CN203700022U - 一种用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器 - Google Patents
一种用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器，包括壳体，所述厌氧反应器自下而上被分成配水区、零价铁还原区、流化床反应区、深度净化反应区及气液分离区；所述零价铁还原区内填充螺旋状的铁刨花作零价铁。本实用新型添加了零价铁层，以零价铁作为电子供体，将废水中的硝基芳香族化合物还原为氨基芳香族化合物，降低了废水的生物毒性，提高了废水的可生化性，此外反应器内设两级厌氧反应，出水COD低，处理效果好，且依靠气体上升、液体下降形成内部循环，无需搅拌装置，与传统厌氧反应器相比，占地面积小，结构简单，运行维护方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种厌氧反应器，特别涉及一种用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器。
背景技术
芳香族硝基化合物是一类重要的化工原料，广泛用于医药、农药、染料、炸药及其他化工产品的生产。全世界每年排入环境中的芳香族硝基化合物约为三万吨。随着化工工业的发展,这类化合物的生产量日益增大，产生的废水量也相应增加，在环境中存在的数量也随之增多。芳香族硝基化合物包括硝基苯、硝基氯苯、硝基苯酚、硝基苯胺、硝基苯甲醚等，该类化合物具有毒性大、难降解的特点，对人体及微生物的毒性极大。硝基的吸电子性导致苯环上的电子云密度低，使得该类化合物化学性质稳定，不易发生氧化反应。
芳香族硝基化合物的结构稳定性和生物毒性使得直接用生物法降解对其降解会受到很多因素的制约，所以不能用普通的生物处理法来降解。因此，要对其进行预处理，以降低废水的生物毒性和提高废水的可生化性。
目前国内外对含芳香族硝基化合物的废水的处理方法主要有物化法、生物法和物化-生物耦合法等。物化-生物耦合法是将物化处理和生物处理的优点有效结合起来。它的机理是：首先运用物化方法将有毒难降解的大分子有机物转化为可生物降解的小分子有机物，但不需要完全矿化，只需降低废水生物毒性使其能够有效进行后续处理工艺即可。物化-生物耦合法具有处理效率高、处理速度较快、能耗较低、污泥产量少等特点；使得其投资费用和操作费用相对较低，具有良好的经济可行性。
采用零价铁与惰性物质形成的内电极产生的新生态氢具有较大的活性，能破坏发色物质的发色结构,使偶氮基断裂、大分子分解为小分子、硝基化合物还原为胺基化合物，是常用的提高污水可生化性的处理方法；但是，现有方法中零价铁填料与空气接触，易发生板结，降低了污水处理效率，使其难以应用于实际中。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器，对含硝基化合物的废水进行处理，以降低废水的生物毒性和提高废水的可生化性。
实现本实用新型目的的技术方案是：本实用新型反应器包括：
壳体、气液分离器、进水布水器、零价铁层、一级三相分离器、二级三相分离器、一级上升管、二级上升管和下降管。
壳体分为两层，包括內壳体和和外壳体。內壳体内部为装置的主反应区；內壳体与外壳体之间为保温层，保温层内部热水通过热水循环泵与热水加热器相连。
气液分离器位于设置在壳体的顶部，上部设有气体收集口，其内部空腔为气液分离区。
进水布水器位于壳体底端，进水口位于壳体底部并与进水布水器相连，出水口位于壳体上部。进水布水器所在区域为配水区。
零价铁层位于壳体的1/4高度处，底部设有筛板防止零价铁层的流失，上部用螺旋状的铁刨花填充，零价铁层的高度为厌氧反应器有效高度的5%-10%。零价铁层所在区域为零价铁还原区。
一级三相分离器位于壳体的中部，其顶部与一级上升管的底端相连通。一级三相分离器与零价铁层之间的空腔为流化床反应区。
二级三相分离器位于一级三相分离器的上部，壳体的上部，其顶部与二级上升管的底端相连通。一级三相分离器与二级三相分离器之间形成的空腔为深度净化反应区。
一级上升管和二级上升管的顶端插入气液分离器；下降管依次穿过二级三相分离器、一级三相分离器和进水布水器，直达壳体底端，其顶端与气液分离器的底部相连通。
本厌氧反应器是这样运行的：
需处理的高浓度芳香族硝基化合物废水经进水布水器泵入反应器，与下降管出水均匀混合，进入零价铁还原反应区，废水中大部分的芳香族硝基化合物被还原为芳香族氨基化合物；污水继续上升到达流化床反应区，与循环污泥充分接触，大部分有机物被降解转化为CH4和CO2，通过一级三相分离器时，气体经一级上升管上升，同时提升废水和污泥上流到达气液分离器，在此气体从废水和污泥中分离，通过气体收集口离开反应器，废水和污泥经过下降管到达反应器底部，形成了内部循环；一级三相分离器分离的出水在深度净化反应区被再次处理，产生的气体被二级三相分离器分离和收集，出水通过出水口离开反应器。
在零价铁还原区，填充螺旋状的铁刨花作零价铁，它来源广泛且接触面积大不易造成板结。零价铁做为电子供体，将硝基芳香族化合物还原为氨基芳香族化合物，降低废水的生物毒性，提高废水的可生化性；另外零价铁可以中和厌氧的酸化，减少要药剂的投入；铁的还原作用还可以降低厌氧氧化还原电位，增强厌氧氛围。
