CN110845008A - 一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，包括若干个通过连通管件依次串联连通的厌氧反应器和好氧污水处理装置，厌氧反应器的内部下端固定设置有承托孔板，承托孔板上铺设有填料粒子床层，厌氧反应器内添加有耐盐厌氧菌，且厌氧反应器的内部底部均铺设有第一布水管；相邻两个厌氧反应器通过连通管件进行串联连通时，连通管件的前端进口设置有过水滤网并水平伸入至前一个厌氧反应器的上端内部，连通管件的后端出口与后一个厌氧反应器内部底部铺设的第一布水管相通接；废水经厌氧处理后，流入好氧污水处理装置进行好氧处理。本申请的装置处理高盐有机废水的效率较高，且废水处理成本低。

Description

一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反 应器

技术领域

本申请涉及废水处理领域，具体涉及一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器。

背景技术

随着我国工业技术的发展，水资源的利用及处理问题日益严峻，常规工业废水通常采用的处理工艺为预处理+活性污泥法+深度处理，处理后废水达标排放或回用。针对高盐废水的处理，一般采用蒸发结晶或膜处理技术将废水中的盐分提取出来，再通过普通活性污泥法进行处理；或者不经过预处理直接使用耐盐菌种，用活性污泥法进行处理。

上述处理高盐废水的主要缺陷在于： 现有的高盐废水处理技术，特别是采用预处理（蒸发结晶或膜处理技术）提取盐分的处理工艺，投资成本大运行费用高，一旦处理效率下降，会严重毒害普通活性污泥法的微生物菌种，影响处效果。另外如果仅将普通的活性污泥法的菌种替换成耐盐菌种，由于耐盐菌种对生存的限制条件，处理效果也不够稳定。

发明内容

针对现有技术处理高盐废水存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，通过本申请的装置对高盐有机废水进行处理时，不仅处理效率高，同时也能大幅降低高盐废水处理的投资及运行费用。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，包括厌氧污水处理装置和好氧污水处理装置，其特征在于所述厌氧污水处理装置包括若干个厌氧反应器，厌氧反应器通过连通管件依次串联连通；所述厌氧反应器的内部下端固定设置有承托孔板，所述承托孔板上铺设有填料粒子床层，厌氧反应器内添加有耐盐厌氧菌，且厌氧反应器的内部底部均铺设有第一布水管；

相邻两个厌氧反应器通过连通管件进行串联连通时，所述连通管件的前端进口设置有过水滤网并水平伸入至前一个厌氧反应器的上端内部，连通管件的后端出口与后一个厌氧反应器内部底部的均铺设的第一布水管相通接；第一个厌氧反应器内铺设的第一布水管外接有废水进水管，以通过废水进水管通入待处理的高盐有机废水；最后一个厌氧反应器上设有废水出水管，并通过废水出水管与好氧污水处理装置连通，以将厌氧处理后的废水送入下一阶段进行好氧处理。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于沿着从第一个厌氧反应器到最后一个厌氧反应器的水平延伸方向，厌氧反应器内伸入的连通管件的前端进口的水平标高逐渐降低；所述厌氧反应器串联连通的个数为3~8个。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于所述填料粒子包括火山岩粒和活性炭粒，火山岩粒的粒径范围为20-40mm，活性炭粒的粒径范围为10-20mm；所述承托孔板上铺设一层火山岩粒床层，火山岩粒床层上再铺设一层活性炭粒床层。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于每个厌氧反应器上均设置有折流布水组件，所述折流布水组件包括设置于厌氧反应器上端侧部的过滤进水器、水泵以及铺设于厌氧反应器内部底部的第二布水管，所述过滤进水器、水泵和第二布水管依次由管路连接；在水泵的运行作用下，厌氧反应器上端内部的部分废水，通过第二布水管以多点布水的方式在厌氧反应器的内部底部排出。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于每个厌氧反应器内部底部均铺设有2个平行间隔设置的第一布水管，所述第二布水管设置于所述2个第一布水管之间。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于相邻两个厌氧反应器均通过至少2个连通管件进行串联连通，且所述至少2个连通管件的前端进口伸入至同一厌氧反应器内的高度相同。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于所述好氧污水处理装置包括用于输送含氧气体的曝气装置和若干个好氧反应器，好氧反应器通过导流筒依次串联连通；好氧反应器内部底部设置有曝气填料层和曝气排气管，所述曝气排气管埋设于曝气填料层内部并与所述曝气装置由管路连接；好氧反应器内添加有耐盐好氧菌；所述导流筒包括上、下端均设置开口的导流筒主体以及设置于导流筒主体侧部的出水管；相邻两个好氧反应器通过导流筒依次串联连通时，导流筒主体竖直固定设置于前一个好氧反应器内，导流筒主体侧部上的出水管与后一个好氧反应器连通；最后一个好氧反应器通过导流筒排出处理后的废水。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于每个好氧反应器内部还添加有10-20mm粒径的活性炭粒，所述活性炭粒铺设于曝气填料层上；所述曝气填料层为由20-40mm粒径的火山岩粒堆积形成的床层；所述好氧反应器串联连通的个数为2~8个。

