專利名稱：：一種用于廢水處理的倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器。屬于環(huán)境工程技術(shù)中的化工類生產(chǎn)過程的工業(yè)廢水如焦化廢水、造紙廢水、制藥廢水、印染廢水等含有大量的難降解有機(jī)物的廢水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益突出，特別是工業(yè)廢水污染已經(jīng)嚴(yán)重危害到我國各大流域的工農(nóng)業(yè)用水保障和飲水安全?；ゎ惿a(chǎn)廢水如焦化廢水、造紙廢水、制藥廢水、印染廢水等含有大量的難降解有機(jī)物，廢水B0Ds/C0D低，使得好氧生化處理難以將廢水處理到排放標(biāo)準(zhǔn)水平。其中，焦化廢水是典型的含有毒難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，主要是原煤高溫干餾過程中隨煤氣逸出、冷凝形成的煉焦煤水分以及煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制過程中產(chǎn)生的廢水。焦化廢水中有機(jī)物種類繁多，含有的毒性有機(jī)物如苯、吡啶、鄰苯二酚、間苯三酚、二萘酚、萘、氯苯等在生化過程中抑制微生物的呼吸作用，而且這些有機(jī)物在生物降解過程中還會互相干擾和抑制。為提高好氧生化對這些難降解有機(jī)廢水的處理效果，生物厭氧水解預(yù)處理工藝是提髙廢水可生物降解性的有效方法。所謂生物厭氧水解是指將厭氧過程控制在水解酸化階段，通過微生物胞外水解酶或細(xì)胞壁上的固定酶催化作用，完成大分子有機(jī)物的斷鏈、水溶反應(yīng)，使大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為溶解性單體或二聚體的過程。厭氧水解對廢水的處理效果和厭氧微生物濃度、厭氧微生物相、反應(yīng)條件控制(pH、水溫)、反應(yīng)時間和廢水混合條件等因素有關(guān)。目前，厭氧水解反應(yīng)器主要有1、上流式厭氧污泥床簡稱UASB反應(yīng)器，它是一種懸浮生長型的生物反應(yīng)器，由反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)和氣室三部分組成。反應(yīng)器的底部是濃度較髙的污泥層，泥層上部是濃度較低的污泥懸浮層，頂部設(shè)有氣一液一固三相分離器。廢水從底部進(jìn)入，與污泥進(jìn)行混合接觸，通過微生物分解廢水中的有機(jī)物產(chǎn)生甲烷，氣泡上升過程中產(chǎn)生較強(qiáng)烈的攪動，在污泥床上部形成懸浮污泥層。但該反應(yīng)器存在構(gòu)造復(fù)雜，顆粒污泥不易培養(yǎng)的問題。2、厭氧折流板反應(yīng)器簡稱ABR反應(yīng)器，它由--系列升流式污泥懸浮反應(yīng)器組成，通過不同隔室的合理設(shè)計，可使反應(yīng)器內(nèi)微生物實現(xiàn)種群分離，以便它們分別適應(yīng)流經(jīng)不同隔室的廢水水質(zhì)，穩(wěn)定運行工況，提高處理效果，在一個反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)一體化的兩相式多相處理過程。ABR反應(yīng)器避免了生物濾池的堵塞及污泥床膨脹而引起的微生物大量流失問題，也不需要三相分離器。但ABR反應(yīng)器采用水力攪拌混合，效率較低，反應(yīng)器偏大，反應(yīng)器投資高。3、厭氧流化床AFB中，一般用砂、玻璃球、活性炭作載體，近年來也有用陶粒、粒狀塑料、沸石、方石英等作載體的。但由于填料顆粒比重大使得攪拌混合功率高、電耗高，無疑增加了運行成本。4、厭氧生物濾池呈圓柱型，池內(nèi)裝設(shè)填料，池底和池頂密封。填料有碎石、彈性立體填料、蜂窩填料等。厭氧微生物附著于填料的表面生長，當(dāng)廢水通過填料底層時，在填料表面的厭氧生物膜作用下，廢水中的有機(jī)物被降解，并產(chǎn)生沼氣，沼氣從池頂部排出。