CN108529744A

CN108529744A - 产生羟基自由基式厌氧反应器

Info

Publication number: CN108529744A
Application number: CN201710123401.XA
Authority: CN
Inventors: 徐富
Original assignee: SUZHOU SUWATER ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU SUWATER ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2018-09-14

Abstract

本发明公开了通过产生羟基自由基提高处理效果的高效厌氧反应器，厌氧反应器在厌氧出水澄清区设有回流管，所述出水回流管的下端设有能够产生羟基自由基的装置，所诉产生羟基自由基的装置通过回流泵连通至所述厌氧反应器的污泥膨胀反应区，所述羟基自由基发生装置前端设有加酸管道，所述羟基自由基发生装置设有加药管道，该装置通过加药产生羟基自由基，所述羟基自由基发生装置末端设有加碱管道，所述羟基自由基发生装置底部设有排泥装置，本发明提供的产生羟基自由基式厌氧反应器可极大提高废水的可生化性，大大提高厌氧反应器的处理效果。

Description

产生羟基自由基式厌氧反应器

技术领域

本发明涉及废水处理设备技术领域，特别涉及一种产生羟基自由基的高效厌氧反应器。

背景技术

厌氧消化反应是一个极其复杂的生物过程，一般分为四个阶段：水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。水解阶段的产物主要为单糖、氨基酸和长链脂肪酸等小分子物质，产酸阶段是在产酸菌的作用下，把水解阶段的产物进一步降解为各种有机酸。产酸阶段的主要产物为乙酸、丙酸、丁酸等各种挥发性脂肪酸((volatile fatty acids,VFA)，以及乳酸、醇类和酮类物质等。产氢产乙酸阶段是将水解阶段和产酸阶段中产生的有机酸和醇类等产物，进一步转化为乙酸、H₂、CO₂等物质。产甲烷阶段主要的产甲烷菌为嗜酸产甲烷菌和嗜氢产甲烷菌，嗜酸产甲烷菌是分解CH₃COOH产生CH₄和CO₂，即CH₃COOH →CH₄+CO₂，嗜氢产甲烷菌是利用H₂将CO₂还原为CH₄，即4H₂+CO₂→CH₄+2H₂O，但是在厌氧反应中，有一部分高分子、难降解的有机物，很难与微生物发生反应，以至于厌氧效率很低，影响处理效果。本发明和因此而来。

发明内容

基于上述问题，本发明目的是通过化学方法产生羟基自由基来降解废水中的难以生物降解的有机物，提高废水的可生化性，然后再进入厌氧反应器处理，可解决高浓度废水或生化性较差废水厌氧处理效率低的问题。

为了解决现有技术中的问题，本发明提供的技术方案是：

采用本发明的技术方案，该厌氧反应器占地面积小、投入小、维修量小、动力消耗低、运行成本低、操作管理简单，通过回流泵将三相分离器与污泥膨胀反应区之间的混合液回流至污泥膨胀反应区。当由于废水的可生化性比较差以至于厌氧反应器出水COD比较高时，可选择将混合液回流至羟基自由基发生器，然后回流至厌氧污泥膨胀区，可以有效提高废水的可生化性，提高厌氧反应器的处理效果，提高厌氧出水水质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明产生羟基自由基式厌氧反应器实施例的结构示意图；

其中：

1、厌氧反应器本体；

2、布水器；

3、进水管；

4、污泥膨胀反应区；

5、三相分离器；

6、沼气排出管；

7、出水澄清区；

8、出水管；

9、混合液回流管；

10、羟基自由基反应器；

11、第一反应区；

12、第二反应区；

13、沉淀区；

14、清水区；

15、回流泵；

16、加酸管道；

17、第一反应区加药管道；

18、第二反应区加药管道；

19、加碱管道；

20、第一反应区搅拌装置；

21、第二反应区搅拌装置；

22、导流筒；

23、排泥管；

24、过水孔。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围，实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