所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于每个好氧反应器内还固定设置有呈圆锥形结构的导流阻块，所述导流阻块设置于导流筒主体的正下方，且导流阻块的上端与导流筒主体的下端开口间隔靠近，以使在导流阻块的阻流作用下，好氧反应器内的废水沿着导流阻块的上斜面缓流进入导流筒主体内。

相对于现有技术，本申请取得的有益效果是：

1）本申请采用依次串联的厌氧反应器和依次串联的好氧反应器共同作用对高盐有机废水进行处理，厌氧耐盐菌和好氧耐盐菌分别附着于厌氧反应器内的填料上和好氧反应器内的填料上；在连续化处理废水的基础上，厌氧反应器和好氧反应器内的填料均不易流失，各反应器微生物菌群保持相对独立，稳定了微生物菌群的生存环境，有效提高了微生物菌群的生物量，废水中COD的降解效率大大提升；

2）本申请采用依次串联的厌氧反应器和依次串联的好氧反应器共同作用对高盐有机废水进行处理，厌氧反应器内通过折流布水组件与第一布水管的结合作用，使得废水在厌氧反应器内兼具推流与混流的优势，厌氧微生物菌群在废水中的分布更为均匀，不仅仅加大了厌氧反应器对废水处理的容积利用率，还大幅度提升了连续化处理废水时的COD降解效率；

3）本申请通过依次串联的厌氧反应器和好氧反应器对废水进行处理时，废水中的COD值会逐级降低，废水中的有机物可作为微生物菌群生存的营养物质；由于各个反应器内降解废水中的COD的降解率波动范围较小，使得各反应器内有机物的浓度波动范围较小，微生物菌群在较为稳定的营养环境下生存，进一步稳定了微生物菌群的生存环境，有利于提高对废水中COD的降解效率。

附图说明

图1为本申请的厌氧污水处理装置的结构示意图；

图2为本申请的厌氧反应器的结构示意图；

图3为本申请的好氧污水处理装置的结构示意图；

图4为厌氧段各级厌氧处理的COD降解效率图；

图5为好氧段各级好氧处理的COD降解效率图；

图6为厌氧段COD的总降解效率、好氧段COD的总降解效率以及整个处理工艺废水中COD的总降解效率对比结果图；

图中：1-厌氧反应器，101-承托孔板，102-活性炭粒床层，103-第一布水管，104-火山岩粒床层，2-连通管件，201-过水滤网，3-废水进水管，4-废水出水管，5-过滤进水器，6-水泵，7-第二布水管，8-好氧反应器，801-曝气填料层，9-导流筒，901-出水管，10-导流阻块。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1~3

一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，包括厌氧污水处理装置和好氧污水处理装置。对照图1，厌氧污水处理装置包括若干个厌氧反应器1，厌氧反应器1通过连通管件2依次串联连通；所述厌氧反应器1的内部下端固定设置有承托孔板101，所述承托孔板101上铺设有填料粒子床层，厌氧反应器1内添加有耐盐厌氧菌，且厌氧反应器1的内部底部均铺设有第一布水管103。对照图1，承托孔板101上铺设的填料粒子为火山岩粒和活性炭粒，火山岩粒的粒径范围为20-40mm，活性炭粒的粒径范围为10-20mm，即承托孔板101上铺设一层火山岩粒床层104，火山岩粒床层上再铺设一层活性炭粒床层102。火山岩粒的颗粒及密度较大，也有利于废水中少量的小颗粒悬浮物沉积于火山岩粒之间的缝隙内。

