CN103833130A

CN103833130A - 一种用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器

Info

Publication number: CN103833130A
Application number: CN201410079612.4A
Authority: CN
Inventors: 黄瑞敏; 黄春梅; 刘欣; 文淦斌
Original assignee: GUANGZHOU JIAJING WATER TREATMENT TECHNICAL ENGINEERING Co Ltd; South China University of Technology SCUT
Current assignee: GUANGZHOU JIAJING WATER TREATMENT TECHNICAL ENGINEERING Co Ltd; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明公开了一种用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，包括厌氧折流板反应器主体、光源以及电源；厌氧折流板反应器主体包括多个下向流室和上向流室，上向流反应室包括厌氧颗粒污泥层和填料层，厌氧颗粒污泥层位于填料层的下部，填料为生物组合填料，光合细菌在生物组合填料上附着生长形成生物膜；填料层的中上部安装光源，电源位于厌氧折流板反应器主体的外部。本发明用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，提高了废水脱色效率和光能利用率，节省电耗，降低废水处理成本。

Description

一种用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器

技术领域

本发明涉及废水处理装置，尤其涉及一种利用光合细菌处理高色度废水的厌氧节能反应器。

背景技术

利用光合细菌净化高色度废水，是废水生物处理法中的一个新发展方向。它具有有机负荷高、污泥产率低、投资小、除氮效果好和适应性强等优点。光合细菌是指一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。目前用于废水净化的光合细菌主要有红螺菌科的红假单胞菌属（Rhodop seudomonas），如球形红假单孢菌和荚膜红假单孢菌等，因这类光合细菌在厌氧光照、好氧光照或好氧黑暗条件下都能利用低分子有机物迅速增殖，应用潜力大，并已在食品、皮革、化工等废水的处理中取得较好的效果。

授权公告号为CN101182066B的中国发明专利，公开了一种用于高色度废水处理的光生物反应装置，包含电动机、连接轴、反应池、光源、多个生物转盘片组、进水管、出水管和透明罩，光源设置在反应池的上方，连接轴的传动输入端与电动机的传动输出端机械连接，连接轴的传动输出端从反应池右侧面的中心穿过，每个生物转盘片组都套接在连接轴的传动输出端位于反应池内的部分上，每个生物转盘片组的前侧右端和后侧左端分别设置有水流挡板，在连接轴与反应池的下底之间的左右两侧壁上分别设置有出水管和进水管，透明罩的下沿与反应池的上沿密封连接。

光合细菌处理法应用成功的关键在于保持处理系统中光合细菌的优势，在处理实际废水时可采取的有效措施包括：①提供适宜的光照；②采用固定化技术（如生物膜反应器）可以有效保持反应器内的光合细菌浓度。其中光照是维持废水处理系统中光合细菌优势最重要的参数，但光照在实际应用中存在下述缺点：①增加能耗；②增加构筑物的复杂性；③在光合细菌利用光能的过程中存在“光阴影”和光衰减问题：一方面由于光合细菌具有趋光性，很容易使光合细菌集中在受光面并附着灯管上，阻碍光线的传递；另一方面废水本身含有的以及细菌繁殖产生的固体悬浮物，也会引起光线的迅速衰减；此外，在实际应用中废水的深度、色度等都会限制光照的应用，致使高色度废水处理效率低，脱色效果差。因此，开发经济适用的光合细菌厌氧节能反应器，是光合细菌废水处理技术最具有应用前景的发展方向之一。

发明内容

本发明为解决传统厌氧反应器处理高色度废水效率低，脱色效果差、光能利用率低、处理成本较高的问题，提供了一种用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，包括厌氧折流板反应器主体、光源以及电源；厌氧折流板反应器主体包括多个下向流室和上向流室，下向流室与上向流室沿水流方向间隔布置，下向流室的宽度小于上向流室的宽度；上向流室包括厌氧颗粒污泥层和填料层，厌氧颗粒污泥层位于填料层的下部，填料为生物组合填料，光合细菌在生物组合填料上附着生长形成生物膜；填料层的中上部安装光源，电源位于厌氧折流板反应器主体的外部。

优选地，上向流室上部30%-50%的空间为填料层，生物组合填料的间距为200-300mm。

优选地，上向流室上部40%的空间为填料层，生物组合填料的间距为250mm。

优选地，所述生物组合填料为醛化丙纶丝，比重为1.2g/cm³。

优选地，所述光源有多个，光源之间的间距为1000mm。

优选地，所述电源包括太阳能蓄电系统，部分电源来源于太阳能蓄电系统。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）光合细菌附着于生物组合填料上，避免了光合细菌的流失，与传统的光合细菌工艺相比，使用本发明反应器不需要菌体收集和菌体回流，降低了光合细菌处理废水工艺的复杂性和处理成本。

（2）本发明反应器采用的是厌氧颗粒污泥与生物膜相结合工艺，下部填料可拦截部分厌氧颗粒污泥，减少上部填料层水中的悬浮液浓度，与传统的悬浮生长的光合细菌工艺相比，可降低悬浮固体所引起的光衰减，克服光阴影问题，降低工艺能耗。

（3）本发明反应器采用的是厌氧颗粒污泥与生物膜相结合工艺，提高了反应器的空间利用率，增大了反应器内的总生物量，有利于提高废水的处理效果。

（4）本发明反应器采用的是厌氧颗粒污泥与生物膜相结合工艺，充分利用异养菌与光合细菌相结合处理废水，异养菌降解大分子有机物，为光合细菌对低分子有机物进一步降解创造条件，提高了废水处理效果。

（5）本发明反应器中部分电源来源于太阳能蓄电系统，减少了光合细菌处理废水的能耗，降低废水处理成本；在夜间或阴雨天气可以使用普通电源，能够保证用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器正常联系工作。

