CN101982430A

CN101982430A - 一种新型同心圆折流厌氧水解反应器

Info

Publication number: CN101982430A
Application number: CN2010105109587A
Authority: CN
Inventors: 吴伟; 张龙; 刘伟京; 张双圣; 吴媛媛; 王小青; 许明; 林乔乔
Original assignee: Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science
Current assignee: Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2011-03-02

Abstract

本发明公开了一种新型同心圆折流水解反应器，设备包括由三个同心圆组成的水解酸化反应器池体，其中内圈为预反应区，中圈和外圈为反应区；废水进入预反应区与上清液回流混合，通过圆形布水器实现布水的均匀和泥水的混合，同时在预反应区设有搅拌装置，强化布水和混合效果。预反应区出水自上而下通过折流布水进入反应区，形成上流与污泥混合后进行水解酸化，反应区装有高效厌氧生物膜载体填料，对难降解有机物进行有效降解；反应区污泥自流回流至预反应区，预反应区桥状隔板既可作为反应区的折流板，同时也实现反应区污泥到预反应区的自流，使预反应区与反应区有机结合，增强水解酸化的处理效果。本反应器具有水解酸化处理效率高、能耗低、剩余污泥量少、投资运行费用低、占地面积小等优点。

Description

一种新型同心圆折流厌氧水解反应器

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及到一种水解酸化反应器。具体而言，是指一种利用内圈上流式布水，中圈和外圈折流布水的复合式同心圆水解反应器，并同时具备搅拌和上清液回流装置的新型水解反应器。

背景技术

水解酸化反应器多用于含高浓度、难降解有机物废水的预处理方面。其通过厌氧接触时间的控制，利用污泥中的厌氧微生物，可以达到截留污水中非溶解态有机物，并使之逐步转变为溶解态有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解小分子有机物，提高污水可生化性的目的。水解酸化预处理有利于污水在后续处理单元得到高效处理，降低工艺的能耗、停留时间和处理成本，因此得到了广泛的应用。

目前，应用的水解酸化反应器多为传统的推流式反应器，但普遍存在泥水混合不均匀、生物利用率低、设备体积庞大、能耗大等缺点，影响着整个污水处理工艺的处理效率和出水水质。随着我国水环境污染问题的恶化，越来越多的难降解有机废水排入环境中，这也给水解酸化反应器的研究、改进、应用带来了较大的机遇。据文献报道，迄今为止我国环保科技工作者已经开发了一系列上流式、折流式、新型推流式水解酸化反应器。研究指出，影响水解酸化效率的主要因素是反应器布水的均匀性与泥水的混合效果。重庆大学周健等提出了一种多重同心圆的折流水解反应器(授权公告号CN 200981835Y)，但是其特点是布水由外圈到内圈，但是存在泥水混合不完全，水解效果差，布水管容易堵塞等问题，而且其结构复杂，难以工程应用。

本发明主要针对水解酸化反应器在应用中出现的问题进行改良，提出了一种同心圆式折流水解反应器，系统是一种由内圈到外圈复合布水，集成上流式布水和折流板布水方式，同时具备搅拌及上清液回流设备的设备，强化了布水均匀性和泥水混合效果，提高反应器整体的水解酸化效率。本发明融合上流式、折流式以及推流式水解酸化反应器形成的新型复合水解酸化反应器，其优势在于布水均匀，泥水混合效果好，可以实现对高浓度难降解有机物的高效水解酸化处理，同时具有结构简单、能耗低、产泥量少、出水水质稳定等优点。本使用新型的工程实践效果非常好，具有较大的经济、社会、环境效益。

