[發明專利]一種負荷增強的廢水處理流態化反應裝置、系統及方法

在審

• 申請號: 201811549579.1
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109851039A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 韋朝海;吳海珍;陳奔;楊興舟;馮春華;吳超飛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F3/08
• 分類號: C02F3/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李瑤

本發明涉及水處理生物反應器裝置、采用水處理生物反應器裝置處理高濃度工業有機廢水的方法領域，是一種負荷增強的廢水處理流態化反應裝置，包括流化床反應器本體，流化床反應器本體設有至少一個流體下降區和流體上升區，流化床反應器本體設有進水口，進水口設置于流體下降區，流化床反應器本體在流體下降區的上部設有相對獨立于流化床反應器本體的三相分離器，三相分離器包括上端開口的三相分離器桶體，三相分離器的下端設有與流化床反應器本體連通的污泥斗，三相分離器將沉降區中部沉降性能較差的污泥分離出來，性能較好的污泥在重力以及流體曳力的作用下重新進入到流化床反應器本體內部，確保了流化床反應器的穩定高負荷運行。

技術領域

本發明涉及水處理生物反應器裝置、采用水處理生物反應器裝置處理高濃 度工業有機廢水的方法領域，特別是涉及一種負荷增強的廢水處理流態化反應 裝置、系統及方法。

背景技術

作為一種新型的廢水生物處理技術，流化床生物反應器(FBBR)自20世 紀30年代問世以來，因其能維持反應器內部極高的生物質含量而受到行業學者 的廣泛關注，并于20世紀70年代末80年代初被運用于廢水的實際處理。概括 來說，FBBR是一種具有活性污泥法和生物膜法的共同特點，同時結合了化工過 程流態化技術的反應器。因其高生物量(生物量總固體濃度為15～40g/L)及載體 生物膜的巨大比表面積(3000～5000m²/m³)而具有良好的傳質效果(氧傳質和基 質傳質)和較強的抗負荷沖擊能力，是目前被認為效果顯著的工業廢水處理反應 器，已在煤化工、印染、發酵、養殖和食品廢水等實際工程中廣泛應用，表現 出工程啟動/調式容易、抵抗負荷能力強、氧利用效率高等方面的特征。這是相 對于傳統的沸騰床反應器而言。

現有技術中存在的問題：(1)流化床底部的氣水混合區是能量耗散最為顯 著的區域，其次是上升區頂部。有研究指出，在液體射流碰撞能量耗散實驗中， 當兩股流體流量相若，接近對碰的情況下，因碰撞造成的能量損失可達總能量 的80％以上。(2)污泥分離過程中會由于氣體的上升運動帶來三相分離區內廢 水的擾動，降低分離器內的固液分離效率，會有少量的絮狀污泥不能被分離， 導致這部分污泥流失，影響出水水質和后續處理工藝。(3)在三相分離器底部， 沉降性能更好的活性污泥在重力以及水流曳力的作用下沉降到流化床底部，隨 后作為剩余污泥排出反應器。但是，沉降性能更好的污泥中含有更高濃度的高 效降解污染物的菌膠團，它的流失會降低反應器的處理效率。(4)工程反應裝 置放大規模有限，受限于高徑比與流態化的約束，影響反應器底部的污泥滑落 以及三相的均勻混合。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的之一是：提供一種負荷增 強的廢水處理流態化反應裝置，該裝置能夠原位識別并分離不同凋亡程度的污 泥，將活性高而低凋亡比例的污泥保留在反應器中，而將活性低且高凋亡比例 的污泥排出反應器外，這種功能選擇性的實現整體提高了流化床反應器內部的 污泥活性，以達到高負荷運行的條件，在相同操作條件下提升了反應器對廢水 中污染物質的降解效率。

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的之二是：提供一種負荷增 強的廢水處理流態化反應系統，該系統能夠對工業廢水，特別是焦化廢水進行 抵抗高毒性負荷的運行，包括脫氮深度處理以及降低COD，實現濃度趨零，提 高出水水質。

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的之三是：結合目的一和目的二， 構建高濃度(COD和總氮)、高毒性(氰化物、硫化物、硫氰化物、苯酚)廢水 的處理新工藝，形成焦化廢水處理的短程低耗與節能高效工藝。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：