濾池中的生物膜不斷地進(jìn)行新陳代謝，脫落的生物膜隨出水流出池外。但是該裝置處理含懸浮物較高的廢水時易發(fā)生堵塞，濾池的清洗比較困難。這些限制了厭氧生物濾池的進(jìn)一步發(fā)展，實際工程中僅僅應(yīng)用于無濁度廢水的處理。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種低耗能、高效率、耐沖擊的厭氧水解反應(yīng)器。該反應(yīng)器克服了現(xiàn)有厭氧生物水解反應(yīng)器的不足，特別適合難降解有機(jī)物的廢水處理。為達(dá)上述目的，本實用新型是由反應(yīng)器池體、與反應(yīng)器池體連通的進(jìn)水管、出水管，反應(yīng)器池體內(nèi)設(shè)有立式環(huán)流攪拌機(jī)，反應(yīng)器池體的內(nèi)壁固結(jié)設(shè)計要求數(shù)量的水平方向的填料支架，填料支架分上、下兩層；上、下兩層填料支架之間通過繩結(jié)固定安裝設(shè)計要求數(shù)量的垂直方向的尼龍繩，尼龍繩上固定懸掛設(shè)計要求數(shù)量的球形填料。兩層填料支架之間，貼近填料支架并與填料支架正交設(shè)置加強(qiáng)支架，加強(qiáng)支架與反應(yīng)器池體內(nèi)壁固結(jié)，保證了運行時填料支架的穩(wěn)定性。反應(yīng)器池體的形狀可采用圓形、長方形或正方形，最佳形式為正方形，以達(dá)到最好的水流紊動性。反應(yīng)器的墻體材料可以是混凝土、鋼板或者塑料。球形填料采用疊片展開式懸浮微生物載體填料(見中國發(fā)明專利01112857.7)，該填料的型號為ZYZX,由上海中耀環(huán)保實業(yè)有限公司和上海申耀環(huán)保實業(yè)有限公司生產(chǎn)，采用折疊式蜂窩狀通道設(shè)計，比表面積大，廢水可通過蜂窩狀通道自由穿透填料，填料為球形，減小了填料邊緣的水流剪力，使得填料帶來的額外阻力大為降低。廢水自由通過蜂窩狀通道使得填料上附著的大量厭氧微生物能和廢水得以充分、均勻的混合接觸。懸掛在尼龍繩上的球形填料的蜂窩狀通道從外至里呈收縮三角錐形，從里至外又呈放大三角錐形，廢水流經(jīng)填料的蜂窩狀通道，受切割形成紊動的束狀流線，使得反應(yīng)器內(nèi)的整體流態(tài)利于廢水的均質(zhì)混合。由于微生物生長于蜂窩狀通道內(nèi)側(cè)、外側(cè)的疊片平面上，避免了傳統(tǒng)懸掛填料存在的長期使用后填料板結(jié)、填料結(jié)團(tuán)的弊端。本實用新型的有益效果1、由于本實用新型采用了固定懸掛的專用球形填料，該填料的不規(guī)則蜂窩狀通道內(nèi)，立體三角錐三個內(nèi)表面上的微生物膜互相接近，并和在蜂窩狀通道內(nèi)的懸浮活性污泥形成微生物酶髙度集中區(qū)，懸浮活性污泥和填料上的生物膜共存增加了厭氧菌群種類，即增加了有效水解酶的種類，使得每個填料的每道蜂窩狀通道成為髙性能反應(yīng)單元。因此，由如此大量高性能反應(yīng)單元組成的本實用新型的反應(yīng)器具有突出的抵抗水質(zhì)沖擊的能力。2、由于本實用新型采用了采用疊片展開式懸掛球形填料，其折疊式蜂窩狀通道設(shè)計，使水流能自由穿透填料，因此，水流的阻力較小，整體反應(yīng)器的攪拌功率小，攪拌功率密度僅為6W/m3，節(jié)約了能耗。3、由于球形填料的比表面積大，填料上的蜂窩狀通道上的生物膜和懸浮活性污泥，使微生物濃度高，大量的填料孔道形成高性能反應(yīng)單元，因此除了抗沖擊能力強(qiáng)外，本實用新型的處理效果好，而且活性污泥的存在使得厭氧生物膜啟動培養(yǎng)時間得到縮短。4、懸掛球形填料的蜂窩狀通道從外至里呈收縮三角錐形，從里至外又呈放大三角錐形，具有優(yōu)化水流流態(tài)的作用，廢水流經(jīng)填料的蜂窩狀通道，受切割形成紊動的束狀流線，使得混合、傳質(zhì)效果得到強(qiáng)化。使得反應(yīng)器內(nèi)的整體流態(tài)利于廢水的均質(zhì)混合。