CN202688095U - 一种用于印染废水处理的高效生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于印染废水处理的高效生物反应器，其特征在于，包括厌氧折流板生物反应区和动态膜生物反应区，厌氧折流板生物反应区的一侧连接进水管，所述的厌氧折流板生物反应区包括至少两个折流室以及回流室，回流室连接动态膜生物反应区，动态膜生物反应区经由设于其中间部位的竖直的隔板分为缺氧功能区和好氧功能区，好氧功能区设于缺氧功能区的出水侧，好氧功能区内设有无纺布膜组件以及设于无纺布膜组件下方的穿孔曝气管，无纺布膜组件与出水系统相连。本实用新型集厌氧、缺氧和好氧为一体，具有稳定的生物截留能力、良好的生物功能分布、高效的处理能力，特别是在高负荷、高色度、难降解的印染废水处理方面具有独特的优势。

Description

一种用于印染废水处理的高效生物反应器

技术领域

本实用新型涉及一种用于印染废水处理的高效生物反应器，属于废水生物处理领域。 

背景技术

纺织行业是我国传统的支柱行业之一，水资源取用量居全国的各行业的第二位，废水排放量居全国第六位，其中印染废水占全国纺织废水排放的80%，为当前重要的水体污染源之一，我国纺织工业的迅速发展，使环境污染问题也愈发突出。印染废水的主要有印染，漂洗及退浆废水等工序废水混合而成，具有生化性低，有机物成分高，水质水量不稳定，在处理技术上比较困难。目前，应用印染废水的处理方法，主要有物理化学法、化学法和生物法，而实际工程应用上，真正用于工业化生产的工艺都是几种工艺的结合。使废水处理系统的基建成本高，运行管理繁琐，大大增加了企业投资成本。 

生物法处理印染废水，具有投资成本低，耗能少，处理效果等显著优点而受到了广泛的关注，同时也是当今国内外实际工程应用主要方法。随着工业化的发展，废水生化性减小，水质水量变化大，决定了应用上将几种生物处理技术组合成一套工艺。然而，目前废水生物处理技术大多单独的针对某个厌氧，缺氧和好氧工艺进行研究或改进，同时具备厌氧，缺氧和好氧三种功能的处理工艺较少。

本实用新型针对以上背景，开发了一种同时具备厌氧、缺氧和好氧功能的生物反应器，结合折流板厌氧反应器与动态膜生物反应器各自的优点，设计一种适合印染废水处理的高效生物反应器，在处理高色度、生化性差的印染废水具有独特的优势，实现印染废水的深度处理。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于印染废水处理的高效生物反应器，其结构简单，具有良好的污泥截留性能、较高的抗冲击负荷能力、优良的水力流态，处理效果效率高，特别在处理色度大的印染废水方面具有独特的优势。 

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于印染废水处理的高效生物反应器，其特征在于，包括厌氧折流板生物反应区和动态膜生物反应区，厌氧折流板生物反应区的一侧连接进水管，所述的厌氧折流板生物反应区包括通过竖直的隔板分隔开的至少两个折流室以及设于尾端的折流室出水侧的回流室，折流室内设置有竖直的中间挡水板，折流室上流方向区域上部设有填料层，折流室接种有厌氧颗粒污泥，回流室后端连接动态膜生物反应区，动态膜生物反应区接种有好氧污泥，好氧污泥的底端设有排泥系统，动态膜生物反应区经由设于其中间部位的竖直的隔板分为缺氧功能区和好氧功能区，好氧功能区设于缺氧功能区的出水侧，好氧功能区内设有无纺布膜组件以及设于无纺布膜组件下方的穿孔曝气管，无纺布膜组件与出水系统相连，穿孔曝气管与曝气系统相连。

进一步地，所述的曝气系统包括曝气泵，曝气泵的出气管分为两个支管，其中一个支管与穿孔曝气管相连，该支管上设有曝气阀，另一个支管连接无纺布膜组件，该支管上设有反冲洗气阀。

进一步地，所述的回流室内设有回流管路的一端，回流管路的另一端连接进水口，回流管路上设有回流泵和回流阀。形成一个内回流系统，根据不同水质条件，通过内回流系统控制废水回流量。

