專利名稱：一種厭氧水解-好氧-沉降分離一體化的廢水處理反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種能夠同時實現(xiàn)厭氧水解、好氧降解和沉降分離的一體化廢水
處理生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
水解酸化-好氧降解一體化工藝由于強化了水解(酸化)反應(yīng)和好氧降解間的
生物協(xié)同作用，提高了生物處理的效率，特別對于含有較高濃度難降解有機物的廢水具有處理效率高、處理過程簡單、能耗低等顯著優(yōu)點，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用價值。而實現(xiàn)水解酸
化_好氧降解一體化工藝的核心是開發(fā)處理效率高、運行穩(wěn)定的生物反應(yīng)器。近年來報道了一些水解酸化-好氧降解一體化的反應(yīng)器并在化纖、制藥、焦化等廢水處理的應(yīng)用中取得進(jìn)展。典型如利用內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器內(nèi)筒溶氧高、外筒溶氧低的特點，分別強化內(nèi)筒好氧和外筒缺氧的環(huán)境，使缺氧水解和好氧降解共存于同一反應(yīng)器的不同位置，如Frijters等在期刊Water SciTechnol第41巻報道的新型的Circox氣升式流化床反應(yīng)器，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)、進(jìn)水方式等的改造，構(gòu)建出好氧和缺氧兩區(qū)；又如中國專利CN101003406公開的厭氧好氧耦合氣升式環(huán)流生化反應(yīng)器及其用于化纖廢水的處理工藝等。也包括在好氧反應(yīng)器中添加生物載體，在載體內(nèi)部構(gòu)成缺氧水解酸化環(huán)境等，如中國專利CN1850656報道的一種厭氧好氧耦合生物流化床處理含酚廢水的方法。但上述反應(yīng)器存在著厭氧水解和好氧降解區(qū)域與生物反應(yīng)的需要不匹配，或者水解過程的效率不高，或者結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜等問題，仍需進(jìn)一步的改進(jìn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種能夠同時實現(xiàn)厭氧水解、好氧降解和沉降分離的一體化的廢水處理生物反應(yīng)器，提高高濃度難降解有機物廢水的生物處理效率，簡化工藝流程。 本實用新型所述的厭氧水解_好氧_沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器是由氣升
式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器和豎流式沉降分離器構(gòu)成；氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器由導(dǎo)流筒、網(wǎng)狀
支架、生物載體填料、氣體分布器和塔體構(gòu)成，塔體為一圓筒形結(jié)構(gòu)位于豎流式沉降分離器
的下方，導(dǎo)流筒為一圓筒形結(jié)構(gòu)，位于塔體中心，兩個網(wǎng)狀支架分上、下固定在導(dǎo)流筒外壁
和塔體內(nèi)壁上，生物載體填料填充在兩個網(wǎng)狀支架、導(dǎo)流筒外壁和塔體內(nèi)壁形成的空間中，
氣體分布器位于導(dǎo)流筒的底部；豎流式沉降分離器由沉降槽內(nèi)筒、引流槽、沉降槽、沉降槽
外筒、污泥返回口、溢流槽板和排水口構(gòu)成，沉降槽外筒為一直徑大于塔體直徑的圓筒形結(jié)
構(gòu)，兩者由圓錐形筒體連接為一體，沉降槽內(nèi)筒為一上部是圓筒下部是喇叭形的筒體，下部
喇叭形筒體的敞口位于圓錐形筒體內(nèi)，固定在圓錐形筒體的內(nèi)壁上，上部圓筒位于引流槽
內(nèi)，引流槽為一上端有底，下端開口的圓筒，罩在沉降槽內(nèi)筒上方，由溢流槽板固定在沉降
槽外筒的內(nèi)壁上，引流槽下沿到達(dá)沉降槽底部圓錐形筒體上沿，引流槽上沿高于沉降槽內(nèi)
