CN112142200A - 处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，涉及废水厌氧处理技术领域。本发明包括厌氧反应器、回流水与原废水循环混合池、清洗剂存储罐、泥水分离装置；厌氧反应器内底部设置有锅状污泥斗、布水器；布水器包括配水管、布水狭缝、连接管；泥水分离装置包括污泥收集斗、泥水分离装置主体、废气收集盖板、泥水逆向流分离区、泥水同向流分离区的分离区隔板、泥水分离模块。本发明解决了目前国内造纸行业生产废水厌氧处理过程中，造成的厌氧反应器内部管道、三相分离器被碳酸钙堵塞的问题，为国内处理该类含高浓度钙离子工业废水提供了一种新的厌氧反应器处理系统及装置，可有效解决常规厌氧反应器出现的堵塞问题。

Description

处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统

技术领域

本发明属于废水厌氧处理技术领域，特别是涉及一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，主要适用于含高浓度钙离子造纸废水的厌氧处理以及其他含高浓度钙离子的工业废水厌氧处理，如柠檬酸生产废水等。

背景技术

自上世纪90年代，工业废水厌氧处理工艺与技术被从欧洲引进至国内以来，厌氧处理工艺成为国内很多行业生产废水最重要的处理工艺之一，厌氧处理工艺已经广泛应用到食品饮料加工、酿酒、化工、制药、制浆造纸等行业的生产废水处理。尤其是造纸行业，厌氧处理工艺应用非常广泛，几乎所有的制浆造纸企业都建设了厌氧反应器用于预处理制浆造纸生产排放的大量生产废水。

国内处理造纸废水主要有两种厌氧处理工艺及装置形式，一是用量最多的IC内循环厌氧反应器，二是EGSB颗粒污泥膨胀床厌氧反应器。二十年前这两种厌氧形式从欧洲被引进至国内，并建设了大量的厌氧处理工程，同时国内的环保企业、高校、科研机构也在厌氧技术领域做了大量的研究和技术推广，其中95％以上都是以研究和推广IC内循环厌氧反应器为主，出现了大量以提供IC内循环厌氧反应器为核心的环保企业及上市企业。国外企业和国内企业在国内造纸行业建设了非常多的IC内循环厌氧反应器。

造纸工业是与资源、环境关系极为密切的行业，就用水情况来说，我国造纸工业是用水大户，生产所需的用水量很大。以前我国造纸工业每年产一吨纸，需耗用水100吨，而国外纸厂每吨纸仅耗用水10－20吨，甚至有低于10吨的。对于制浆造纸联合企业，我国每吨浆纸的水耗高达300立方米，而国外仅为35－50立方米。近年来随着我国造纸企业生产技术水平的提高，国内造纸企业吨纸耗水逐渐达到了国际先进水平，多数大型造纸企业的吨纸耗水量都低于10吨，极大节约了用水，为节约水资源尽到了企业的责任和义务。

然而，与造纸行业节水伴随而来的是生产废水水质的变化，如废水中COD浓度、废水中钙离子浓度都大大提高，有机物浓度COD提高可以采用厌氧工艺将有机物降解，但是废水中日益提高的钙离子浓度正逐渐成为所有造纸企业造纸废水处理难以克服的难题，以前建设的IC内循环厌氧反应器都面临颗粒污泥钙化、IC反应器内部管道结垢堵塞、IC三相分离器结垢堵塞、IC布水系统结垢堵塞等诸多难以克服的问题。为解决目前造纸行业废水由于钙离子浓度升高造成的厌氧反应器运行难的问题，本发明提供了一种处理含高浓度钙离子造纸废水的厌氧反应器工艺系统及装置，可在很大上解决IC厌氧反应器在厌氧处理含高浓度钙离子造纸废水中出现的问题，新型厌氧反应器系统和装置可方便排出钙化后的较沉的厌氧颗粒污泥以及安装可方便清洗和维护的外置泥水分离循环系统，以满足厌氧反应器内部的水力条件要求。新型厌氧反应器系统包括密闭式的厌氧反应器、“锅状”布水系统、出水循环分配系统、厌氧污泥分离和回流系统、出水系统、“锅状”布水系统草酸(柠檬酸)清洗除垢系统等。

