申请日2016.05.09
公开(公告)日2016.06.29
IPC分类号C02F3/30; C02F3/34; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统及其水处理方法，属于水处理技术领域。该系统包括蓄水池、ABR厌氧折流板反应器、沼气收集装置和脉冲生物滤池，ABR厌氧折流板反应器包括多个串联连通、允许废水逐个流经的格室。脉冲生物滤池的上部容积有生物转盘功能，下部容积属于淹没式生物滤池，因此脉冲生物滤从上到下分别形成了好氧，兼氧和缺氧微生物聚居区。运行时循环水全程通过各生物聚居区，因而综合了各种微生物对污水的净化功能。脉冲生物滤池运行时可为相应格室提供10～20m/h上升流速的脉冲水量，对格室内的水体产生搅动。本发明系统可达到IC反应器高效净化的功能，且投资低，运行费低，调整范围广，使用灵活。
权利要求书
1.一种适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统，其特征在于，包括蓄水池、ABR厌氧折流板反应器、沼气收集装置和脉冲生物滤池，ABR厌氧折流板反应器包括多个串联连通、允许废水逐个流经的格室;每个格室的顶部均与沼气收集装置相连通;
蓄水池的出水口通过带有进水水泵的管道与ABR厌氧折流板反应器第一个格室的入水口相连;
ABR厌氧折流板反应器的每个格室底部均安装有布水管网;在布水管网上安装有用于固定弹性生物填料的钢筋支架;每个格室内均设有弹性生物填料，弹性生物填料的一端与钢筋支架相连，另一端连接有浮球;ABR厌氧折流板反应器最后一个格室的顶部固定有液位控制器;
每个ABR厌氧折流板反应器格室的正上方设有一个脉冲生物滤池，每个脉冲生物滤池的底部均安装有排水管网;每个格室的布水管网分别通过管道与其正上方脉冲生物滤池的排水管网相连通，同时每个脉冲生物滤池的上部分别通过带有循环水泵的管道与其正下方的格室的相连通;出水管连接在最后一个格室正上方的脉冲生物滤池的下部;
每个脉冲生物滤池的上部均设有脉冲控制仪;脉冲生物滤池内装填有生物填料。
2.根据权利要求1所述的适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统，其特征在于，所述的沼气收集装置上的沼气出口管上设有水封器。
3.根据权利要求1所述的适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统，其特征在于，脉冲生物滤池内上部1/5-1/4的生物填料为活性炭。
4.根据权利要求1所述的适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统，其特征在于，包括蓄水池、ABR厌氧折流板反应器、沼气收集装置和脉冲生物滤池，ABR厌氧折流板反应器包括4个格室，即第一厌氧格室、第二厌氧格室、第三厌氧格室和第四厌氧格室;4个格室的顶部均与沼气收集装置相连通;
第一厌氧格室的上部设有进水口;
蓄水池的出水口通过带有进水水泵的管道与第一厌氧格室上部的进水口相连;
第一厌氧格室的底部、第二厌氧格室的底部、第三厌氧格室的底部和第四厌氧格室的底部均安装有布水管网;在布水管网上安装有用于固定弹性生物填料的钢筋支架;每个格室内均设有弹性生物填料，弹性生物填料的一端与钢筋支架相连，另一端连接有浮球;
第一厌氧格室的正上方设有第一脉冲生物滤池，第二厌氧格室的正上方设有第二脉冲生物滤池，第三厌氧格室的正上方设有第三脉冲生物滤池，第四厌氧格室的正上方设有第四脉冲生物滤池，
第四厌氧格室内的顶部固定有液位控制器;
第一脉冲生物滤池的底部、第二脉冲生物滤池的底部、第三脉冲生物滤池的底部和第四脉冲生物滤池的底部均安装有排水管网;
每个格室内的布水管网分别通过管道与该格室正上方的脉冲生物滤池内的排水管网相连;
每个脉冲生物滤池的上部分别通过带有循环水泵的管道与其正下方的格室的相连通;
每个脉冲生物滤池的上部设有一个脉冲控制仪，且每个脉冲生物滤池内填充有生物填料。
5.一种适用于中、高浓度有机废水的水处理方法，采用权利要求1-4任意一项适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)，有机废水进入蓄水池中蓄水，当蓄水池满时，将蓄水池中的水通过进水水泵从ABR厌氧折流板反应器的入水口排入ABR厌氧折流板反应器第一个格室中;然后废水逐个流经的各个格室;