相邻两个厌氧反应器1通过连通管件2进行串联连通时，所述连通管件2的前端进口设置有过水滤网201并水平伸入至前一个厌氧反应器1的上端内部，连通管件2的后端出口与后一个厌氧反应器1内部底部的均铺设的第一布水管103相通接。沿着从第一个厌氧反应器1到最后一个厌氧反应器1的水平延伸方向，厌氧反应器1内伸入的连通管件2的前端进口的水平标高逐渐降低；在连续处理废水时，控制各个厌氧反应器内的废水液面均与连通管件2的前端进口齐平，沿着从第一个厌氧反应器1到最后一个厌氧反应器1的水平延伸方向，废水在厌氧反应器内的液面高度逐渐降低，由此废水向下一个厌氧反应器的流动过程较为平缓（厌氧反应器内的微生物菌群也不易向下一个厌氧反应器内流失），且输送废水时不需施加较大的水压。

为了使废水在厌氧反应器内保持较好的混流效果，本申请在每个厌氧反应器1上均设置有折流布水组件，所述折流布水组件包括设置于厌氧反应器1上端侧部的过滤进水器5、水泵6以及铺设于厌氧反应器1内部底部的第二布水管7，所述过滤进水器5、水泵6和第二布水管7依次由管路连接；在水泵6的运行作用下，厌氧反应器1上端内部的部分废水，通过第二布水管7以多点布水的方式在厌氧反应器1的内部底部排出，由此提升废水在厌氧反应器内的混流效果。对照图2，在本实施例中每个厌氧反应器1内部底部均铺设有2个平行间隔设置的第一布水管103，所述第二布水管7设置于2个第一布水管103之间。

在本实施例中（对照图2），相邻两个厌氧反应器1均通过4个连通管件2进行串联连通，且所述4个连通管件2的前端进口伸入至同一厌氧反应器1内的高度相同。通过多个连通管件2的设置，降低废水在相邻两个厌氧反应器之间的流动阻力。

另外，第一个厌氧反应器1内铺设的第一布水管103外接有废水进水管3，以通过废水进水管3通入待处理的高盐有机废水；最后一个厌氧反应器1上设有废水出水管4，并通过废水出水管4与好氧污水处理装置连通，以将厌氧处理后的废水送入下一阶段进行好氧处理。对照图1可以看出，废水出水管4的进口设置有滤网，以防最后一个厌氧反应器1内的活性炭粒随废水流出。

对照图3，好氧污水处理装置包括用于输送含氧气体的曝气装置和若干个好氧反应器8，好氧反应器8通过导流筒9依次串联连通；好氧反应器8内部底部设置有曝气填料层801、曝气排气管和10-20mm粒径的活性炭粒，所述活性炭粒铺设于曝气填料层801上（所述曝气填料层801为由20-40mm粒径的火山岩粒堆积形成的床层），所述曝气排气管埋设于曝气填料层801内部并与所述曝气装置由管路连接，好氧反应器8顶部均设置有排气口；好氧反应器8内添加有耐盐好氧菌。

所述导流筒9包括上、下端均设置开口的导流筒主体以及设置于导流筒主体侧部的出水管901（导流筒主体的上、下端均设置开口，使导流筒主体内部气压与好氧反应器8上部空间内的气压平衡，易于好氧反应器8内的废水流入导流筒主体内）；相邻两个好氧反应器8通过导流筒9依次串联连通时，导流筒主体竖直固定设置于前一个好氧反应器8内，导流筒主体侧部上的出水管901与后一个好氧反应器8连通；最后一个好氧反应器8通过导流筒9排出处理后的废水。

为了防止好氧反应器8内添加的活性炭粒被废水冲出而出现流失，本实施例在每个好氧反应器8内还固定设置有呈圆锥形结构的导流阻块10，所述导流阻块10设置于导流筒主体的正下方，且导流阻块10的上端与导流筒主体的下端开口间隔靠近，以使在导流阻块10的阻流作用下，好氧反应器8内的废水沿着导流阻块10的上斜面缓流进入导流筒主体内，避免废水以较快的流速直接充入导流筒主体内，引起好氧反应器8内的部分活性炭粒随较快的水流进入相邻的下一个好氧反应器8内，进而出现微生物菌种明显出现流失的情况发生。本申请通过在导流筒9正下方设置导流阻块10，在导流阻块10的阻挡作用下，好氧反应器8内上升的水流改变流向，进而以平缓的速度流入导流筒9内，该较缓的流速不足以带动活性炭粒继续在导流筒9内上升并进入相邻的下一个好氧反应器8内，从而在避免活性炭粒出现流失的情况下，又能使得在曝气气流的推动作用下，活性炭粒在好氧反应器8内的废水均匀分散。