本发明公开了一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，涉及到废水厌氧处理领域，主要适用于含高浓度钙离子造纸废水的厌氧处理以及其他含高浓度钙离子的工业废水厌氧处理，如柠檬酸生产废水等。

发明内容

本发明提供了一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，解决了以上问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，包括安装于混凝土支撑平台上的内置有厌氧颗粒污泥的厌氧反应器、回流水与原废水循环混合池、清洗剂存储罐、泥水分离装置；

所述厌氧反应器内底部设置有呈“圆锥体”型的锅状污泥斗，沿锅状污泥斗内壁上环绕设置有若干由上至下平行切线方向设置的布水器；所述布水器包括设置于锅状污泥斗内壁上呈由上至下平行切线方向设置的配水管、均布设置于配水管侧部的布水狭缝、贯穿锅状污泥斗内壁与配水管相连通的带有法兰盘的连接管；所述连接管端部连接有配水连接管，所述配水连接管连接厌氧反应器进水管；所述厌氧反应器上部位于厌氧反应器液面的下部外接有水封管，所述水封管顶部设置有废气排放口，侧部接出厌氧反应器出水分配立管，所述厌氧反应器出水分配立管端部分两路出水，一路接出厌氧反应器出水回流管道，另一路接出厌氧反应器出水排放管道；所述锅状污泥斗底部接出有厌氧反应器底部钙化污泥排放管道；

所述泥水分离装置包括安装于支脚上部进行固定的污泥收集斗、安装于污泥收集斗顶部的泥水分离装置主体、设置于泥水分离装置主体顶部并由盖板支撑块支撑的废气收集盖板、竖直设置于泥水分离装置主体内将内部空间隔成泥水逆向流分离区和两侧泥水同向流分离区的分离区隔板、布置于泥水逆向流分离区和泥水同向流分离区内并由设置于污泥收集斗顶部的支撑块支撑的可拆卸式的泥水分离模块；所述泥水分离装置主体内位于内液面下方以及泥水分离模块上方之间设置有泥水分离装置出水管以及两侧的泥水分离装置进水管；所述污泥收集斗底部接出有污泥收集输送管；

所述泥水分离装置进水管经由带法兰盘的进水支管连接后与厌氧反应器出水排放管道相连；所述泥水分离装置出水管外接带法兰盘的出水收集管；

所述回流水与原废水循环混合池外接出第一连接管与厌氧反应器出水回流管道相连通，所述回流水与原废水循环混合池和清洗剂存储罐分别外接出第二连接管、清洗液冲洗管道与厌氧反应器进水管相连。

进一步地，所述锅状污泥斗外部侧壁与厌氧反应器底部内侧壁之间形成空腔，所述配水连接管、连接管布置于空腔内，所述锅状污泥斗顶部通过圆盘与厌氧反应器内周侧壁焊接密封。

进一步地，所述厌氧反应器顶部安装有泡沫喷淋水入口、与厌氧反应器内沼气储存室相连通的沼气出口、用于检测厌氧反应器内顶部沼气储存室沼气压力的沼气压力传感器、用于检测厌氧反应器内顶部产生的泡沫的电导式泡沫探测器。

进一步地，所述第二连接管上安装有用于检测进水流量的第一流量计、用于检测进入厌氧反应器废水pH值的pH传感器、用于检测进入厌氧反应器废水温度的温度传感器；所述第一连接管上安装有用于检测进入回流水与原废水循环混合池回流水流量的第二流量计。

进一步地，所述回流水与原废水循环混合池外接有原废水入水管，所述回流水与原废水循环混合池内部安装有搅拌混合器。

进一步地，所述清洗剂存储罐内置有清洗剂，所述清洗剂包括草酸、柠檬酸中任意一种。

进一步地，所述泥水分离模块采用不锈钢材质蜂窝状斜管填料，所述不锈钢材质蜂窝状斜管填料中单个蜂窝管由上至下壁厚逐渐变薄，即截面口径逐渐增大；所述泥水分离模块上方设置有吊耳。

