一種用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器，包括殼體，所述厭氧反應器自下而上被分成配水區(qū)、零價鐵還原區(qū)、流化床反應區(qū)、深度凈化反應區(qū)及氣液分離區(qū)；所述零價鐵還原區(qū)內填充螺旋狀的鐵刨花作零價鐵。本實用新型添加了零價鐵層，以零價鐵作為電子供體，將廢水中的硝基芳香族化合物還原為氨基芳香族化合物，降低了廢水的生物毒性，提高了廢水的可生化性，此外反應器內設兩級厭氧反應，出水COD低，處理效果好，且依靠氣體上升、液體下降形成內部循環(huán)，無需攪拌裝置，與傳統(tǒng)厭氧反應器相比，占地面積小，結構簡單，運行維護方便。
【專利說明】一種用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種厭氧反應器，特別涉及一種用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器。
【背景技術】
[0002]芳香族硝基化合物是一類重要的化工原料，廣泛用于醫(yī)藥、農藥、染料、炸藥及其他化工產品的生產。全世界每年排入環(huán)境中的芳香族硝基化合物約為三萬噸。隨著化工工業(yè)的發(fā)展，這類化合物的生產量日益增大，產生的廢水量也相應增加，在環(huán)境中存在的數(shù)量也隨之增多。芳香族硝基化合物包括硝基苯、硝基氯苯、硝基苯酚、硝基苯胺、硝基苯甲醚等，該類化合物具有毒性大、難降解的特點，對人體及微生物的毒性極大。硝基的吸電子性導致苯環(huán)上的電子云密度低，使得該類化合物化學性質穩(wěn)定，不易發(fā)生氧化反應。
[0003]芳香族硝基化合物的結構穩(wěn)定性和生物毒性使得直接用生物法降解對其降解會受到很多因素的制約，所以不能用普通的生物處理法來降解。因此，要對其進行預處理，以降低廢水的生物毒性和提高廢水的可生化性。
[0004]目前國內外對含芳香族硝基化合物的廢水的處理方法主要有物化法、生物法和物化-生物耦合法等。物化-生物耦合法是將物化處理和生物處理的優(yōu)點有效結合起來。它的機理是:首先運用物化方法將有毒難降解的大分子有機物轉化為可生物降解的小分子有機物，但不需要完全礦化，只需降低廢水生物毒性使其能夠有效進行后續(xù)處理工藝即可。物化-生物耦合法具有處理效率高、處理速度較快、能耗較低、污泥產量少等特點；使得其投資費用和操作費用相對較低，具有良好的經濟可行性。
[0005]采用零價鐵與惰性物質形成的內電極產生的新生態(tài)氫具有較大的活性，能破壞發(fā)色物質的發(fā)色結構，使偶氮基斷裂、大分子分解為小分子、硝基化合物還原為胺基化合物，是常用的提高污水可生化性的處理方法；但是，現(xiàn)有方法中零價鐵填料與空氣接觸，易發(fā)生板結，降低了污水處理效率，使其難以應用于實際中。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器，對含硝基化合物的廢水進行處理，以降低廢水的生物毒性和提高廢水的可生化性。
[0007]實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是:本實用新型反應器包括:
[0008]殼體、氣液分離器、進水布水器、零價鐵層、一級三相分離器、二級三相分離器、一級上升管、二級上升管和下降管。
[0009]殼體分為兩層，包括內殼體和和外殼體。內殼體內部為裝置的主反應區(qū)；內殼體與外殼體之間為保溫層，保溫層內部熱水通過熱水循環(huán)泵與熱水加熱器相連。
[0010]氣液分離器位于設置在殼體的頂部，上部設有氣體收集口，其內部空腔為氣液分離區(qū)。[0011]進水布水器位于殼體底端，進水口位于殼體底部并與進水布水器相連，出水口位于殼體上部。進水布水器所在區(qū)域為配水區(qū)。
[0012]零價鐵層位于殼體的1/4高度處，底部設有篩板防止零價鐵層的流失，上部用螺旋狀的鐵刨花填充，零價鐵層的高度為厭氧反應器有效高度的5%-10%。零價鐵層所在區(qū)域為零價鐵還原區(qū)。
[0013]一級三相分離器位于殼體的中部，其頂部與一級上升管的底端相連通。一級三相分離器與零價鐵層之間的空腔為流化床反應區(qū)。
[0014]二級三相分離器位于一級三相分離器的上部，殼體的上部，其頂部與二級上升管的底端相連通。一級三相分離器與二級三相分離器之間形成的空腔為深度凈化反應區(qū)。
[0015]一級上升管和二級上升管的頂端插入氣液分離器；下降管依次穿過二級三相分離器、一級三相分離器和進水布水器，直達殼體底端，其頂端與氣液分離器的底部相連通。
[0016]本厭氧反應器是這樣運行的:
[0017]需處理的高濃度芳香族硝基化合物廢水經進水布水器泵入反應器，與下降管出水均勻混合，進入零價鐵還原反應區(qū)，廢水中大部分的芳香族硝基化合物被還原為芳香族氨基化合物；污水繼續(xù)上升到達流化床反應區(qū)，與循環(huán)污泥充分接觸，大部分有機物被降解轉化為CH4和CO2，通過一級三相分離器時，氣體經一級上升管上升，同時提升廢水和污泥上流到達氣液分離器，在此氣體從廢水和污泥中分離，通過氣體收集口離開反應器，廢水和污泥經過下降管到達反應器底部，形成了內部循環(huán)；一級三相分離器分離的出水在深度凈化反應區(qū)被再次處理，產生的氣體被二級三相分離器分離和收集，出水通過出水口離開反應器。
