申请日2015.11.03
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F101/38
摘要
一种有机废水处理套筒型分相厌氧反应器及应用其处理含硫含氮废水的调控方法，本发明涉及一种处理有机废水的厌氧反应器及应用方法，它为了解决现有两级厌氧反应器设备占地面积大，管路连接复杂的问题。该套筒型分相厌氧反应器包括内筒、外筒、布水装置和两个三相分离装置，内筒与外筒同轴设置，在内筒的底部安装有布水装置，在内筒的上部设置三相分离装置，在内筒筒壁上开有出水口，围水堰与内筒的外筒壁围成沉淀区，围水堰的底板上固定有多个下降管，下降管延伸至外筒的底部。本发明套筒式两级厌氧反应器的布置紧密，占地面积小，管理控制简单，实现了在一个反应器内完成废水的水解酸化和厌氧产甲烷两级生化处理过程，提高了出水水质。
权利要求书
1.应用有机废水处理套筒型分相厌氧反应器处理含硫含氮废水的调控方法，该有机废水处理套筒型分相厌氧反应器包括内筒(1)、外筒(2)、布水装置(3)和两个三相分离装置，内筒(1)与外筒(2)同轴设置，内筒(1)的外壁与外筒(2)的内壁之间形成二级反应区(C)，在内筒(1)的底部安装有布水装置(3)，布水装置(3)与进水管相连，在内筒(1)的上部设置一号三相分离装置(4)，一号三相分离装置(4)与内筒(1)的顶壁围成集气区(A)，在内筒(1)的顶壁上开有内筒排气口(7)，在一号三相分离装置(4)两侧的内筒(1)筒壁上开有内筒出水口(6)，在内筒(1)的上部设置有围水堰(11)，围水堰(11)与内筒(1)的外筒壁围成沉淀区(B)，外筒(2)上端的筒壁壁沿位于围水堰(11)的下方，在外筒(2)的上部设置二号三相分离装置(5)，在二号三相分离装置(5)的上方分别开有外筒排气口(10)和外筒出水口(9)，围水堰(11)的底板上固定有多个下降管(8)，下降管(8)的一端延伸至沉淀区(B)，下降管(8)的另一端延伸至二级反应区(C)的底部;其特征在于是按下列步骤实现：
一、含硫含氮有机废水首先流入产酸-硫酸盐还原反应器(d)中，将有机废水中的硫酸盐转为硫化物，有机物转为小分子有机酸/醇，产酸-硫酸盐还原反应器(d)的出水通过进水管经布水装置(3)进入到有机废水处理套筒型分相厌氧反应器(m)的内筒(1)中，在厌氧污泥的反硝化脱硫作用下，氨氮的氧化产物被转为氮气被去除，部分硫化物被转化为单质硫，得到初处理的生化液;
二、在有机废水处理套筒型分相厌氧反应器(m)的内筒(1)中初处理的生化液上升经一号三相分离装置(4)通过内筒出水口(6)流入沉淀区(B)，反硝化脱硫产生的单质硫泥在沉淀区(B)内沉淀收集，流水然后通过下降管(8)进入到外筒(2)的底部，流水中残留污染物在厌氧污泥的作用下被进一步去除，残留的硫重新被转为硫化氢，含硫化氢混合液经外筒出水口(9)流进入气提塔(n)的顶部，来自循环气柜(i)的净化吹脱进气通过风机(j)从气提塔(n)的底部连续通入，含硫化氢混合液与吹脱进气在气提塔(n)内逆流充分接触，使含硫化氢混合液中的硫化物充分转入气相，气提塔(n)的出水经过液封槽(e)后流入好氧生化装置或氨氧化装置(f)，再经净化后排出，气提塔(n)顶部排出的高含硫化氢气体与产酸-硫酸盐还原反应器(d)产生的气体以及有机废水处理套筒型分相厌氧反应器(m)产生的气体一同进入含硫气体净化回收装置(h)，完成含硫含氮废水的调控。
2.根据权利要求1所述的应用有机废水处理套筒型分相厌氧反应器处理含硫含氮废水的调控方法，其特征在于步骤一所述的产酸-硫酸盐还原反应器(d)为厌氧产酸发酵反应器或水解酸化池。
3.根据权利要求1所述的应用有机废水处理套筒型分相厌氧反应器处理含硫含氮废水的调控方法，其特征在于步骤一所述的含硫含氮有机废水中S和N的摩尔比为0.67～1：1。
说明书
应用有机废水处理套筒型分相厌氧反应器处理含硫含氮废水的调控方法
技术领域
本发明涉及一种处理有机废水的新型厌氧反应器及应用其处理含硫含氮有机废水的调控方法。
背景技术
