公布日：2022.05.06
申請日：2022.01.14
分類(lèi)號：C02F3/28(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于高濃有機、難生化廢水的處理裝置，包括沿豎直方向依次向上連通的進(jìn)水系統、含有絮狀污泥的第一反應室、第二反應室、出水室，第二反應室內的上下兩端分別固定安裝有三相分離器，第二反應室的上下兩端、出水室頂部均設置有排氣口，排氣口通過(guò)管路連接有沼氣收集器，三相分離器與排氣口通過(guò)管路相互連接，第二反應室下端的三相分離器通過(guò)管路與第一反應室連通，第二反應室上端的三相分離器通過(guò)管路與出水室連通，出水室通過(guò)管路連接有廢水收集器，在第二反應室內上下兩端的三相分離器之間固定連接有生物填料區域，生物填料區域內放置若干水解填料。本發(fā)明能夠有效解決傳統厭氧反應器存在運維成本過(guò)高，沼氣外泄的問(wèn)題。
權利要求書(shū)
1.一種用于高濃有機、難生化廢水的處理裝置，其特征在于，包括沿豎直方向依次向上連通的進(jìn)水系統(1)、第一反應室(2)、第二反應室(3)、出水室(4)，所述第一反應室(2)內設置有絮狀污泥，所述第二反應室(3)內的上下兩端分別固定安裝有三相分離器(5)，所述第二反應室(3)的上下兩端、出水室(4)頂部均設置有排氣口，所述排氣口通過(guò)管路連接有沼氣收集器(6)，所述三相分離器(5)與所述排氣口通過(guò)管路連接，所述第二反應室(3)下端的三相分離器(5)與所述第一反應室(2)連通，所述第二反應室(3)上端的三相分離器(5)通過(guò)管路與所述出水室(4)連通，所述出水室(4)通過(guò)管路連接有廢水收集器(7)，在第二反應室(3)內上下兩端的三相分離器(5)之間連接有生物填料區域(8)，所述生物填料區域(8)內放置若干水解填料；所述第一反應室(2)內設置有第一攪拌裝置(9)，所述第一攪拌裝置(9)包括固定在第一反應室(2)內的第一驅動(dòng)電機(9‑1)，所述第一驅動(dòng)電機(9‑1)的輸出軸上固定連接有固定支架(9‑2)，所述固定支架(9‑2)包括橫向支架(9‑21)、兩個(gè)相對設置的L型支架(9‑22)，所述橫向支架(9‑21)的一端與所述第一驅動(dòng)電機(9‑1)的輸出軸連接，所述橫向支架(9‑21)的另一端分別固定連接兩個(gè)L型支架(9‑22)，所述L型支架(9‑22)上安裝有帶孔的囊體A(10)，所述囊體A(10)內裝有絮狀污泥，所述第一攪拌裝置(9)攪拌時(shí)形成攪拌空間；所述生物填料區域(8)包括上下設置于第二反應室(3)內的橫向固定桿(8‑1)，所述橫向固定桿(8‑1)之間設置若干縱向固定桿(8‑2)，所述縱向固定桿(8‑2)沿所述縱向固定桿(8‑2)軸向上設置有若干軸承，所述軸承的外圈圓周方向上設置若干帶孔的囊體B(11)，所述囊體B(11)內存放有水解填料；所述三相分離器(5)包括一體成型的沉降室(5‑1)、集水室(5‑2)，所述沉降室(5‑1)與集水室(5‑2)之間設置有過(guò)濾網(wǎng)(12)，所述沉降室(5‑1)的頂部設置有出氣口(13)，所述出氣口(13)與所述排氣口通過(guò)管路連接，所述沉降室(5‑1)的底部?jì)啥朔謩e設置有進(jìn)水口(14)、出泥口(15)，所述進(jìn)水口(14)連接有第一泵體(16)，所述第一泵體(16)連接有第一入水管(17)，所述出泥口(15)連接有第二泵體(18)，所述第一泵體(16)與所述第二泵體(18)的吸力相反，所述集水室(5‑2)頂部設置有出水口(19)，所述集水室(5‑2)內設置有第三泵體(20)，所述第三泵體(20)的一端通過(guò)管路與所述出水口(19)連接，所述第三泵體(20)的另一端連接有第二入水管(21)，所述第三泵體(20)的吸力方向與所述第一泵體(16)相同；所述沉降室(5‑1)頂部還設置有第二攪拌裝置(22)，所述第二攪拌裝置(22)包括固定于沉降室(5‑1)頂部的第二驅動(dòng)電機(23)，所述第二驅動(dòng)電機(23)固定連接有支撐