申请日2003.10.27
公开(公告)日2004.11.10
IPC分类号C02F3/28
摘要
本实用新型涉及一种复合式厌氧生物废水处理反应器，它包括有密闭反应器，反应器下部为填充有颗粒污泥的颗粒污泥区，对应颗粒污泥区的上部留一定间距设有一段填充有填料的填料区，反应器的底部为连有水泵的进水口，顶部设有排水口与气体排放口，其特征在于：在反应器内对应填料区的上部留有一定间距至少设有一段填充有填料的过滤区，过滤器的上部低于排水口所在位置。本实用新型用于有机废水的处理，在技术上将生化处理和物化处理有机结合起来，解决了一般厌氧颗粒污泥反应器中污泥易流失，需要回流装置等问题，同时减少厌氧滤池和过滤吸附装置需要大量昂贵填料的症结所在，提高了出水水质，降低了运行成本费用。
権利要求書
1、一种复合式厌氧生物废水处理反应器，它包括有密闭反应器(11)， 该反应器(11)下部为填充有颗粒污泥的颗粒污泥区(3)，反应器(11) 内对应颗粒污泥区(3)的上部留一定间距设有一段填充有填料的填料区 (5)，反应器11的底部为连有水泵(2)的进水口1，顶部设有排水口(7) 与气体排放口(8)，其特征在于：在反应器(11)内对应填料区(5)的上 部留有一定间距至少设有一段填充有填料的过滤区(6)，过滤器(6)的上 部低于排水口(7)所在位置。
2、根据权利要求1所述的复合式厌氧反应器，其特征在于填料区(5) 与填料区(6)的上、下部均设有填料支撑网(13)，填料区(5)与过滤区 (6)均设有便于取放填料的填料操作区(12)，气体排放口(8)处设有气 体流量计(10)。
3、根据权利要求1所述的复合式厌氧反应器，其特征在于，过滤区(6) 根据废水处理的要求可设为两段或多段，最上段的过滤区(6)应靠近反应 器(11)的排水口(7)处。
4、根据权利要求1所述的复合式厌氧反应器，其特征在于填料区(5) 内的填料可选用易挂生物膜作用的填料，如卵石、碎石、砖块、塑料、玻 璃、炉渣、贝壳、珊瑚、海绵、网状泡沫塑料。
5、根据权利要求1所述的复合式厌氧反应器，其特征在于过滤区(6) 内的填料采用具有吸附功能的填料，如活性炭、焦炭、大孔树脂。
说明书
复合式厌氧生物废水处理反应器
技术领域
本实用新型涉及一种有机废水的水处理装置，具体地说是一种复合式 厌氧生物废水处理反应器。
背景技术
目前，印染、医药、化工、造纸等一些重点行业高浓度有毒有机废水 是造成我国水体污染加剧的主要原因之一。此类废水的共性是在环境中比 较难于降解，长时间稳定存在，并具有生物累积性，严重地影响着人类的 身体健康，阻碍了我国经济的可持续发展。因此，针对高浓度难降解有毒 有机废水的研究和应用是当今废水处理技术中的一个热点。
针对有机废水的水处理装置有很多种，其中许多都是很成熟的，并实 现了工业化。根据降解有机物的不同方法，此类水处理装置可分为物化水 处理装置和生化水处理装置二大类。。针对有机废水的典型的物化水处理装 置有以下几类：以活性炭吸附、大孔树脂吸附为代表的吸附装置，以反渗 透、超滤为代表的膜分离装置，以光催化氧化、超临界催化氧化、超声催 化氧化为代表的高级氧化装置。生化水处理装置型式种类较多，但可分为 好氧和厌氧二大类
吸附装置是利用不同吸附剂的吸附作用去除水中的有机污染物。活性 炭吸附装置根据吸附剂的不同运行方式可分为固定床型、移动床型、流动 床型。吸附剂活性炭的形状有粉末状和颗粒状，颗粒状活性炭再生要比粉 末状活性炭容易，所以活性吸附装置多采用颗粒状活性炭。活性炭的吸附 能力很强，对水中许多有机物都有很强的吸附能力，另外还可以用于水中 的除臭、脱色和微量有害物质。60年代研制的大孔树脂吸附装置是以大孔 树脂作为吸附剂的吸附装置。大孔吸附树脂可净化许多离子性、极性和非 极性的有机物，其结合力比较小，易于再生，与活性炭吸附不同的是大孔 树脂吸附具有很高的选择性，因此可回收水中的有机物。
膜分离装置是利用膜的选择透过性去除水中的有机污染物的，根据膜 孔径的大小可分为反渗透和超滤等多种类型，根据膜组件的形状可分为板 框式、管式、卷式和中空纤维式四种结构形式。反渗透和超滤装置的主要 区别在于其膜径大小不同。超滤膜截留的污染物粒径较大，约为2-10000 微米，反渗透膜截留的较小，约为0.4-600微米，因此超滤装置相应的操 作压力较小，为101.3-709.3kPa，而反渗透装置较大，比超滤装置要高出 一个数量级。膜分离装置是一种深度水处理装置，能去除水中的微量有机 污染物。
高级氧化技术及装置起步相对较晚，实质上是采用特殊的条件下的催 化氧化技术。光催化氧化装置的基本原理是，光照射在二氧化钛等半导体 表面后，产生的空穴使水分子生成羟基自由基，羟基自由基具有无选择性 的强氧化能力，从而去除水中的有机污染物。超临界催化氧化装置的基本 原理是，在高温高压的超临界状态下，有机污染物分子、空气和溶剂水无 限互容，从而有机污染物被短时间内几乎彻底氧化。
