CN1234622C - 一种提高上流式厌氧污泥床处理效率的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于废水生物处理技术领域，具体为一种利用零价铁提高上流式厌氧污泥床处理效率的方法及其装置。本发明是通过对现有上流式厌氧污泥床处理反应器(UASB)系统进行一项简单改造来实现的，在UASB系统的水力循环装置循环路径中加入零价铁，即在其水力循环路径中加入一个零价铁容器，内置细铁丝或铁粉等形式的零价铁，使待处理废水流经零价铁容器，与其中的零价铁接触，再流回反应器。本发明是采用添加零价铁的方法对上流式厌氧污泥床工艺进行改进并提高处理效率，可使UASB系统处理效率提高10～16%，对原有设备结构和运行条件没有大的改变，成本增加也很少。

Description

一种提高上流式厌氧污泥床处理效率的方法及其装置

技术领域

本发明属于废水生物处理技术领域，具体为一种利用零价铁提高上流式厌氧污泥床处理效率的方法及其装置。

背景技术

废水厌氧生物处理技术是实现去除有机污染、降低运行成本的有效途径，已在国内外工业和生活废水处理中获得越来越广泛的应用。它具有设备结构简单、运行维护方便、占地面积小、不需曝气、剩余污泥少、生成甲烷等优点。厌氧生物处理技术被认为是未来可持续性环境生物技术的核心。

上流式厌氧污泥床处理技术(UASB)是废水厌氧生物处理技术的典型代表。自二十世纪70年代UASB技术被发明以来，通过不断改进而获得了长足发展，近年来UASB技术已经成为国内外厌氧处理的主流技术之一。

UASB技术的主要处理过程如下：待处理废水被引入UASB反应器的底部，向上流经由颗粒状或絮状污泥组成的污泥床，污水与污泥床相接触而发生厌氧反应并产生沼气(主要为甲烷和二氧化碳)，所产沼气上升而引起污泥床扰动并带动颗粒污泥上升，在三相分离器的作用下，颗粒污泥得以下降，回到污泥床区域，从而形成颗粒污泥的内部循环，所产沼气经过三相分离器后被收集再利用，污水经处理后排出系统。一般来讲，UASB反应器需要由一个水力循环装置来保持一个稳定的升流速度，从而得以形成并保持沉淀性能良好的颗粒污泥，这是正常运行UASB系统的一个关键。如图1所示，现有UASB反应器系统一般主要包括以下几部分：进水和配水装置1、水力循环装置2、反应器主体及颗粒污泥床3、三项分离器4，以及沼气收集装置5、出水口6。

但是，目前UASB技术在其进一步广泛推广应用中尚有一些局限性，如：在温度较低、有机负荷较低或废水中难降解成分较多的情况下，其处理效率不理想。近年来，各国科学家和技术人员分别从不同角度开展研究，以进一步提高上流式厌氧污泥床的处理效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用零价铁提高上流式厌氧污泥床处理效率的方法及其装置，在温度较低、有机负荷较低或废水中难降解成分较多的情况下，其处理效率仍比较理想。

本发明的技术方案是：

一种提高上流式厌氧污泥床处理效率的方法，在上流式厌氧污泥床处理反应器系统的水力循环装置循环路径中加入零价铁，使污水在厌氧条件下流经回流系统时与零价铁充分接触，然后再流回反应器与颗粒污泥相接触并获得处理。

所述零价铁为铁丝、铁粉或铁屑。

上述方法采用的装置，在上流式厌氧污泥床处理反应器系统的水力循环装置循环路径中加入一个零价铁容器，容器内放置零价铁。

所述零价铁容器保持密闭，并有阀门和开口。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明方法是利用零价铁在厌氧条件下形成的一些特殊加强效应，使污水在厌氧条件下流经UASB回流系统时与零价铁充分接触，然后再流回反应器与颗粒污泥相接触并获得处理，使UASB系统的污水处理效率获得提高。它利用添加零价铁的方法对上流式厌氧污泥床工艺进行改进并达到提高处理效率的目的，实验室的已有研究结果表明：改进后的UASB系统可使处理效率提高10～16％，并且，这种改进对原系统的设备结构和运行条件影响很小，成本增加也很小。