进一步地，所述的出水系统包括重力出水管路和负压出水管路，重力出水管路和负压出水管路的一端皆与无纺布膜组件相连，重力出水管路和负压出水管路的另一端皆与出水口相连，重力出水管路上设有重力出水阀，负压出水管路上设有负压出水泵和抽水阀。

进一步地，所述的各个折流室的底壁中间设有取泥口，折流室的侧壁上端设有沼气收集口，位于填料层下方的折流室侧壁上设有废水检测口。

进一步地，所述的折流室内的中间挡水板的上端连接折流室的顶壁，下端连接折流板，折流板与中间挡水板之间的夹角为135°，折流板的底端位于折流室上流方向区域的中部。

进一步地，所述的填料层的体积为折流室有效容积的30%～50%。

进一步地，所述的无纺布膜组件包括不锈钢框架，不锈钢框架的两侧设有无纺布膜，不锈钢框架的顶端连接出水系统。

与现技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

    （1）厌氧折流室的折流板的底端靠近上流方向折流室的中部，使得废水通过折流室底部中心进入，提高折流室的进水的均匀性。

（2）通过在上流方向折流室中、上部设置复合填料或弹性填料，使絮状微生物在填料上附着，有利于脱色微生物的固定，不仅提高了色度的去除效果，而且有效保证了厌氧折流反应区内的内微生物浓度。

（3）在厌氧折流反应区尾部设置了单独的回流室，减小了因回流产生对各个折流室的扰动，一定程度上减小了对后端动态膜反应区的冲击负荷，保证了动态膜反应区的稳定性。通过内回流作用改善系统水力条件，促进颗粒污泥的形成，水力死角小，容积利用率高，无返混现象，同时达到稀释进有毒物质、提高抗冲击负荷目的。

（4）在厌氧折流反应区的各个折流室中设置沼气口收集沼气生物能，并通过选用低杨程、高流量内回流泵，可以节省能耗，具有直接的经济效益。

（5）动态膜反应区的中间位置设置一个隔板，形成了好氧与缺氧两个功能区，使得整个反应器具有厌氧+缺氧+好氧（A/A/O）的功能，不仅有效地提高了对有机物的去除能力，而且具有脱氮除磷的功能。

（6）好氧功能区内的膜组件侧下方有两个穿孔曝气管，废水从缺氧功能区进入，从低端进入好氧功能区，并溢流回缺氧功能区，形成以一个循环水力流态，在保证反应器内流态的均匀性的同时，有效地增加了处理效果。

（7）好氧功能区内曝气系统采用侧下方曝气方式，不仅对膜组件两边的无纺布膜具有冲刷作用，而且提高了膜组件两侧的错流速度，减少了膜污染。

（8）好氧功能区的底端设有污泥沉淀系统，使反应过程中部分污泥沉降，污泥浓度不会过大，既对微生物有一定选择淘汰作用，同时降低了膜污染。

（9）好氧功能区的废水和污泥混合液在膜组件的无纺布表面形成动态膜以后，废水经膜过滤后进入正方体空腔，经过处理的水在重力作用下由排水系统自流排出，当膜组件的受到膜污染导致重力作用下导致出水量减小或者没有，可以开启并调节负压抽水泵，保证出手水量，避免了连续运行条件下，好氧箱体水位过高。

（10）膜组件还设置了反冲洗系统，当膜组件受到较严重的膜污染时，可以通过曝气泵充气的形式对膜组件进行反冲洗，减小对膜组件的卸载清洗或者替换，节省了运行成本。

（11）本实用新型集厌氧、缺氧和好氧为一体，具有稳定的生物截留能力、良好的生物功能分布、高效的处理能力，特别是在高负荷、高色度、难降解的印染废水处理方面具有独特的优势。