在流化床反应区，内循环的作用使该反应区内的污泥呈膨胀悬浮状态，废水与污泥充分有效地接触，污泥有较高的活性，可以提供较高的有机负荷率和转化率。
在深度净化反应区，对废水做深度处理，几乎除去了可降解的COD。此反应区内污泥浓度较低，而污泥膨胀空间较大，有效地避免了有机负荷突变时的污泥流失，抗冲击负荷能力强。
在內壳体与外壳体之间设有保温层，可以通过调节热交换器的温度，使厌氧反应在适宜的温度下进行。
本实用新型具有积极的效果：（1）添加了零价铁层，以零价铁作为电子供体，将废水中的硝基芳香族化合物还原为氨基芳香族化合物，降低了废水的生物毒性，提高了废水的可生化性；（2）零价铁浸润在厌氧环境中，解决了其暴露于空气中易发生的板结问题；零价铁可以中和厌氧的酸化，减少外部药剂的投入；零价铁的还原作用可以降低厌氧还原电位，增强厌氧氛围；（3）反应器内设两级厌氧反应，出水COD低，处理效果好；（4）依靠气体上升、液体下降形成内部循环，无需搅拌装置；（5）与传统厌氧反应器相比，占地面积小，结构简单，运行维护方便。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为本实用新型结构示意图。
其中1壳体，2进水布水器，3零价铁层，4筛板，5一级三相分离器，6二级三相分离器，7气液分离器，8一级上升管，9二级上升管，10下降管。
具体实施方式
（实施例1）
见图1
本实用新型用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器，具有壳体1，其下部为配水区，配水区内部安装有进水布水器2；配水区上部为零价铁还原区，零价铁层3位于壳体1的1/4高度处，厚度为厌氧反应器有效高度的5%，零价铁层3下方设有筛板4；零价铁层3上方是一空腔为流化床反应区，流化床反应区上方为一级三相分离器5；一级三相分离器5上方为空腔，该空腔为深度净化反应区，深度净化反应区上方设置为二级三相分离器6，二级三相分离器6的上部为壳体1的顶部；所述壳体1顶部外固定安装有气液分离器7，其内部空腔为气液分离区，其顶部具有气体收集口；所述反应器内具有一级上升管8、二级上升管9、下降管10，所述一级上升管8底部与一级三相分离器5连通，顶部插入气液分离器7中，所述二级上升管9底部与二级三相分离器6连通，顶部插入气液分离器7中，所述下降管10依次穿过二级三相分离器6、一级三相分离器5和进水布水器2，直达壳1底端，其顶端与气液分离器7的底部相连通。壳体1为中空结构，内部具有保温层，保温层内通循环热水。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器，包括壳体（1），其特征在于：所述厌氧反应器自下而上被分成配水区、零价铁还原区、流化床反应区、深度净化反应区及气液分离区；所述零价铁还原区内填充螺旋状的铁刨花作零价铁。
2.根据权利要求1所述的用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器，其特征在于：所述壳体（1）内的下部为配水区，其内部安装有进水布水器（2）；配水区上部为零价铁还原区，零价铁层（3）位于壳体（1）的1/4高度处，零价铁层（3）下方设有筛板（4）；零价铁层（3）上方是一空腔为流化床反应区，流化床反应区上方为一级三相分离器（5）；一级三相分离器（5）上方为空腔，该空腔为深度净化反应区，深度净化反应区上方设置为二级三相分离器（6），二级三相分离器（6）的上部为壳体（1）的顶部；所述壳体（1）顶部外固定安装有气液分离器（7），其内部空腔为气液分离区；所述反应器内具有一级上升管（8）、二级上升管（9）、下降管（10），所述一级上升管（8）底部与一级三相分离器（5）连通，顶部插入气液分离器（7）中，所述二级上升管（9）底部与二级三相分离器（6）连通，顶部插入气液分离器（7）中，所述下降管（10）依次穿过二级三相分离器（6）、一级三相分离器（5）和进水布水器（2），直达壳体（1）底端，其顶端与气液分离器（7）的底部相连通。
3.根据权利要求1或2所述的用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器，其特征在于：所述壳体（1）为中空结构，内部具有保温层，保温层内通循环热水。
4.根据权利要求2所述的用于处理高浓度芳香族硝基化合物废水的厌氧反应器，其特征在于：所述零价铁层的高度为厌氧反应器有效高度的5%-10%。
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| CN104591368A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-06 | 大连理工大学 | 一种还原转化硝基芳烃类废水的铁-粉煤灰-高岭土填料及方法 |
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