CN205011478U - 一种复合水解酸化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合水解酸化反应器，反应器包括：反应筒体，该反应筒体内由下至上依次设置悬浮污泥层、填料生物膜层和出水区；布水系统，包括位于反应筒体内顶部的至少一个点对点布水器和均匀分布于反应筒体内底部的若干布水点，各布水点均通过布水软管连接至点对点布水器；微生物投加系统，位于反应筒体外且与所述点对点布水器连接；污水进水管，连接至点对点布水器；排泥管，设置于反应筒体内的底部。本实用新型将高效专性微生物菌剂、点对点布水系统与泥膜共生系统有机结合，提出了一种复合水解酸化池污水处理装置。

Description

一种复合水解酸化反应器

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，具体涉及一种难降解有机废水预处理工艺与装置。

背景技术

对于量大面广的难降解有机废水，采用单一好氧生化法处理难以达标排放，而采用物化方法，运行费用又太高。利用水解酸化法对难降解有机废水进行预处理，再接好氧生化处理的方法已得到广泛应用。例如，公开号为CN102583927A的中国发明专利申请文献，一种微氧水解酸化处理污泥方法，是在水解酸化反应器中接种含有产酸菌的污泥，向水解酸化反应器中间歇通入空气进行空气搅拌，并同时辅助间歇式机械搅拌，在保持溶解氧DO为0.4～0.8mg/L的微氧条件下对污水处理厂污泥进行水解酸化，水解酸化处理后的污泥进入沉淀池泥水分离，上清液作为城市污水生物脱氮除磷处理的碳源。

水解酸化预处理具有运行成本低，对难降解有机物的转化率高，并可大幅度提高废水的可生化性，同时释放出碳源，为后续反硝化脱氮提供有利条件。经过水解酸化后的废水在后续的常规生化段实现高效降解。

水解酸化法处理难降解有机废水已为大量研究与实际工程所证实。但在实际应用中仍存在水力短流和死角，废水与污泥不能充分混合接触，水解酸化效果欠佳等问题。现有技术中，公开号为CN102531307A的中国发明申请公开了一种强化污泥利用的水解反应器及其工艺。该方法为通过反应器筒体内设置的上层布水装置和下层布水装置，形成污泥水解区和固液分离区，增加污泥停留时间，强化截留污泥水解，污水与污泥同步水解释放的小分子有机物可作为后续脱氮除磷工艺的优质碳源，缓解城市污水脱氮除磷碳源缺乏问题。

但是，上述水解工艺虽然采用两层布水装置，但由于采用穿孔布水管布水，仍存在不能均匀布水，存在水力短流与死角等问题，造成水解酸化效果欠佳。同时在无进水时，池中的悬浮污泥层由于没有上升水流的承托作用会沉淀于水解池底部，形成厌氧环境，不利于水解酸化池的稳定运行。

此外，现有技术中，公开号为CN102633358A的中国发明公开了一种一孔一管升流式水解酸化池。该方法通过设置一孔一管式布水系统，实现了水解酸化池各单位面积的进水量基本相同，解决了布水均匀性的难题。由于难降解有机污水中一般均含有有毒有害的物质，会对水解酸化池中的微生物产生抑制作用，进而影响污水的水解酸化效果。

实用新型内容

针对目前针对大部分水解酸化池由于高浓度有机废水中有毒有害物质及难降解有机物比例较高而造成水解酸化效果欠佳的现状，本实用新型将高效专性微生物菌剂、点对点布水系统与泥膜共生系统有机结合，提出了一种复合水解酸化池污水处理装置。

一种复合水解酸化反应器，包括：

反应筒体，该反应筒体内由下至上依次设置悬浮污泥层、填料生物膜层和出水区，出水区设置出水堰；

布水系统，该布水系统包括位于反应筒体内顶部的至少一个点对点布水器和均匀分布于反应筒体内底部的若干布水点，各布水点均通过对应的布水软管连接至点对点布水器；

微生物投加系统，位于反应筒体外且与所述点对点布水器连接；

污水进水管，连接至点对点布水器；

排泥管，设置于反应筒体内的底部。

本实用新型针对目前针对大部分水解酸化池由于高浓度有机废水中有毒有害物质及难降解有机物比例较高而造成水解酸化效果欠佳的现状，将高效专性微生物菌剂、点对点布水系统与泥膜共生系统有机结合，污水首先与投加的高效专性微生物菌剂混合后，再通过点对点布水器和布水软管将污水量均匀分配至反应器底部，均匀地从反应器底部上升，依进入悬浮污泥层及填料生物膜层，首先经过悬浮污泥层的物理截留及水解酸化作用，再经过填料生物膜层兼氧微生物降解作用后通过设置在水解池上部的锯齿形出水堰均匀流出水解池。