步骤(2)，当第一个格室水满的时候，启动与第一个格室相连的循环水泵，将水通过循环水泵从第一格室抽入到与第一个格室相连的脉冲生物滤池中，当脉冲生物滤池水满时，关闭循环水泵;同时处于第一个格室正上方的脉冲生物滤池中的脉冲控制器控制该脉冲生物滤池中的水进行虹吸式脉冲，从该脉冲生物滤池的排水管网进水，从第一个格室的布水管网出水;控制脉冲水量为该脉冲生物滤池容积的1/5-1/4;
当第二个格室水满的时候，启动与第二个格室相连的循环水泵，将水通过循环水泵从第二格室抽入到与第二个格室相连的脉冲生物滤池中，当脉冲生物滤池水满时，关闭循环水泵;同时处于第二个格室正上方的脉冲生物滤池中的脉冲控制器控制该脉冲生物滤池中的水进行虹吸式脉冲，从该脉冲生物滤池的排水管网进水，从第二个格室的布水管网出水;控制脉冲水量为该脉冲生物滤池容积的1/5-1/4;
其它格室的水处理方法与第一个格室的水处理方法相同;
当液位控制器监测到最后一个格室内的水满，且与最后一个格室相连的脉冲生物滤池中水也被循环水泵注满时，控制从与最后一个格室相连的脉冲生物滤池的出水口出水;
水处理过程中产生的沼气直接进入沼气收集装置中。
说明书
一种适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统及其水处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统及其水处理方法。
背景技术
现有中、高浓度有机废水的处理前端皆以厌氧生物反应器为主，尤以高效UASB和IC反应器为首选，但是该两型生物反应器存在：
(1)颗粒球形生物污泥的种源难找，并且污泥培养麻烦，这些都是这两型生物反应器运行成功和效率高低的关键;
(2)IC反应器相当于两套UASB反应器上下重叠串联组合而成，高度较大，一般达到12～20m以上，土建施工困难，成套设备均为钢结构，所以不仅成本很高，而且制造、运输、安装都较为困难，这些缺点抵消了其效率高电耗低的优势，因而难普及。
普通厌氧生物反应器则存在水泵循环回流能耗高，处理效率不够高，有生物填料堵塞之虑的问题。
因此如何克服现有技术的不足是目前水处理技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统及其水处理方法，该系统施工简单，投资低，运行费低，且管理简易，同时，采用本发明系统处理中、高浓度有机废水，效率较高，处理效果好，调节范围广，易于推广应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统，包括蓄水池、ABR厌氧折流板反应器、沼气收集装置和脉冲生物滤池，ABR厌氧折流板反应器包括多个串联连通、允许废水逐个流经的格室;每个格室的顶部均与沼气收集装置相连通;
蓄水池的出水口通过带有进水水泵的管道与ABR厌氧折流板反应器第一个格室的入水口相连;
ABR厌氧折流板反应器的每个格室底部均安装有布水管网;在布水管网上安装有用于固定弹性生物填料的钢筋支架;每个格室内均设有弹性生物填料，弹性生物填料的一端与钢筋支架相连，另一端连接有浮球;ABR厌氧折流板反应器最后一个格室的顶部固定有液位控制器;
每个ABR厌氧折流板反应器格室的正上方设有一个脉冲生物滤池，每个脉冲生物滤池的底部均安装有排水管网;每个格室的布水管网分别通过管道与其正上方脉冲生物滤池的排水管网相连通，同时每个脉冲生物滤池的上部分别通过带有循环水泵的管道与其正下方的格室的相连通;出水管连接在最后一个格室正上方的脉冲生物滤池的下部;
每个脉冲生物滤池的上部均设有脉冲控制仪;脉冲生物滤池内装填有生物填料。
进一步，优选的是所述的沼气收集装置上的沼气出口管上设有水封器。
进一步，优选的是脉冲生物滤池内上部1/5-1/4的生物填料为活性炭，其余部分的生物填料没有特殊要求，可根据实际情况自由选择。活性炭优选为长度为10-15mm、直径为4-5mm的圆柱体颗粒，但不限于此;
进一步，优选的是包括蓄水池、ABR厌氧折流板反应器、沼气收集装置和脉冲生物滤池，ABR厌氧折流板反应器包括4个格室，即第一厌氧格室、第二厌氧格室、第三厌氧格室和第四厌氧格室;4个格室的顶部均与沼气收集装置相连通;
第一厌氧格室的上部设有进水口;
蓄水池的出水口通过带有进水水泵的管道与第一厌氧格室上部的进水口相连;
第一厌氧格室的底部、第二厌氧格室的底部、第三厌氧格室的底部和第四厌氧格室的底部均安装有布水管网;在布水管网上安装有用于固定弹性生物填料的钢筋支架;每个格室内均设有弹性生物填料，弹性生物填料的一端与钢筋支架相连，另一端连接有浮球;
第一厌氧格室的正上方设有第一脉冲生物滤池，第二厌氧格室的正上方设有第二脉冲生物滤池，第三厌氧格室的正上方设有第三脉冲生物滤池，第四厌氧格室的正上方设有第四脉冲生物滤池，
第四厌氧格室内的顶部固定有液位控制器;
