申请日2003.09.26
公开(公告)日2004.05.05
IPC分类号C02F3/30; C02F3/28
摘要
一种好氧/厌氧两用废水生物处理系统，包括厌氧升流式反应器，在所述反应器底部设有曝气头和进气管，曝气头通过进气管与气体压缩机相连;所述的压缩机分别通过阀门和进气管与装有空气或氧气的气体罐或氮气罐连接;所述反应器顶部的出气管通过管道与沼气柜相连，该沼气柜通过管路和阀门与压缩机相连。本发明在反应器结构不做任何改动的情况向下可实现好氧或厌氧两种方式运行，不仅具有运行灵活、稳定、占地面积小和启动速度快的优点，而且可处理低、中、高浓度废水;尤其适合我国企业目前产品更新快、产量变化大所致的废水水质、水量变化大的国情，可有效改善目前环保设施闲置率和淘汰率高的状况。
権利要求書
1.一种好氧/厌氧两用废水处理系统，包括厌氧升流式反应器(23)，其特征在于：在所 述反应器底部设有曝气头(13)和进气管(14)，曝气头(13)通过进气管与气体压缩机(15) 相连;所述的压缩机(15)分别通过阀门(19、21)和进气管与装有空气或氧气的气体罐(22) 或氮气罐(20)连接;所述反应器顶部通过出气管(10)与沼气柜(17)相连，该沼气柜通 过管路和阀门与气体压缩机(15)相连。
2.按照权利要求1所述的废水处理系统，其特征在于：所述的厌氧升流式反应器采用升 流式厌氧污泥层反应器、内循环厌氧反应器或内循环厌氧膨胀床/流化床反应器中的一种。
说明书
一种好氧/厌氧两用废水处理系统
技术领域
本发明涉及一种有机废水生物处理设备，特别涉及内循环厌氧反应器和内循环厌氧膨胀 床/流化床反应器的结构设计。
背景技术
有机废水的处理一直以生物处理为主。生物处理可以分为好氧生物处理和厌氧生物处理， 其各自的特点和应用范围如表1。由表1可知，好氧生物处理工艺具有出水水质好，在处理 低浓度有机废水时，处理费用较低的优点;厌氧处理工艺能产生沼气回收生物能源，在处理 中高浓度有机废水时，处理成本低。厌氧处理和好氧处理各有多种反应器形式和不同的运行 方式。实践中，通常根据废水的实际情况确定所适用的生物处理方式。
表1.好氧、厌氧生物处理工艺的比较 工艺 好氧生物处理 厌氧生物处理
是否曝气 是 否
是否产生沼气 否 是
出水水质 出水COD浓度达到60毫克/升 以下 出水在COD浓度在几百毫克/ 升以上
运行费用 处理COD浓度800-1000mg/l 以下比厌氧生物处理便宜 处理COD浓度800-1000mg/l以 上比好氧生物处理便宜
适用对象 低浓度有机废水 中、高浓度有机废水
目前生物反应器有多种结构形式，包括升流式反应器、降流式反应器和完全混合式反应 器等，其中升流式反应器是目前高效生物反应器的主流形式。厌氧升流式反应器包括升流式 厌氧污泥层反应器(即UASB反应器)、厌氧流化床反应器、膨胀颗粒污泥床反应器、内循 环厌氧反应器等，其中UASB反应器是目前应用最广泛的厌氧反应器。
内循环厌氧反应器是目前效能最高的厌氧反应器之一，如图1所示。内循环厌氧反应器 利用两层三相分离器将反应区分为第一反应区和第二反应区，在第一反应区大部分有机物被 去除，第二反应区是精处理段，两反应区串联增强了反应器的运行稳定性。其内循环系统， 包括升流管和降流管，利用沼气将第一反应区的部分流体提升到气液分离器中，沼气逸出后， 流体在重力作用下回到反应器底部，形成反应器内流体循环。中国实用新型专利 (ZL02282323.9)公开了一种“内循环厌氧膨胀床/流化床反应器”(图2所示)是为克服内循 环厌氧反应器结构复杂、易发生堵塞和颗粒污泥沉降速率较低、限制了反应区的液相上升流 速的提高，从而影响有机负荷的进一步提高而提出的改进型反应器。