生物方法是去除废水中有机物最经济有效的方法，是利用微生物生命 过程中的代谢活动，将有机物分解为简单的无机物从而去除有机污染物的 过程。据代谢过程中对氧的需求情况，微生物可分为好氧微生物、厌氧微 生物及介于两者之间的兼性微生物。按水流方式分为连续式和序批式，按 微生物的存在方式分为活性污泥法和生物膜法。具有代表性的型式有活性 污泥池、生物滤池、生物接解氧化塔、氧化沟、生物转盘、上流式污泥反 应器、
以上所述的各种有机废水处理装置有各自的优点，同时也有各自的缺 点，只能适用一定的范围。各种吸附装置的出水水质较好，但是由于使用 大量的吸附剂，且需要再生，致使运行成本较高。各种膜法装置出水水质 也较好，但是对膜的要求较高，膜的制作成本很高，运行过程中膜极易被 污染，需较为严格的预处理。光催化装置中的催化剂制作成本较高，尚不 能进行大规模生产，而且催化剂易失活，也需要较为严格的预处理。超临 界装置需要高温高压，因此对设备材质的要求较高，固定成本较高，维护 较难。因此有必要开发高效价廉的新型深度处理工艺。
一般的生化水处理装置与本实用新型技术较为密切。研究结果表明一 般的生化水处理装置只适用于低生物毒性且易生物降解的生活污水，对于 难降解高浓度的有毒有机废水采用常规的好氧或厌氧生物处理很难达到处 理要求，通常需要复杂的前处理及后续处理装置，这样大大提高了运行费 用，占地面积大。单一的好氧生物处理装置，能耗较大，需要曝气，而且 只能处理低浓度易降解的生活污水或作为其他处理方法的后续处理。一般 的厌氧生物处理方法，能够处理高浓度难降解的有机废水，能耗低，占地 面积小，而且还可以回收厌氧处理产生的甲烷(CH4)气体，产生一定的经 济效益，但该方法对于高浓度有毒废水难以处理，而且处理后的出水很难 达到理想要求，通常需要其他物化或生化处理装置作为后续处理，这样就 加大了运行成本和占地面积，使操作难度增大，是应用于实际工程的主要 障碍。一项水处理技术，能有效且经济地净化工业有机污染物，才能实现 工业化应用，因此，开发成本低、效率高的组合工艺，也正是当前解决高 浓度、难降解有毒有机废水的发展趋势和有效途径。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种成本低、效率高 的复合式厌氧生物废水处理反应器。
本实用新型的技术解决方案：
一种复合式厌氧生物废水处理反应器，它包括有密闭反应器11，该反 应器11下部为填充有颗粒污泥的颗粒污泥区3，反应器11内对应颗粒污 泥区3的上部留一定间距设有一段填充有填料的填料区5，反应器11的底 部为连有水泵2的进水口1，顶部设有排水口7与气体排放口8，其特征在 于：在反应器11内对应填料区5的上部留有一定间距至少设有一段填充有 填料的过滤区6，过滤器6的上部低于排水口7所在位置。
本实用新型结构上首次将生化效应和物化吸附效应有机地结合在一 起。厌氧生物降解有机物的机理是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提 供氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物主 要包括大量的生物气(及沼气)和水。沼气的主要成分是约2/3的CH4和 1/3的CO2，是一种可回收的能源。厌氧处理出水往往带有少量的悬浮物 (如悬浮污泥)，严重影响了出水水质，而在填料的吸附下，不仅净化了水 质，同时截留了污泥的流失，保持了反应器内的污泥量和延长了污泥停留 时间(SRT)。SRT的延长实质是维持了反应器内污泥的高浓度，可以大大 缩短废水的水力停留时间(HRT)，从而减少反应器容积，或在相同反应器 容积时增加处理的水量。本实用新型利用厌氧活性污泥、厌氧滤池及过滤 吸附的特点，把活性污泥、生物膜及过滤吸附有机地结合为一体，充分发 挥各自的优点，不仅优化了出水的水质，同时由于厌氧生物膜的形成，在 生物膜上形成各种菌群的良好共生关系，因此在反应器内易于培养出适应 有毒物质的厌氧污泥，使得反应器对有毒物质的适应能力增强;不仅减少 了预处理和后续处理的装置，节约了占地面积，而且减少了昂贵填料的用 量，大大降低了运行成本和操作难度。
值得提出的是，尽管厌氧活性污泥、厌氧滤池等及其各种组合工艺对 高浓度有机废水的处理效果很明显，但采用本实用新型技术，对悬浮物含 量高、色度深的难降解有毒的有机废水的处理更为有效。
本实用新型具有下列优点：
1、在技术上将活性污泥和生物膜的生化效应与过滤吸附的物理效应 有机结合起来，从根本上解决了厌氧反应器污泥易流失、需要回流剩余污 泥问题，而且延长了污泥停留时间(SRT)，同时可以收集排放的生物气作 为能源，产生经济效益，大大降低运行成本和操作难度，提高出水水质。
2、省去了厌氧滤池和作为后续处理的过滤吸附装置，同时减少了填料 的用量，不仅降低了运行成本，而且达到了净化出水水质的目的。
3、厌氧颗粒污泥消化、厌氧滤池和过滤吸附集中在同一个厌氧反应器 里，整个装置结构紧凑，操作简便。
4可以根据不同的水处理量和具体的水质选择反应器中厌氧滤池和过 滤部分的高度和数量，因此工程设计简便，施工安装期短。
5、本装置的填料都是一般常用的，没有特殊的要求，易于产业化。
6、适用于各种有机废水。