筒和溢流槽板，低于沉降槽外筒上沿，沉降槽是由沉降槽外筒和弓硫槽形成的空間，污泥返回口設(shè)在沉降槽的底部，圓錐形筒體內(nèi)壁和喇叭形筒體敞口的結(jié)合部，排水口設(shè)在溢流槽板上方，沉降槽外筒側(cè)壁上。 空氣通過氣體分布器分布到導(dǎo)流筒中，使導(dǎo)流筒內(nèi)(上升區(qū))氣含率高，從而氣液混相密度低于導(dǎo)流筒外(下降區(qū))，密度差導(dǎo)致的壓強差推動流體沿著導(dǎo)流筒產(chǎn)生的環(huán)流。反應(yīng)器的下降區(qū)中氣含率低，在該區(qū)域用網(wǎng)狀支架固定有大孔的生物載體填料，由于液相主體溶氧低和載體材料對氧傳遞的限制作用，在生物載體填料內(nèi)部形成缺氧區(qū)，利于兼性厭氧菌的生長，主要發(fā)生水解(酸化)反應(yīng)；上升區(qū)氣含率較高，液相中溶氧充足，主要由懸浮生長的污泥進(jìn)行好氧降解。難降解有機物在通過下降區(qū)時，與生物載體接觸并擴(kuò)散進(jìn)入填料內(nèi)部的缺氧區(qū)，被兼性厭氧菌水解酸化后的中間產(chǎn)物擴(kuò)散出生物載體，并隨環(huán)流進(jìn)入好氧降解區(qū)，被活性污泥中的好氧微生物進(jìn)一步降解，如此不斷循環(huán)，就實現(xiàn)了水解酸化過程和好氧降解過程的耦合，通過調(diào)整曝氣量和載體的量，可調(diào)控缺氧空間和好氧空間的體積，使其與生物反應(yīng)的需要相匹配。由于強化了水解(酸化)反應(yīng)和好氧降解間的生物協(xié)同作用，因此可提高生物處理效率。 反應(yīng)器的上部為豎流式的分離器。處理后的廢水和污泥在分離器通過沉降實現(xiàn)分離，分離后的污泥直接返回下部的反應(yīng)區(qū)，繼續(xù)參與生物降解，實現(xiàn)了反應(yīng)和分離的耦合，避免了廢水在沉降池和反應(yīng)器間的循環(huán)，節(jié)約了占地和能耗。 綜上所述，本發(fā)明提出的厭氧水解_好氧_沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器的特點是 1)處理效率和有機負(fù)荷高本發(fā)明的反應(yīng)器通過在內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器的下降段填充多孔生物載體填料，強化了缺氧水解酸化反應(yīng)，并且缺氧空間可通過載體的數(shù)量和鼓氣量進(jìn)行調(diào)整，使缺氧水解反應(yīng)和好氧降解更匹配，使它們之間的生物協(xié)調(diào)作用得到強化，因而提高了處理效率和有機負(fù)荷； 2)設(shè)備集成度高，占地面積小、投資小一方面利用塔式生物反應(yīng)器替代傳統(tǒng)的曝氣池，減小了好氧處理的占地面積；另一方面，在反應(yīng)器頂部集成了豎流式泥水分離器，避免了廢水在沉降池和反應(yīng)器間的循環(huán)，節(jié)約了占地和投資，特別適合于小型位點式的廢水處理和廢水的源頭治理； 3)適應(yīng)面廣，抗沖擊能力強通過調(diào)整填料段體積和填料數(shù)量，可適用于不同有機負(fù)荷廢水的處理。且構(gòu)建的水解酸化和好氧降解微生物系統(tǒng)都具有較好的自調(diào)控和自適應(yīng)性，抗沖擊能力強； 4)剩余污泥產(chǎn)量小缺氧水解酸化作用可部分降解好氧污泥，且整個反應(yīng)器中微生物新陳代謝旺盛，從而降低了剩余污泥的產(chǎn)量。

圖1為厭氧水解_好氧_沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖； 圖2為厭氧水解_好氧_沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器俯視圖。
其中1氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器、2豎流式沉降分離器、3圓錐形筒體、4污泥返回
口、5生物載體填料、6塔體、7網(wǎng)狀支架、8導(dǎo)流筒、9沉降槽內(nèi)筒、10引流槽、11沉降槽、12