进一步地，所述废气收集盖板上部设置有盖板通风口和废气抽出口。

进一步地，所述泥水分离装置进水管横向水平设置于泥水同向流分离区的泥水分离模块上方；所述泥水分离装置出水管横向水平设置于泥水逆向流分离区的泥水分离模块上方。

进一步地，所述泥水分离装置进水管的下部横向均布开设有第一开孔，所述第一开孔位于内液面下方400mm处；所述泥水分离装置出水管的上部横向均布开设有第二开孔，所述第二开孔位于内液面下方200mm处。

本发明相对于现有技术包括有以下有益效果：

1、本发明的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统解决了目前国内造纸行业生产废水厌氧处理过程中，采用IC内循环厌氧反应器或EGSB厌氧反应器运行过程中造成厌氧反应器内部管道、三相分离器被碳酸钙堵塞的问题，为国内处理该类含高浓度钙离子工业废水提供了一种新的厌氧反应器处理系统及装置，可有效解决常规厌氧反应器出现的堵塞问题。

2、本发明的氧反应器内部除布水系统外，采取“空体”结构，取消了其他厌氧反应器复杂的内部管道和三相分离器结构，将厌氧污泥和厌氧出水分离装置外置，可避免由于钙离子浓度高引起的厌氧反应器内部管道和三相分离器堵塞而难以清理的问题，外部设置的可拆卸式泥水分离装置使用、维护和清理变得简单、方便。

3、本发明采用带除垢清洗功能的“锅状”布水系统，不仅使厌氧反应器底部具有很好的混合、搅拌和传质效果，还可将钙化后的较沉颗粒污泥沉淀在“锅状”布水系统的底部，方便排出厌氧反应器，以保障厌氧反应器需要的有效颗粒污泥量。

4、本发明真正解决了造纸行业废水厌氧处理中遇到的厌氧反应器内部管道和三相分离器堵塞后难以清理导致厌氧反应器失效的问题，是一种新型且适用的厌氧处理含高浓度钙离子造纸废水的厌氧反应器系统和装置。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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为本发明的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面视图；

图3为本发明泥水分离装置进水管与进水支管的连接结构示意图；

图4为本发明泥水分离装置出水管与出水收集管的连接结构示意图；

图5为本发明的布水器的结构示意图；

图6为本发明的泥水分离模块的结构示意图；

图7为图6中单个蜂窝管的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-厌氧反应器进水管，2-配水连接管，3-连接管，4-锅状污泥斗，5-布水器，501-配水管，502-布水狭缝，6-厌氧颗粒污泥，7-厌氧反应器液面，8-沼气储存室，9-泡沫喷淋水入口，10-沼气出口，11-废气排放口，12-水封管，13-厌氧反应器出水分配立管，14-厌氧反应器出水回流管道，15-厌氧反应器出水排放管道，16-第一连接管，17-“锅状布水系统”诱导的罐内流体流动方向，18-“锅状布水系统”诱导的布水系统“锅内”流体流动方向，19-原废水入水管，20-回流水与原废水循环混合池，205-进水支管，208-泥水同向流分离区，210-分离区隔板，211-泥水逆向流分离区，212-出水收集管，21-搅拌混合器，22-盖板通风口，23-废气收集盖板，24-废气抽出口，25-泥水分离装置进水管，251-第一开孔，26-盖板支撑块，27-泥水分离装置出水管，271-第二开孔，28-吊耳，29-泥水分离装置主体，30-泥水分离模块，301-单个蜂窝管，31-支撑块，32-污泥收集斗，33-支脚，34-污泥收集输送管，35-清洗剂存储罐，36-清洗液冲洗管道，37-厌氧反应器，38-厌氧反应器底部钙化污泥排放管道，39-混凝土支撑平台，40-内液面，41-第二连接管，42-沼气压力传感器，43-电导式泡沫探测器，44-第一流量计，45-pH传感器，46-温度传感器，47-第二流量计。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内置”、“环绕”、“切线方向”、“由上至下”、“侧部”、“底部”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-7所示，本发明的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，包括安装于混凝土支撑平台39上的内置有厌氧颗粒污泥6的厌氧反应器37、回流水与原废水循环混合池20、清洗剂存储罐35、泥水分离装置；厌氧颗粒污泥6是富含各种厌氧微生物种群的颗粒化的厌氧污泥，是厌氧工艺去除废水中可溶性有机污染物的核心。