第一脉冲生物滤池的底部、第二脉冲生物滤池的底部、第三脉冲生物滤池的底部和第四脉冲生物滤池的底部均安装有排水管网;
每个格室内的布水管网分别通过管道与该格室正上方的脉冲生物滤池内的排水管网相连;
每个脉冲生物滤池的上部分别通过带有循环水泵的管道与其正下方的格室相连通;
每个脉冲生物滤池的上部设有一个脉冲控制仪，且每个脉冲生物滤池内填充有生物填料。
一种适用于中、高浓度有机废水的水处理方法，采用上述适用于中、高浓度有机废水的生物处理系统，包括如下步骤：
步骤(1)，有机废水进入蓄水池中蓄水，当蓄水池满时，将蓄水池中的水通过进水水泵从ABR厌氧折流板反应器的入水口排入ABR厌氧折流板反应器中;然后废水逐个流经的各个格室;
步骤(2)，当第一个格室水满的时候，启动与第一个格室相连的循环水泵，将水通过循环水泵从第一格室抽入到与第一个格室相连的脉冲生物滤池中，当脉冲生物滤池水满时，关闭循环水泵;同时处于第一个格室正上方的脉冲生物滤池中的脉冲控制器控制该脉冲生物滤池中的水进行虹吸式脉冲，从该脉冲生物滤池的排水管网进水，从第一个格室的布水管网出水;控制脉冲水量为该脉冲生物滤池容积的1/5-1/4;
当第二个格室水满的时候，启动与第二个格室相连的循环水泵，将水通过循环水泵从第二格室抽入到与第二个格室相连的脉冲生物滤池中，当脉冲生物滤池水满时，关闭循环水泵;同时处于第二个格室正上方的脉冲生物滤池中的脉冲控制器控制该脉冲生物滤池中的水进行虹吸式脉冲，从该脉冲生物滤池的排水管网进水，从第二个格室的布水管网出水;控制脉冲水量为该脉冲生物滤池容积的1/5-1/4;
其它格室的水处理方法与第一个格室的水处理方法相同;
当液位控制器监测到最后一个格室内的水满，且与最后一个格室相连的脉冲生物滤池中水也被循环水泵注满时，控制从与最后一个格室相连的脉冲生物滤池的出水口出水，排入后续处理系统达标外排或回用;
水处理过程中产生的沼气直接进入沼气收集装置中。
本发明ABR厌氧折流板反应器为密封池;脉冲生物滤池顶部敞开。
本发明脉冲控制仪用于控制水的虹吸式脉冲;液位控制器用于控制本发明系统的排水，即当液位控制器监测到最后一个格室内的水满，且与最后一个格室相连的脉冲生物滤池中水也被循环水泵注满时，控制与最后一个格室相连的脉冲生物滤池的出水口进行出水。
本发明的如下特点;
1)本发明生物处理系统的ABR厌氧折流反应器用钢混结构现场建设，高度不超过6m，可埋地、半埋地或建在地面上。
2)脉冲生物滤池可钢混结构现场建设或用予制钢结构成品，也可用玻璃钢、不锈钢配件现场组装。
3)本发明采用生物膜法其挂膜容易，剩余污泥量少，生物填料不会堵塞。
4)由于脉冲生物滤池反复运行在加水(排气)-排水(进气)-间歇的循环过程中，脉冲生物滤池的上部1/5-1/4容积生物填料(生物膜)与污水和空气反复接触类似生物转盘运行方式，属好氧生物处理。而其余容积经常被污水淹没属于淹没式生物滤池。所以本发明系统内的微生物群落从上到下分别为好氧、兼氧和缺氧微生物的聚集区。本发明运行时，循环水全程通过各生物聚居区，因而综合了各种微生物对污水的净化功能。
5)由于脉冲生物滤池瞬时大流量出水的搅动，提高ABR厌氧折流板反应器生化效率，减小了循环水泵的功率消耗。
6)脉冲水瞬时流量很大，可达到循环水泵正常流量的8～10倍，可在格室内产生10～20m/h的上升水流速，充分搅动该格室水体，这和高效IC反应器回流水功能相当，但是本发明有广泛的调节余地。
7)本发明系统循环水泵的循环水总量可达到日处理量的8～10倍(按经济运行条件选泵)，循环水反复通过四组好氧、兼氧、缺氧和厌氧微生物聚居区，可综合各种微生物的净化功能提高处理效率。
8)本发明脉冲生物滤池进气总量等于循环水总量，最高水/气(V/V)，可达到1/8～1/10。而且是微生物直接与空气接触，可充分吸收氧气，提高氧利用率。
9)本发明系统采用液位-时间程序控制(继电器-交流接触器元件)构造简单，操作人员易学、易会、容易掌握维修方便，比PLC节省成本和维修费;
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明系统使用的生物填料挂膜容易，没有污泥流失和被堵塞之虑，而且投资低、运行费低、使用灵活。
本发明系统采用简单技术措施和低成本投入达到高效IC反应器的效果。本发明系统及水处理方法容易推广普及，电耗远低于有循环回流的厌氧滤池和流化床工艺系统。
本发明系统处理投资仅为相似水质、水量IC系统的60～70%;
本发明系统大小可调，处理量可调节，灵活性高，施工简单，而IC反应器施工困难，且大小不可调，灵活性较低。
本发明系统适用性广，尤其适用于资本较少、需要处理中、高浓度有机废水的厂家。