（6）光源设置在本发明反应器内部，光线可直接照射到生物膜上，光能的利用率较高，比外置光源节能60%，容易达到光合细菌工艺运行的操作参数。

（7）本发明反应器还可以与其他生物工艺联合使用处理废水，作为前处理可提高废水的可生化性，降低后续生物处理的负荷；作为后处理能够实现较高的脱色率和矿化度，满足深度处理的需要。

附图说明

图1是本发明用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器的整体结构图；

图2是图1的俯视图；

图3为太阳能蓄电系统示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图做进一步说明。

实施例1

如图1、图2，本发明用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，包括厌氧折流板反应器主体、光源7以及电源。厌氧折流板反应器主体包括多个下向流室2和上向流室3，下向流室2与上向流室3沿水流方向间隔布置，下向流室2的宽度小于上向流室3的宽度；上向流室3包括厌氧颗粒污泥层4和填料层5，厌氧颗粒污泥层4位于填料层5的下部，填料层5占上向流室3空间的40%，填料为生物组合填料，生物组合填料间距为250mm，光合细菌在生物组合填料上附着生长形成生物膜；填料层5的中上部安装光源7，光源为防水灯管，每个防水灯管的功率为30W，间距为1000mm。电源位于厌氧折流板反应器主体的外部。

废水经进水管1进入厌氧折流板反应器主体，经下向流室2进入上向流室3，有机物先经过厌氧颗粒污泥层4中的异养菌初步降解，产生的小分子有机物被生物膜上的光合细菌与异养菌进一步降解，废水再进入下一反应室继续处理，在最后上向流室经出水堰6后出水。

厌氧颗粒污泥将大分子有机物进行分解生成小分子有机物，为光合细菌处理废水创造条件；同时将光合细菌以生物膜的形式附着在填料上，光合细菌在厌氧光照条件下，以光能为能源，以厌氧颗粒污泥处理后的废水中的低级脂肪酸、二羧酸、醇类、糖类等小分子有机物作为电子供体，进行光能异养生长代谢，完成废水中有机物的去除；当填料中的光合细菌转入被遮挡的无光环境中时，光合细菌可利用废水中的有机物进行化能异养代谢，同样可以完成废水中有机质的去除。

使用本发明用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器处理染料浓度为300mg/L、COD为2000mg/L的废水，水力停留时间（HRT）为10h，处理后，色度去除率达到92%，COD去除率达到95%。

实施例2

本发明用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，包括厌氧折流板反应器主体、光源7以及电源。厌氧折流板反应器主体包括多个下向流室2和上向流室3，上向流室3包括厌氧颗粒污泥层4和填料层5，厌氧颗粒污泥层4位于填料层5的下部，填料层5占上向流室3空间的30%，填料为由纤维束、塑料片组成的生物组合填料，比重为1.2g/cm³，生物组合填料间距为300mm，光合细菌在生物组合填料上附着生长形成生物膜；填料层5的中上部安装光源7，光源为荧光灯，每个荧光灯的功率为30W，间距为1000mm。电源位于厌氧折流板反应器主体的外部。电源包括太阳能蓄电系统8和普通供电系统，所述太阳能蓄电系统8包括太阳能电池板81、蓄电池82和控制器83，太阳能电池板81将太阳能转化为电能，所述电能可直接供光源7使用，亦可存储到蓄电池82中后续使用，控制器83用于控制太阳能蓄电系统与普通供电系统的自动切换。

部分电能由太阳能蓄电系统提供，减少了光合细菌处理废水的能耗，降低废水处理成本；在夜间或阴雨天气可以使用普通电源，能够保证用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器正常联系工作。实施例2的其他条件与实施例1相同。

实施例3

本发明用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，包括厌氧折流板反应器主体、光源7以及电源。厌氧折流板反应器主体包括多个下向流室2和上向流室3，上向流室3包括厌氧颗粒污泥层4和填料层5，厌氧颗粒污泥层4位于填料层5的下部，填料层5占上向流室3空间的50%，填料为生物组合填料，生物组合填料间距为200mm，光合细菌在生物组合填料上附着生长形成生物膜；填料层5的中上部安装光源7，光源为荧光灯，每个荧光灯的功率为30W，间距为1000mm。电源位于厌氧折流板反应器主体的外部。电源包括太阳能蓄电系统，部分电源来源于太阳能蓄电系统，减少了光合细菌处理废水的能耗，降低废水处理成本；在夜间或阴雨天气可以使用普通电源，能够保证用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器正常联系工作。实施例3的其他条件与实施例2相同。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，其特征在于：包括厌氧折流板反应器主体、光源以及电源；厌氧折流板反应器主体包括多个下向流室和上向流室，下向流室与上向流室盐水流方向间隔布置，下向流室的宽度小于上向流室的宽度；

上向流反应室包括厌氧颗粒污泥层和填料层，厌氧颗粒污泥层位于填料层的下部，填料为生物组合填料，光合细菌在生物组合填料上附着生长形成生物膜；

填料层的中上部安装光源，电源位于厌氧折流板反应器主体的外部。

2.根据权利要求1所述的用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，其特征在于：上向流室上部30%-50%的空间为填料层，生物组合填料间距为200-300mm。

3.根据权利要求2所述的用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，其特征在于：上向流室上部40%的空间为填料层，生物组合填料间距为250mm。

4.根据权利要求1所述的用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，其特征在于：所述生物组合填料为醛化丙纶丝，比重为1.2g/cm³。

5.根据权利要求1所述的用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，其特征在于：所述光源有多个，光源之间的间距为1000mm。

6.根据权利要求1所述的用于高色度废水处理的光厌氧节能反应器，其特征在于：所述电源包括太阳能蓄电系统，部分电源来源于太阳能蓄电系统。