优选地，所述点对点布水器包括：与污水进水管连通的装置本体；以及均匀分布于装置本体底部的出水口，出水口连接布水软管。

进一步优选地，所述装置本体设有进水区，进水区外侧设置环形出水区，环形出水区顶部由截污网封闭；所述污水进水管连接至进水区，所述出水口均匀设置与出水区底部。

进一步地，所述进水区与出水区之间由布水器出水堰分隔。

污水送入点对点布水器的进水区，由出水堰溢流至环形出水区内，出水口位于环形出水区的底部，在溢流进环形出水区时由截污网进行过滤，防止污水中的杂物堵塞布水软管。

布水软管上部与点对点布水器的出水口相连，布水软管下部与均匀布置在池底布水点相连，布水软管与池底布水点采用喇叭口连接，即布水软管的出水口处采用扩口设计。

优选地，所有点对点布水器均匀分布在反应筒体内的顶部。设置数量根据反应筒体的体积大小调整，反应筒体内底部的布水点通过布水软管与对应的点对点布水器连接。

优选地，所述微生物投加系统包括：

用于微生物培养的扩配装置；

设置在进水管道上的管道混合器；

连接扩配装置和管道混合器的加药管道。

微生物扩培装置通过加药管道投加高效微生物菌剂至管道混合器，将高效微生物菌剂与污水充分混合后再进入设在水解酸化反应器筒体上部的点对点布水器。

优选地，所述反应筒体外还设有回流泵，该回流泵的吸水管设置在出水区内，回流泵的出水管设置在反应筒体内的底部。

进一步地，回流泵的吸水管以穿孔管形式布置于位于出水堰下方的反应筒体内壁上；回流泵的出水管以穿孔管形式布置于反应筒体底部。

通过设置在反应器外部的回流泵将反应器上部污水回流至反应器底部(即悬浮污泥层下方)，从而避免进水量小或者不进水时反应器内上升流速低、污泥不能形成悬浮层的缺陷；回流泵在正常水量进水时回流泵可不开启。

悬浮污泥层污泥浓度超过设定值时，将剩余污泥通过排泥管排出。所述排泥管为穿孔管。

优选地，所述悬浮污泥层与填料生物膜层之间的垂直高度之比为1:1-1:1.5。反应器筒体内形成悬浮污泥层及填料生物膜层，悬浮污泥层主要是通过活性污泥的物理截留和水解酸化作用，填料层主要是通过附着在填料上的生物膜的兼氧微生物降解作用，填料采用水解酸化池常用填料；同时投加的高效微生物菌剂也强化了活性污泥的水解酸化作用及生物膜的兼氧微生物降解作用，显著提高水解酸化效果。

本实用新型所述的复合水解酸化反应器的优点在于：

(1)本实用新型投加的高效微生物菌剂可耐受污水中较高的有毒有害物质，其中耐受的含盐量为1～3％；可明显促进水解酸化池中的活性污泥、生物膜的难降解有机物的水解酸化作用，COD去除率可提高20％以上；可降低水解酸化池的剩余污泥产生量20％以上。

(2)本实用新型所述的反应器筒体上部设有点对点布水器，可将总水量均匀地分成若干流量并且均匀地分配到各个布水软管上，并通过布水软管输送至反应器底部的布水点；该布水器可根据水解池的大小等实际因素调整配置数量及布水点，方便灵活。传统技术一般采用单点进水或者穿孔管布水，难以做到布水均匀，进而会造成水力短流，形成水力死区。本实用新型通过设置点对点布水器及相应的布水软管等可将污水均匀的分配至反应器底部，完全做到了均匀布水，从而避免了布水不均匀造成的水力短流、水力死区的缺陷，提高了池容利用率。

(3)本实用新型所述的反应器采用上部进水，通过布水器和布水软管将水量均匀地分配至反应器底部，污水再从反应器底部均匀的升流至反应器上部，并最终从反应器上部的出水堰出水，反应器中的水力流态为上流式，上升水流的顶托作用可使反应器的污泥形成悬浮污泥层，进而提高水解酸化效果。可避免推流式或降流式水解池中泥水不能充分接触、水解效果差的缺陷。

(4)本实用新型所述的复合水解反应器，是指反应器中下部为悬浮污泥层、反应器中上部为填料生物膜层，水解反应器对有机物的降解包含了悬浮污泥层中活性污泥的物理截留、水解酸化及填料生物膜层上附着的生物膜的兼氧微生物降解以及投加的高效微生物菌剂等“复合”作用，提高大分子有机物的分解速度。传统的水解反应器一般只有活性污泥的作用或者只有兼氧生物膜的作用。