5、由于微生物生長于蜂窩狀通道內(nèi)側(cè)、外側(cè)的疊片平面上，避免了傳統(tǒng)懸掛填料存在的長期使用后填料板結(jié)、填料結(jié)團(tuán)的弊端。圖l為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的A-A剖面圖圖3為本實用新型的工作原理圖附圖中的標(biāo)號說明如下l-進(jìn)水管；2—反應(yīng)器池體；3—立式環(huán)流攪拌機(jī)；4一加強(qiáng)支架；5—填料支架；6""繩結(jié)；7—球形填料；8—尼龍繩；9"出水管；10"焊接點；11—立式環(huán)流攪拌機(jī)布水口；12—立式環(huán)流攪拌機(jī)進(jìn)口；13—沉淀池14一污泥回流泵；15—污泥回流管。具體實施方式請參閱圖l、2和3。本實用新型的反應(yīng)器池體2為正方形，邊長為7m。反應(yīng)器池體2上面設(shè)有與之連通的進(jìn)水管1，下面有出水管9。反應(yīng)器池體2內(nèi)固定安裝一臺立式環(huán)流攪拌機(jī)3，反應(yīng)器池體2的內(nèi)壁通過焊接點10固結(jié)上、下兩層填料支架5,每層填料支架5數(shù)量是根據(jù)污水處理的微生物數(shù)量設(shè)計要求確定的，填料支架5是水平方向布置的；上、下兩層填料支架5之間通過繩結(jié)6固定安裝設(shè)計要求根數(shù)的垂直方向的尼龍繩8，尼龍繩8上固定懸掛了設(shè)計要求數(shù)量的球形填料7，球形填料7是專用的疊片展開式聚乙烯球型填料；為了增加填料支架5的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在通過焊接點10與反應(yīng)器池體2固定的兩層填料支架5之間，貼近填料支架5并與填料支架5布置方向正交設(shè)置加強(qiáng)支架4，加強(qiáng)支架4與反應(yīng)器池體2的內(nèi)壁也是焊接連接。廢水經(jīng)進(jìn)水管1進(jìn)入本實用新型的倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器后，在立式環(huán)流攪拌機(jī)3的攪拌下，廢水從立式環(huán)流攪拌機(jī)進(jìn)口12流入，被攪拌機(jī)3高速旋轉(zhuǎn)的葉輪加壓后由立式環(huán)流攪拌機(jī)布水口11推向反應(yīng)器池體2的底部，從而形了廢水的流向為先進(jìn)入反應(yīng)器，然后進(jìn)入立式環(huán)流攪拌機(jī)進(jìn)口12，再進(jìn)入立式環(huán)流攪拌機(jī)布水口11，最后從攪拌機(jī)布水口11出來回到反應(yīng)器的環(huán)流，避免了反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)死角。在此環(huán)流下，懸掛的球形填料7上的微生物、反應(yīng)器內(nèi)懸浮的活性污泥與廢水得以充分混合、反應(yīng)。通過微生物胞外水解酶或細(xì)胞壁上的固定酶催化作用，完成大分子有機(jī)物的斷鏈、水溶反應(yīng)，使大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為溶解性單體或二聚體。出水經(jīng)出水管9流入沉淀池13，被沉淀池13截流下來的厭氧活性污泥經(jīng)污泥回流泵14提升回流至本實用新型，維持反應(yīng)器內(nèi)的懸浮活性污泥濃度。沉淀池可采用豎流沉淀池、輻流沉淀池和斜管(板)沉淀池等，沉淀池形式和形狀(圓型或方形)視平面布置和懸浮污泥沉降性而定。采用上述的倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器處理某焦化廠焦化廢水，水量為1500m3/d。用污泥回流管15將沉淀池13(采用豎流沉淀池，水力負(fù)荷為1.2m3/m2h，池體為正方形)和污泥回流泵14以及本實用新型串聯(lián)連接。