申请日2015.11.16
公开(公告)日2016.03.02
IPC分类号C02F3/28; C02F101/30
摘要
本发明提供了一种交替式水解预处理装置及采用该装置处理废水的方法。所述的交替式水解预处理装置包括进水口，进水口连接水泵，水泵分别通过管路连接水解池A的进水区和水解池B的进水区，水解池A的出口分别通过管路连接出水口和上流式厌氧污泥床反应器的进水管，水解池B的出口分别通过管路连接出水口和上流式厌氧污泥床反应器的进水管，上流式厌氧污泥床反应器的出水管分别通过管路连接水解池A的进水区和水解池B的进水区。本发明结构简单，连接方便，切换容易，可延长微生物的存活寿命，提高预处理系统的处理效率，实现一个装置的两种用途。
权利要求书
1.一种交替式水解预处理装置，其特征在于，包括进水口(1)，进水口(1)连接水泵(2)，水泵(2)分别通过管路连接水解池A(7)的进水区(6)和水解池B(15)的进水区(17)，水泵(2)与水解池A(7)的进水区(6)之间的管路上设有第一阀门(3)，水泵(2)与水解池B(15)的进水区(17)之间的管路上设有第二阀门(19)，水解池A(7)的出口分别通过管路连接出水口(11)和上流式厌氧污泥床反应器的进水管(10)，水解池A(7) 的出口与出水口(11)之间的管路上设有第三阀门(9)，水解池A(7)的出口与上流式厌氧污泥床反应器的进水管(10)之间的管路上设有第四阀门(8)，水解池B(15)的出口分别通过管路连接出水口(11)和上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的进水管(10)，水解池B(15)的出口与出水口(11)之间的管路上设有第五阀门(12)，水解池B(15)的出口与上流式厌氧污泥床反应器的进水管(10)之间的管路上设有第六阀门(13)，上流式厌氧污泥床反应器的出水管(5)分别通过管路连接水解池A(7)的进水区(6)和水解池B(15)的进水区(17)，上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的出水管(5)与水解池A (7)的进水区(6)之间的管路上设有第七阀门(4)，上流式厌氧污泥床反应器的出水管 (5)与水解池B(15)的进水区(17)之间的管路上设有第八阀门(18)。
2.如权利要求1所述的交替式水解预处理装置，其特征在于，所述的第一阀门(3)、第二阀门(19)、第三阀门(9)、第四阀门(8)、第五阀门(12)、第六阀门(13)、第七阀门(4)和第八阀门(18)均为三通数控阀。
3.如权利要求1所述的交替式水解预处理装置，其特征在于，所述的水解池A(7)和水解池B(15)之间设有水解池隔板(14)。
4.如权利要求1所述的交替式水解预处理装置，其特征在于，所述的水解池A(7)和水解池B(15)中均设有生物填料(16)。
5.采用权利要求1-4中任一项所述的交替式水解预处理装置处理废水的方法，其特征在于，包括：交替运行第一种模式和第二种模式，所述的第一种模式为：打开第一阀门(3)、第四阀门(8)、第五阀门(12)和第八阀门(18)，关闭第七阀门(4)、第二阀门(19)、第三阀门(9)和第六阀门(13)，废水经进水口(1)进入水解池A(7)，经水解池A(7) 处理后的水进入上流式厌氧污泥床反应器，上流式厌氧污泥床反应器的出水进入水解池B (15)，水解池B(15)处理后的水流出交替式水解预处理装置，进入后续处理流程;所述的第二种模式为：关闭第一阀门(3)、第四阀门(8)、第五阀门(12)和第八阀门(18)，打开第七阀门(4)、第二阀门(19)、第三阀门(9)和第六阀门(13)，废水经进水口(1) 进入水解池B(15)，经水解池B(15)处理后的水进入上流式厌氧污泥床反应器，上流式厌氧污泥床反应器的出水进入水解池A(7)，水解池A(7)处理后的水流出交替式水解预处理装置，进入后续处理流程。
6.如权利要求5所述的交替式水解预处理装置处理废水的方法，其特征在于，所述的第一种模式和第二种模式每次运行一周。
说明书
一种交替式水解预处理装置及采用该装置处理废水的方法
技术领域
本发明涉及一种处理高浓度难降解有机废水的交替式生物水解预处理装置及采用该装置处理废水的方法。
背景技术
随着中国现代化的发展，化工行业占据着举足轻重的地位，如化工制药、油漆等。这些行业中所使用的化工原料往往具有生物毒性，工段废水浓度极高，化学需要量(COD) 甚至高达10000mg/L，该类废水通常需要进行高级氧化，改变废水中的有机物结构，当有机物浓度降低至5000mg/L时再进行厌氧-好氧工艺。
