申请日2007.10.17
公开(公告)日2008.05.07
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本发明提供的是一体化高浓度难降解污水处理装置。它包括两相厌氧区和好氧区两部分，两相厌氧区由内套筒、中间套筒和外套筒组合而成，内套筒内为产酸相反应区、内套筒与中间套筒之间为两相厌氧过渡区、中间套筒与外套筒之间为产甲烷相反应区，两相厌氧过渡区和产甲烷相反应区的下部为泥水分离区、上部为气相区，内套筒顶部周围设有出水堰板，外套筒顶部设置出水管，出水通过水泵打到位于上层的好氧区，好氧区内设置有膜生物反应器，在两相厌氧区和好氧区均设有排泥管，好氧区下部还设有好氧进气管、好氧进气管与曝气系统相连，上部设有反冲洗管。本发明具有处理效果好，工艺简单，结构紧凑，运行管理方便，占地面积小，工程造价低等优点。
权利要求书
1.一体化高浓度难降解污水处理装置，它包括两相厌氧区和好氧区两部 分，其特征是：两者成塔式连接，上部分为好氧区，下部分为两相厌氧区;两 相厌氧区由内套筒、中间套筒和外套筒组合而成，内套筒内为产酸相反应区、 内套筒与中间套筒之间为两相厌氧过渡区、中间套筒与外套筒之间为产甲烷相 反应区，两相厌氧过渡区和产甲烷相反应区的下部为泥水分离区、上部为气相 区，内套筒顶部周围设有出水堰板，外套筒顶部设置出水管，出水通过水泵打 到位于上层的好氧区，好氧区内设置有膜生物反应器，在两相厌氧区和好氧区 均设有排泥管，好氧区下部还设有好氧进气管、好氧进气管与曝气系统相连， 上部设有反冲洗管。
2.根据权利要求1所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其特征是： 所述的膜生物反应器的中空纤维膜为片状，即两端用一竖管接纤维丝的出水孔， 形成一种平板状，单片平板状膜构成一种矩形膜组件，单片状膜间有一定距离。
3.根据权利要求2所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其特征是： 所述的膜组件的膜通量为8.0L/m2·h～64.0L/m2·h。
4.根据权利要求1、2或3所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其 特征是：所述的套曝气系统有两套，一套为位于底端的球冠状微孔曝气器，另 一套为位于膜层间的粗气泡曝气器。
5.根据权利要求4所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其特征是： 两套曝气系统由同一台鼓风机供气。
6.根据权利要求1、2或3所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其 特征是：所述的产酸相反应区上部为三相分离器、下部为完全搅拌混合反应区， 在三相分离器内设有沉淀区和气室，在完全搅拌混合反应区的底部设有排泥管， 完全搅拌混合反应区内设有进水管和射流搅拌器。
7.根据权利要求1、2或3所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其 特征是：所述的产甲烷相反应区内设置有将该反应区分割成上下两部分的导流 筒，下部分为反应区、底部装有排泥管，上部分为泥水分离沉淀区、内设出水 槽和出水管。
说明书
一体化高浓度难降解污水处理装置
(一)技术领域
本发明涉及的是一种污水处理装置，具体地说是一种高浓度难降解有机废水 处理的反应器。
(二)背景技术
近年来，由于松花江及太湖水连续发生较为严重的水体污染事件，社会各界 和各级环保部门越来越来关注高浓度工业废水的排放。因此高浓度有机废水处理 研究显得尤为重要。厌氧生物处理是一种高效的生物处理技术，具有有机负荷高， 污泥产量小等优点，目前被广泛应用于高浓度有机废水的处理。但其出水COD浓 度较高，出水往往不能达标排放。膜生物反应器是一种将膜分离技术与生物处理 单元相结合的新型水处理技术，具占地面积小、容积负荷高、出水水质好等诸多 优点。在专利号为02273044.3的中国实用新型专利中公开了一种“厌氧好氧一 体化污水处理装置”，该装置由不同直径的内外圆筒套叠组成，内圆筒作为好氧 区，内圆筒与外圆筒之间设有环形通道构成厌氧区。该工艺流程简单，启动快， 运行稳定，水力停留时间短，操作实施方便，设备结构简单，占地面积小，运行 费用低。但也存在一些缺点：1)结构过于简单，厌氧部分无三相分离器，无法 实现水气液的完全分离;2)产酸菌和产甲烷菌在同一个反应器内，无法提供最 佳的生长和代谢条件，使它们能够发挥各自最大的活性，与两相厌氧消化工艺相 比，其处理能力和效率较低。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种管理操作简单，组合化程度高，处理效率高，工 程造价低的一体化高浓度难降解污水处理装置。
