CN107758860A - 一种能够提高难降解有机污水可生化性的反应器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种能够提高难降解有机污水可生化性的反应器及方法，涉及污水处理技术领域。针对现有厌氧水解酸化反应器效果不稳定，易造成厌氧污泥流失等问题。反应器的壳体内并列且间隔设置至少三个挡板组件，挡板组件包括竖向且间隔设置的导流挡板和折流挡板，两者均为波形板；导流挡板的顶端连接于反应器顶部，其底端与反应器的底部间隔设置，折流挡板的底端连接于反应器底部，其顶端与反应器的顶部间隔设置。方法：在反应器的底部铺设火山岩并填充弹性立体填料；污水通过进水孔至反应器内，依次经过至少三个挡板组件形成的导流室和厌氧水解反应室，使得污水与弹性立体填料充分搅拌并接触反应，净化后的水体由出水口排出反应器。

Description

一种能够提高难降解有机污水可生化性的反应器及方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种能够提高难降解有机污水可生化性的反应器及方法。

背景技术

纺织印染制品的多样性决定了其生产工艺迥异，生产原料及辅料种类繁多，印染废水水质复杂多变，尤其是人工合成纤维被作为原料进入纺织印染生产过程中，并与各种天然纤维形成混纺产品，使得印染废水水质也不断发生变化。人工合成纤维含量较多的产品，生产过程排放的废水中含有高分子染料、助剂以及PVA等难降解的有机物，废水的可生物降解性能较差。废水的可生物降解性，即废水的可生化性(Biodegradability)，它是指废水中有机污染物被生物降解的难易程度，是废水的重要特性之一。

厌氧水解酸化是难降解有机废水常用的一种处理技术，常见的厌氧水解反应器形式主要有普通推流式和升流式。普通推流式厌氧反应器水流扰动较小，污水与污泥不能很好的混合，需增加搅拌装置以改善水体流态，容易造成厌氧污泥的流失；升流式厌氧反应器，如升流式厌氧污泥床(简称UASB)，它有机负荷高，不需搅拌和污泥回流设备，反应器内无需投加载体，避免了浮渣堵塞，但同时该反应器存在对水质敏感，最高可达70％～80％的短流，污泥驯化时间长等缺点。

发明内容

针对现有厌氧水解酸化反应器效果不稳定，易造成厌氧污泥流失等问题。本发明的目的是提供一种能够提高难降解有机污水可生化性的反应器及方法，通过设置具有波形结构的导流挡板和折流挡板，使反应器具有良好的水力学特性，各隔室内的水流因为通道有规律的缩放产生紊流，起到了搅拌混合作用，使污水能够与反应器内的厌氧微生物充分接触，提高了污水的可生化性，减少了混合搅拌器的使用，降低了能耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能够提高难降解有机污水可生化性的反应器，所述反应器内一个侧壁的顶部设有进水口，与其相对的侧壁的顶部设有出水口，所述反应器的进水口与出水口之间并列且间隔设置至少三个挡板组件；每个所述挡板组件包括竖向且间隔设置的导流挡板和折流挡板，所述导流挡板和所述折流挡板均为波形板；靠近所述进水口的导流挡板的顶端连接于所述反应器的顶部，所述导流挡板的底端与所述反应器的底部间隔设置，靠近所述出水口的折流挡板的底端连接于所述反应器的底部，所述折流挡板的顶端与所述反应器的顶部间隔设置；靠近所述反应器进水口的导流挡板与所述反应器侧壁之间的间隙，以及相邻两个所述挡板组件之间的间隙分别形成一个导流室，每个所述挡板组件的导流挡板和折流挡板之间的空间分别形成一个厌氧水解反应室，所述导流室和所述厌氧水解反应室间隔设置。

优选的，所述反应器内腔的底部铺设火山岩，所述火山岩的上面设置弹性立体填料。

优选的，所述导流挡板由竖向设置的支撑柱一及沿所述支撑柱一高度方向连续排列的若干第一折板组成，所述折流挡板由竖向设置的支撑柱二及沿所述支撑柱二高度方向连续排列的若干第二折板组成，且所述第一折板和所述第二折板的横截面均为等腰三角形；所述支撑柱一靠近所述反应器的进水口设置，所述第一折板的转角部靠近所述反应器的出水口设置，所述支撑柱二靠近所述反应器的出水口设置，所述第二折板的转角部靠近所述反应器的进水口设置。