然而，在工程中，往往在工段操作失误和停工启动阶段，废水COD浓度及毒性进一步提升。针对这类高浓度难降解有机废水，传统的厌氧-好氧生化处理脆弱性显著。例如，有机合成染料大多以苯、甲苯、萘、蒽、咔唑等芳香族有机物为原料，所以废水中的有机物种类很多，包括卤素化合物、硝基化合物、胺基化合物、磺酸化合物、羟基化合物、羧酸化合物，醛、酮、醌类化合物、噻唑化合物、杂环化合物等等，大多较难生物降解(Van LierJB.Wat.SciecneandTechnology，2001.43(1)：1～18.)虽然，现阶段的高级氧化工艺，如芬顿、多金属催化氧化(专利201410727633.2)、臭氧等能够对有机物进行改性，增强可生化性，但是传统的生化阶段的稳定性需要提升，特别是前段的厌氧段。
在实际工程案例中，往往遇到厌氧塔(如IC-放入专利号)或UASB崩溃及水解酸化池失效等问题，最关键的问题在于废水中的毒性物质对厌氧系统生物的急性毒性，导致细菌、古菌、真菌、原生动物脱离菌胶体，从而暴露在毒性环境中失去降解效果。填料及活性污泥系统可以在一定程度上抵抗废水中有毒物质，但是长时间的毒性攻击导致了微生物的消亡，从而导致颗粒污泥解体及水解池生物量下降。
另一方面，废水在厌氧塔中其氧化还原电位(ORP)较低，排入好氧池后，需要一定时间才能提高氧化量，所以好氧池体积往往存在10%-50%的浪费。因此需要在厌氧塔出水至好氧池之间设置中间过度阶段，让ORP有一定程度的提高，使得进入好氧池后，溶解氧能够迅速提高。本专利在实际工程的提示下，通过反复实验摸索和验证，提出了交替式水解预处理装置，将它运用在好氧池前，作为生化预处理阶段，可稳定实现对有毒物质的循环抵抗，也可以节约后续好氧池体积，有助于高浓度难降解有机废水的高效降解。
发明内容
本发明的目的有效克服了现有预处理水解池使用寿命短的缺点，提高微生物对高浓度、高毒性有机污染物的抵抗能力，并且从中驯化出针对性强的微生物，增强水解池的稳定性。
为了达到上述目的，本发明提供了一种交替式水解预处理装置，其特征在于，包括进水口，进水口连接水泵，水泵分别通过管路连接水解池A的进水区和水解池B的进水区，水泵与水解池A的进水区之间的管路上设有第一阀门，水泵与水解池B的进水区之间的管路上设有第二阀门，水解池A的出口分别通过管路连接出水口和上流式厌氧污泥床反应器 (UASB)的进水管，水解池A的出口与出水口之间的管路上设有第三阀门，水解池A的出口与上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的进水管之间的管路上设有第四阀门，水解池B 的出口分别通过管路连接出水口和上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的进水管，水解池B 的出口与出水口之间的管路上设有第五阀门，水解池B的出口与上流式厌氧污泥床反应器 (UASB)的进水管之间的管路上设有第六阀门，上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的出水管分别通过管路连接水解池A的进水区和水解池B的进水区，上流式厌氧污泥床反应器 (UASB)的出水管与水解池A的进水区之间的管路上设有第七阀门，上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的出水管与水解池B的进水区之间的管路上设有第八阀门。
优选地，所述的第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门均为三通数控阀。
优选地，所述的水解池A和水解池B之间设有水解池隔板。
优选地，所述的水解池A和水解池B中均设有生物填料。
本发明还提供了一种采用上述的交替式水解预处理装置处理废水的方法，其特征在于，包括：交替运行第一种模式和第二种模式，所述的第一种模式为：打开第一阀门、第四阀门、第五阀门和第八阀门，关闭第七阀门、第二阀门、第三阀门和第六阀门，废水经进水口进入水解池A，经水解池A处理后的水进入上流式厌氧污泥床反应器，上流式厌氧污泥床反应器的出水进入水解池B，水解池B处理后的水流出上述的交替式水解预处理装置，进入后续处理流程;所述的第二种模式为：关闭第一阀门、第四阀门、第五阀门和第八阀门，打开第七阀门、第二阀门、第三阀门和第六阀门，废水经进水口进入水解池B，经水解池B处理后的水进入上流式厌氧污泥床反应器，上流式厌氧污泥床反应器的出水进入水解池A，水解池A处理后的水流出上述的交替式水解预处理装置，进入后续处理流程。
优选地，所述的第一种模式和第二种模式每次运行一周。
本发明的有益效果是：1)处理高浓度(高毒性)工业废水时，微生物种群在高负荷、低负荷交替环境中获得了更强的抵抗能力;2)在污染物浓度较高的环境中，微生物充分发挥作用，经过环境对生物的自然选择，适宜生存的种群保留下来，不宜生存的种群被淘汰，可以起到驯化微生物的作用。3)提高了水解池的使用寿命，疲倦的微生物由高浓度环境进入低浓度环境中，有利于有效物种的繁衍，以在下次进入高浓度池发挥更大的作用。 4)两种模式交替运行，可有效防止出水水质的下降，提高了预处理的稳定性。5)本发明结构简单，连接方便，切换容易，可延长微生物的存活寿命，提高预处理系统的处理效率，实现一个装置的两种用途。