申请日2018.03.07
公开(公告)日2018.07.24
IPC分类号C02F3/28; C02F103/32
摘要
本发明公开了一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，涉及酿造工业废水处理领域，包括第一反应室、第二反应室、ABR反应室、污泥沉淀区和气体储存室，所述第一反应室位于第二反应室下方，中间设置有导流罩，所述第一反应室为导流体提速反应室，使反应室内液体上升流速远远高于传统UASB反应器，强化了废水与微生物之间的接触，大大提高了反应率。本发明进一步公开了一种利用新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器处理酿造工业废水的方法，与传统方法相比，极大的缩短了处理时间，提高了处理效率，也降低了消耗。
权利要求书
1.一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，包括第一反应室、第二反应室、ABR反应室、三相分离器、污泥沉淀区和气体储存室，所述第一反应室位于第二反应室下方，中间设置有导流罩，所述三相分离器与第二反应室、ABR反应室、污泥沉淀区和气体储存室相连，所述第一反应室、第二反应室和ABR反应室均可循环并厌氧消化复杂有机废水，所述第一反应室为复杂有机会废水的入口，复杂有机废水在第一反应室循环反应并进入所述第二反应室，反应消化后的废水进一步进入三相分离器，所述第一反应室为导流提速反应室，升流速度和内部循环效率高于普通UASB反应器，所述三相分离器用于分离气体、液体和固体，所述分离后气体集中于气体储存室，所述分离后的固体沉淀至污泥沉淀区，所述分离后的液体进入ABR反应室继续进行消化。
2.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述复杂有机废水为酿造工业废水。
3.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述三相分离器中的液体通过溢流堰进入ABR反应室。
4.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述ABR反应室包括推流折板上下导流反应区、污泥沉淀区、消化液回流区和出水区、消化液回流管道、消化液出水管道、污泥外排管道和虹吸管道，所述污泥沉淀区位于ABR反应室底部，所述上下导流反应区为废水消化反应区域，所述消化液回流区和出水区是消化液出水和汇集区域，所述消化液回流管道用于回输消化液，所述消化液出水管道用于排出消化液，污泥外排管道用于排出污泥，所述虹吸管道用于辅助排出消化液。
5.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述气体储存室与沼气管道相连。
6.如权利要求4所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥 反应器，其特征在于，所述污泥沉淀区通过污泥外排管道外排污泥，所述污泥外排管道长短不一。
7.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述第一反应器、第二反应器和三相分离器各设置一个测温点，所述ABR反应室设置两个测温点。
8.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述复杂有机废水在进入反应器前，所述导流提速反应器室pH需达到6.8以上，所述导流提速反应器的pH可通过接种所述污泥外排管道排出的污泥进行调节。
9.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述导流提速反应室下部包括三个圆形布水管道，布水口对准底部，保证射出的水均匀散布。
10.一种利用如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器处理酿造工业废水的方法，具体过程包括：
第一步：启动和调试设备，控制导流提述反应器中反应液的pH在6.8-7.5之间;
第二步：将酿造工业废水由反应器底部送入导流提速反应室，并与絮状污泥和颗粒污泥均匀混合，大部分的有机物被降解而转化成沼气和二氧化碳，气体沿着导流提速反应室上升的同时与底部颗粒污泥和进水充分混合，实现混合液的内部循环;
第三步：经导流提速反应室处理过的废水会自动的进入第二反应室，进行进一步的生化反应，第二反应室液体中上升的液体污泥颗粒小于第一反应室，第二反应室同时也为第一导流提速反应室和沉淀区之间提供了缓冲，对防止污泥流失及确保沉淀后的出水水质起着重要作用;
第四步：经第二反应室处理后的废水升流进入三相分离器，气体进入上方气体储存室，固体自然流入污泥沉淀区，处理后的消化液进入ABR反应区继续进行生化反应，反应后的气体进入气体储存室，固体自然流入污泥沉淀区，消化液不断循环消化，检测合格后排出，污泥沉淀区的污泥通过污泥外排管道排出。
说明书
一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器和使用方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，尤其涉及一种一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器和方法。
背景技术
酒精糟液和曲酒酿造废水，是酒精和曲酒生产排出的废液，含有大量的有机物。固形物含量为5-6%、PH3.5-4.5、CODcr5-6万mg/L、BOD53-4万mg/L，主要污染物包括淀粉、糖类、醇类、醛类、酯类、纤维素等。
酿造废水经预处理进入UASB联合ABR反应器内从絮状转变成颗粒污泥过程是极其复杂的微生物与生化和物化诸多因素共同制约的过程。主要因素影响有PH值、废水性质、水解反应、容积有机负荷、水力负荷等。工艺的稳定性很大程度上取决于培养生成具有优良沉降性能和很高活性的颗粒状污泥。
工业上一般采用UASB反应器对酿酒工业废水进行处理净化。由于厌氧微生物增殖和颗粒污泥形成较慢，多数生产企业在调试过程中反应器启动时间很长，需要几个月的时间，消耗了人力、物力和财力。