沉降槽外筒、13喇叭形筒體、14溢流槽板、15排水口 、 16氣體分布器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實施方式 本實用新型所述的厭氧水解-好氧-沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器是由氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器1和豎流式沉降分離器2構(gòu)成；氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器由導(dǎo)流筒8、網(wǎng)狀支架7、生物載體填料5、氣體分布器16和塔體6構(gòu)成，塔體6為一圓筒形結(jié)構(gòu)位于豎流式沉降分離器2的下方，導(dǎo)流筒8為一圓筒形結(jié)構(gòu)，位于塔體6中心，兩個網(wǎng)狀支架7分上、下固定在導(dǎo)流筒8外壁和塔體6內(nèi)壁上，生物載體填料5填充在兩個網(wǎng)狀支架、導(dǎo)流筒8外壁和塔體6內(nèi)壁形成的空間中，氣體分布器16位于導(dǎo)流筒8的底部；豎流式沉降分離器2由沉降槽內(nèi)筒9、引流槽10、沉降槽11、沉降槽外筒12、污泥返回口 4、溢流槽板14和排水口 15構(gòu)成，沉降槽外筒12為一直徑大于塔體6直徑的圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者由圓錐形筒體3連接為一體，沉降槽內(nèi)筒9為一上部是圓筒下部是喇叭形的筒體，下部喇叭形筒體13的敞口位于圓錐形筒體3內(nèi)，固定在圓錐形筒體的內(nèi)壁上，上部圓筒位于引流槽10內(nèi)，引流槽10為一上端有底，下端開口的圓筒，罩在沉降槽內(nèi)筒9上方，由溢流槽板14固定在沉降槽外筒12的內(nèi)壁上，引流槽下沿到達(dá)沉降槽底部圓錐形筒體上沿，引流槽上沿高于沉降槽內(nèi)筒和溢流槽板，低于沉降槽外筒上沿，沉降槽11是由沉降槽外筒12和引流槽形成的空間，污泥返回口 4設(shè)在沉降槽11的底部，圓錐形筒體內(nèi)壁和喇叭形筒體敞口的結(jié)合部，排水口 15設(shè)在溢流槽板14上方，沉降槽外筒12側(cè)壁上。所述氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器由塔體6、導(dǎo)流筒8和氣體分布器16構(gòu)成，其中塔
體高度和直徑比為4 : 1 8 : 1，導(dǎo)流筒直徑和塔體直徑的比為o.5 : i o.7 : i，填料段高度和塔體高度比為o.5 : i o.8 : i，填料段高度和導(dǎo)流筒高度比為o.e : l
1 : 1，填料的總體積為氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器總?cè)莘e的5% 30%。 所述豎流式沉降分離器具備下列結(jié)構(gòu)特征沉降槽內(nèi)筒直徑和導(dǎo)流筒的直徑比為
1.4 : i i : i，引流槽直徑和沉降槽內(nèi)筒直徑比為i : 0.7 i : o.g，沉降槽外筒直徑和內(nèi)筒直徑比為i.e : i 2.8 : i ;沉降槽寬(槽內(nèi)外筒間距)和槽深比為i : 3
1 : 6，沉降槽底部圓錐錐度為90。 120° 。 所述生物載體填料為大孔載體，材料為聚亞氨酯、聚氨酯、纖維素、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一種或幾種混合；其形狀可是各種形狀或者不同形狀的混合，當(dāng)量直徑范圍為5. 0 30mm，且任何一維的最小尺度不小于5. Omm，孔徑尺寸范圍為0. 50 2. Omm。[0020] 本發(fā)明的反應(yīng)器的操作條件應(yīng)滿足懸浮污泥濃度為4. Og/L 7. Og/L，空塔氣速0. 05 0. 50cm/s，沉降槽表面負(fù)荷不高于2. 0m3/(m2 h)。