桿(24)，所述支撐桿(24)上沿圓周方向設置至少兩個(gè)蛇形攪拌棒(25)，所述蛇形攪拌棒(25)上沿水平方向鉸接有若干長(cháng)短不一的導向桿(26)，所述第二攪拌裝置(22)正下方設置有沉降槽體(27)，所述沉降槽體(27)的底部與所述出泥口(15)連通；所述進(jìn)水系統(1)包括水泵A(28)，所述水泵A(28)通過(guò)管路與所述第一反應室(2)底部連通，所述第一反應室(2)內的管路上設置若干縱向管路(29)，所述縱向管路(29)上設置有若干通孔(30)；靠近所述第一驅動(dòng)電機(9‑1)的縱向管路(29)上設置有環(huán)形通道(31)，所述橫向支架(9‑21)位于環(huán)形通道(31)內，靠近所述攪拌空間內的縱向管路(29)均與所述攪拌空間預留有避讓間隙。
2.根據權利要求1所述的一種用于高濃有機、難生化廢水的處理裝置，其特征在于，還包括第一回流通道(32)、第二回流通道(33)，所述第一反應室(2)、第二反應室(3)的上部均設置有溢流口，所述第一回流通道(32)的一端與所述第一反應室(2)的溢流口連通，所述第一回流通道(32)的另一端與所述進(jìn)水系統(1)連通，所述第二回流通道(33)的一端與所述第二反應室(3)的溢流口連通，所述第二回流通道(33)的另一端與所述進(jìn)水系統(1)連通。
3.根據權利要求2所述的一種用于高濃有機、難生化廢水的處理裝置，其特征在于，所述第一回流通道(32)上設置有水泵B(34)，所述水泵B(34)通過(guò)管路分別與所述第一反應室(2)的溢流口、進(jìn)水系統(1)連通，所述第二回流通道(33)上設置有水泵C(35)，所述水泵C(35)通過(guò)管路分別與所述第二反應室(3)的溢流口、進(jìn)水系統(1)連通。
發(fā)明內容
針對上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于高濃有機、難生化廢水的處理裝置，能夠有效解決EGSB、IC等傳統厭氧反應器存在運維成本過(guò)高，沼氣外泄的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于高濃有機、難生化廢水的處理裝置，包括沿豎直方向依次向上連通的進(jìn)水系統、第一反應室、第二反應室、出水室，第一反應室內設置有絮狀污泥，第二反應室內的上下兩端分別固定安裝有三相分離器，第二反應室的上下兩端、出水室頂部均設置有排氣口，排氣口通過(guò)管路連接有沼氣收集器，三相分離器與排氣口通過(guò)管路相互連接，第二反應室下端的三相分離器通過(guò)管路與第一反應室連通，第二反應室上端的三相分離器通過(guò)管路與出水室連通，出水室通過(guò)管路連接有廢水收集器，在第二反應室內上下兩端的三相分離器之間固定連接有生物填料區域，生物填料區域內放置若干水解填料，廢水通過(guò)進(jìn)水系統，流經(jīng)第一反應室、第二反應室下端的三相分離器、第二反應室內的生物填料區域、第二反應室上端的三相分離器、出水室，最終廢水流入廢水收集器內。
進(jìn)一步地，第一反應室內設置有第一攪拌裝置，第一攪拌裝置包括固定在第一反應室內的第一驅動(dòng)電機，第一驅動(dòng)電機的輸出軸上固定連接有固定支架，固定支架包括橫向支架、兩個(gè)相對設置的L型支架，橫向支架的一端與第一驅動(dòng)電機的輸出軸連接，橫向支架的另一端分別固定連接兩個(gè)L型支架，L型支架上安裝有帶孔的囊體A，囊體A內裝有絮狀污泥，第一攪拌裝置攪拌時(shí)形成攪拌空間。攪拌裝置能夠產(chǎn)生高水力，而帶孔的囊體A內含有絮狀污泥，使得廢水在高水力的作用下充分與絮狀污泥接觸，使得廢水與絮狀污泥中的厭氧微生物充分接觸，產(chǎn)生強烈的生化反應，使廢水中的大部分有機物被厭氧菌分解。配置兩個(gè)囊體A，一方面增加廢水與絮狀污泥中厭氧微生物的接觸機會(huì )，另一方面兩個(gè)囊體A具有冗余功能，當其中一個(gè)囊體A的小孔被堵塞時(shí)，另外一個(gè)囊體A還能夠正常工作。