2、本发明装置是在现有UASB反应器系统的水力循环路径中加入一个辅助装置-零价铁容器，容器内放置细铁丝、铁粉或铁屑等多种形式的零价铁，使待处理废水流经零价铁容器，与其中的零价铁相接触，零价铁容器可以有多种形状和大小，这需要与反应器的运行参数相匹配，零价铁容器保持密闭，并有阀门和开口，便于定期添加和更换零价铁。

附图说明

图1.现有UASB反应器系统示意图。

图2.改进后的UASB反应器系统示意图。

具体实施方式

在UASB系统的运行过程中，一般需要由水力循环装置来保持一个稳定的升流速度(一般为0.1～5m/h)，本发明是通过在水力循环路径中加入零价铁，通过在厌氧条件下零价铁对污水厌氧处理的多种特殊加强效应来实现提高上流式厌氧污泥床处理效率的目的。如图2所示，改进后的UASB反应器系统包括进水和配水装置1、水力循环装置2、反应器主体及颗粒污泥床3、三相分离器4、沼气收集装置5、出水口6、零价铁容器7，零价铁被放置于位于水力循环路径中的一个密闭零价铁容器7中，零价铁可以采用多种不同形式的零价铁，如铁粉、铁屑、细铁丝等，只要具有较大的比表面积即可，这里对零价铁形式的要求不严格。当污水不断流经这个零价铁容器时，与零价铁相接触。在厌氧条件下，零价铁可能具有如下几种特殊效应：1)产生氢气，进而促进产甲烷作用，2)减少污染物毒性，促进其降解，3)加强污染物的絮凝作用。

本发明以实验室测试研究结果为依据，证明了其提高污水处理效率的可行性。通过采用了两个反应器的比较研究，两个反应器中一个是应用了零价铁的反应器，另一个是不采用零价铁的对照反应器，应用了零价铁的反应器除了比对照反应器多出一个内置铁粉、铁屑或细铁丝的零价铁容器外，其它组成结构和运行条件均与对照反应器完全相同。

经过了38天的实验室测试水平的实验运行，获得以下主要运行参数和运行结果等实验数据，证明了本发明可显著提高处理效率：

表1.应用零价铁反应器和对照反应器的主要运行参数

运行参数	第一阶段(0～16天)(n＝8*)	第二阶段(16～38天)(n＝11)
			升流速度(m/h)	1	1
进水COD(mg/L)	405(83)**	562(75)
			容积负荷(g/L·day)	1.027(0.166)	1.386(0.201)
水力停留时间(小时)	9.4(0.5)	9.8(1.4)
			温度(℃)	32	32

^*：n是参数测定的次数；

^**：括号内为标准差。

表2.应用零价铁反应器和对照反应器的主要运行结果

测定参数(0～38天，n＝19*)	应用零价铁的反应器	对照反应器	相对于对照反应器的增加百分比
				CH4产生量(L/L·day)	0.257(0.150**)A***	0.236(0.129)B	9.1％
出水CODt(mg/L)	58(19)A	69(16)B	-16.0％
				出水CODs/CODt(％)	39.5(3.9)A	46.3(3.6)B	-14.6％
COD去除率(％)	87.9(4.3)A	85.6(3.5)B	2.6％

^*：n是参数测定的次数；

^**：括号内为标准差；

^***：不同字母表示两组数据平均值的差异显著性水平达到5％。

Claims (4)

1、一种提高上流式厌氧污泥床处理效率的方法，其特征在于：上流式厌氧污泥床处理反应器系统的水力循环装置循环路径中加入零价铁，使污水在厌氧条件下流经回流系统时与零价铁充分接触，然后再流回反应器与颗粒污泥相接触并获得处理。

2、按照权利要求1所述方法，其特征在于：零价铁为铁丝、铁粉或铁屑。

3、按照权利要求1所述方法采用的装置，其特征在于：上流式厌氧污泥床处理反应器系统的水力循环装置循环路径中加入一个零价铁容器，容器内放置零价铁。

4、按照权利要求3所述装置，其特征在于：零价铁容器保持密闭，并有阀门和开口。

Images