CN1289730A - 垂直折流生化反应器污水厌氧－好氧串联处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明将垂直折流生化反应器根据处理污水种类不同和要求不同而组成厌氧－好氧串联工艺过程,用于处理高浓度有机废水,特别是含硫酸盐及其它硫化物的高浓度有机废水处理更具有优越性。厌氧段采用了生物气搅拌及循环脱硫化氢工艺,使生化处理效率大大提高并排除了硫化氢的生物抑制作用,好氧段保证了深度处理的水质要求,该工艺还可用于生物脱氮过程,其广泛的实用性和优异的工艺特性,可以满足各类污水厌氧处理需要。
Description
本发明属于环境工程中的高效厌氧-好氧串联污水处理过程与工艺。
水污染与水资源短缺是当今世界面临的重大社会问题，我国大部分江河湖海都遭受到程度不同的污染，520个大中城市中，有300个城市缺水，100个城市严重缺水。严重的水污染更加剧了水资源短缺，反之水资源不足又加重了水污染，形成恶性循环。因此污水处理不仅是解决环境污染问题，也是解决水资源短缺问题的关键。污水处理中应用最广最经济的方法是生物处理法，它经历了近百年的沿革与变迁，目前已成为环境污染控制的最关键技术。然而，更高的处理效率，更低的处理成本仍然是人们一直追求的目标。
垂直折流多功能生化反应器(VTBR)是我们基于固定膜式生物反应器、上流式污泥膨胀床(UASB)、深井曝气、气体吹脱脱硫等基本原理所发明的，它对UASB、深井曝气等工艺进行了改进，使其技术先进性、经济性、适用性都远远超过了UASB和深井曝气过程。特别是对于含硫酸盐的高浓度有机废水处理，厌氧VTBR可以方便的脱除硫化氢，减少其对厌氧生化处理的毒害作用，好氧VTBR处理进一步降低污染物浓度，达到所需要的处理水平，因而使串联工艺具有广泛的实用性、可靠性和经济性。同时，对于含氮废水可是实现反硝化脱氮(厌氧段)-硝化(好氧段)过程，只要控制合适的回流比，就可以保证脱氮效率。
垂直折流生化反应器厌氧-好氧串联污水处理工艺可以这样来实现：
其基本工艺过程见图1：图中：1-污水泵，2-第一级厌氧垂直折流生化反应器，3-射流混合器，4-空压机，5-连接管，6-第二级厌氧垂直折流生化反应器，7-最后一级厌氧垂直折流生化反应器，8-出水管，9-排气管，10-射流混合器，11-空压机，12-一级好氧垂直折流生化反应器，13-连接管，14-二级好氧垂直折流生化反应器，15-末级好氧垂直折流生化反应器，16-排水管，17-排气管，18-生物气储罐，19-脱硫塔。
污水经污水泵(1)送到第一级厌氧VTBR(2)的底部，在进水管线上用射流混合器(3)将空压机(4)送来的生物气与污水混合，气水混合物从第一级厌氧VTBR(2)底部进入，从顶部排出，再流过特定直径的连接管(5)，进入第二级厌氧VTBR生化反应器(6)，依次流到最后一级(7)，污水从距离顶部1-2米处的出水管(8)流出，气体在顶部排空口(9)排出。从出水口(8)流出的污水再送到好氧VTBR，在进水管线上用射流混合器(10)将空压机(11)送来的空气与污水混合，气水混合物从好氧第一级VTBR(12)底部进入，从顶部排出，再流过连接管(13)进入第二级VTBR生化反应器(14)，依次类推直到最后一级(15)，污水从距离顶部1-2米处的出水管(16)流出，气体在顶部排空口(17)排出。从厌氧段排气口(9)排出的生物气进入储气罐(18)，然后被空压机(4)送到脱硫塔(19)中脱除硫化氢，再经射流混合器(3)进入厌氧段进行生物气搅拌及吹脱硫化氢。
本工艺除了用于高浓度有机废水进行厌氧、好氧二级处理外，也可用于反硝化(厌氧)-硝化(好氧)生物脱氮处理工艺，此时污水采用从好氧出水部分回流到厌氧进水口的方式，根据脱氮率的要求采用不同的回流比，理论上回流比1∶1时，脱氮率50％，4∶1时，脱氮率75％，8∶1时。脱氮率87．5％。
本工艺厌氧段一般为3级，好氧段根据需要可以采用4-6级，级数选取的原则是保证水力停留时间在生化脱除能力的范围内或设计脱除负荷在1．5公斤COD／立方米容积·天(一般化工难生物降解污水)和5．0公斤COD／立方米容积·天(一般易生物降解污水)。
对于常见工业污水采用该工艺的工艺参数计算见表1：
表1。VTBR厌氧-好氧串联污水处理装置工艺设计参数计算举例本发明所达到的效果为：
该生化反应器生物量大，脱除负荷高：因为UASB不能装填填料，而VTBR可任意装填填料，使单位容积生物量高达10-20克／立升，相应的厌氧处理段容积脱除负荷升高到10-35公斤／立方米，天(BOD=5，000-100，000毫克／立升)，相应的好氧处理段容积负荷升高到1．5-5．0公斤BOD／立方米·天。
该工艺采用厌氧段处理高浓度有机废水，污染物降低后再用好氧段作深度处理，可以保证处理水平达到国家规定的排放标准(COD=100毫克／立升)。
该工艺进行生物脱氮时，按照脱氮负荷0．05-1．5公斤氮／立方米填料，天进行设计，具体参数要根据进水浓度和水量参考表1的计算方法进行计算，脱氮后污水达到15毫克氨氮／立升的排放标准。