实施例1：

在本实施例中，厌氧污水处理装置是由6级厌氧反应器1依次串联而成，好氧污水处理装置是由3级好氧反应器8依次串联而成。利用本申请的生物反应器对高盐有机废水进行处理时，首先选择耐盐厌氧菌和耐盐好氧菌并分别进行驯化培养（所选择的耐盐厌氧菌和耐盐好氧菌均为复合型的耐盐菌，并购自于浙江省天正设计工程有限公司）。以耐盐好氧菌为例，其驯化培养过程如下：

1、菌种激活：将好氧菌种粉剂溶解在30℃左右的清水中，并投加营养液，持续曝气24小时，对好氧菌种进行激活，得到激活的好氧微生物菌种溶液；

2、微生物接种：在生物反应器的3级依次串联的好氧反应器8内，加入上述得到的激活的好氧微生物菌种溶液，并定量投加营养液和持续曝气，将好氧微生物菌种在3级依次串联的好氧反应器8内持续培养5-7天，镜检生物活性；

3、菌种驯化：3级依次串联的好氧反应器8内流入高盐有机废水，前期控制进水浓度COD浓度不大于3000mg/L，盐分不大于0.5%，驯化过程中持续曝气；

4、阶梯式提升进水浓度：高盐有机废水中的COD进水浓度每7~15天提升500mg/L，盐分浓度每7~15天提升0.5%，直至进水浓度达到设计量（处理过程中持续曝气）；本申请的好氧污水处理装置对废水的处理稳定后，对废水采样并进行日常检测，观测装置运行情况，控制处理负荷。

奶盐厌氧菌的驯化培养过程，与上述耐盐好氧菌的驯化培养过程的不同之处在于：奶盐厌氧菌的驯化培养中不进行曝气，奶盐厌氧菌的驯化培养的装置采用由6级厌氧反应器1依次串联而成的厌氧污水处理装置。

由此通过上述方法完成各个厌氧反应器1和各个好氧反应器8内菌种的驯化过程，且各个反应器内的菌种保持相对的独立。然后再对本公司的某高盐有机废水进行连续化处理，废水的进水COD浓度为5000mg/L，含盐量为1.5%。当高盐有机废水的连续化处理运行稳定后，连续检测高盐有机废水的COD降解效率的一个月监测数据。

本实施例6级依次串联而成的厌氧反应器1内对废水的处理过程，分别标记为第一级厌氧处理、第二级厌氧处理…第六级厌氧处理，6级厌氧处理的废水中COD降解效率数据结果如图4所示。从图4厌氧段的检测数据可以看出：第一级厌氧处理的COD降解效率在10~30%之间，这主要是因为废水在开始进水后，其中的部分易降解物质首先被微生物处理完成，COD降解效率相对较高。第二至第六级厌氧处理的COD降解效率基本在5%左右，这一过程主要是厌氧微生物将难降解的大分子物质分解为易降解的小分子物质。

本实施例3级依次串联而成的好氧反应器8内对废水的处理过程，分别标记为第一级好氧处理、第二级好氧处理和第三级好氧处理，3级好氧处理的废水中COD降解效率数据结果如图5所示。从图5好氧段的检测数据可以看出：在经过厌氧段的分解处理后，第一级好氧处理的COD降解效率在80%左右，第二级好氧处理的COD降解效率在40%左右，第三级好氧处理的COD降解效率在10%左右，通过好氧段三个单元的处理，废水中大部分污染物质被处理完成。

结合图4和图5结果，本申请的生物反应器对废水进行处理时，厌氧段COD的总降解效率、好氧段COD的总降解效率以及整个处理工艺废水中COD的总降解效率对比结果如图6所示。从图6可以看出，利用本申请的生物反应器对废水进行处理时，处理难降解废水中的稳定性较高且废水中COD的总降解效率达90%以上。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (9)

