紙、有機(jī)物濃 度高的食品廢水以及工業(yè)污水含量較高的城市污水處理工藝中。
目前，應(yīng)用較廣泛的水解酸化處理技術(shù)有厭氧流化床裝置、固定生物膜 法水解酸化池和UASB活性污泥法厭氧裝置等，前二種均是采用生物膜處理 方法，該方法微生物停留時(shí)間長(zhǎng)，易于酸化菌的富集，水解酸化效率高，出 水懸浮物濃度低。但生物膜法耐負(fù)荷沖擊能力較低，容易堵塞，不能保持長(zhǎng) 時(shí)間正常運(yùn)行，不適宜低濃度、大水量的污水處理工程，固定生物膜法容易 死膜，且很難恢復(fù)，處理效率低。UASB活性污泥法水解酸化裝置是利用污 水通過(guò)活性污泥層的吸附、物理沉降和生物降解作用去除有機(jī)污染物的，由
于水解酸化細(xì)菌生長(zhǎng)世代周期比較長(zhǎng)，所以需維持較高的污泥濃度，該方法 耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，污泥產(chǎn)量低，為防止污泥沉積，污水需保證一定上升流 速，為了防止厭氧水解酸化后的出水不帶污泥，裝置的上部設(shè)有三相分離器， 該方法相對(duì)來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，水解酸化效率低。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是為了克服上述現(xiàn)有水解酸化裝置占地面積較大，構(gòu)造 復(fù)雜，水解酸化效率低，易堵塞的問(wèn)題，提供一種活性污泥法和生物膜法相 結(jié)合的升流式復(fù)合厭氧水解酸化裝置，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，不易堵塞，占地面積小， 水解酸化效率高。
一種升流式復(fù)合厭氧水解酸化裝置，底部設(shè)有進(jìn)水管l，頂部設(shè)有集水裝
置5，集水裝置5連接出水管8，其特征在于，
該裝置還包括自下至上依次為懸浮污泥區(qū)2、泥水分離區(qū)3、生物膜強(qiáng) 化區(qū)4;懸浮污泥區(qū)2設(shè)有循環(huán)泵6，循環(huán)泵6分別與懸浮污泥區(qū)2和進(jìn)水管 l連接，形成一個(gè)循環(huán)回路；懸浮污泥區(qū)2設(shè)有排泥口7，泥水分離區(qū)3與懸 浮污泥區(qū)2通過(guò)變徑接頭9連接；生物膜強(qiáng)化區(qū)4填充生物載體，其填充體 積比為30%~60%,高于此取值范圍時(shí)，易發(fā)生堵塞，低于此取值范圍時(shí)，水 解酸化效率降低。
更優(yōu)化的方案，懸浮污泥區(qū)2距進(jìn)水口 30cm 50cm設(shè)有排泥口 7。排泥 口 7設(shè)在該處不易堵塞。
所述的一種升流式復(fù)合厭氧水解酸化裝置的處理污水的方法，污水從 底部進(jìn)水管1進(jìn)入該裝置，其特征在于，污水自下至上依次流經(jīng)懸浮污泥區(qū)2、 泥水分離區(qū)3、生物膜強(qiáng)化區(qū)4;所述的懸浮污泥區(qū)2設(shè)有循環(huán)泵6，沉淀污 泥通過(guò)循環(huán)泵6在懸浮污泥區(qū)2實(shí)現(xiàn)循環(huán)，其流量為進(jìn)水流量的2~4倍，低 于此取值范圍時(shí)，則導(dǎo)致污泥濃度分布不均，水解效率降低，高于此取值范 圍時(shí)，則導(dǎo)致泥水分離效果變差；最后出水通過(guò)集水裝置5連接的出水管8 排出。
懸浮污泥區(qū)2水力停留時(shí)間為0.8 1.0h，是為了維持較高的水解效率，易
于水解細(xì)菌的富集、生長(zhǎng)。泥水分離區(qū)3水力停留時(shí)間為l~1.5h，在此取值 范圍內(nèi)泥水分離效果最佳，否則，易導(dǎo)致生物膜強(qiáng)化區(qū)的堵塞；生物膜強(qiáng)化 區(qū)4的水力停留時(shí)間為2~3h，低于此取值范圍時(shí)，酸化效率降低，高于此取 值范圍時(shí)，出水中懸浮物濃度升高。