(5)本实用新型中将微生物菌剂、点对点布水系统与泥膜共生系统有机结合，三者之间相互配合共同提高污水的处理效果。

(6)本实用新型所述的设置在反应器外部的回流泵，在进水量较小或者不进水时开启，从而避免进水量小或者不进水时反应器内上升流速低、污泥不能形成悬浮层的缺陷。

(7)本实用新型的优点是处理工艺简单，能实现均匀布水，抗冲击能力强，难降解有机物水解酸化效果佳，碳源输出速度快，运行费用低，易于推广应用。

附图说明

图1为复合水解酸化装置结构剖面示意图；

图2为复合水解酸化装置结构平面示意图；

图中所述附图标记如下：

1-污水进水管2-管道混合器3-扩培装置

4-加药管道5-点对点布水器6-填料生物膜层

7-布水点8-悬浮污泥层9-布水软管

10-回流泵11-回流泵吸水管12-回流泵出水管

13-排泥管14-排泥口15-出水堰

16-出水管17-反应筒体5-1-进水区

5-2-布水器出水堰5-3-截污网5-4-环形出水区

5-5-出水口

具体实施方式

如图1和图2所示，一种复合水解酸化反应器，包括反应筒体17，反应筒体的底部均匀设置布水点7，布水点7的上方为悬浮污泥层8，悬浮污泥层上方为填料生物膜层6，悬浮污泥层与填料生物膜层之间的垂直高度之比为1:1-1:1.5，填料生物膜层上方为反应筒体的出水区，出水区的内壁上设置环形的出水堰15，出水堰处设置出水管16。反应筒体内顶部(即出水区顶部)设置点对点布水器5，点对点布水器包括装置本体，装置本体内中心为进水区5-1，进水区连通污水进水管1，进水区四周为环形出水区5-4，进水区与环形出水区之间由布水器出水堰5-2分隔，环形出水区的上方由截污网5-3封闭，环形出水区的底部均匀设置出水口5-5，出水口数量与底部的布水点对应，出水口与布水点之间由布水软管一一对应连接，布水软管与布水点连接处为喇叭口。

反应筒体外设置一套微生物投加系统，包括扩配装置3、管道混合器2和加药管道4，扩配装置用于微生物菌剂的扩配，管道混合器设于污水进水管上，扩配装置与管道混合器之间通过加药管道4连接。

反应筒体外设置一台回流泵10，回路泵吸水管为穿孔管，位于反应筒体的出水区的内壁上，且位于出水堰15的下方，回流泵出水管12位于悬浮污泥层下方，采用穿孔管。

反应筒体底部还设有排泥管13，排泥管13采用穿孔管，反应筒体底部壁上开设排泥口14。

采用上述复合水解酸化反应器处理污水的工艺包括以下步骤：

(1)待处理污水与高效微生物菌剂经管道混合器混合后进入设在水解酸化反应器筒体上部的点对点布水器；

(2)混合均匀后的污水与高效微生物菌剂通过点对点布水器和布水软管将污水量均匀分配至反应器底部，污水均匀地从反应器底部上升，依进入悬浮污泥层及填料生物膜层，控制反应器内污水的上升流速为0.5-1.5m/h；

(3)在反应器上部四周设有锯齿形出水堰，经过水解酸化后的污水经出水堰均匀流出；

(4)反应器筒体底部设有穿孔排泥管，当悬浮污泥层污泥浓度较高时，将剩余污泥通过穿孔排泥管排出；

(5)通过设置在反应器外部的回流泵将反应器上部污水回流至反应器底部，从而避免进水量小或者不进水时反应器内上升流速低、污泥不能形成悬浮层的缺陷；回流泵在正常水量进水时回流泵可不开启。

(6)高效微生物菌剂在调试时一次接种，正常运行时通过扩培装置放大培养，并连续或者间歇投加至管道混合器，投加量为处理水量的0.5～5‰。

(7)污水在所述反应器筒体内的停留时间为6-24h，污泥的停留时间为10-30d，回流的污水量与进水量之比为0-1。

实施例1

运用本实用新型处理以生产石化梯级产品为主的化工废水，水量为900m³/d，进水水质如下：COD_Cr3500mg/L、BOD₅716mg/L、氨氮25mg/L、pH7.8、含盐量为1.1％。

该废水首先由调节池均匀进入设置在水解酸化池顶部进水管，同时高效微生物扩培装置通过加药管道投加至管道混合器；污水与高效微生物菌剂混合均匀后自流进入两只点对点布水器；高效微生物菌剂采用间歇投加，一般一周投加一次，投加量为处理水量的0.2‰。经过点对点布水器将污水分配成24股均等水量，并通过φ50的布水软管输送至均匀布设在池底的24只布水点，污水均匀的从水解池底部上升，上升流速为1.0m/h。污水上升过程中依次经过悬浮污泥层及填料生物膜层，其中悬浮污泥层高度为3.5m，填料生物膜层高度为4m。污水首先经过悬浮污泥层的物理截留及水解酸化作用，再经过填料生物膜层兼氧微生物降解作用后通过设置在水解池上部的锯齿形出水堰均匀流出水解池，污水在水解池内的停留时间为24h，经水解池处理后，COD_Cr明显下降，污水的可生化性明显提高，水解池出水水质为COD_Cr1050mg/L、BOD₅345mg/L、氨氮19mg/L、pH7.3，其B/C达到0.33，有利于后续好氧生化池的进一步处理。