优选的，所述第一折板和所述第二折板转角部的夹角α为90°～120°。

优选的，所述第一钢折板和所述第二钢折板转角部的夹角α为120°。

优选的，所述第一折板和所述第二折板的波峰及波谷对称设置。

优选的，所述导流挡板、所述折流挡板与所述反应器内壁之间为承插式柔性连接或焊接固定。

优选的，每个所述厌氧水解反应室的顶部均安装设有单向通过阀的排气口，所述厌氧水解反应室的底部设有排泥口，所述反应器的出水口连接有集水槽。

另外，本发明还提供了一种能够提高难降解有机污水可生化性的方法，其特征在于，步骤如下：

S1：在反应器的底部铺设火山岩，所述火山岩上部设置弹性立体填料，将驯化后的污泥送入所述反应器；

S2：污水通过进水孔至所述反应器内，污水依次经过至少三个挡板组件形成的导流室和厌氧水解反应室，使得污水与所述弹性立体填料充分搅拌并接触反应，净化后的水体由出水口排出所述反应器。

本发明的效果在于：

一、本发明的能够提高难降解有机污水可生化性的反应器，它的壳体内并列且间隔设置三个挡板组件，每个挡板组件由竖向且间隔设置的导流挡板和折流挡板组成，三对导流挡板和折流挡板将反应器内腔划分成若干小的隔室，即间隔设置的导流室和厌氧水解反应室，相当于若干微型升流式厌氧污泥床串联设置；污水从进水口进入反应器后，依次进入三个导流室和三个厌氧水解反应室，污水与反应器内的厌氧微生物充分搅拌混合并发生接触反应，净化处理后的水流经出水口排出，该反应器通过设置具有波形结构的导流挡板和折流挡板，使反应器具有良好的水力学特性，各隔室内的水流因为通道有规律的缩放产生紊流，起到了搅拌混合作用，使污水能够与反应器内的厌氧微生物充分接触，提高了污水的可生化性，减少了混合搅拌器的使用，降低了能耗，而且，该反应器通过动力学措施造成反应器内流体介质的湍动并形成涡旋，利用涡流扩散和对流扩散来加速传质，提高了传质效率，降低了有机酸对后续反应器的影响。

二、本发明的能够提高难降解有机污水可生化性的方法，污水通过进水孔至反应器内，污水依次经过三个挡板组件形成的导流室和厌氧水解反应室，水流在导流室向下流动，并在厌氧水解反应室内向上流动，相对设置的导流挡板与折流挡板形成的具有多个缩放空间的通道使得上升的水流形成涡旋，也就是说，通过动力学措施造成反应器内水流的湍动并形成涡旋，利用涡流扩散和对流扩散来加速传质，使得污水与填料充分搅拌并接触反应，提高了污水的可生化性。

附图说明

图1为本发明一实施例的能够提高难降解有机污水可生化性的反应器的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

图中标号如下：

反应器10；进水口11；出水口12；排气口14；排泥口15；集水槽16；挡板组件20；导流挡板21；支撑柱一21a；第一折板21b；折流挡板22；支撑柱二22a；第二折板22b；导流室a；厌氧水解反应室b。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种能够提高难降解有机污水可生化性的反应器及方法作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”、“左”、“右”与附图的上、下、左、右的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

实施例一：结合图1和图2说明本发明的能够提高难降解有机污水可生化性的反应器，本实施例的反应器10为长方体形状的箱体，该反应器10左侧壁顶部设有进水口11，反应器10右侧壁顶部设有出水口12，反应器10的壳体内并列且间隔设置三个挡板组件20，且三个挡板组件20的排列方向与反应器10 内水流流向一致(图1中虚线箭头所指方向为污水水流方向)；每个挡板组件2 0包括竖向且间隔设置的导流挡板21和折流挡板22，导流挡板21和折流挡板2 2均为波形板；每个挡板组件20中，靠近进水口11的导流挡板21的顶端连接于反应器10的顶部，导流挡板21的底端与反应器10的底部间隔设置，靠近出水口12的折流挡板22的底端连接于反应器10的底部，折流挡板22的顶端与反应器10的顶部间隔设置。因此，靠近反应器10进水口11的挡板组件20的导流挡板21与反应器10左侧壁之间的间隙形成一个导流室a，相邻的两个挡板组件20之间的间隙形成另外两个导流室a，每个挡板组件20的导流挡板21和折流挡板22之间的宽度较大的空间分别形成一个厌氧水解反应室b，也就是说，三个导流室a及三个厌氧水解反应室b分别间隔设置。