本實(shí)用新型升流式復(fù)合厭氧水解酸化處理方法運(yùn)的機(jī)理污水首先與泥 水分離區(qū)的回流污泥混合，然后從該實(shí)用新型裝置底部進(jìn)水管進(jìn)入懸浮污泥 區(qū)，該區(qū)設(shè)有循環(huán)泵，使污泥處于膨脹狀態(tài)，并且可維持較高的污泥濃度 8~15g/L，從而能夠使污水與污泥充分接觸，通過(guò)吸附、沉降作用去除顆粒性 物質(zhì)和膠體物質(zhì)，回流污泥中的水解細(xì)菌對(duì)污水進(jìn)行快速水解，將污水中難 降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，同時(shí)，該區(qū)具有較高耐負(fù)荷沖擊 能力。懸浮污泥區(qū)出水進(jìn)入泥水分離區(qū)，通過(guò)增大管徑，減小混合液上升流 速，由于污泥的沉降速度大于混合液上升流速，因此，在該區(qū)依靠污泥、污 水密度差異實(shí)現(xiàn)泥水分離過(guò)程，沉降污泥通過(guò)循環(huán)泵在裝置底部與進(jìn)水進(jìn)行 充分混合，從而保證較高的水解效率，防止污泥進(jìn)入生物膜強(qiáng)化區(qū)堵塞生物 膜。泥水分離區(qū)上清液進(jìn)入生物膜強(qiáng)化區(qū)，由于水解酸化菌生長(zhǎng)緩慢，生物 膜系統(tǒng)易于酸化細(xì)菌的生長(zhǎng)、富集，該段對(duì)膠體物質(zhì)和可溶性大分子有機(jī)物 繼續(xù)進(jìn)行降解，將其轉(zhuǎn)化為易生物降解小分子有機(jī)物或可溶性物質(zhì)，同時(shí)對(duì) 泥水分離區(qū)出水中的微小懸浮物起攔截作用，可使出水中懸浮物濃度降至 30mg/L以下。
有益效果
1、水解酸化效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
本實(shí)用新型采用活性污泥法和生物膜法串級(jí)運(yùn)行，分別完成水解和酸化 過(guò)程，活性污泥段可維持較高的污泥濃度，具有較高的耐負(fù)荷沖擊能力，生 物膜段易于水解酸化菌的生長(zhǎng)富集，污水經(jīng)過(guò)活性污泥段的吸附和物理沉降 作用、生物膜段的強(qiáng)化生物降解作用，有機(jī)物得到有效去除，同時(shí)污水的可 生化性得到大大提高。傳統(tǒng)水解酸化裝置COD平均去除率在30%~40%，本 實(shí)用新型裝置COD平均去除率在40。/。 60。/。， COD去除率提高20。/。左右，傳
統(tǒng)水解酸化裝置出水懸浮物濃度在50mg/L左右，本實(shí)用新型裝置出水懸浮物 濃度小于30mg/L。本實(shí)用新型裝置比傳統(tǒng)水解酸化裝置污水可生化性 (BOD5/COD)提高幅度高出0.2左右。
2、構(gòu)造簡(jiǎn)單，占地面積小，不易堵塞。 傳統(tǒng)的活性污泥法水解酸化裝置為了防止厭氧水解生化后的出水不帶污 泥，裝置的上部設(shè)有三相分離器，為防止污泥在底部沉積需保證一定上升流 速，高度一般大于4米，相對(duì)來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，傳統(tǒng)的生物膜法水解 酸化裝置，為防止生物膜堵塞， 一般設(shè)有反沖洗裝置或污水須經(jīng)過(guò)預(yù)處理， 由于生物膜法水解酸化速率較慢，所需水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，構(gòu)筑物容積較大。 本實(shí)用新型采用立體式結(jié)構(gòu)布置，節(jié)省占地面積，出水采用集水裝置，無(wú)需 三相分離器，與傳統(tǒng)水解酸化工藝相比，構(gòu)造簡(jiǎn)單，懸浮污泥段具有較高的 污泥濃度和上升流速，生物膜強(qiáng)化區(qū)與懸浮污泥區(qū)之間通過(guò)泥水分離區(qū)連接， 從而整個(gè)裝置不易堵塞。