進(jìn)一步地，生物填料區域包括上下設置于第二反應室內的橫向固定桿，橫向固定桿之間設置若干縱向固定桿，縱向固定桿沿縱向固定桿軸向上設置有若干軸承，軸承的外圈圓周方向上設置若干帶孔的囊體B，囊體B內存放有水解填料。增設軸承使得囊體B隨著(zhù)水流波動(dòng)而轉動(dòng)，使得廢水與水解填料進(jìn)一步接觸和反應，從而進(jìn)一步提升水解填料與廢水的反應效率，提高廢水的分解能力。
進(jìn)一步地，三相分離器包括一體成型的沉降室、集水室，沉降室與集水室之間設置有過(guò)濾網(wǎng)，沉降室的頂部設置有出氣口，出氣口與排氣口通過(guò)管路連接，沉降室的底部?jì)啥朔謩e設置有進(jìn)水口、出泥口，進(jìn)水口連接有第一泵體，第一泵體連接有第一入水管，出泥口連接有第二泵體，第一泵體與第二泵體的吸力相反，集水室頂部設置有出水口，集水室內設置有第三泵體，第三泵體的一端通過(guò)管路與出水口連接，第三泵體的另一端連接有第二入水管，第三泵體的吸力方向與第一泵體相同。沉降室能夠將固體顆粒沉降至底層并通過(guò)出泥口進(jìn)入的第一反應室或者在第二反應室中循環(huán)反應，其中，當絮狀污泥和廢水混合物進(jìn)入三相分離器，絮狀污泥通過(guò)出泥口重新進(jìn)入第一反應室；當水解填料和廢水的混合物進(jìn)入三相分離器，水解填料通過(guò)出泥口重新回到第二反應室內與廢水再次反應，其中，水解填料為水解硅烷。
進(jìn)一步地，沉降室頂部還設置有第二攪拌裝置，第二攪拌裝置包括固定于沉降室頂部的第二驅動(dòng)電機，第二驅動(dòng)電機固定連接有支撐桿，支撐桿上沿圓周方向設置至少兩個(gè)蛇形攪拌棒，蛇形攪拌棒上沿水平方向鉸接有若干長(cháng)短不一的導向桿，第二攪拌裝置正下方設置有沉降槽體，沉降槽體的底部與出泥口連通。第二攪拌裝置能夠將廢水與固體懸浮顆粒進(jìn)一步反應，增加廢水與固體懸浮顆粒的反應效率，同時(shí)在攪拌的作用下使得廢氣加速產(chǎn)生，提高廢氣釋放效率。其中，蛇形攪拌棒能夠對三相分離器內的液體產(chǎn)生螺旋切割力，廢水在螺旋切割力的作用下充分與固體顆粒反應，而鉸接的導向桿，能夠將固體顆粒收攏到沉降槽體附近，使得固體顆粒與廢水反應后能夠快速沉降。
進(jìn)一步地，進(jìn)水系統包括水泵A，水泵A通過(guò)管路與第一反應室底部連通，第一反應室內的管路上設置若干縱向管路，縱向管路上設置有若干通孔。通孔的作用是為了使廢水從通孔上噴出，讓廢水噴射進(jìn)入第一反應室內。
進(jìn)一步地，靠近第一驅動(dòng)電機的縱向管路上設置有環(huán)形通道，橫向支架位于環(huán)形通道內，靠近攪拌空間內的縱向管路均與攪拌空間預留有避讓間隙。環(huán)形通道能夠避讓橫向支架，同時(shí)滿(mǎn)足橫向支架隨著(zhù)第一驅動(dòng)電機轉動(dòng)的要求，避讓間隙能夠避免縱向管路與第一攪拌裝置發(fā)生碰撞。
進(jìn)一步地，還包括第一回流通道、第二回流通道，第一反應室、第二反應室的上部均設置有溢流口，第一回流通道的一端與第一反應室的溢流口連通，第一回流通道的另一端與進(jìn)水系統連通，第二回流通道的一端與第二反應室的溢流口連通，第二回流通道的另一端與進(jìn)水系統連通。第一回流通道、第二回流通道均可以當做循環(huán)系統，使得第一反應室、第二反應室過(guò)壓時(shí)，通過(guò)循環(huán)系統泄壓，確保該廢水處理裝置能夠正常運作。
進(jìn)一步地，第一回流通道上設置有水泵B，水泵B通過(guò)管路分別與第一反應室的溢流口、進(jìn)水系統連通，第二回流通道上設置有水泵C，水泵C通過(guò)管路分別與第二反應室的溢流口、進(jìn)水系統連通。當需要泄壓時(shí)，可以分別開(kāi)啟水泵B、水泵C，使得循環(huán)系統被開(kāi)啟而達到泄壓的目的。
本發(fā)明的工作原理如下：