厌氧反应器37内底部设置有呈“圆锥体”型的锅状污泥斗4，沿锅状污泥斗4内壁上环绕设置有若干由上至下平行切线方向设置的布水器5；所述布水器5包括设置于锅状污泥斗4内壁上呈由上至下平行切线方向设置的配水管501、均布设置于配水管501侧部的布水狭缝502、贯穿锅状污泥斗4内壁与配水管501相连通的带有法兰盘的连接管3；连接管3端部连接有配水连接管2，配水连接管2连接厌氧反应器进水管1；厌氧反应器37上部位于厌氧反应器液面7的下部外接有水封管12，水封管12顶部设置有废气排放口11，侧部接出厌氧反应器出水分配立管13，厌氧反应器出水分配立管13端部分两路出水，一路接出厌氧反应器出水回流管道14，另一路接出厌氧反应器出水排放管道15；锅状污泥斗4底部接出有厌氧反应器底部钙化污泥排放管道38；废水从锅状污泥斗4的布水狭缝502平行切线方向喷射而出，并在整个“锅状”布水系统内部形成沿狭缝喷射方向的旋转流，从而锅内的厌氧颗粒污泥可以有效与进水混合、传质，并将废水中的有机污染物降解为水和二氧化碳，并产生大量的沼气。“锅状”布水系统不仅保障了厌氧颗粒污泥与废水有效的搅拌、混合和传质效果，而且可以使那些钙化的、颗粒重量大的钙化颗粒污泥沉降至锅状布水系统的底部，以利于将失效的钙化颗粒污泥及时排出厌氧反应器，从而维持厌氧反应器内有效颗粒污泥的浓度，这对厌氧反应器的正常运行非常重要；废气排放口11位于厌氧反应器37外部的水封管12中会含有少量废气，可从水封管12顶部排放至大气；水封管12用于维持厌氧反应器内部的沼气压力，常规设置的厌氧反应器内部的沼气压力为50mbar；厌氧反应器出水分配立管13用于将厌氧出水分配至两个不同用途的出水管，一个是用于利用厌氧产生的碱度以及保障厌氧反应器内厌氧反应器出水回流管道14，另一个是厌氧反应器37处理后的厌氧出水，以送至后续好氧处理系统进行进一步处理；厌氧反应器内厌氧反应器出水回流管道14是厌氧反应器出水分配立管分出的厌氧出水回流水管道，一是充分利用厌氧系统产生的碱度以达到减少药品消耗的目的，二是通过回流部分循环水以满足厌氧反应器内部上升流速的要求。该新型厌氧反应器系统正常运行条件下的水力上流流速为4～10m/h，根据废水浓度不同以及钙化污泥的性质而变化。

厌氧反应器进水管1为原废水+循环废水混合管道，采用厌氧工艺处理高浓度有机废水过程中，往往通过循环部分厌氧出水与原废水进行混合，这样的目的有三：一是满足厌氧颗粒污泥反应器厌氧污泥和进水混合强度及传质要求，以使厌氧微生物能快速降解废水中的有机污染物；二是满足厌氧反应器自身内部上升流速的要求，如IC内循环厌氧反应器要求内部的液体上升流速为6～20m/h，EGSB颗粒污泥床厌氧反应器内部液体的上升流速要求3～8m/h，UASB上流式厌氧污泥床反应器内部液体流速要求0.5～1.5m/h，通过循环部分厌氧出水以达到设计厌氧反应器内部的上升流速；三是充分利用厌氧出水中含有的碱度，碱度是厌氧微生物降解有机物过程中产生二氧化碳、硫化氢、氨氮等引起的可缓冲废水pH的碱度，挥发性有机酸和碱度的控制在厌氧工艺处理高浓度有机废水中非常重要，常规正常运行的厌氧反应器内部碱度为2500～5000mg/L。通过回流部分厌氧出水可以利用出水中含有的碱度，以减少调节废水pH需要的化学品，如节约盐酸或氢氧化钠的消耗。布水器5位于“锅状”布水系统内壁，并沿内部平行切线方向布置，每个狭缝布水器上设置若干个布水狭缝，每个狭缝处诱因的雷诺数设置不低于50000，以保障局部流体的混合效果。