发明内容

1、发明目的

针对目前水解酸化反应器在实践应用中的一些不足之处(水解酸化效果差、能耗大、结构复杂、占地面积大)，本发明提出了一种高效复合式水解酸化处理设备。本发明对水解酸化反应器进行了大范围的改进，提出同心圆式水解酸化反应器，具体包括由内圈到外圈复合布水，内圈为预反应区，由上流布水，同时具有搅拌装置，可以强化泥水混合效果，具有上流式水解酸化反应器优点；中圈和外圈形成反应区，由折流板布水，具有折流式水解酸化反应器优点，同时具有上清液收集和回流装置，强化布水均匀性，对难降解有机物实现有效的水解酸化；整个装置加置了起强化作用的搅拌和回流装置，具备推流式水解酸化反应器的优点。系统用集水槽集水，同时通过自流将反应区的污泥回流至预反应区，反应区可填装高效厌氧生物膜载体填料，强化水解效果。本发明实现了对高浓度难降解有机物的高效水解酸化处理，同时具有结构简单、能耗低、产泥量少、出水水质稳定等优点。

2、技术方案

一种新型同心圆折流水解反应器，该设备包括：同心圆式的水解酸化反应器池体，内圈为预反应区，中圈和外圈为反应区；预反应区选用穿孔管布水，布水管可选为圆形结构，同时接纳反应器自流的回流污泥；预反应区出水自上而下通过折流布水进入反应区，折流板有一定倾角，实现对污泥的有效扰动，强化泥水混合效果；同时高效厌氧生物膜载体填料安装在水池反应区的中部，反应区出水经过集水槽收集后通往后续工艺进行处理；池体底部为污泥沉降区，污泥自流回预反应区，排泥管定期排泥。预反应区桥状隔板既可作为反应区的折流板，同时也实现反应区污泥到预反应区的自流。反应区上清液由布水管收集后，回流至预反应区，增大泥水混合效果和布水均匀性，同时在装置上部设置搅拌装置，在慢速搅拌的条件下，可以有效强化泥水混合效果。在实际操作用，可视污水处理的具体情况，选择性地开启回流和搅拌装置。

3、有益效果

本发明和其他现有同类装置相比，具有以下优点：

处理过程方面：1)耦合上流式、折流式和推流式三类水解酸化反应器的优点，布水均匀，泥水混合效果好，产泥量少、出水水质稳定，尤其可以实现对高浓度难降解有机物的高效水解酸化处理；2)预反应区采用上流式布水，布水均匀，污水上升流速大，无动力消耗，泥水混合效果好，水解酸化反应效率高；3)将经过预反应的污水通过折流板布水进入反应区进行深度水解酸化，废水流经途径长，泥水混合效果好，有效促进了大分子非溶态难降解有机物的分段有效降解，同时在外圈反应区设置高效厌氧生物填料，有利于水解酸化效率的提升，增加废水的可生化性，增强出水泥水分离效果；4)反应区的剩余污泥通过自流回流至预反应区，将预反应区与反应区有机结合，降低污泥产量的同时，提高了水解酸化效果；5)上清液的回流和预反应区的混合搅拌，进一步提高布水均匀性和泥水混合效果，强化水解酸化作用，将整个装置的水解酸化效率提升至最高，实现对高浓度难降解有机物的高效水解酸化处理。

投资运行方面：1)只设置三个同心圆，折流板和隔板合用，因此结构简单，土建成本低；2)外圈应用折流板布水，布水均匀，运行成本低；3)可选择性地使用回流及搅拌装置，减低动力消耗成本，使整个装置的运行灵活机动，并可以针对不同的废水选择不同强化手段，扩大了装置的应用范围。

附图说明

图1为新型同心圆折流水解反应器示意图

其中，1：穿孔布水管；2：回流布水管；3：集水槽；4：折流板；5：高效厌氧填料；6：污泥回流泵；7：上清液收集管；8：搅拌装置(含搅拌桨)。A：进水管；B：出水管；C：预反应区；D：反应区；E：回流管；F：采样管及排泥管；G：填料区；H：污泥区。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明：