1.一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，包括厌氧污水处理装置和好氧污水处理装置，其特征在于所述厌氧污水处理装置包括若干个厌氧反应器（1），厌氧反应器（1）通过连通管件（2）依次串联连通；所述厌氧反应器（1）的内部下端固定设置有承托孔板（101），所述承托孔板（101）上铺设有填料粒子床层，厌氧反应器（1）内添加有耐盐厌氧菌，且厌氧反应器（1）的内部底部均铺设有第一布水管（103）；

相邻两个厌氧反应器（1）通过连通管件（2）进行串联连通时，所述连通管件（2）的前端进口设置有过水滤网（201）并水平伸入至前一个厌氧反应器（1）的上端内部，连通管件（2）的后端出口与后一个厌氧反应器（1）内部底部的均铺设的第一布水管（103）相通接；

第一个厌氧反应器（1）内铺设的第一布水管（103）外接有废水进水管（3），以通过废水进水管（3）通入待处理的高盐有机废水；最后一个厌氧反应器（1）上设有废水出水管（4），并通过废水出水管（4）与好氧污水处理装置连通，以将厌氧处理后的废水送入下一阶段进行好氧处理。

2.如权利要求1所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于沿着从第一个厌氧反应器（1）到最后一个厌氧反应器（1）的水平延伸方向，厌氧反应器（1）内伸入的连通管件（2）的前端进口的水平标高逐渐降低；所述厌氧反应器（1）串联连通的个数为3~8个。

3.如权利要求1所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于所述填料粒子包括火山岩粒和活性炭粒，火山岩粒的粒径范围为20-40mm，活性炭粒的粒径范围为10-20mm；所述承托孔板（101）上铺设一层火山岩粒床层（104），火山岩粒床层上再铺设一层活性炭粒床层（102）。

4.如权利要求1所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于每个厌氧反应器（1）上均设置有折流布水组件，所述折流布水组件包括设置于厌氧反应器（1）上端侧部的过滤进水器（5）、水泵（6）以及铺设于厌氧反应器（1）内部底部的第二布水管（7），所述过滤进水器（5）、水泵（6）和第二布水管（7）依次由管路连接；在水泵（6）的运行作用下，厌氧反应器（1）上端内部的部分废水，通过第二布水管（7）以多点布水的方式在厌氧反应器（1）的内部底部排出。

5.如权利要求4所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于每个厌氧反应器（1）内部底部均铺设有2个平行间隔设置的第一布水管（103），所述第二布水管（7）设置于所述2个第一布水管（103）之间。

6.如权利要求1所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于相邻两个厌氧反应器（1）均通过至少2个连通管件（2）进行串联连通，且所述至少2个连通管件（2）的前端进口伸入至同一厌氧反应器（1）内的高度相同。

7.如权利要求1所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于所述好氧污水处理装置包括用于输送含氧气体的曝气装置和若干个好氧反应器（8），好氧反应器（8）通过导流筒（9）依次串联连通；好氧反应器（8）内部底部设置有曝气填料层（801）和曝气排气管，所述曝气排气管埋设于曝气填料层（801）内部并与所述曝气装置由管路连接；好氧反应器（8）内添加有耐盐好氧菌；

所述导流筒（9）包括上、下端均设置开口的导流筒主体以及设置于导流筒主体侧部的出水管（901）；相邻两个好氧反应器（8）通过导流筒（9）依次串联连通时，导流筒主体竖直固定设置于前一个好氧反应器（8）内，导流筒主体侧部上的出水管（901）与后一个好氧反应器（8）连通；最后一个好氧反应器（8）通过导流筒（9）排出处理后的废水。

8.如权利要求7所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于每个好氧反应器（8）内部还添加有10-20mm粒径的活性炭粒，所述活性炭粒铺设于曝气填料层（801）上；所述曝气填料层（801）为由20-40mm粒径的火山岩粒堆积形成的床层；所述好氧反应器（8）串联连通的个数为2~8个。

9.如权利要求7所述的一种基于复合型耐盐菌种的用于处理高盐有机废水的生物反应器，其特征在于每个好氧反应器（8）内还固定设置有呈圆锥形结构的导流阻块（10），所述导流阻块（10）设置于导流筒主体的正下方，且导流阻块（10）的上端与导流筒主体的下端开口间隔靠近，以使在导流阻块（10）的阻流作用下，好氧反应器（8）内的废水沿着导流阻块（10）的上斜面缓流进入导流筒主体内。

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