由于本工程废水水量波动较大，一般夜间水解池夜间无进水或者进水流量较小。普通水解池在不进水的情况下悬浮污泥会沉积于水解池底部，时间较长会形成厌氧状态。本工程在水解池外部设置回流泵将反应器上部污水回流至反应器底部，从而避免污泥不能形成悬浮层的缺陷；回流泵选择低扬程管道泵，并设置二用一倍，可根据进水量大小调节回流水量，最大回流量与设计污水进水量相同。回流泵在正常水量进水时回流泵可不开启。

水解池底部设有排穿孔排泥管，当水解池中污泥浓度超过8000mg/L，将剩余污泥排出水解池。水解池中污泥停留时间为20～25d。

实施例2

运用本实用新型处理印染废水，水量为2200m³/d，进水水质如下：COD_Cr1325mg/L、BOD₅291mg/L、氨氮7mg/L、色度512倍、pH9.2。

该废水首先进入设置在水解池顶部同时高效微生物扩培装置通过加药管道道投加至管道混合器；污水与高效微生物菌剂混合均匀后自流进入四只点对点布水器；高效微生物菌剂采用间歇投加，一般一周投加一次，投加量为处理水量的0.1‰。经过点对点布水器将污水分配成24股均等水量，并通过φ50的布水软管输送至均匀布设在池底的24只布水点，污水均匀的从水解池底部上升，上升流速为1.2m/h。污水上升过程中依次经过悬浮污泥层及填料生物膜层，其中悬浮污泥层高度为4m，填料生物膜层高度为4m。污水首先经过悬浮污泥层的物理截留及水解酸化作用，再经过填料生物膜层兼氧微生物降解作用后通过设置在水解池上部的锯齿形出水堰均匀流出水解池，污水在水解池内的停留时间为14h，经水解池处理后，COD_Cr明显下降，污水的可生化性明显提高，水解池出水水质为COD_Cr535mg/L、BOD₅172mg/L、氨氮5mg/L、pH7.9，色度128倍，其B/C达到0.32，有利于后续好氧生化池的进一步处理。

由于本工程废水水量波动较大，一般夜间水解池夜间无进水或者进水流量较小。普通水解池在不进水的情况下悬浮污泥会沉积于水解池底部，时间较长会形成厌氧状态。本工程在水解池外部设置回流泵将反应器上部污水回流至反应器底部，从而避免污泥不能形成悬浮层的缺陷；回流泵选择低扬程管道泵，并设置四用一倍，可根据进水量大小调节回流水量，最大回流量与设计污水进水量相同。回流泵在正常水量进水时回流泵可不开启。

水解池底部设有排穿孔排泥管，当水解池中污泥浓度超过8000mg/L时，将剩余污泥排出水解池。水解池中的污泥停留时间为15～20d。

Claims (6)

1.一种复合水解酸化反应器，其特征在于，包括：

反应筒体，该反应筒体内由下至上依次设置悬浮污泥层、填料生物膜层和出水区，出水区设置出水堰；

布水系统，该布水系统包括位于反应筒体内顶部的至少一个点对点布水器和均匀分布于反应筒体内底部的若干布水点，各布水点均通过对应的布水软管连接至点对点布水器；

微生物投加系统，位于反应筒体外且与所述点对点布水器连接；

污水进水管，连接至点对点布水器；

排泥管，设置于反应筒体内的底部。

2.根据权利要求1所述复合水解酸化反应器，其特征在于，所述点对点布水器包括：与污水进水管连通的装置本体；以及均匀分布于装置本体底部的出水口，出水口连接布水软管。

3.根据权利要求2所述复合水解酸化反应器，其特征在于，所述装置本体设有进水区，进水区外侧设置环形出水区，环形出水区顶部由截污网封闭；所述污水进水管连接至进水区，所述出水口均匀设置与出水区底部。

4.根据权利要求1所述复合水解酸化反应器，其特征在于，所述微生物投加系统包括：

用于微生物培养的扩配装置；

设置在进水管道上的管道混合器；

连接扩配装置和管道混合器的加药管道。

5.根据权利要求1所述复合水解酸化反应器，其特征在于，所述反应筒体外还设有回流泵，该回流泵的吸水管设置在出水区内，回流泵的出水管设置在反应筒体内的底部。

6.根据权利要求1所述复合水解酸化反应器，其特征在于，所述悬浮污泥层与填料生物膜层之间的垂直高度之比为1:1-1:1.5。