權(quán)利要求一種厭氧水解-好氧-沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器，其特征在于是由氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器和豎流式沉降分離器構(gòu)成；氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器由導(dǎo)流筒、網(wǎng)狀支架、生物載體填料、氣體分布器和塔體構(gòu)成，塔體為一圓筒形結(jié)構(gòu)位于豎流式沉降分離器的下方，導(dǎo)流筒為一圓筒形結(jié)構(gòu)，位于塔體中心，兩個網(wǎng)狀支架分上、下固定在導(dǎo)流筒外壁和塔體內(nèi)壁上，生物載體填料填充在兩個網(wǎng)狀支架、導(dǎo)流筒外壁和塔體內(nèi)壁形成的空間中，氣體分布器位于導(dǎo)流筒的底部；豎流式沉降分離器由沉降槽內(nèi)筒、引流槽、沉降槽、沉降槽外筒、污泥返回口、溢流槽板和排水口構(gòu)成，沉降槽外筒為一直徑大于塔體直徑的圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者由圓錐形筒體連接為一體，沉降槽內(nèi)筒為一上部是圓筒下部是喇叭形的筒體，下部喇叭形筒體的敞口位于錐形筒體內(nèi)，固定在圓錐形筒體的內(nèi)壁上，上部圓筒位于引流槽內(nèi)，引流槽為一上端有底，下端開口的圓筒，罩在沉降槽內(nèi)筒上方，由溢流槽板固定在沉降槽外筒的內(nèi)壁上，引流槽下沿到達(dá)沉降槽底部圓錐形筒體上沿，引流槽上沿高于沉降槽內(nèi)筒和溢流槽板，低于沉降槽外筒上沿，沉降槽是由沉降槽外筒和引流槽形成的空間，污泥返回口設(shè)在沉降槽的底部，錐形筒體內(nèi)壁和喇叭形筒體敞口的結(jié)合部，排水口設(shè)在溢流槽板上方，沉降槽外筒側(cè)壁上。
2. 據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧水解_好氧_沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器，其特征在于所述氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器，塔體高度和直徑比為4 : 1 8 : l，導(dǎo)流筒直徑和塔體直徑的比為o.5 : i o.7 : i，填料段高度和塔體高度比為o.5 : i o.8 : i，填料段高度和導(dǎo)流筒高度比為o.e : i i : i，填料的總體積為氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器總?cè)莘e的5% 30%。
3. 據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧水解-好氧-沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器，其特征在于沉降槽內(nèi)筒直徑和導(dǎo)流筒的直徑比為i.4 : i i : i，引流槽直徑和沉降槽內(nèi)筒直徑比為i : 0.7 i : 0.9，沉降槽外筒直徑和內(nèi)筒直徑比為1.6 : 1 2.8 : i ;沉降槽寬和槽深比為l : 3 1 : 6，沉降槽底部圓錐錐度為90。 120° 。
專利摘要本實用新型涉及一種厭氧水解-好氧-沉降分離一體化廢水處理反應(yīng)器；氣升式內(nèi)環(huán)流生物反應(yīng)器的導(dǎo)流筒位于塔體中心，兩個網(wǎng)狀支架分上下固定在導(dǎo)流筒和塔體上，生物載體填料填充在兩個網(wǎng)狀支架形成的空間中，氣體分布器位于導(dǎo)流筒的底部；豎流式沉降分離器的沉降槽外筒為一直徑大于塔體直徑的圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者由圓錐形筒體連接為一體，沉降槽內(nèi)筒下部喇叭形筒體的敞口位于圓錐形筒體內(nèi)，上部圓筒位于引流槽內(nèi)，引流槽罩在沉降槽內(nèi)筒上方，由溢流槽板固定在沉降槽外筒的內(nèi)壁上，沉降槽是由沉降槽外筒和引流槽形成的空間，污泥返回口設(shè)在沉降槽的底部；反應(yīng)器強化了水解酸化和好氧降解間的協(xié)同作用，處理效率和集成度高、占地面積小、剩余污泥量低。
文檔編號C02F3/30GK201517048SQ20092017323
公開日2010年6月30日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者丁富新, 吳林美, 張麗君, 張春燕, 杜龍弟, 梁立偉, 王桂芝, 王路海, 蔣國強, 趙洲洋, 鄧旭亮 申請人:中國石油天然氣股份有限公司;清華大學(xué)