厌氧反应器出水排放管道15：经过厌氧处理后的废水，同时含有在厌氧反应器内未能沉淀的细小颗粒污泥，从厌氧反应器出水分配立管分出后，被送至后续的泥水分离装置。

厌氧反应器进水管1将部分作为循环用的厌氧出水与要处理的原废水入水管19的废水在回流水与原废水循环混合池20内混合均匀并达到一定的预酸化度后，通过提升泵将混合废水提升至厌氧反应器37。厌氧反应器进水管1上安装测量进水流量的流量计FIT、测量进水pH的pH传感器以及测量进水温度的传感器TT，以保障厌氧反应器进水水质满足厌氧工艺的要求。

其中，厌氧反应器底部钙化污泥排放管道38可方便地从厌氧反应器底部将钙化的失效厌氧污泥及时排出厌氧反应器，同时补充新鲜的厌氧颗粒污泥以保障厌氧反应器内维持足够的有效厌氧颗粒污泥总量，确保厌氧反应器的去除效果。

其中，配水连接管2：来自厌氧反应器进水管1的废水被均匀分配至连接管3，并从与各进水支管相连接的“锅状”布水器的布水狭缝502沿切线方向喷射而出。

泥水分离装置包括安装于支脚33上部进行固定的污泥收集斗32、安装于污泥收集斗32顶部的泥水分离装置主体29、设置于泥水分离装置主体29顶部并由盖板支撑块26支撑的废气收集盖板23、竖直设置于泥水分离装置主体29内将内部空间隔成泥水逆向流分离区211和两侧泥水同向流分离区208的分离区隔板210、布置于泥水逆向流分离区211和泥水同向流分离区208内并由设置于污泥收集斗32顶部的支撑块31支撑的可拆卸式的泥水分离模块30；泥水分离装置主体29内位于内液面40下方以及泥水分离模块30上方之间设置有泥水分离装置出水管27以及两侧的泥水分离装置进水管25；污泥收集斗32底部接出有污泥收集输送管34；分离区隔板210用于隔离泥水逆向流分离区211和泥水同向流分离区210，保障各功能区的功能；泥水逆向流分离区211，该分离区设置斜板或斜管类型的泥水分离模块，泥水沿斜板或斜管向下流动，厌氧出水中含有的部分沼气和二氧化碳沿斜板或斜管上升并在废气收集盖板23下方汇集，脱气后的泥水混合物将更易进行泥水分离；泥水同向流分离区210该区为厌氧污泥和废水分离的主分离区，由于位于两侧的同向流分离器具有脱气功能和初步泥水分离功能，因此该区域的泥水分离效果更好，废水中含有的污泥可有效沉降于泥水分离装置底部的污泥收集斗32；

其中，泥水同向流分离区208：该分离区设置斜板或斜管类型的泥水分离模块，泥水沿斜板或斜管向下流动，厌氧出水中含有的部分沼气和二氧化碳沿斜板或斜管上升并在废气收集盖板23下方汇集，脱气后的泥水混合物将更易进行泥水分离；

其中，泥水逆向流分离区211：该区为厌氧污泥和废水分离的主分离区，由于位于两侧的同向流分离器具有脱气功能和初步泥水分离功能，因此该区域的泥水分离效果更好，废水中含有的污泥可有效沉降于泥水分离装置底部的污泥收集斗32；

泥水分离装置主体29：由于厌氧反应器内部除底部设置“锅状”布水系统外，整体的厌氧反应器为“空体”结构，厌氧反应器内部没有其他保留厌氧污泥的措施(如三相分离器)，以避免钙化引起的罐内设施和管道的清理问题，该新型发明的厌氧反应器将泥水分离装置设置在厌氧反应器外部，通过分离、沉淀、回流分离出的厌氧污泥返回到厌氧反应器，以保障厌氧反应器内的污泥浓度。同时考虑到废水中含有的高浓度钙离子会产生碳酸钙并附着于泥水分离装置，该发明将所有的泥水分离模块和管道都设置成可拆卸式安装，以便于及时清理各部件因钙化造成的堵塞和影响；