实施实例1

如图1所示的处理装置设备。

某印染厂综合废水，经过格栅和调节池之后，通过泵直接进入本发明，废水通过布水器进入预反应区，废水上升流速大，与厌氧污泥充分混合反应，出水经过通过折流板集后直接进入反应区，通过折流板布水达到泥水混合的目的，反应区体积大，因此污水上升流速小，通过填料区生物膜的反应，水解酸化效果好，污水可生化性加强，同时泥水分离效果好，出水直接进入后续反应装置进行处理，反应区污泥自流回流至预反应区，同时开启回流装置和搅拌装置，并定时排泥。

长期工程实践结果表明，新型中心脉冲布水同心圆折流水解反应器主要技术指标：

装置大小：外圈直径Φ6.0m，内圈直径Φ3.0m，高度H＝8.0m；

水力停留时间：8-32h；

有机容积负荷：8-15kg COD/m³·d；

上清液泥回流比：100％；

搅拌速度：90转/分

运行费用：0.05元/t废水。

处理效果如下：进水COD为644.4mg/L，NH₃-N为25.45mg/L，TN为35.3mg/L，TP为5.1mg/L，色度300倍，B/C＝0.17。经过本发明处理之后，出水COD为282.8mg/L，NH₃-N为33.23mg/L，TN为40.2mg/L，TP为3.2mg/L，色度100倍，B/C＝0.38。

实施实例2

某化工园区集中处理废水，主要含有苯类物质、染料和生活污水，使用本发明处理，其他如实施实例1所示，不运行回流装置，经过长期实际运行，其主要技术指标如下：

装置大小：外圈直径Φ2.0m，内圈直径Φ1.0m，高度H＝3.0m；

水力停留时间：8-32h；

有机容积负荷：8-15kg COD/m³·d；

上清液回流比：100％；

搅拌速度：90转/分

运行费用：0.02元/t废水；

处理效果如下：进水COD为413.6mg/L，NH₃-N为30.3mg/L，TN为35.9mg/L，色度280倍，B/C＝0.3。经过本发明处理之后，出水COD为160.5mg/L，NH₃-N为32.5mg/L，TN为36.6mg/L，色度100倍，B/C＝0.38。

Claims

1.新型同心圆折流水解反应器，设备包括同心圆池体、圆形穿孔管布水器、导流板、高效厌氧生物填料、进水管、出水管、上清液回流泵、搅拌装置等，其特征在于：废水通过泵进入进入穿孔管布水器进入预反应区，同时与上清液回流液混合，实现均匀布水和与污泥的混合，预反应区设有搅拌装置，强化布水和泥水混合效果，出水自流并通过折流板直接进入反应区，通过导流板布水形成上流与反应区污泥混合，反应区中部设有高效厌氧生物填料区，出水经过收集后进入后续反应装置进行处理，反应区污泥自流回流至预反应区，并定时排泥，同时反应区上清液通过收集和回流泵进入预反应区。

2.根据权利要求1所述的新型同心圆折流水解反应器，其特征在于：同心圆池体分为预反应区和反应区，其中预反应区选用圆形穿孔管布水，出水之上而下自流入反应区，通过反应区设置的导流板布水，反应区折流板与反应区、预反应区隔板合用。

3.根据权利要求2所述的新型同心圆折流水解反应器，其特征在于：预反应区下部体积较大，上部体积狭长，进水布水管和回流布水管均选用圆形穿孔管布水。反应区体积大，设有高效生物填料，折流板有45°倾角。预反应区桥状隔板既可作为反应区的折流板，同时也实现反应区污泥到预反应区的自流。

4.根据权利要求1所述的新型同心圆折流水解反应器，其特征在于：在预反应区与反应区之间形成污泥自流回流，反应区上清液经过收集后由泵回流至预反应区底部，上清液回流比为50～300％，优先选用100％的上清液回流比。

5.根据权利要求1所述的新型同心圆折流水解反应器，其特征在于：在预反应区设置搅拌装置，搅拌速度为45-120转/分，优先选用的搅拌速度为90转/分。

6.根据权利要求1所述的新型同心圆折流水解反应器，其特征在于：预反应区水力停留时间4～16h，反应区水力停留时间4～16h。