經(jīng)8小時運行檢測發(fā)現(xiàn)，本實用新型的倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器對焦化廢水COD的處理效果見表l。經(jīng)倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器處理后，焦化廢水的可生物降解性(由BODs/COD表示)得到提高，其結(jié)果見表2。倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器的微生物量和組成見表3。倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器設(shè)備和運行功率見表4。表l本實用新型對焦化廢水COD的處理效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2本實用新型提髙焦化廢水B0D5/C0D的效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器內(nèi)微生物量和組成<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器的設(shè)備和運行功率<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種用于廢水處理的倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器，包括反應(yīng)器池體(2)、與反應(yīng)器池體(2)連通的進(jìn)水管(1)和出水管(9)，以及反應(yīng)器池體(2)內(nèi)的立式環(huán)流攪拌機(jī)(3)，其特征在于反應(yīng)器池體(2)的內(nèi)壁固結(jié)上、下兩層設(shè)計要求數(shù)量的水平方向的填料支架(5)；上、下兩層填料支架(5)之間通過繩結(jié)(6)固定安裝設(shè)計要求數(shù)量的垂直方向的尼龍繩(8)，尼龍繩(8)上固定懸掛設(shè)計要求數(shù)量的球形填料(7)；兩層填料支架(5)之間，貼近填料支架(5)并與填料支架(5)正交設(shè)置加強(qiáng)支架(4)，加強(qiáng)支架(4)與反應(yīng)器池體(2)內(nèi)壁固結(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于廢水處理的倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器,其特征在于所述的反應(yīng)器池體(2)的形狀是圓形、長方形或正方形。專利摘要一種用于廢水處理的倍增復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器，涉及一種復(fù)合式厭氧水解反應(yīng)器。反應(yīng)器池體(2)內(nèi)有立式環(huán)流攪拌機(jī)(3)、內(nèi)壁固結(jié)水平方向的上、下兩層填料支架(5)，上、下兩層填料支架(5)之間通過繩結(jié)(6)固定垂直方向的尼龍繩(8)，尼龍繩(8)上固定懸掛球形填料(7)；貼近填料支架(5)固結(jié)與之正交的加強(qiáng)支架(4)。球形填料(7)為疊片展開式球形填料。本實用新型是懸掛安裝了疊片展開式聚乙烯球型填料并與活性污泥共存，混合傳質(zhì)效率高、耗能小、微生物濃度高、耐沖擊能力強(qiáng)、填料不板結(jié)等?？蓮V泛應(yīng)用于焦化廢水、造紙廢水、制藥廢水、印染廢水及其它難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理，提高廢水的可生物降解性，效果倍增。文檔編號C02F3/28GK201087154SQ200720071710公開日2008年7月16日申請日期2007年6月27日優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日發(fā)明者娜侯,賈志宇,平鄒,陳良才,魏宏斌申請人:同濟(jì)大學(xué);上海中耀環(huán)保設(shè)備工程有限公司