圖1:本實(shí)用新型升流式復(fù)合厭氧水解酸化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
試驗(yàn)采用的升流式復(fù)合厭氧水解酸化處理裝置總有效容積為27L，由進(jìn)水 管l，懸浮污泥區(qū)2、泥水分離區(qū)3、生物膜強(qiáng)化區(qū)4、集水裝置5、出水管8， 順序連接構(gòu)成；懸浮污泥區(qū)2設(shè)有循環(huán)泵6，循環(huán)泵6分別與懸浮污泥區(qū)2和 進(jìn)水管1連接，形成一個(gè)循環(huán)回路；懸浮污泥區(qū)2設(shè)有排泥口 7，泥水分離區(qū) 3與懸浮污泥區(qū)2通過(guò)變徑接頭9連接；懸浮污泥區(qū)2有效容積為6L，管徑 為DNIOO，泥水分離區(qū)3有效容積為6L，管徑為DN200，生物膜強(qiáng)化區(qū)4管 徑為DN200，有效容積為15L，填充碳纖維生物載體，填充體積比為45%， 該生物載體的比較面積為280m2/m3。
具體處理過(guò)程如下
污水通過(guò)進(jìn)水管l，首先與泥水分離區(qū)3回流污泥混合后，從裝置底部進(jìn)
入懸浮污泥區(qū)2，懸浮污泥區(qū)2污泥濃度為10g/L,該區(qū)設(shè)有循環(huán)泵6，通過(guò) 調(diào)節(jié)循環(huán)泵6流量可以控制懸浮污泥區(qū)2污水上升流速，使污泥處于膨脹狀 態(tài)，保證污水與污泥充分接觸，通過(guò)物理吸附、沉降作用去除污水中顆粒性 物質(zhì)和部分污染物，懸浮污泥區(qū)2的水力停留時(shí)間為lh，保證完成水解反應(yīng) 過(guò)程，懸浮污泥區(qū)的固體停留時(shí)間為40d， 一方面保證該區(qū)的微生物濃度，另 一方面可完成污泥的水解酸化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)污泥的減量。懸浮污泥區(qū)2出水進(jìn) 入泥水分離區(qū)3，泥水分離區(qū)3通過(guò)增大管徑減小上升流速，使得污泥的沉降 速度大于污水的上升流速，實(shí)現(xiàn)泥水分離，沉淀下來(lái)的污泥通過(guò)循環(huán)泵6與 進(jìn)水混合，泥水分離區(qū)3的水力停留時(shí)間為lh，主要是為了保證泥水分離效 果，防止生物膜強(qiáng)化區(qū)4堵塞。泥水分離區(qū)3上清液進(jìn)入生物膜強(qiáng)化區(qū)4，生 物膜強(qiáng)化區(qū)4填充生物載體的比表面積為280m2/m3，生物載體的填充體積比 為45%,以保證該區(qū)的酸化微生物濃度，生物膜強(qiáng)化區(qū)4的水力停留時(shí)間為 2.5h，使得污水中的難降解物質(zhì)被酸化微生物充分降解；生物膜強(qiáng)化區(qū)4出水 進(jìn)入集水裝置5，集水裝置5與出水管8連接，污水經(jīng)出水管8流出該裝置。
實(shí)施實(shí)例l:以北京某大學(xué)家屬區(qū)排放的實(shí)際生活污水為對(duì)象，投加適量 啤酒來(lái)達(dá)到不同的COD濃度，當(dāng)進(jìn)水流量為6L/h ，進(jìn)水的 COD=800~1000mg/L、 BOD5=328~410mg/L 、 SS=63 137mg/L。水解酸化裝 置總水力停留時(shí)間為4.5h，懸浮污泥區(qū)回流比為進(jìn)水流量的200%，實(shí)驗(yàn)在室 溫下進(jìn)行(23~25°C)。運(yùn)行結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)原水BODs/COD為0.41，水解酸 化出水BOD5/COD升高至0.76,污水可生化性得到很大提高。經(jīng)水解酸化后 COD平均去除率超過(guò)50M，懸浮物濃度平均去除率超過(guò)70%，出水懸浮物濃 度小于30mg/L，該裝置在改善污水可生化性的同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了污泥的 處理，該裝置排出的污泥主要成分為難降解無(wú)機(jī)物。