附图说明

图1为用于印染废水处理的高效生物反应器结构示意图。 

注：1：进水口；2：出水口；3：厌氧折流板生物反应区；4：动态膜生物反应区（左为缺氧功能区，右为好氧功能区）；5：曝气泵；6：回流泵；7：负压抽水泵；8：回流阀；9：反冲洗气阀；10：重力出水阀；11：抽水阀；12：曝气阀；13:取泥口；14：排泥系统；15：穿孔曝气管；16：无纺布膜组件；17：回流室出水口；18：回流室；19：厌氧颗粒污泥；20：好氧污泥；21：沼气收集口；22：填料层；23：折流上流区；24：折流下流区；25中间挡水板；26：折流板；27：隔板。

具体实施方式

下面结合实施例来具体说明本实用新型。 

实施例 

如图1所示，为用于印染废水处理的高效生物反应器结构示意图，所述的用于印染废水处理的高效生物反应器，包括厌氧折流板生物反应区3和动态膜生物反应区4，厌氧折流板生物反应区3的一侧连接进水管1，所述的厌氧折流板生物反应区3包括通过竖直的隔板分隔开的四个折流室以及设于尾端的折流室出水侧的回流室18，折流室内设置有竖直的中间挡水板25，折流室上流方向区域上部设有填料层22，填料层内设置复合或弹性填料，折流室底部接种有厌氧颗粒污泥19，回流室18设置在厌氧折流板生物反应区3和动态膜生物反应区4的中间，回流室18连接动态膜生物反应区4，将尾端折流室的出水回流至前端折流室。动态膜生物反应区4的底部接种好氧污泥20，好氧污泥20的底端设有排泥系统14，动态膜生物反应区4经由设于其中间部位的竖直的隔板27分为缺氧功能区和好氧功能区，好氧功能区设于缺氧功能区的出水侧，中间部位的竖直的隔板27保持底部水流通过，并保证好氧功能区的废水通过曝气作用溢流回缺氧功能区。好氧功能区内设有无纺布膜组件16以及设于无纺布膜组件16下方的穿孔曝气管15，无纺布膜组件16与出水系统相连，穿孔曝气管15与曝气系统相连。

所述的曝气系统包括曝气泵5，曝气泵5的出气管分为两个支管，其中一个支管与穿孔曝气管15相连，该支管上设有曝气阀12，另一个支管连接无纺布膜组件16，该支管上设有反冲洗气阀9，实现对无纺布膜组件16的反冲洗。所述的回流室18内设有回流管路的一端，回流管路的另一端连接进水口1，回流管路上设有回流泵6和回流阀8。所述的出水系统包括重力出水管路和负压出水管路，可调节水量，重力出水管路和负压出水管路的一端皆与无纺布膜组件16相连，重力出水管路和负压出水管路的另一端皆与出水口相连，重力出水管路上设有重力出水阀10，负压出水管路上设有负压出水泵7和抽水阀11，所述的各个折流室的底壁中间设有取泥口13，折流室的侧壁上端设有沼气收集口21，位于填料层22下方的折流室侧壁上设有废水检测口。所述的折流室内的中间挡水板的上端连接折流室的顶壁，下端连接折流板，折流板与中间挡水板之间的夹角为135°，折流板的底端位于折流室上流方向区域的中部。

所述的无纺布膜组件16包括不锈钢框架，不锈钢框架的边缘用螺丝固定的方法固定无纺布膜，不锈钢框架的顶端连接出水系统，废水透过两侧的无纺布膜进入膜组件腔体内部，再由腔体内部排入出水系统。