泥水分离装置进水管25经由带法兰盘的进水支管205连接后与厌氧反应器出水排放管道15相连；泥水分离装置出水管27外接带法兰盘的出水收集管212；出水收集管212用于收集泥水分离后的厌氧出水；

回流水与原废水循环混合池20外接出第一连接管16与厌氧反应器出水回流管道14相连通，回流水与原废水循环混合池20和清洗剂存储罐35分别外接出第二连接管41、清洗液冲洗管道36与厌氧反应器进水管1相连；第一连接管16：从厌氧反应器出水分配立管分出的循环水，沿厌氧反应器回流水至循环池管道被送至循环池，与原废水混合，以利用厌氧出水中含有的碱度。

其中，锅状污泥斗4外部侧壁与厌氧反应器37底部内侧壁之间形成空腔，配水连接管2、连接管3布置于空腔内，锅状污泥斗4顶部通过圆盘与厌氧反应器37内周侧壁焊接密封。

如附图标记17所示，为“锅状布水系统”诱导的罐内流体流动方向17：由锅状布水系统“锅内”流动方向诱因的厌氧反应器“锅状”布水系统中下部的旋流方向，这种旋流的作用会沿上升方向逐步减弱。

如图附图标记18所示，为“锅状布水系统”诱导的布水系统“锅内”流体流动方向：原废水和循环回流水组成的混合废水，在厌氧反应器供料泵的作用下被提升至厌氧反应器并被分配至各狭缝布水器，自布水狭缝沿与“锅状”布水系统内部平行切线方向喷射而出，从而在“锅状”布水系统内部形成沿顺时针或逆时针方向的流体流态。

其中，厌氧反应器37顶部安装有泡沫喷淋水入口9、与厌氧反应器37内沼气储存室8相连通的沼气出口10、用于检测厌氧反应器内顶部沼气储存室8沼气压力的沼气压力传感器42、用于检测厌氧反应器37内顶部产生的泡沫的电导式泡沫探测器43；沼气储存室8位于密闭式厌氧反应器37的顶部，用于储存厌氧产生的沼气；泡沫喷淋水入口9用于连接喷淋水，当反应器内的泡沫探测器LT探测到反应器顶部的泡沫时，连接消泡喷淋水的自控阀门自动打开以消除液体表面的泡沫。消泡也可以通过投加消泡剂实现消泡的目的；沼气出口10用于将沼气送至沼气火炬或沼气利用系统。

其中，第二连接管41上安装有用于检测进水流量的第一流量计44、用于检测进入厌氧反应器37废水pH值的pH传感器45、用于检测进入厌氧反应器37废水温度的温度传感器46；第一连接管16上安装有用于检测进入回流水与原废水循环混合池20回流水流量的第二流量计47。

其中，回流水与原废水循环混合池20外接有原废水入水管19，回流水与原废水循环混合池20内部安装有搅拌混合器21；回流水与原废水循环混合池20作用一方面是将要处理的原废水与混合回流水混合，利用回流水中的碱度，以达到减少调节原废水需要的化学品用量，二是保证厌氧反应器内部上升流速的需要；

其中，厌氧反应器37为仅装备“锅状”布水系统的“空体”厌氧反应器，除底部的“锅状”布水系统外，厌氧反应器内部没有其他设备或管道，避免其他设备或管道结垢后的清理问题。在厌氧反应器的顶部设置用于检测内部沼气压力的压力传感器PT以及用于探测厌氧反应器液面上部泡沫产生情况的泡沫探测器LT。

其中，清洗剂存储罐35内置有清洗剂，清洗剂包括草酸、柠檬酸中任意一种；清洗剂存储罐35用于储存草酸或柠檬酸的储存装置，以在厌氧反应器锅状布水系统狭缝布水器被碳酸钙堵塞时进行冲洗，以清理狭缝或连接管道内的碳酸钙结构物。

