[發明專利]一種顆粒污泥床與生物膜移動床復合厭氧反應器

在審

• 申請號: 201810724510.1
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108585193A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 王雷;徐剛;梁正平
• 申請（專利權）人: 湖北鼎譽環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明提出了一種顆粒污泥床與生物膜移動床復合厭氧反應器，包括：脈沖出水發生器、厭氧反應池和側向分離式氣、液、固三相分離器，是在厭氧反應區能快速形成性狀優良的顆粒污泥和裝填可附著生長生物膜并能懸浮移動的填料床，大幅度提高厭氧生化反應效率，分離式的氣、液、固三相分離裝置構造簡單，分離效果好，運行穩定，安裝施工簡便，工程建造成本更低，有機物去除效率高的顆粒污泥床與生物膜移動床相結合的復合厭氧反應器。

技術領域

本發明涉及污水厭氧生化處理裝置領域，更具體地說是涉及一種顆粒污泥床與生物膜移動床復合厭氧反應器。

背景技術

隨著以顆粒污泥為主要特點的上流式厭氧污泥床(UASB)生物反應器的廣泛應用，在其基礎上發展起來的同樣以顆粒污泥為根本的兩種高效厭氧生物反應器，顆粒污泥膨脹床(EGSB)生物反應器和內循環(IC)生物反應器，統稱為“新一代高效厭氧生物反應器”。

作為對UASB厭氧反應器改進的EGSB、IC厭氧反應器，EGSB厭氧反應器利用外加出水循環，IC厭氧反應器利用沼氣氣提產生內部水流循環，使厭氧反應器內部形成很高的上升流速，提高了基質與微生物之間的接觸和反應速率，在處理低溫低濃度的污水，以及高濃度或有毒性工業廢水方面，有著其它厭氧反應器所不可比擬的優勢，處理范圍更廣；更為關鍵的是，EGSB、IC厭氧反應器均可以采用較大的高徑比，占地面積更小，投資更省，在相同的建造費用下，它具有一定的優勢。可以說，EGSB、IC是當今厭氧反應器中降解能力最強的一類厭氧反應器，具有廣闊的應用前景。

對于厭氧反應器，要提高處理效率，要求混合傳質效果好，而目前常用的提高混合傳質效果的方法主要是提高升流速度，其主要途徑有：(1)增大高徑比；(2)直接加泵循環；(3)射流引水或引沼氣循環。但以上方法同時帶來固、液、氣三相分離效率難以保證的問題，常規三相分離器在應對此問題時，雖然有結構簡單、成本低的優勢，但往往存在固液分離效率低，污泥易流失的固有不足。

如EGSB、IC厭氧反應器與UASB厭氧反應器和其他厭氧生物處理工藝一樣，進水需要良好的布水裝置，出水需用到氣、液、固三相分離器，而且EGSB、IC厭氧反應器對于氣、液、固三相分離器的要求，遠遠高于UASB厭氧反應器，往往由于三相分離器的設計不合理，導致生物污泥大量流失、難以形成顆粒污泥，處理效果較差。為了使三相分離器取得理想的分離效果，大量的研究者提出了許多改進措施，如：增加一個旋轉葉片，在三相分離器底部產生一股向下水流，有利于污泥回流；在厭氧反應器內設置攪拌器，促使氣泡與顆粒污泥分離；在出水堰處設置擋板，以截留顆粒污泥等，但是這些措施增加了EGSB、IC厭氧反應器的能耗及設計的復雜程度，仍然無法有效解決攪拌充分和污泥流失之間的矛盾，使得這種效率較高的厭氧反應器技術的推廣應用受到限制，普及應用率不高。

其主要原因是這項技術還存在不夠完善的地方。其不足之處有以下幾點：(1)水流狀態為均勻狀態升流，雖然升流速度高于其他厭氧反應器，但促使污泥與污水之間相對運動的動力不足，故污泥顆粒對有機污染物吸附、降解速率仍有較大的提升空間。為了保證厭氧反應器內部形成很高的上升流速，EGSB利用外加出水循環，既增加了厭氧反應器的能耗，又增加了污泥沉降分離區的表面水力負荷。(2)由于采用較大的高徑比，導致沉降分離區面積有限，加之顆粒污泥附著沼氣氣泡，影響三相分離器的固液分離效果，表面水力負荷過大，造成出水帶泥的現象產生，導致污泥大量流失、難以形成高濃度高質量的顆粒污泥，從而影響處理效果。EGSB厭氧反應器運行中驅動沉泥膨脹，需要將污泥混合液增大升流速度，而防止污泥流失的同時，又要求污泥混合液的升流速度不能過快，所以兩者之間的矛盾尚難解決。(3)EGSB、IC厭氧反應器啟動時間長，厭氧微生物數量增長緩慢，顆粒污泥較難培養形成，或是初期培養形成的細小顆粒污泥，在EGSB、IC厭氧反應器內不易保留下來；從而不能快速形成顆粒污泥膨脹床反應，往往需要接種大量的顆粒污泥，增加了厭氧反應器啟動的投資費用。(4)用于分離氣、液、污泥的三相分離器構造復雜，工藝安裝水平要求很高，安裝施工難度大等。