参见图1，为本发明实施例的结构示意图，提供一种产生羟基自由基的厌氧反应器，包括厌氧反应器本体1，在厌氧反应器本体1的底部设有布水器3，布水器3连接至进水管2，厌氧反应器本体1的下部为污泥膨胀反应区4，在污泥膨胀反应区4的上方设有三相分离器5，三相分离器5连通有沼气排出管6，三相分离器5的上方为出水澄清区7，出水澄清区7连接有出水管8以用于厌氧反应器出水，为了提高厌氧反应器的处理效果，在出水澄清区7设有厌氧反应器回流管9，厌氧反应器回流管9的下部连通羟基自由基反应器10，回流液在羟基自由基反应器中和羟基自由基混合、反应，通过回流泵15回流至污泥膨胀反应区4。

为了进一步优化本发明的实施效果，在第一反应区11和第二反应区12的上方设有搅拌装置20和搅拌装置21，以便于回流废水与羟基自由基充分混合及反应，在羟基自由基反应器末端设有沉淀区13和清水区14，在沉淀区13上部设有导流筒19，下部设有排泥管23。

本例中，厌氧反应器回流管9位于澄清区7，在三相分离器5上部0.5米处，厌氧反应器回流管9设置在澄清区7而不是三相分离器5下部，这是因为澄清区7的水经过三相分离器5之后，泥水分离，这样就不会使厌氧反应器的污泥回流至羟基自由基反应装置10，如果污泥回流至羟基自由基反应装置10，即影响羟基自由基与回流液的反应效果，更会产生大量污泥，废水经过厌氧反应器的处理之后，易降解的有机物已降解完成，剩余难以降解的大分子、难降解有机物经回流管9回流至产生羟基自由基装置，回流废水与羟基自由基发生反应，即提高了废水的可生化性，又提高了羟基自由基的利用率。

产生羟基自由基的原理：加酸管道16加的酸为硫酸，通过加硫酸，将回流管9回流至第一反应区11的水调节pH至2-4，第一反应区11加的药剂为硫酸亚铁，第二反应区12加的药剂为双氧水。在酸性条件下，硫酸亚铁和双氧水会发生反应，生成羟基自由基，而羟基自由基有很强的氧化性，可以将废水难以降解的高分子有机物分解成容易生物降解的小分子有机物，从而增加了废水的可生化性。沉淀区13加的碱为氢氧化钠溶液，将回流废水pH调节至6.8-7.5，然后通过回流泵15回流至污泥膨胀反应区4，再通过厌氧反应器来再次降解处理废水。

产生羟基自由基式厌氧反应器使用方法：当厌氧反应器的出水COD在2000-2500㎎/l时，回流进水量的20%至羟基自由基发生反应器；当厌氧反应器的出水COD在2500-3000㎎/l时，回流进水量的30%至羟基自由基发生反应器；当厌氧反应器的出水COD到了3000㎎/时，回流进水量的50%至羟基自由基发生反应器。开启产生羟基自由基式厌氧反应器时，通过加酸管道16，调节回流液pH至2-4，开启第一反应区11的搅拌装置20和第二反应区12的搅拌装置21，开启第一反应区11的加药管17和第二反应区12的加药管18，分别加硫酸亚铁和双氧水。根据回流液COD的浓度，硫酸亚铁和双氧水的加药量与回流液COD的质量浓度比为2:1:1。最后，在导流筒19上部通过加碱管道19，调节pH至6.8至7.5，经过沉淀区13的沉淀，进入清水区14,然后通过回流泵15回流至污泥膨胀反应区4，沉淀区13产生的污泥通过排泥管23排掉。跟传统厌氧反应器相比，产生羟基自由基式厌氧反应器，可以将厌氧反应器的处理效率提高20%-50%,特别适用于高浓、难降解废水的厌氧处理。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.产生羟基自由基式厌氧反应器，包括厌氧反应器本体（1），所述厌氧反应器本体（1）底部设有布水器（3），所述布水器（3）连接至进水管（2），所述厌氧反应器本体（1）的下部为污泥膨胀反应区（4），所述污泥膨胀反应区（4）的上方设置三相分离器（5），所述三相分离器（5）连通有沼气排出管（6），所述三相分离器（5）的上方为出水澄清区（7），所述出水澄清区（7）连接有出水管（8），所述厌氧反应器回流管（9）的进水口连接羟基自由基发生装置(10),所述羟基自由基发生装置(10)末端经过回流泵（15）连通至所述污泥膨胀反应区（4），所述厌氧反应器回流管（9）设有加酸管道（16），所述羟基自由基发生装置(10)由第一反应区（11），第二反应区（12），沉淀区（13），清水区（14）四部分组成，所诉第一反应区（11）设有加药管道（17）和搅拌装置（20），所述第二反应区（12）设有加药管道（18）和搅拌装置（21），所述第一反应区（11）与第二反应区（12）之间通过过水孔（24）连接，所述第二反应区（12）通过导流筒（22）进入沉淀区（13），所述导流筒（22）设有加碱管道（19），所述沉淀区（13）下部设有排泥管（23），所述清水区通过回流泵（15）连接至所述污泥膨胀区（4）。