它们的共同特点是具有 第一反应区和第二反应区两个反应区，第一反应区是大部分有机物降解的场所，第二反应区 是精处理段，两反应区串联增强了反应器的运行稳定性;其内循环系统，包括升流管和降流 管(区)，利用沼气将第一反应区的部分流体提升到气液分离器中，沼气逸出后，流体在重力 作用下回到反应器底部，形成反应器内流体循环。内循环能够强化有机物和颗粒污泥间的传 质;稀释进水，提高反应器抗冲击负荷的能力;回流碱度，降低运行成本。上述两种反应器 具有如下优点：①高效。在处理同类废水时该两反应器的有机负荷为UASB反应器的4倍左 右，处理啤酒废水等中等浓度有机废水时，容积负荷可达20kgCOD/(m3·d)左右。②基建投资 省、占地少。所需的有效容积仅为UASB反应器的1/4左右，多采用瘦高型的塔式反应器， 高径比为4-8，特别适合用地紧张的企业。③抗冲击负荷能力强，运行稳定性好。
上述两种厌氧反应器一般适合处理中、高浓度的有机废水。当用于低浓度有机废水处理 时，由于产生的沼气量较小，内循环不能形成或内循环量过小，反应器不能正常运行。这两 种反应器在启动期间，由于产生沼气量也较低，也受上述问题的困扰，致使启动期较长。另 外我国在环境保护方面实行的“三同时”政策，要求企业在建设生产线的同时就建设污水处 理系统，但现在企业产品更新快、产量变动大，故企业产生的污水水质、水量变动较快，而 一般的环保设施适用范围较窄，跟不上生产变化，造成水处理设施低效运行，闲置率和淘汰 率很高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足和缺陷，提出一种好氧/厌氧两用废水处理系统，该 系统不仅启动快，而且适用范围较宽，不需改动现有设备就可以适用于处理高、中、低浓度 的有机废水，从而可有效降低企业的工程投资和运行成本。
本发明的技术方案如下：一种好氧/厌氧两用废水处理系统，包括厌氧升流式反应器，其 特征在于：在所述反应器底部设有曝气头和进气管，曝气头通过进气管与气体压缩机相连; 所述的压缩机分别通过阀门和进气管与装有空气或氧气的气体罐或氮气罐连接;所述反应器 顶部通过出气管与沼气柜相连，该沼气柜通过管路和阀门与气体压缩机相连。
本发明所述的厌氧升流式反应器可采用升流式厌氧污泥层(UASB)反应器、内循环厌 氧反应器或内循环厌氧膨胀床/流化床反应器。
本发明具有以下优点及突出性效果：①在厌氧条件下，根据进水水质的变化，通过启动 曝气装置并调节曝气量的大小，高效地处理低、中、高浓度的有机废水，扩大了UASB反应 器、内循环厌氧反应器和内循环厌氧膨胀床/流化床反应器的适用范围;②在反应器结构不做 任何改变的情况下，系统可以按好氧或厌氧的方式运行，当废水由中、高浓度变为低浓度废 水时，好氧方式能使得该反应器能更经济有效的运行。③能适应废水排放标准变化。由于企 业转产后，要执行不同的行业排放标准，由厌氧方式转为好氧方式运行，出水水质好，容易 达到更严格的排放标准。由于具有上述三个特点，好氧/厌氧两用废水处理系统能够适应我国 目前企业产品更新快、产量变化大的国情，可以适用于低、中、高浓度有机废水的处理，从 而改善环保设施闲置和淘汰率高的状况。④由于内循环状况可以控制，并可以按有载体和无 载体的方式运行，故内循环厌氧反应器和内循环厌氧膨胀床/流化床反应器运行灵活，启动迅 速。⑤好氧/厌氧两用工艺若采用内循环厌氧反应器或内循环厌氧膨胀床/流化床反应器为主体 反应器，则工艺保留了内循环厌氧反应器和内循环厌氧膨胀床/流化床反应器效率高，运行稳 定，投资省等优点，在处理啤酒废水等中等浓度有机废水时，容积负荷可达20kgCOD/(m3·d) 左右，处理医院污水、城市污水等低浓度有机废水时，容积负荷可达6kgCOD/(m3·d)左右。
