申请日2006.10.16
公开(公告)日2008.08.06
IPC分类号C02F3/28; C02F3/30
摘要
一种用于处理高浓度有机废水的高效复合式厌氧反应器，它涉及一种高浓度有机废水处理设备。针对多生物量生物反应器，污泥淤积和沙粒流化需要消耗动力费用大;厌氧反应池及处理废水的方法，投资费用大且维护困难及非密闭厌氧复合床处理有机废水的方法，需要回流使反应器体积增大和处理负荷降低的问题。本发明的活性污泥床(3)、曝气头(4)和轻质填充床(2)设置在反应容器(1)内，曝气头(4)与气泵(5)相连接，反应容器(1)上设有生物气出口(9)、出水口(11)和进水口(10)，出水堰(8)设置在反应容器(1)内的出水口(11)处，出水堰(8)的外壁上设有网孔(12)。本发明具有生物量大、运行负荷高、处理效率高、投资少、易于操作和维护的优点，可广泛应用于处理各种高浓度有机废水。
权利要求书
1. 一种用于处理高浓度有机废水的高效复合式厌氧反应器，它包括 反应容器(1)、轻质填充床(2)、活性污泥床(3)、曝气头(4)、气泵(5)、进水 管(6)、出水管(7)和出水堰(8);其特征在于所述反应容器(1)的顶端设有生 物气出口(9)，反应容器(1)底端的进水口(10)与进水管(6)相连通，所述活性 污泥床(3)、曝气头(4)和轻质填充床(2)依次按下、中、上顺序设置在反应 容器(1)内，曝气头(4)与设置在反应容器(1)外面的气泵(5)相连接，所述出 水管(7)的一端与反应容器(1)上端侧壁上的出水口(11)相连通，所述出水堰 (8)设置在反应容器(1)内且与反应容器(1)的内壁紧贴安装，出水堰(8)的上 端面位于出水口(11)的上方，出水堰(8)的下端面位于出水口(11)的下方，出 水堰(8)的外壁上设有网孔(12)。
2. 根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于所述出水堰(8)从上至下依次由小圆柱筒(19)、 过渡筒(18)和大圆柱筒(17)组成;所述过渡筒(18)的上端面与小圆柱筒(19) 的下端面固定连接，过渡筒(18)的下端面与大圆柱筒(17)的上端面固定连 接，过渡筒(18)和小圆柱筒(19)的外壁上设有网孔(12)，所述大圆柱筒(17) 的外壁与所述反应容器(1)的内壁紧贴安装。
3. 根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于所述出水堰(8)的相邻两个网孔(12)之间的距离 S为3～10cm。
4. 根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于所述轻质填料床(2)由轻质填料体(13)自然堆积 而成;所述轻质填料体(13)由混有无机粒子的聚合物塑料制成，轻质填料 体(13)的密度为0.95～0.99g/cm3，轻质填充床(2)与反应容器(1)的体积比为 (1～7)∶10。
5. 根据权利要求4所述的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于所述无机粒子是活性炭、焦炭、矿渣煤灰或 沸石，所述聚合物塑料是聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺类有机高分子塑料。
6. 根据权利要求4所述的一种用于处理高浓度有机废水 的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于所述轻质填料体(13)的形状为圆管形状，轻质 填料体(13)的直径D×高H×壁厚δ分别为1～50mm×1～60mm×0.5mm。
7. 根据权利要求6所述的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于所述轻质填料体(13)的直径D×高H×壁厚δ分 别为5～20mm×5～40mm×0.5mm。
8. 根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于所述出水堰(8)由塑料或不锈钢材料制成。
9. 根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于所述反应容器(1)由上盖(14)和下腔体(15)组成; 所述上盖(14)和下腔体(15)密封连接，所述生物气出口(9)设置在上盖(14) 的顶端，所述出水口(11)设置在下腔体(15)的侧壁上，所述进水口(10)设置 在下腔体(15)的底端。
10. 根据权利要求1所述的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合 式厌氧反应器，其特征在于它还包括定时器(16);所述定时器(16)与气泵(5) 的控制端相连接。