本发明的目的是这样实现的：
它包括两相厌氧区和好氧区两部分，两者成塔式连接，上部分为好氧区，下 部分为两相厌氧区;两相厌氧区由内套筒、中间套筒和外套筒组合而成，内套筒 内为产酸相反应区、内套筒与中间套筒之间为两相厌氧过渡区、中间套筒与外套 筒之间为产甲烷相反应区，两相厌氧过渡区和产甲烷相反应区的下部为泥水分离 区、上部为气相区，内套筒顶部周围设有出水堰板，外套筒顶部设置出水管，出 水通过水泵打到位于上层的好氧区，好氧区内设置有膜生物反应器，在两相厌氧 区和好氧区均设有排泥管，好氧区下部还设有好氧进气管、好氧进气管与曝气系 统相连，上部设有反冲洗管。
本发明还可以包括这样一些结构特征：
1、所述的膜生反应器的中空纤维膜为片状，即两端用一竖管接纤维丝的出 水孔，形成一种平板状，单片平板状膜构成一种矩形状膜组件，单片状膜间有一 定的距离。
2、所述的膜组件的膜通量为8.0L/m2·h～64.0L/m2·h。
3、所述的套曝气系统有两套，一套为位于底端的球冠状微孔曝气器，另一 套为位于膜层间的粗气泡曝气器。
4、两套曝气系统由同一台鼓风机供气。
5、所述的产酸相反应区上部为三相分离器、下部为完全搅拌混合反应区， 在三相分离器内设有沉淀区和气室，在完全搅拌混合反应区的底部设有排泥管， 完全搅拌混合反应区内设有进水管和射流搅拌器。
6、所述的产甲烷相反应区内设置有将该反应区分割成上下两部分的导流筒， 下部分为反应区、底部装有排泥管，上部分为泥水分离沉淀区、内设出水槽和出 水管。
本发明的两相厌氧区采用套筒组合的形式，各种形式的多组套筒将反应器内 的空间有机地分割成产酸相反应区、两相厌氧过渡区、产甲烷相反应区、泥水分 离区、气相区等，从而使反应器具有两相厌氧生物处理的功能。
本发明中膜组件的结构形式是一大特点，其中，中空纤维膜设计成片状，两 端用一竖管接纤维丝的出水孔，形成一种平板状，然后将这种单片状膜构成一种 矩形状膜组件，单片状膜间设置有一定的距离，避免污泥的淤积。该组件膜的膜 通量为8.0L/m2·h～64.0L/m2·h。另外，本发明采用两套曝气系统，一套为底端 曝气，用球冠状微孔曝气器，向反应器内提供足够的溶解氧;底端曝气能够防止 底部出现由于污泥堆积造成的死角，避免了淤积的污泥在缺氧条件下呼吸产生的 黑色物质对膜表面的堵塞，因而是有助于减缓中空纤维膜的堵塞，延长运行周期 的膜组件形式。另一套为层间曝气，用粗气泡曝气器，此装置能够增加对膜表面 的冲刷，很好的防止污泥在纤维丝间淤积。同时为膜组件提供适宜的膜面流速， 以减缓膜污染的发生，而且每个单元之间都采取可拆装的方式，是一种效果最好 的膜组件形式。两套曝气系统由同一台鼓风机进行供气。
本发明在厌氧部分采用两相厌氧，两相厌氧的本质就是通过调控产酸相和产 甲烷相两个单元的运行参数，运用动力学控制方法，实现生物相的分离，从而形 成产酸发酵微生物和产甲烷发酵微生物各自的最佳生态条件，充分发挥各自的降 解效率，大幅度提高废水厌氧生物处理的能力和反应器的运行稳定性。废水通过 产酸反应器对污水进行预处理，不仅将废水中溶解性大分子有机物分解成较高级 的脂肪酸、甘油、氨基酸、单糖、醇类等，同时将不溶性有机物分解成可溶性小 分子有机物，为产甲烷反应器提供了更适宜的基质提高了废水的可生化性，而且 还能够解除或降低水中的有毒物质如硫酸根、重金属离子的毒性，改变难降解有 机物的结构，减少对产甲烷菌的毒害作用和影响，增强系统运行的稳定性，提高 出水效果。
本发明专利于现有技术相比具有如下特点：
1)本装置可以处理高浓度难降解有机废水，处理效果好，出水可达到回用 标准。
2)本装置工艺简单，结构紧凑，运行管理方便;设备体积小，占地面积小， 从而使整个工程造价明显降低。
3)在好氧区对膜组件结构形式进行设计与开发，可避免了污泥的淤积;同 时采用两套曝气系统，一套用球冠状微孔曝气器，向反应器内提供足够的溶解氧; 另一套用粗气泡曝气器，起混合、搅拌的作用，同时为膜组件提供适宜的膜面流 速，以减缓膜污染的发生。
4)所有的阀门都采用电磁阀，由电控柜统一控制，实现了出水、进水、反 冲洗的自动控制。
5)处理量大，无异味，可适用于生活小区，部队营房和工厂医院等环境的 污水处理，应用前景广泛。