应用所述的用于印染废水处理的高效生物反应器处理某印染企业的碱减量印染废水。厌氧折流板生物反应区3的体积为160L，动态膜生物反应区4的体积为80L，回流室18的有效体积为15L。在折流室的底部铺设呈亮黑色，平均粒径为3.5mm的厌氧颗粒污泥，每个隔室接种5kg的厌氧颗粒污泥，在填料层22中装入串联的弹性填料，装入的填料体积占各折流室有效容积30%。接种驯化好的剩余污泥，厌氧颗粒污泥19占箱体的30%。无纺布膜组件16底部两侧有穿孔曝气管15曝气，使反应器中已经驯化完成的活性污泥与印染废水充分混合，在活性污泥中微生物的降解作用下，可以去除部分有机物。混合液在通过无纺布膜的多孔介质过滤时，在无纺布表面形成了具有高效拦截作用的动态生物膜。刚装膜后为了使动态生物膜快速形成并稳定，动态膜形成初期应控制曝气量，使其保持在小的状态（一般为0.1-0.25m³/h），以免因曝气形成的错流冲刷而破坏新形成的生物膜，使动态膜形成时间延长。反应器的开始启动，保持水力停留时间HRT为36h，并通过回流泵6调节回流量，使得上升流折流室内的流速为4m/h，用稀释法控制印染废水中的有机负荷，并每隔7小时增加不大于0.5kg COD/m³·d的负荷，直到达到最大负荷后，60天后可达到稳定去除率。稳定运行后，减小水力停留时间为24h，利用负压抽水泵7辅助出水，此阶段无纺布上的动态膜已初步形成，应稍微调高曝气量(一般为0.25-0.5m³/h)，形成稳定的错流过滤，减少膜污染，15天左右进行反冲洗。当膜污染严重时，即通量减少到很低时，应对无纺布膜组件16进行清洗，可分为物理清洗和化学清洗。物理清洗主要通过水力冲刷和机械擦洗，化学清洗是指用自配的酸溶液和碱溶液浸泡，浸泡时间可根据膜污染具体情况而定，一般是用酸碱各浸泡1小时，待清洗完成后可重新装入装置中运行。

表1：使用本实用新型处理碱减量印染废水的效果表

Claims (6)

1.一种用于印染废水处理的高效生物反应器，其特征在于，包括厌氧折流板生物反应区（3）和动态膜生物反应区（4），厌氧折流板生物反应区（3）的一侧连接进水管（1），所述的厌氧折流板生物反应区（3）包括通过竖直的隔板分隔开的至少两个折流室以及设于尾端的折流室出水侧的回流室（18），折流室内设置有竖直的中间挡水板（25），折流室上流方向区域上部设有填料层（22），折流室接种有厌氧颗粒污泥（19），回流室（18）后端连接动态膜生物反应区（4），动态膜生物反应区（4）接种有好氧污泥（20），好氧污泥（20）的底端设有排泥系统（14），动态膜生物反应区（4）经由设于其中间部位的竖直的隔板（27）分为缺氧功能区和好氧功能区，好氧功能区设于缺氧功能区的出水侧，好氧功能区内设有无纺布膜组件（16）以及设于无纺布膜组件（16）下方的穿孔曝气管（15），无纺布膜组件（16）与出水系统相连，穿孔曝气管（15）与曝气系统相连。

2.如权利要求1所述的用于印染废水处理的高效生物反应器，其特征在于，所述的曝气系统包括曝气泵（5），曝气泵（5）的出气管分为两个支管，其中一个支管与穿孔曝气管（15）相连，该支管上设有曝气阀（12），另一个支管连接无纺布膜组件（16），该支管上设有反冲洗气阀（9）。

3.如权利要求1所述的用于印染废水处理的高效生物反应器，其特征在于，所述的回流室（18）内设有回流管路的一端，回流管路的另一端连接进水口（1），回流管路上设有回流泵（6）和回流阀（8）。

4.如权利要求1所述的用于印染废水处理的高效生物反应器，其特征在于，所述的出水系统包括重力出水管路和负压出水管路，重力出水管路和负压出水管路的一端皆与无纺布膜组件（16）相连，重力出水管路和负压出水管路的另一端皆与出水口相连，重力出水管路上设有重力出水阀（10），负压出水管路上设有负压出水泵（7）和抽水阀（11）。

5.如权利要求1所述的用于印染废水处理的高效生物反应器，其特征在于，所述的折流室内的中间挡水板（25）的上端连接折流室的顶壁，下端连接折流板（26），折流板与中间挡水板之间的夹角为135°，折流板（26）的底端位于折流室上流方向区域的中部。

6.如权利要求1所述的用于印染废水处理的高效生物反应器，其特征在于，所述的无纺布膜组件（16）包括不锈钢框架，不锈钢框架的两侧设有无纺布膜，正不锈钢框架的顶端连接出水系统。

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