本发明的能够提高难降解有机污水可生化性的反应器10，它的壳体内并列且间隔设置三个挡板组件20，每个挡板组件20由竖向且间隔设置的导流挡板2 1和折流挡板22组成，三对导流挡板21和折流挡板22将反应器10内腔划分成若干小的隔室，即间隔设置的导流室a和厌氧水解反应室b，相当于若干微型升流式厌氧污泥床串联设置；污水从进水口11进入反应器10后，依次进入三个导流室a和三个厌氧水解反应室b，污水与反应器10内的厌氧微生物充分搅拌混合并发生接触反应，净化处理后的水流经出水口12排出，该反应器10通过设置具有波形结构的导流挡板21和折流挡板22，使反应器10具有良好的水力学特性，各隔室内的水流因为通道有规律的缩放产生紊流，起到了搅拌混合作用，使污水能够与反应器10内的厌氧微生物充分接触，提高了污水的可生化性，减少了混合搅拌器的使用，降低了能耗，而且，该反应器10通过动力学措施造成反应器10内流体介质的湍动并形成涡旋，利用涡流扩散和对流扩散来加速传质，提高了传质效率，降低了有机酸对后续反应器10的影响。本发明的反应器 10对于A/O等其他污水处理场景亦可使用。

更进一步，上述反应器10内腔的底部铺设适量火山岩，火山岩的上面填以弹性立体填料，弹性立体填料一般是筛选了聚烯烃类和聚酰胺中的几种耐腐、耐温、耐老化的优质品种,混合以亲水、吸附、抗热氧等助剂,采用特殊的拉丝, 丝条制毛工艺,将丝条穿插固着在耐腐、高强度的中心绳上制成的悬挂式立体弹性填料的单体。弹性立体填料在有效区域内能立体全方位均匀舒展满布,起到利于挂膜、截留微生物增加泥龄、便于污水污泥充分接触反应的功效，该反应器1 0的内部填料采用了弹性立体填料与火山岩的组合形式，可在不改变水流速度等情况下增加微生物的含量。

请继续参考图1和图2，导流挡板21由竖向设置的支撑柱一21a及沿支撑柱一21a高度方向连续排列的若干第一折板21b组成，折流挡板22由竖向设置的支撑柱二22a及沿支撑柱二22a高度方向连续排列的若干第二折板22b组成，且第一折板21b和第二折板22b的横截面为等腰三角形；支撑柱一21a靠近反应器10的进水口11设置，第一折板21b的转角部靠近反应器10的出水口12 设置，支撑柱二22a靠近反应器10的出水口12设置，第二折板22b的转角部靠近反应器10的进水口11设置。为简化结构，本实施例中位于反应器10右侧的折流挡板22与反应器10右侧侧壁合二为一，即若干第二折板22b连接于反应器10右侧侧壁形成反应器10的右侧折流式边壁，导流挡板21和折流挡板2 2的单侧多折边设计，增加了水流在挡板上的流动路径，挡板能够截留污泥并使得污水与弹性立体填料充分接触反应，提高了污水净化效率。

上述第一折板21b和第二折板22b转角部的夹角α为90°～120°，折板的转角部呈钝角设置，既不会对上升的水流造成阻碍，又促进了污水与弹性立体填料的搅拌混合。更佳的，第一折板21b和第二折板22b的转角部的夹角α优选为120°，且相邻两个钢折板连接处的夹角也呈120°，上升的水流在导流挡板21和折流挡板22之间形成的通道内曲折流动，形成众多小涡旋，使得污水与弹性立体填料搅拌得更加均匀，而且，夹角为120°的钢折板更易于加工及固定。

请继续参考图1，第一折板21b和第二折板22b的波峰及波谷对称设置，水流在导流室a内均为下降状态，保证了厌氧水解反应室b内的水流均为上升状态，两块钢折板的波峰波谷对称设置，在厌氧水解反应室b内形成的水流通道具有多个连续的扩张-收缩空间，更有利于上升的水流在多个连续的缩放空间内形成涡旋。

更佳的，上述导流挡板21、折流挡板22与反应器10内壁之间为承插式柔性连接或焊接固定。本实施例的导流挡板21与折流挡板22均为模块化设计，并优选承插式柔性连接，即与反应器10之间为可拆卸式连接，安装及折卸均更加方便，提高了材料的利用率。

每个厌氧水解反应室b的顶部均设置设有单向通过阀的排气口14，便于排出反应气体，厌氧水解反应室b的底部设有排泥口15，以排出反应后的污泥，出水口12采用堰式，且出水口12外设集水槽16方便出水外排。