为了提高酿酒工业废水的处理效率，充分利用废水中含有的大量有机物，本领域技术致力于开发出一种低耗高效UASB联合ABR颗粒污泥法处理酿造工业废水工艺技术的方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题为提供一种新型的高效低耗的颗粒污泥法处理酿造工业废水装置及相应的处理方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，包括第一反应室、第二反应室、ABR反应室、污泥沉淀区和气体储存室，所述第一反应室位于第二反应室下方，中间设置有导流罩，所述三相分离器与第二反应室、ABR反应室、污泥沉淀区和气体储存室相连，所述第一反应室、第二反应室和ABR反应室均可循环并厌氧消化复杂有机废水，所述第一反应室为复杂有机会废水的入口，复杂有机废水在第一反应室循环反应并进入所述第二反应室，反应消化后的废水进一步进入三相分离器，所述第一反应室为导流提速反应室，升流速度和内部循环效率高于普通UASB反应器，所述三相分离器用于分离气体、液体和固体，所述分离后气体集中于气体储存室，所述分离后的固体沉淀至污泥沉淀区，所述分离后的液体进入ABR反应室继续进行消化。
进一步地，所述复杂有机废水为酿造工业废水。
进一步地，所述三相分离器中的液体通过溢流堰进入ABR反应室。
进一步地，所所述ABR反应室包括推流折板上下导流反应区、污泥沉淀区、消化液回流区和出水区、消化液回流管道、消化液出水管道、污泥外排管道和虹吸管道，所述污泥沉淀区位于ABR反应室底部，所述上下导流反应区为废水消化反应区域，所述消化液回流区和出水区是消化液出水和汇集区域，所述消化液回流管道用于回输消化液，所述消化液出水管道用于排出消化液，污泥外排管道用于排出污泥，所述虹吸管道用于辅助排出消化液。
进一步地，所述气体储存室与沼气管道相连，排出的沼气可用于沼气发电，沼气锅炉烧和居民生活用。
进一步地，所述污泥沉淀区通过污泥外排管道外排污泥，所述污泥外排管道长短不一，该种设计使管道排出的污泥不形成死区，污泥外排管道分布在下层的污泥层内分布均匀没有死角，排泥系统的功能是定期均匀地排出反应室的沉淀剩余污泥。
进一步地，所述第一反应器、第二反应器和三相分离器各设置一个测温点，所述ABR反应室设置两个测温点。
进一步地，所述复杂有机废水在进入反应器前，所述导流提速反应器室pH需达到6.8以上，所述导流提速反应器的pH可通过接种所述污泥外排管道排出的污泥进行调节。
进一步地，所述导流提速反应室下部包括三个圆形布水管道，布水口对准底部，保证射出的水均匀散布，布水均匀能实现微生物与有机废水充分接触。
本发明还提供一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器处理酿造工业废水的方法，具体过程包括：
第一步：启动和调试设备，控制导流提速反应器中反应液的pH在6.8-7.5之间;
第二步：将酿造工业废水由反应器底部送入导流提速反应室，并与絮状污泥和颗粒污泥均匀混合，大部分的有机物被降解而转化成沼气和二氧化碳，气体沿着导流提速反应室上升的同时与底部颗粒污泥和进水充分混合，实现混合液的内部循环;
第三步：经导流提速反应室处理过的废水会自动的进入第二反应室，进行进一步的生化反应，第二反应室液体中上升的液体污泥颗粒小于第一反应室，第二反应室同时也为第一导流提速反应室和沉淀区之间提供了缓冲，对防止污泥流失及确保沉淀后的出水水质起着重要作用;
第四步：经第二反应室处理后的废水升流进入三相分离器，气体进入上方气体储存室，固体自然流入污泥沉淀区，处理后的消化液进入ABR反应区继续进行生化反应，反应后的气体进入气体储存室，固体自然流入污泥沉淀区，消化液不断循环消化，检测合格后排出，污泥沉淀区的污泥通过污泥外排管道排出。
进一步地，所述ABR反应器为二级厌氧反应器，不需要机械动力再次微生物反应分解使气液固分离，消化液出水CODcr3500以下达到进入好氧颗粒污泥反应器降解反应要求。
所述三个反应器内循环传质效果好，污泥龄长，生物量大，抗冲击负荷能力强，具有很高的容积负荷率。
新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器是升流式厌氧颗粒污泥床+推流式厌氧反应器是在厌氧状态下利用微生物的代谢活动处理废水，与传统UASB反应器相比，它增加了导流提速反应室和推流折板反应室。使反应室内的液体上升流速远远高于传统UASB反应器，强化了废水与微生物之间的接触，提高了反应速率，出水系统是把三相分离器沉淀区液面的上清液均匀地排出反应器顶部的溢流堰，进入ABR推流折板反应室内进行多种微生物交替联合作用以复杂生化降解有机物。
新型UASB联合ABR反应器由第一导流提速反应室和第二反应室叠加而成。相当于两个UASB反应器的上下重叠串联组成。在第一导流提速反应室，气液分离在反应室内加速提升分离反应，不仅有提高表面水力负荷和产气负荷，使污泥与有机物能均匀接触的作用，而且可以避免在高负荷条件下污泥的过量流失有较高的有机负荷，抗冲击能力强。
沼气的提升能实现内循环节能，沼气作为提升的动能，实现生物能混合液的内循环。
处理低浓度废水(CODcr4000)时，循环流量可达进水量的2-4倍，处理高浓度废水(CODcr60000)时，循环流量可达进水流量的8-12倍，因为循环流量与进水在第一反应室充分混合，从而提高了反应器的耐冲击负荷能力。
容积负荷可达25KgCOD/m3·d以上，去除率90-96%，SS去除率87-92%，有机负荷高，可连续和间歇进水。由于酿造曲酒企业每年安全度夏从6月—9月停产90天左右，反应器再次启动只需15天左右恢复正常处理酿造废水。
ABR反应器相当于二级厌氧反应器，不增加机械动力、能耗低，同时和UASB反应器都在一个容器内进行微生物、细菌、反应降解有机物。
设计外污泥外排管道分布均匀，能保证反应器底部沉淀下来的污泥正常外排，不影响反应区内微生物降解有机物，外排污泥对反应器来讲是很重要的一环。
投资费用低，占地面积小。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。