通過(guò)將廢水通過(guò)進(jìn)水系統，依次進(jìn)入第一反應室、第二反應室下端的三相分離器、第二反應室內的生物填料區域、第二反應室上端的三相分離器、出水室，最終廢水流入廢水收集器內。其中，第一反應室為厭氧粗處理區，承擔著(zhù)大約80％的有機處理負荷。第一反應室具有很高的污泥生物量，其濃度(MLSS)可達150000mg/L以上，廢水在高速攪拌的作用下，能夠快速形成污泥膨脹床。廢水在與絮狀污泥中的厭氧微生物充分接觸，產(chǎn)生強烈的生化反應，使廢水中的大部分有機物被厭氧菌分解，得到一次處理的廢水，然后一次處理的廢水經(jīng)過(guò)第二反應室下端的三相分離器，將在處理過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣通過(guò)第二反應室的排氣口以及管路進(jìn)入沼氣收集器內，防止沼氣外泄而導致污染環(huán)境，三相分離器內的污泥繼續被投入到第一反應室內，防止污泥進(jìn)入下一道工序而導致管路的堵塞，同時(shí)也能夠實(shí)現污泥的循環(huán)利用；隨后一次處理的廢水經(jīng)過(guò)三相分離器分離進(jìn)入生物填料區域，進(jìn)行廢水的二次處理，獲得二次處理的廢水。其中，填料區高度3.5～5.0m，保證第二反應室污泥濃度8000mg/L～15000mg/L；填料采用化工專(zhuān)用水解填料，利用水解填料對廢水進(jìn)行二次吸收和分解。接著(zhù)，二次處理的廢水經(jīng)過(guò)第二反應室上端的三相分離器，此過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣(沼氣)依然通過(guò)第二反應室的排氣口以及管路進(jìn)入沼氣收集器內，而被分離的固體雜質(zhì)回流到生物填料區域進(jìn)行再次反應，而二次處理的廢水通過(guò)管路進(jìn)入出水室。最后經(jīng)過(guò)兩次處理的廢水通過(guò)管路從出水室進(jìn)入廢水收集器內。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1)本發(fā)明的處理裝置具有較高的容積負荷，在處理高濃有機、難生化且含有毒、有害物質(zhì)廢水時(shí)，主要污染物去除效率60％～85％，VFA200mg/L～400mg/L，AIK/VFA≧3.0；
2)本發(fā)明的處理裝置具有較大的高徑比，具體可根據廢水處理裝置的容積合理設置，較大的高徑比可保證污泥與廢水的充分混合，減少死流、短流等現象的發(fā)生，避免VFA的累積，提高反應器處理效率及穩定性；
3)本發(fā)明的處理裝置內部投加的是絮狀污泥，最佳污泥來(lái)源為正在穩定運行的處理同類(lèi)廢水的厭氧反應器，可選擇處理市政生活污水或食品加工、畜禽養殖等生化性較好且水質(zhì)較為單一的生化系統的剩余污泥，絮狀污泥能夠使廢水中的大部分有機物被厭氧菌分解；
4)本發(fā)明的處理裝置設置有大比例外循環(huán)系統，第一反應室、第二反應室分別設置大比例外循環(huán)系統，即第一回流通道和第二回流通道，當第一反應室、第二反應室過(guò)壓時(shí)，通過(guò)循環(huán)系統泄壓，確保該廢水處理裝置能夠正常運作；
5)本發(fā)明的處理裝置設置有兩個(gè)三相分離器，在第二反應室內上下分別設置有三相分離器，根據不同工況，在三相分離器上設置反射板，反射板層數在2～3層，并根據進(jìn)水有機物濃度的高低，合理調整反射板層數使氣、液、固三相有效分離，避免出現跑泥現象；
6)本發(fā)明的處理裝置的第二反應室內增設生物填料區域，填料采用化工專(zhuān)用水解填料，并采用填料支架固定，生物填料區域可對廢水進(jìn)行二次處理，提高廢水處理效果；
7)本發(fā)明的處理裝置的出水室頂部設置氣室，氣室采用拱形設計，拱頂設計沼氣排氣口，排氣口通過(guò)管路與沼氣收集器連接，避免沼氣外泄；
8)本發(fā)明的處理裝置能夠節省占地面積，在處理同類(lèi)廢水時(shí)，因容積負荷為EGSB反應器的至少2倍以上，且具有較大的高徑比，因此占地面積僅相當于EGSB反應器的1/3～1/2。
（發(fā)明人：呂路;陳振;郭志成;徐敬生;張煒銘;潘丙才）