實(shí)施實(shí)例2:以某大學(xué)家屬區(qū)排放的實(shí)際生活污水為對(duì)象，投加適量淀粉 來(lái)達(dá)到不同的COD 、 SS濃度，當(dāng)進(jìn)水流量為6L/h ,進(jìn)水的 COD=1000~1500mg/L、 BOD5=320~480mg/L 、 SS=114~213mg/L。水解酸化裝 置總水力停留時(shí)間為4.5h，懸浮污泥區(qū)回流比為進(jìn)水流量的300%，實(shí)驗(yàn)在室
溫下進(jìn)行(23~25°C)。運(yùn)行結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)原水BODs/COD為0.32,水解酸 化出水BOD5/COD升高至0.63，污水可生化性得到很大提高。經(jīng)水解酸化后 COD平均去除率超過(guò)50%，出水COD濃度小于800mg/L，懸浮物濃度平均 去除率超過(guò)80%，出水懸浮物濃度小于30mg/L，污泥產(chǎn)量為傳統(tǒng)水解酸化工 藝的1/3，實(shí)現(xiàn)了污水、污泥一體化處理。
權(quán)利要求1、一種升流式復(fù)合厭氧水解酸化裝置，底部設(shè)有進(jìn)水管(1)，頂部設(shè)有集水裝置(5)，集水裝置(5)連接出水管(8)，其特征在于，該裝置還包括自下至上依次為懸浮污泥區(qū)(2)、泥水分離區(qū)(3)、生物膜強(qiáng)化區(qū)(4)；懸浮污泥區(qū)(2)設(shè)有循環(huán)泵(6)，循環(huán)泵(6)分別與懸浮污泥區(qū)(2)和進(jìn)水管(1)連接，形成一個(gè)循環(huán)回路；懸浮污泥區(qū)(2)設(shè)有排泥口(7)，泥水分離區(qū)(3)與懸浮污泥區(qū)(2)通過(guò)變徑接頭(9)連接，生物膜強(qiáng)化區(qū)(4)填充生物載體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種升流式復(fù)合厭氧水解酸化裝置，其特征 在于，所述的懸浮污泥區(qū)(2)距進(jìn)水口 30cm 50cm設(shè)有排泥口 (7)。
專利摘要一種升流式復(fù)合厭氧水解酸化處理裝置屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有工藝水解酸化效率低、易堵塞、構(gòu)造復(fù)雜的問(wèn)題。該裝置底部設(shè)有進(jìn)水管(1)，頂部設(shè)有集水裝置(5)，集水裝置(5)連接出水管(8)，特征在于還包括自下至上依次為懸浮污泥區(qū)(2)、泥水分離區(qū)(3)、生物膜強(qiáng)化區(qū)(4)；懸浮污泥區(qū)(2)設(shè)有循環(huán)泵(6)，循環(huán)泵(6)分別與懸浮污泥區(qū)(2)和進(jìn)水管(1)連接，形成一個(gè)循環(huán)回路；懸浮污泥區(qū)(2)設(shè)有排泥口(7)，泥水分離區(qū)(3)與懸浮污泥區(qū)(2)通過(guò)變徑接頭(9)連接，生物膜強(qiáng)化區(qū)(4)填充生物載體。該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，不易堵塞，水解酸化效率高，可用于生活污水及可生化性較好的工業(yè)污水的處理。
文檔編號(hào)C02F3/28GK201010575SQ20072010328
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者彭永臻, 王建龍, 王淑瑩 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)