该生化反应器无异味污染：该工艺采用密闭的设备，利于气体收集回用或高空排放，且处理车间无任何异味。
该工艺特别适用于高含硫废水的厌氧处理：由于采用循环气搅拌及脱硫塔，使抑制厌氧处理生物生长的硫化氢得到有效脱除，大大的提高了处理效果，脱硫率高达95％以上(根据循环气液比还可以进一步调整和提高)。
采用生物气搅拌使得气液固三相传质效率大大提高，有利于污染物的厌氧分解过程，提高容积负荷，根据污水浓度及特性不同，生物脱除容积负荷可以在10-35公斤／立方米，天之间调整。
综上所述，该工艺可以在经济的前提下替代目前的厌氧-好氧串联生化处理设备与工艺。
实施例
污水处理量为100吨／小时，污水中有机物浓度(以BOD表示)在5000毫克／立升，采用的VTBR厌氧工艺的流程图见附图1所示。经计算，当污水处理后要求BOD为60毫克／立升时，日脱除BOD总量为11856公斤，厌氧段BOD脱除容积负荷为10公斤／立方米填料／天，所需厌氧VTBR的有效容积为960立方米，采用3塔工艺，每塔高度10米，则单体的直径为6．4米，单塔有效容积320立方米。好氧段BOD脱除负荷为1．5公斤／立方米填料，天，所需好氧VTBR的有效容积为1440立方米，采用4塔工艺，每塔高度10米，直径6．8米，单塔容积360立方米。其基本工艺过程见图1，污水经污水泵(1)送到第一级厌氧VTBR(2)的底部，在进水管线上用射流混合器(3)将空压机(4)送来的生物气与污水混合，气水混合物从第一级厌氧VTBR(2)底部进入，从顶部排出，再流过特定直径的连接管(5)进入第二级厌氧VTBR生化反应器(6)，依次流到最后一级(7)，污水从距离顶部1-2米处的出水管(8)流出，气体在顶部排空口(9)排出。从出水口(8)流出的污水然后送到好氧VTBR，在进水管线上用射流混合器(10)将空压机(11)送来的空气与污水混合，气水混合物从好氧第一级VTBR(12)底部进入，从顶部排出，再流过特定直径的连接管(13)进入第二级VTBR生化反应器(14)，依次类推直到最后一级(15)，污水从距离顶部1-2米处的出水管(16)流出，气体在顶部排空口(17)排出。从厌氧段排气口(9)排出的生物气进入储气罐(18)，然后被空压机(4)送到脱硫塔(19)中脱除硫化氢，再经射流混合器(3)进入厌氧段进行生物气搅拌及吹脱硫化氢。
Claims (3)
1、一种用于污水进行厌氧-好氧串联的处理工艺，其特征在于本工艺是将BOD浓度为5，000100，000毫克／立升的污水，按实际需要的处理量经污水泵送到第一级厌氧垂直折流生化反应器的底部，在进水管线上用射流混合器将空压机送来的生物气与污水混合，气水混合物从第一级厌氧垂直折流生化反应器底部进入，从顶部排出，经连接管进入第二级厌氧垂直折流生化反应器，然后依次流到第三级，污水从距离顶部1-2米处的出水管流出，气体由顶部排空口排出。从出水口流出的污水再送到好氧垂直折流生化反应器，在进水管线上用射流混合器将空压机送来的空气与污水混合，气水混合物从好氧第一级垂直折流生化反应器底部进入，从顶部排出，再流经连接管进入第二级垂直折流生化反应器，依次类推直到最后一级，污水从距离顶部1-2米处的出水管流出，气体在顶部排气管排出。从厌氧段排气口排出的生物气进入储气罐，然后被空压机送到脱硫塔中脱除硫化氢，再经射流混合器进入厌氧段进行生物气搅拌及吹脱硫化氢；厌氧段的压力范围为0-0．5MPa，好氧段的压力范围为0-1．0MPa，污水的温度可以是15-45℃，停留时间为6-65小时。
2、按照权利要求1所述的污水厌氧-好氧串联处理工艺，其特征在于垂直折流生化反应器单体的直径为6-14米，高度为10-15米，内装填料，使单体的单位容积生物量达10-20克／立升，厌氧段的垂直折流生化反应器单体一般采用3级，好氧段则采用4-6级。
3、按照权利要求1所述的污水厌氧-好氧串联处理工艺，其特征在于为保证水力停留时间的生化脱除能力，厌氧段脱除容积负荷为10-35公斤BOD／米3·天；好氧段脱除容积负荷1．5-5．0公斤BOD／米3·天。
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| CN108821518A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-16 | 翟舒羽 | 一种水体污染原位净化装置 |
| CN112679049A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-20 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种多级厌氧与多级好氧串联耦合mbr处理焦化废水的方法 |
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