[實用新型]一種厭氧水解-好氧-沉降分離一體化的廢水處理反應器

有效

• 申請號: 200920173235.5
• 申請日: 2009-08-24
• 公開（公告）號: CN201517048U
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 張春燕;蔣國強;丁富新;王桂芝;王路海;趙洲洋;鄧旭亮;吳林美;杜龍弟;梁立偉;張麗君
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;清華大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本實用新型涉及一種能夠同時實現厭氧水解、好氧降解和沉降分離的一體化廢水處理生物反應器。

背景技術

水解酸化-好氧降解一體化工藝由于強化了水解(酸化)反應和好氧降解間的生物協同作用，提高了生物處理的效率，特別對于含有較高濃度難降解有機物的廢水具有處理效率高、處理過程簡單、能耗低等顯著優點，具有廣泛的工業應用價值。而實現水解酸化-好氧降解一體化工藝的核心是開發處理效率高、運行穩定的生物反應器。近年來報道了一些水解酸化-好氧降解一體化的反應器并在化纖、制藥、焦化等廢水處理的應用中取得進展。典型如利用內循環生物反應器內筒溶氧高、外筒溶氧低的特點，分別強化內筒好氧和外筒缺氧的環境，使缺氧水解和好氧降解共存于同一反應器的不同位置，如Frijters等在期刊Water?SciTechnol第41卷報道的新型的Circox氣升式流化床反應器，對內部結構、進水方式等的改造，構建出好氧和缺氧兩區；又如中國專利CN101003406公開的厭氧好氧耦合氣升式環流生化反應器及其用于化纖廢水的處理工藝等。也包括在好氧反應器中添加生物載體，在載體內部構成缺氧水解酸化環境等，如中國專利CN1850656報道的一種厭氧好氧耦合生物流化床處理含酚廢水的方法。但上述反應器存在著厭氧水解和好氧降解區域與生物反應的需要不匹配，或者水解過程的效率不高，或者結構過于復雜等問題，仍需進一步的改進。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種能夠同時實現厭氧水解、好氧降解和沉降分離的一體化的廢水處理生物反應器，提高高濃度難降解有機物廢水的生物處理效率，簡化工藝流程。

本實用新型所述的厭氧水解-好氧-沉降分離一體化廢水處理反應器是由氣升式內環流生物反應器和豎流式沉降分離器構成；氣升式內環流生物反應器由導流筒、網狀支架、生物載體填料、氣體分布器和塔體構成，塔體為一圓筒形結構位于豎流式沉降分離器的下方，導流筒為一圓筒形結構，位于塔體中心，兩個網狀支架分上、下固定在導流筒外壁和塔體內壁上，生物載體填料填充在兩個網狀支架、導流筒外壁和塔體內壁形成的空間中，氣體分布器位于導流筒的底部；豎流式沉降分離器由沉降槽內筒、引流槽、沉降槽、沉降槽外筒、污泥返回口、溢流槽板和排水口構成，沉降槽外筒為一直徑大于塔體直徑的圓筒形結構，兩者由圓錐形筒體連接為一體，沉降槽內筒為一上部是圓筒下部是喇叭形的筒體，下部喇叭形筒體的敞口位于圓錐形筒體內，固定在圓錐形筒體的內壁上，上部圓筒位于引流槽內，引流槽為一上端有底，下端開口的圓筒，罩在沉降槽內筒上方，由溢流槽板固定在沉降槽外筒的內壁上，引流槽下沿到達沉降槽底部圓錐形筒體上沿，引流槽上沿高于沉降槽內筒和溢流槽板，低于沉降槽外筒上沿，沉降槽是由沉降槽外筒和引流槽形成的空間，污泥返回口設在沉降槽的底部，圓錐形筒體內壁和喇叭形筒體敞口的結合部，排水口設在溢流槽板上方，沉降槽外筒側壁上。

空氣通過氣體分布器分布到導流筒中，使導流筒內(上升區)氣含率高，從而氣液混相密度低于導流筒外(下降區)，密度差導致的壓強差推動流體沿著導流筒產生的環流。反應器的下降區中氣含率低，在該區域用網狀支架固定有大孔的生物載體填料，由于液相主體溶氧低和載體材料對氧傳遞的限制作用，在生物載體填料內部形成缺氧區，利于兼性厭氧菌的生長，主要發生水解(酸化)反應；上升區氣含率較高，液相中溶氧充足，主要由懸浮生長的污泥進行好氧降解。難降解有機物在通過下降區時，與生物載體接觸并擴散進入填料內部的缺氧區，被兼性厭氧菌水解酸化后的中間產物擴散出生物載體，并隨環流進入好氧降解區，被活性污泥中的好氧微生物進一步降解，如此不斷循環，就實現了水解酸化過程和好氧降解過程的耦合，通過調整曝氣量和載體的量，可調控缺氧空間和好氧空間的體積，使其與生物反應的需要相匹配。由于強化了水解(酸化)反應和好氧降解間的生物協同作用，因此可提高生物處理效率。

反應器的上部為豎流式的分離器。處理后的廢水和污泥在分離器通過沉降實現分離，分離后的污泥直接返回下部的反應區，繼續參與生物降解，實現了反應和分離的耦合，避免了廢水在沉降池和反應器間的循環，節約了占地和能耗。

綜上所述，本發明提出的厭氧水解-好氧-沉降分離一體化廢水處理反應器的特點是：

1)處理效率和有機負荷高：本發明的反應器通過在內環流反應器的下降段填充多孔生物載體填料，強化了缺氧水解酸化反應，并且缺氧空間可通過載體的數量和鼓氣量進行調整，使缺氧水解反應和好氧降解更匹配，使它們之間的生物協調作用得到強化，因而提高了處理效率和有機負荷；