其中，泥水分离模块30采用不锈钢材质蜂窝状斜管填料，不锈钢材质蜂窝状斜管填料中单个蜂窝管301由上至下壁厚逐渐变薄，即截面口径逐渐增大；所述泥水分离模块30上方设置有吊耳28；吊耳28用于将第三泥水逆向流分离区分离模块方便地进行吊装，以便于安装、清理或更换；泥水分离模块30按功能分为两种形式，位于泥水分离装置两侧的泥水分离模块，是泥水同向流分离模块，其功能之一是污泥和废水进行分离，功能之二是废水含有的废气被脱除，以利用后续泥水进行有效分离。位于泥水分离装置的中部为泥水逆向流分离模块，该区域废水与废水中含有的厌氧污泥被有效分离，废水被上部收集管收集后送至后续好氧处理系统，污泥沉入底部泥斗，可以回流至厌氧反应器或送至污泥处理处理系统。

其中，废气收集盖板23上部设置有盖板通风口22和废气抽出口24。

其中，泥水分离装置进水管25横向水平设置于泥水同向流分离区208的泥水分离模块30上方；泥水分离装置出水管27横向水平设置于泥水逆向流分离区211的泥水分离模块30上方；盖板通风口22用于当抽吸废气收集盖板下部废气时的通风口；废气收集盖板23位于泥水分离装置顶部，用于收集厌氧出水中散逸的废气；废气抽出口24用于将盖板收集的废水抽出并处理。

其中，泥水分离装置进水管25的下部横向均布开设有第一开孔251，第一开孔251位于内液面40下方400mm处；泥水分离装置出水管27的上部横向均布开设有第二开孔271，第二开孔271位于内液面40下方200mm处。

有益效果：

1、本发明的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统解决了目前国内造纸行业生产废水厌氧处理过程中，采用IC内循环厌氧反应器或EGSB厌氧反应器运行过程中造成厌氧反应器内部管道、三相分离器被碳酸钙堵塞的问题，为国内处理该类含高浓度钙离子工业废水提供了一种新的厌氧反应器处理系统及装置，可有效避免常规厌氧反应器出现的堵塞问题。

2、本发明的氧反应器内部除布水系统外，采取“空体”结构，取消了其他厌氧反应器复杂的内部管道和三相分离器结构，将厌氧污泥和厌氧出水分离装置外置，可避免由于钙离子浓度高引起的厌氧反应器内部管道和三相分离器堵塞而难以清理的问题，外部设置的可拆卸式泥水分离装置使用、维护和清理变得简单、方便。

3、本发明采用带除垢清洗功能的“锅状”布水系统，不仅使厌氧反应器底部具有很好的混合、搅拌和传质效果，还可将钙化后的较沉颗粒污泥沉淀在“锅状”布水系统的底部，方便排出厌氧反应器，以保障厌氧反应器需要的有效颗粒污泥量。

4、本发明真正解决了造纸行业废水厌氧处理中遇到的厌氧反应器内部管道和三相分离器堵塞后难以清理导致厌氧反应器失效的问题，是一种新型且适用的厌氧处理含高浓度钙离子造纸废水的厌氧反应器系统和装置。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，包括安装于混凝土支撑平台(39)上的内置有厌氧颗粒污泥(6)的厌氧反应器(37)、回流水与原废水循环混合池(20)、清洗剂存储罐(35)、泥水分离装置；

所述厌氧反应器(37)内底部设置有呈“圆锥体”型的锅状污泥斗(4)，沿锅状污泥斗(4)内壁上环绕设置有若干由上至下平行切线方向设置的布水器(5)；所述布水器(5)包括设置于锅状污泥斗(4)内壁上呈由上至下平行切线方向设置的配水管(501)、均布设置于配水管(501)侧部的布水狭缝(502)、贯穿锅状污泥斗(4)内壁与配水管(501)相连通的带有法兰盘的连接管(3)；所述连接管(3)端部连接有配水连接管(2)，所述配水连接管(2)连接厌氧反应器进水管(1)；所述厌氧反应器(37)上部位于厌氧反应器液面(7)的下部外接有水封管(12)，所述水封管(12)顶部设置有废气排放口(11)，侧部接出厌氧反应器出水分配立管(13)，所述厌氧反应器出水分配立管(13)端部分两路出水，一路接出厌氧反应器出水回流管道(14)，另一路接出厌氧反应器出水排放管道(15)；所述锅状污泥斗(4)底部接出有厌氧反应器底部钙化污泥排放管道(38)；