高浓度有机废水厌氧生物处理会经历水解酸化和产甲烷等反应过程。产酸细菌和产甲烷细菌在营养需求、生长速度及对环境条件的敏感程度等方面存在较大的差异，其生态位也存在很大差异。在单相厌氧反应器中，很难实现两类菌群之间的协调平衡。而两相厌氧处理工艺，把水解酸化和甲烷化两个阶段分离在两个串联的反应单元中，使产酸细菌和产甲烷细菌在各自最佳的环境条件下生长，这样不仅有利于充分发挥其各自的活性，而且能提高容积负荷率，减少反应容积，增加运行稳定性。现阶段，两相厌氧处理工艺一般采用两个反应器串联的形式，第一个反应器内进行的是以酸化细菌为主体的水解酸化过程，第二个反应器内进行的是以产甲烷菌为主的甲烷化过程。由于需要建造两座生物反应装置，增加了管理负担，占地面积大，两座反应设备间需要管路和水泵连接，增加投资。
发明内容
本发明的目的是针对现有两相厌氧反应器设备占地面积大、管路连接复杂等问题，提供一种产酸相和产甲烷相高度集成在一个系统中的新型有机废水处理两相厌氧反应器及应用其处理含硫含氮废水的调控方法。
本发明有机废水处理套筒型分相厌氧反应器包括内筒、外筒、布水装置和两个三相分离装置，内筒与外筒同轴设置，内筒的外壁与外筒的内壁之间形成二级反应区，在内筒的底部安装有布水装置，布水装置与进水管相连，在内筒的上部设置一号三相分离装置，一号三相分离装置与内筒的顶壁围成集气区，在内筒的顶壁上开有内筒排气口，在一号三相分离装置两侧的内筒筒壁上开有内筒出水口，在内筒的上部设置有围水堰，围水堰与内筒的外筒壁围成沉淀区，外筒上端的筒壁壁沿位于围水堰的下方，在外筒的上部设置二号三相分离装置，在二号三相分离装置的上方分别开有外筒排气口和外筒出水口，围水堰的底板上固定有多个下降管，下降管的一端延伸至沉淀区，下降管的另一端延伸至二级反应区的底部。
本发明所述的套筒型分相厌氧反应器由内筒和外筒两部分构成，中间通过内筒筒壁(隔板)隔开。在内筒中，多点配水系统与进水管相连，通过多点配水系统，废水在内筒中形成均匀的上升流，根据水质通过控制上升流速，形成颗粒污泥，高效的处理废水，实现废水的一级处理。内筒上部的三相分离器实现气固液分离，沼气进入集气区，而后通过排气口排出，实现废水的资源化利用。内筒出水经过下降管进入外筒底部，而后形成上升流，培养颗粒污泥，废水通过外筒的三相分离区，而后排除反应器，实现废水的二级处理。在同一反应器内，实现废水的分相厌氧生物处理和高浓度有机物的高效去除。
本发明应用有机废水处理套筒型分相厌氧反应器处理含硫含氮废水的调控方法按以下步骤实现：
一、含硫含氮有机废水首先流入产酸-硫酸盐还原反应器中，将有机废水中的硫酸盐转为硫化物，有机物转为小分子有机酸/醇，产酸-硫酸盐还原反应器的出水通过进水管经布水装置进入到有机废水处理套筒型分相厌氧反应器的内筒中，在厌氧污泥的反硝化脱硫作用下，氨氮的氧化产物被转为氮气被去除，部分硫化物被转化为单质硫，得到初处理的生化液;
二、在有机废水处理套筒型分相厌氧反应器的内筒中初处理的生化液上升经一号三相分离装置通过内筒出水口流入沉淀区，反硝化脱硫产生的单质硫泥在沉淀区内沉淀收集，流水然后通过下降管进入到外筒的底部，流水中残留污染物在厌氧污泥的作用下被进一步去除，残留的硫重新被转为硫化氢，含硫化氢混合液经外筒出水口流进入气提塔的顶部，来自循环气柜的净化吹脱进气通过风机从气提塔的底部连续通入，含硫化氢混合液与吹脱进气在气提塔内逆流充分接触，使含硫化氢混合液中的硫化物充分转入气相，气提塔的出水经过液封槽后流入好氧生化装置或氨氧化装置，再经净化后排出，气提塔顶部排出的高含硫化氢气体与产酸-硫酸盐还原反应器产生的气体以及有机废水处理套筒型分相厌氧反应器产生的气体一同进入含硫气体净化回收装置，完成含硫含氮废水的调控。
发明处理有机废水的套筒式两级厌氧反应器及处理含硫含氮有机废水的方法包含以下优点：
1.内筒和外筒可以视为两个串联的升流式厌氧反应单元，构成分相厌氧反应器;
2.在同一反应器内完成废水的水解酸化和厌氧甲烷化两个生化反应过程，并且两个过程相互不受影响;
3.在外筒出水处设有沉淀区，防止污泥外流;
4.从外观形式上，套筒型分相厌氧反应器的布置紧密，占地面积小，反应装置的管理控制简单;
5.套筒型分相厌氧反应器还可设置回流口，稀释进水浓度，提高反应器内上升流速;
6.在套筒型分相厌氧反应器内能够高效完成含硫含氮废水的脱硫反硝化，通过外筒的强化生物处理作用，提高出水水质，实现对废水中产生的生物硫的高效分离。
