[發明專利]一種處理高濃度化工高氮低碳廢水的預水解酸化反應器

在審

• 申請號: 202211222540.5
• 申請日: 2022-10-08
• 公開（公告）號: CN115611421A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 馬邕文;付皓;萬金泉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F103/36;C02F103/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林奕聰

本發明涉及一種處理高濃度化工高氮低碳廢水的預水解酸化反應器。本發明包括：本體；在所述本體內部，上部是清水溢流層，清水溢流層下方是填料層，底部是懸浮污泥層；還包括：在本體的外部安置一個內循環泵，內循環泵的作用是將污泥層底部污泥回流至反應器進水區域，從而使得泥水充分混合；反應器采用中進周出的進水方式，上部中心圓柱體區域為進水區。與現有技術相比，本發明的有益效果是：對有毒廢水的適應性較強，抗沖擊負荷，處理能力穩定，結構簡單，特別適合于具有一定生物毒性的高濃度化工高氮低碳廢水的預處理。

技術領域

本發明涉及一種化工廢水的預處理工藝方法與裝置，尤其涉及一種處理高濃度化工高氮低碳廢水的預水解酸化方法與裝置。

背景技術

隨著我國工農業的快速發展，人口的大量增加，人們對化工產品的需求量不斷增長。化工行業的快速發展導致大量含有高濃度有機污染物的工業廢水產生。化工污水具有有機物濃度高，有毒有害物質含量高，營養物質單一，可生化性差的特點。特別地，對于生產含氮化工產品的行業產生的廢水往往呈現出高氮低碳的特點，且廢水中的氮大部分以有機氮和氨氮的形式存在。對于以無機氨氮形式存在的高氮低碳廢水，一般可以采用磷酸銨鎂沉淀、吹脫、折點加氯、離子交換等物化處理方法進行預處理，經過預處理的高氨氮廢水再進行生化處理。

生化處理方法有傳統的硝化與反硝化工藝以及短程硝化/反硝化、厭氧氨氧化和同步硝化反硝化等新型脫氮工藝。對于以有機氮形式存在的高氮低碳廢水，通過物化處理無法有效地降低廢水中的總氮含量，而使用生化脫氮工藝處理需要額外投加大量碳源。理論上反硝化1g的硝酸鹽氮的需氧量為3.43g，反硝化1g亞硝酸鹽氮的需氧量為2.29g，因此理論脫氮所需的碳氮比區間為2.29-3.43之間，中間值為2.86，實際工程中廢水碳源量與總氮的比值一般在4-6之間。

厭氧處理技術因其處理難降解有機物、運行成本低、操作簡便、能回收能源等優點而備受研究者的青睞。厭氧處理過程包括水解、酸化、產乙酸、產甲烷幾個階段。這些過程需要四種功能不同的微生物菌群共同完成，其包括水解菌、產酸菌、產乙酸菌、產甲烷古菌。復雜有機物需要經過水解菌分解為小分子物質，然后，小分子物質被產酸菌發酵成醇和有機酸。產乙酸菌進一步氧化還原程度較高的中間體(如丁酸、丙酸)生成乙酸。乙酸則被產甲烷菌利用轉化為二氧化碳和甲烷。對于含氮有機物，在水解酸化階段，其可以經過微生物的氨化作用轉化為氨氮，從而為微生物生長提供氮源。本發明利用厭氧水解酸化菌能處理難降解有機物的特點，利用預水解酸化反應器富集水解酸化菌對高有機氮廢水進行預處理。

為了提高物化方法處理高氮低碳廢水的脫氮效率，必須盡可能地使有機氮轉化為氨氮，這樣既可提高物化方法處理高氮低碳廢水的效率，減輕后續生化脫氮工藝的負擔，同時也可降低高濃度化工高氮低碳廢水的毒性。針對以有機氮形式存在高濃度化工高氮低碳廢水，本發明開發了一種厭氧預水解酸化技術與裝置。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是：為了解決以有機氮形式存在的化工高氮低碳廢水問題，本發明提供一種化工高氮低碳廢水厭氧預水解酸化技術與裝置。本發明對有毒廢水的適應性較強，抗沖擊負荷，處理能力穩定，結構簡單，特別適合于具有一定生物毒性的高濃度化工高氮低碳廢水的預處理。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種處理高濃度化工高氮低碳廢水的預水解酸化反應器，在反應器本體內上部是清水溢流層，清水溢流層下方是填料層，底部是懸浮污泥層；在反應器本體的外部安置一個內循環泵，內循環泵的作用是將污泥層底部污泥回流至反應器進水區域，從而使得泥水充分混合；所述反應器內部中心位置設置有一圓柱體將反應器內部分為中心區域與周圍區域，反應器采用中進周出的進水方式，上部中心圓柱體區域為進水區。

進一步優化地，反應器上部是一個圓柱體，反應器下部是一個圓錐體，高徑比為0.1-2：1。

進一步優化地，上部的清水溢流層與填料層位于反應器的周圍區域，反應器的上部中心圓柱區域為回流污泥區與進水區，中心區域與周圍區域二者之間有一層隔板。