所述泥水分离装置包括安装于支脚(33)上部进行固定的污泥收集斗(32)、安装于污泥收集斗(32)顶部的泥水分离装置主体(29)、设置于泥水分离装置主体(29)顶部并由盖板支撑块(26)支撑的废气收集盖板(23)、竖直设置于泥水分离装置主体(29)内将内部空间隔成泥水逆向流分离区(211)和两侧泥水同向流分离区(208)的分离区隔板(210)、布置于泥水逆向流分离区(211)和泥水同向流分离区(208)内并由设置于污泥收集斗(32)顶部的支撑块(31)支撑的可拆卸式的泥水分离模块(30)；所述泥水分离装置主体(29)内位于内液面(40)下方以及泥水分离模块(30)上方之间设置有泥水分离装置出水管(27)以及两侧的泥水分离装置进水管(25)；所述污泥收集斗(32)底部接出有污泥收集输送管(34)；

所述泥水分离装置进水管(25)经由带法兰盘的进水支管(205)连接后与厌氧反应器出水排放管道(15)相连；所述泥水分离装置出水管(27)外接带法兰盘的出水收集管(212)；

所述回流水与原废水循环混合池(20)外接出第一连接管(16)与厌氧反应器出水回流管道(14)相连通，所述回流水与原废水循环混合池(20)和清洗剂存储罐(35)分别外接出第二连接管(41)、清洗液冲洗管道(36)与厌氧反应器进水管(1)相连。

2.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述锅状污泥斗(4)外部侧壁与厌氧反应器(37)底部内侧壁之间形成空腔，所述配水连接管(2)、连接管(3)布置于空腔内，所述锅状污泥斗(4)顶部通过圆盘与厌氧反应器(37)内周侧壁焊接密封。

3.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述厌氧反应器(37)顶部安装有泡沫喷淋水入口(9)、与厌氧反应器(37)内沼气储存室(8)相连通的沼气出口(10)、用于检测厌氧反应器内顶部沼气储存室(8)沼气压力的沼气压力传感器(42)、用于检测厌氧反应器(37)内顶部产生的泡沫的电导式泡沫探测器(43)。

4.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述第二连接管(41)上安装有用于检测进水流量的第一流量计(44)、用于检测进入厌氧反应器(37)废水pH值的pH传感器(45)、用于检测进入厌氧反应器(37)废水温度的温度传感器(46)；所述第一连接管(16)上安装有用于检测进入回流水与原废水循环混合池(20)回流水流量的第二流量计(47)。

5.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述回流水与原废水循环混合池(20)外接有原废水入水管(19)，所述回流水与原废水循环混合池(20)内部安装有搅拌混合器(21)。

6.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述清洗剂存储罐(35)内置有清洗剂，所述清洗剂包括草酸、柠檬酸中任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述泥水分离模块(30)采用不锈钢材质蜂窝状斜管填料，所述不锈钢材质蜂窝状斜管填料中单个蜂窝管(301)由上至下壁厚逐渐变薄，即截面口径逐渐增大；所述泥水分离模块(30)上方设置有吊耳(28)。

8.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述废气收集盖板(23)上部设置有盖板通风口(22)和废气抽出口(24)。

9.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述泥水分离装置进水管(25)横向水平设置于泥水同向流分离区(208)的泥水分离模块(30)上方；所述泥水分离装置出水管(27)横向水平设置于泥水逆向流分离区(211)的泥水分离模块(30)上方。

10.根据权利要求1所述的一种处理含高浓度钙离子造纸废水的新型厌氧反应器工艺系统，其特征在于，所述泥水分离装置进水管(25)的下部横向均布开设有第一开孔(251)，所述第一开孔(251)位于内液面(40)下方400mm处；所述泥水分离装置出水管(27)的上部横向均布开设有第二开孔(271)，所述第二开孔(271)位于内液面(40)下方200mm处。

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