说明书
一种用于处理高浓度有机废水的高效复合式厌氧反应器
技术领域
本发明涉及一种高浓度有机废水处理设备。
背景技术
将厌氧技术应用到高浓度有机废水的处理方法中由来已久，目前常用 的有机废水处理方法有活性污泥法和生物膜法。活性污泥法在反应过程中 不存在传质问题，但存在污泥易流失，难以维持较高的生物量的问题，要 想获得较高的生物量，要么就采取污泥回流，要么就采取较长的水力停留 时间或者较低的水力表面负荷，这势必造成反应器体积的增大，而且构造 繁琐的气液固三相分离设备也使投资成本增加，另外，活性污泥法对环境 变化如温度改变和有毒物质反应敏感，容易造成运行不稳定;生物膜法是 将微生物固定在一定的生物载体上，常见的生物载体有沙粒、活性炭、废 旧轮胎颗粒、塑料纤维等，常见的反应器类型有生物滤池和生物流化床。 该方法的确是把微生物固定在生物载体上了，解决了污泥流失的问题，增 大了反应器内的生物量，而且由于生物膜的保护抗温度变化和有毒物质的 能力强，从而保证了高处理效率，但在生物滤池中存在堵塞淤积、局部短 流等现象，需要不定期反冲洗;在生物流化床中由于使用的载体密度大， 流化过程需要消耗大量的动力费用。
而公开号为CN1262238A、公开日为2000年8月9日、发明名称为 《多生物量生物反应器》公开了在厌氧反应器中，采用沙粒和纤维束软性 填料来富集厌氧微生物，从而提高有机废水的降解速率。该发明虽然能够 提高反应器内的生物量，但是存在污泥淤积和沙粒流化需要消耗较大动力 费用的问题;授权公告号为CN1072613C、授权公告日为2001年10月10 日、发明名称为《厌氧反应池及处理废水的方法》中公开了在反应器的中 下部采用固定式组合填料来解决污泥流失和生物滤池的堵塞问题，但是反 应器上部复杂的三相分离器和回流设备显然增加了投资费用，而且填料的 安装维护更换极其困难;公开号为CN1080620A、公开日为1994年1月 12日、发明名称为《非密闭厌氧复合床处理有机废水的方法》中公开了在 厌氧反应器上部设置填料层来阻止污泥流失和起到密封阻氧的作用，但是 在所采用的装置中，出水回流装置无疑使反应器的体积增大和处理负荷降 低，而且填料需要人工固定，操作不方便，必然存在填料长时间使用堵塞 和短流的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能提高反应器中总的生物量，又能简化气 液固三相分离设备的一种用于处理高浓度有机废水的高效复合式厌氧反 应器。它可解决采用沙粒和纤维束软性填料来富集厌氧微生物的多生物量 生物反应器，存在污泥淤积和沙粒流化需要消耗较大动力费用的问题、采 用固定式组合填料的厌氧池处理废水的方法，存在投资费用增加，填料安 装维护更换困难和需要三相分离设备的问题及采用非密闭厌氧复合床处 理有机废水的方法存在需要增大反应器的体积，处理负荷降低，而且填料 需要人工固定，操作不方便，填料易堵塞的问题。
本发明包括反应容器、轻质填充床、活性污泥床、曝气头、气泵、进 水管、出水管和出水堰;所述反应容器的顶端设有生物气出口，反应容器 底端的进水口与进水管相连通，所述活性污泥床、曝气头和轻质填充床依 次按下、中、上顺序设置在反应容器内，曝气头与设置在反应容器外面的 气泵相连接，所述出水管的一端与反应容器上端侧壁上的出水口相连通， 所述出水堰设置在反应容器内且与反应容器的内壁紧贴安装，出水堰的上 端面位于出水口的上方，出水堰的下端面位于出水口的下方，出水堰的外 壁上设有网孔。
本发明具有以下有益效果：本发明在反应容器内的底部设置有活性污 泥床，在反应容器内的上部设置有轻质填充床，可充当生物膜反应器和气 固液三相分离器的作用，在反应容器内的中部安装有曝气头，不仅可对轻 质填充床进行反冲洗，以将轻质填充床缝隙间截留的污泥回流到反应容器 下部的活性污泥床中，同时还可疏导气水通道。除此之外，曝气头还可改 变反应器的操作模式，如果长期曝气的话，反应器将从轻质填充床的平推 流反应器(PFR)操作模式变成了生物流化床的全混流反应器(CSTR)操作模 式，以适应不同水质、不同负荷的要求。比如水中毒性物质增加时，采用 生物流化床的运行模式可以降低毒性物质对微生物的抑制毒害作用;用于 反冲洗时可以使用空气、氮气以及反应器产生的生物气均可，一般是每次 1～10min，一天4～24次，视情形而定。用于生物流化床的可以是氮气或者 反应器上部收集的生物气，本发明在不增加反应容器体积的情况下，既可 增大反应容器内的总生物量，又可简化气固液三相分离器的设计，并减少 了投资成本，同时还能根据废水的特征对反应容器内的操作模式进行调 整。本发明可以广泛应用于处理各种高浓度有机废水，包括市政污水、垃 圾渗滤液、工业有机废水，并具有生物量大、运行负荷高、抗冲击负荷能 力强、处理效率高而稳定、操作简单、投资少的优点。