2.根据权利要求1所述的产生羟基自由基式厌氧反应器其特征在于：所述羟基自由基发生装置通过管道与厌氧反应器连接，再通过回流泵实现系统的循环。

3.根据权利要求1所述的产生羟基自由基式厌氧反应器其特征在于：

所述厌氧反应器为沼气气浮式厌氧反应器，内置布水器、三相分离器和集气箱。

4.根据权利要求1所述的产生羟基自由基式厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器回流管（9）、加酸管道（16）、羟基自由基发生装置（10）和循环泵均设置在所述厌氧反应器本体（1）的外部。

5.根据权利要求1、2所述的产生羟基自由基式厌氧反应器，其特征在于：所述厌氧反应器回流管（9）的下端连接至所述羟基自由基发生器（10），所述羟基自由基发生器（10）可以产生羟基自由基并与厌氧反应器回流废水发生反应，最终通过回流泵（15）连接至厌氧污泥膨胀区（4）。

6.根据权利要求1、5所述的产生羟基自由基式厌氧反应器，其特征在于：厌氧反应器回流管出水安装阀门，通过阀门调节进入羟基自由基发生器的水量。

7.根据权利要求1、4所述的产生羟基自由基式厌氧反应器，其特征在于：所述加酸管道（16）内加的酸为硫酸，所述第一反应区（11）内加的药剂为硫酸亚铁，所述第二反应区（12）内加的药剂为双氧水，所述沉淀区（13）内所加的碱为氢氧化钠溶液。

8.根据权利要求1、4所述的产生羟基自由基式厌氧反应器，其特征在于：所述第一反应区（11）内部设有搅拌装置（20），所述第二反应区（12）内部设有搅拌装置（21），所述第一反应区（11）与第二反应区（12）之间通过过水孔（24）连通。

9.根据权利要求1、7所述的产生羟基自由基式厌氧反应器，其特征在于：装置中的硫酸亚铁与双氧水在酸性条件下会发生芬顿反应，产生羟基自由基，羟基自由基具有强氧化性，能够将进入此装置废水中的有机物氧化成CO₂和H₂O，以此来提高处理效果。

10.根据权利要求1、4所述的产生羟基自由基式厌氧反应器，其特征在于：所述沉淀区（13）上部设有导流筒（22），所述导流筒（22）与第二反应区（12）通过管道连接，所述导流筒（22）设有加碱管道（19），所述沉淀区（13）下部设有排泥管（23）。

11.根据权利要求1、10所述的产生羟基自由基式厌氧反应器，其特征在于：进入沉淀区（13）的废水通过加氢氧化钠溶液调节PH，将未发生反应的双氧水还原成氧气，同时与产生的Fe³⁺生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁有很好的絮凝作用，能够澄清出水，降低COD。