[0018]在零價鐵還原區(qū)，填充螺旋狀的鐵刨花作零價鐵，它來源廣泛且接觸面積大不易造成板結。零價鐵做為電子供體，將硝基芳香族化合物還原為氨基芳香族化合物，降低廢水的生物毒性，提高廢水的可生化性；另外零價鐵可以中和厭氧的酸化，減少要藥劑的投入；鐵的還原作用還可以降低厭氧氧化還原電位，增強厭氧氛圍。
[0019]在流化床反應區(qū)，內循環(huán)的作用使該反應區(qū)內的污泥呈膨脹懸浮狀態(tài)，廢水與污泥充分有效地接觸，污泥有較高的活性，可以提供較高的有機負荷率和轉化率。
[0020]在深度凈化反應區(qū)，對廢水做深度處理，幾乎除去了可降解的C0D。此反應區(qū)內污泥濃度較低，而污泥膨脹空間較大，有效地避免了有機負荷突變時的污泥流失，抗沖擊負荷能力強。
[0021]在內殼體與外殼體之間設有保溫層，可以通過調節(jié)熱交換器的溫度，使厭氧反應在適宜的溫度下進行。
[0022]本實用新型具有積極的效果:(I)添加了零價鐵層，以零價鐵作為電子供體，將廢水中的硝基芳香族化合物還原為氨基芳香族化合物，降低了廢水的生物毒性，提高了廢水的可生化性；(2)零價鐵浸潤在厭氧環(huán)境中，解決了其暴露于空氣中易發(fā)生的板結問題；零價鐵可以中和厭氧的酸化，減少外部藥劑的投入；零價鐵的還原作用可以降低厭氧還原電位，增強厭氧氛圍；(3)反應器內設兩級厭氧反應，出水COD低，處理效果好；(4)依靠氣體上升、液體下降形成內部循環(huán)，無需攪拌裝置；(5)與傳統(tǒng)厭氧反應器相比，占地面積小，結構簡單，運行維護方便。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0024]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0025]其中I殼體，2進水布水器，3零價鐵層，4篩板，5 一級三相分離器，6 二級三相分離器，7氣液分離器，8 —級上升管，9 二級上升管，10下降管。
【具體實施方式】
[0026](實施例1)
[0027]見圖1
[0028]本實用新型用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器，具有殼體1，其下部為配水區(qū)，配水區(qū)內部安裝有進水布水器2 ;配水區(qū)上部為零價鐵還原區(qū)，零價鐵層3位于殼體I的1/4高度處，厚度為厭氧反應器有效高度的5%，零價鐵層3下方設有篩板4 ；零價鐵層3上方是一空腔為流化床反應區(qū)，流化床反應區(qū)上方為一級三相分離器5 ;—級三相分離器5上方為空腔，該空腔為深度凈化反應區(qū)，深度凈化反應區(qū)上方設置為二級三相分離器6，二級三相分離器6的上部為殼體I的頂部；所述殼體I頂部外固定安裝有氣液分離器7，其內部空腔為氣液分離區(qū)，其頂部具有氣體收集口 ；所述反應器內具有一級上升管8、二級上升管9、下降管10，所述一級上升管8底部與一級三相分離器5連通，頂部插入氣液分離器7中，所述二級上升管9底部與二級三相分離器6連通，頂部插入氣液分離器7中，所述下降管10依次穿過二級三相分離器6、一級三相分離器5和進水布水器2，直達殼I底端，其頂端與氣液分離器7的底部相連通。殼體I為中空結構，內部具有保溫層，保溫層內通循環(huán)熱水。
[0029]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器，包括殼體(1)，其特征在于:所述厭氧反應器自下而上被分成配水區(qū)、零價鐵還原區(qū)、流化床反應區(qū)、深度凈化反應區(qū)及氣液分離區(qū)；所述零價鐵還原區(qū)內填充螺旋狀的鐵刨花作零價鐵。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器，其特征在于:所述殼體(I)內的下部為配水區(qū)，其內部安裝有進水布水器(2);配水區(qū)上部為零價鐵還原區(qū)，零價鐵層(3)位于殼體(I)的1/4高度處，零價鐵層(3)下方設有篩板(4);零價鐵層(3)上方是一空腔為流化床反應區(qū)，流化床反應區(qū)上方為一級三相分離器(5);—級三相分離器(5)上方為空腔，該空腔為深度凈化反應區(qū)，深度凈化反應區(qū)上方設置為二級三相分離器(6)，二級三相分離器(6)的上部為殼體(I)的頂部；所述殼體(I)頂部外固定安裝有氣液分離器(7)，其內部空腔為氣液分離區(qū)；所述反應器內具有一級上升管(8)、二級上升管(9)、下降管(10)，所述一級上升管(8)底部與一級三相分離器(5)連通，頂部插入氣液分離器(7)中，所述二級上升管(9)底部與二級三相分離器(6)連通，頂部插入氣液分離器(7)中，所述下降管(10)依次穿過二級三相分離器(6)、一級三相分離器(5)和進水布水器(2 )，直達殼體(I)底端，其頂端與氣液分離器(7 )的底部相連通。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器，其特征在于:所述殼體(I)為中空結構，內部具有保溫層，保溫層內通循環(huán)熱水。
4.根據(jù)權利要求2所述的用于處理高濃度芳香族硝基化合物廢水的厭氧反應器，其特征在于:所述零價鐵層的高度為厭氧反應器有效高度的5%-10%。
【文檔編號】C02F3/28GK203700022SQ201320889509
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】獨孤雪梅, 胡忠, 張堯, 邱立偉, 朱小雪 申請人:常州千帆環(huán)保科技有限公司