实施例二：结合图1说明本发明的一种能够提高难降解有机污水可生化性的方法，具体步骤如下：

利用实施例一所描述的反应器10，反应器10的底部填有适量的火山岩，火山岩上部设置弹性立体填料，从某污水处理厂的厌氧水解池取得污泥进行挂膜驯化并送入反应器10，用蠕动泵将预处理的污水通过进水孔汲取至反应器10内，污水依次经过三个挡板组件20形成的三个导流室a和三个厌氧水解反应室b，使得污水与弹性立体填料充分搅拌并接触反应，净化后的水体由出水口12排出反应器10，并通过集水槽16外排，反应后的污泥则通过反应器10底部的排泥口15排出反应器10。

本实施例中，污水进水水质条件如下：COD＝406.87mg/L，BOD5＝106.8mg/L,BOD5/COD＝0.26，出水水质条件如下：COD＝330.26mg/L，BOD5＝128.88mg/L, BOD5/COD＝0.39，经反复试验得出，利用本发明的反应器10处理污水，BOD5/ COD指标提高了50％，其中，BOD5/COD指标是5日生化需氧量与化学需氧量的比值，是污水可生化降解性的指标。

本发明的能够提高难降解有机污水可生化性的方法，污水通过进水孔至反应器10内，污水依次经过三个挡板组件20形成的导流室a和厌氧水解反应室b，水流在导流室a向下流动，并在厌氧水解反应室b内向上流动，相对设置的导流挡板21与折流挡板22形成的具有多个缩放空间的通道使得上升的水流形成涡旋，也就是说，通过动力学措施造成反应器10内水流的湍动并形成涡旋，利用涡流扩散和对流扩散来加速传质，使得污水与填料充分搅拌并接触反应，提高了污水的可生化性。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。

Claims (9)

1.一种能够提高难降解有机污水可生化性的反应器，其特征在于：所述反应器内一个侧壁的顶部设有进水口，与其相对的侧壁的顶部设有出水口，所述反应器的进水口与出水口之间并列且间隔设置至少三个挡板组件；

每个所述挡板组件包括竖向且间隔设置的导流挡板和折流挡板，所述导流挡板和所述折流挡板均为波形板；靠近所述进水口的导流挡板的顶端连接于所述反应器的顶部，所述导流挡板的底端与所述反应器的底部间隔设置，靠近所述出水口的折流挡板的底端连接于所述反应器的底部，所述折流挡板的顶端与所述反应器的顶部间隔设置；

靠近所述反应器进水口的导流挡板与所述反应器侧壁之间的间隙，以及相邻两个所述挡板组件之间的间隙分别形成一个导流室，每个所述挡板组件的导流挡板和折流挡板之间的空间分别形成一个厌氧水解反应室，所述导流室和所述厌氧水解反应室间隔设置。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述反应器内腔的底部铺设火山岩，所述火山岩的上面设置弹性立体填料。

3.根据权利要求1或2所述的反应器，其特征在于：所述导流挡板由竖向设置的支撑柱一及沿所述支撑柱一高度方向连续排列的若干第一折板组成，所述折流挡板由竖向设置的支撑柱二及沿所述支撑柱二高度方向连续排列的若干第二折板组成，且所述第一折板和所述第二折板的横截面均为等腰三角形；所述支撑柱一靠近所述反应器的进水口设置，所述第一折板的转角部靠近所述反应器的出水口设置，所述支撑柱二靠近所述反应器的出水口设置，所述第二折板的转角部靠近所述反应器的进水口设置。

4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于：所述第一折板和所述第二折板转角部的夹角α为90°～120°。

5.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于：所述第一钢折板和所述第二钢折板转角部的夹角α为120°。

6.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于：所述第一折板和所述第二折板的波峰及波谷对称设置。

7.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述导流挡板、所述折流挡板与所述反应器内壁之间为承插式柔性连接或焊接固定。

8.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：每个所述厌氧水解反应室的顶部均安装设有单向通过阀的排气口，所述厌氧水解反应室的底部设有排泥口，所述反应器的出水口连接有集水槽。

9.一种能够提高难降解有机污水可生化性的方法，其特征在于，步骤如下：

S1：在如权利要求1至8任一项所述的反应器的底部铺设火山岩，所述火山岩上部设置弹性立体填料，将驯化后的污泥送入所述反应器；

S2：污水通过进水孔至所述反应器内，污水依次经过至少三个挡板组件形成的导流室和厌氧水解反应室，使得污水与所述弹性立体填料充分搅拌并接触反应，净化后的水体由出水口排出所述反应器。