高效接触式厌氧反应器及处理废水的方法与流程

1.本发明涉及一种高效接触式厌氧反应器及处理废水的方法，属于环保水处理净化技术领域。


背景技术：

2.近年来随着国家环保政策的逐步落实，工业企业对其污水处理系统的投资建设逐步加强。由于我们国家人均可用水量相对较低，工业用水使用成本是在逐年升高的，污水排放要求也在不断完善及严格化。
3.受废纸进口政策的影响，现我国废纸制浆造纸的企业所用原料大多为国废，国内废纸经过多次纤维回收利用，导致原料质量越来越差；企业在生产过程中，为了保证纸张的品质，不得不添加大量的化学药品以保证产品质量，同时废纸箱在使用周转过程中会接触到多种物质。这些废纸在再利用的过程中产生的废水其污染物负荷、总浓度也越来越高，制浆造纸废水所含污染物成分也趋于复杂，高硫、高盐、高负荷、污染成分复杂成为这部分污水的特点，因此这部分废水是一种处理难度较大的工业废水。
4.目前常见的升流式厌氧塔，如cn108147533a公开的一种升流式厌氧反应器，包括污泥床反应器以及设置在污泥床反应器内顶部的三相分离器，污泥床反应器内设有若干个隔板，将污泥床反应器分为若干个隔室，污泥床反应器两侧的隔室上设有进水口和出水口，出水口位于进水口的上方，污泥床反应器的上方开设有若干个排气口，隔室的外侧设有加热装置，隔室上还设有循环进水口和循环出水口，加热装置与循环进水口和循环出水口连通。为了防止结垢、堵塞、污泥钙化等问题的发生，要求厌氧进水ss不高于400mg/l。现在制浆造纸废水特别是废纸制浆造纸废水，由于生产过程中清水用水量的减少，导致污水cod负荷高达10000mg/l及以上。由于废水中污染负荷很高，一般的预处理方式很难将废水的ss降到800～1000mg/l以下，如果为满足进常规厌氧的要求严格控制进厌氧的悬浮物浓度，需要在废水中添加大量的药品。一是增加了废水的处理成本，二是大大增加了污水中的含盐量及污泥量，由于含盐量的增加，处理后的废水将无法回用，因为回用水中的含盐量是影响制浆造纸废水回用的关键指标之一。厌氧处理废水过程中，若进水ss控制不好，厌氧将发生严重的结垢、堵塞现象，导致厌氧系统无法正常运行，严重影响企业正常生产。原有的升流式厌氧处理系统作为污水处理最重要的工段，已经逐渐不适应现在企业污水高浓度高悬浮物、低处理成本、连续稳定的水处理技术工艺要求。
5.此外，本发明的申请人前期专利文件cn201258280y公开了一体化内循环厌氧污泥反应器。虽然解决了效率差、连续运行性能差、处理费用高等问题，当进水ss高于800mg/l时，会发生堵塞、垮塌等问题，且出水ss也会相应的增加，影响系统的稳定运行。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效接触式厌氧反应器及处理废水的方法，该方法能够提高进水ss允许范围，同时满足提高废水处理的效率、降低出水ss等要求。
采用高效接触式厌氧反应器处理方法，达到了处理效果稳定、效率高、处理费用低且管理操作简单，经处理后的出水ss大大降低。该方法除满足高浓度高悬浮物制浆造纸废水处理的同时，也可以满足发酵酿造等高浓度、高悬浮物发酵废液的要求。
7.本发明的技术方案如下：
8.一种高效接触式厌氧反应器，包括厌氧反应器主体，所述的厌氧反应器主体包括位于厌氧反应器前端的反应区和后端的分离区，所述的反应区和分离区通过过水区连接，所述的反应区由一个以上的反应室串联组成，所述的分离区通过支撑设置有内置的二级泥水分离区，所述的分离区的下部设置有一级集泥区，所述的内置的二级泥水分离区的下部设置有二级集泥区，所述的内置的二级泥水分离区的下部侧壁设置有布水口，所述的内置的二级泥水分离区的上部沿出水方向依次设置有支撑架1#、支撑架2#、出水槽、出水口和排水槽，所述的支撑架1#上设置有三相分离器，所述的支撑架2#上设置有填料，所述的一级集泥区和二级集泥区分别连接污泥泵。
9.根据本发明，优选的，所述的厌氧反应器主体前端设置有进水管。用于将废水进入到厌氧反应器主体中。
10.根据本发明，优选的，所述的反应区由1
‑
6个反应室串联组成；可根据废水水量及污染负荷情况设置；
11.优选的，每个反应室设置有机械搅拌装置，用于将废水与厌氧污泥搅拌混合均匀，便于充分反应；
12.优选的，每个反应室上部设置有集气室，用于收集厌氧反应产生的沼气；
13.优选的，相邻反应室之间通过挡墙进行分开。
14.根据本发明，优选的，所述的出水槽设置在厌氧反应器主体后端的内侧壁或外侧壁上。
15.根据本发明，优选的，所述的三相分离器的材料为玻璃钢、不锈钢或pp。
16.根据本发明，优选的，所述的填料为斜管填料或斜板填料；进一步优选的，所述的填料倾角为45～78
°
，填料的垂直高度为200～1800mm；更优选的，所述填料的材料选自聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃钢或不锈钢。
17.根据本发明，优选的，所述的厌氧反应器容积负荷高达5～10kgcod/(m3·
d))，进水悬浮物允许范围可高达1000mg/l。
18.根据本发明，优选的，所述的一级集泥区和二级集泥区通过排泥管与污泥泵连接。用于将污泥回流或排出。
19.根据本发明，优选的，所述的排水槽由单根排水槽管道或两根以上的排水槽管道组成；进一步优选的，由4～10根排水槽管道组成。
20.根据本发明，所述的支撑用于支撑内置的二级泥水分离区。
21.根据本发明，一种利用上述高效接触式厌氧反应器处理废水的方法，包括步骤如下：
22.将待处理废水进入到厌氧反应器主体，反应区设置有厌氧污泥，废水与厌氧污泥接触反应后，经过水区进入到分离区，污泥经自然沉降集中到一级集泥区并通过污泥泵回流至厌氧反应器主体前端或者排放至污泥处理系统，上清液通过布水口进入到内置的二级泥水分离区，由三相分离器、填料完成分离后，污泥经自然沉降集中到二级集泥区并通过污
泥泵回流至厌氧反应器主体前端或者排放至污泥处理系统，清水汇集到出水槽经出水口和排水槽排出。
23.本发明未详尽说明的，均按本领域现有技术。
24.本发明的有益效果：
25.1、本发明在高效厌氧反应器主体内部设置机械搅拌装置，使泥水充分接触混合，使厌氧微生物的作用尽可能得到发挥，大大提高厌氧去除效率，同时也提高了沼气产生量，沼气能源的再利用也为污水处理系统带来了经济效益。
26.2、本发明在高效厌氧反应器主体内部设置二级泥水分离区，二级泥水分离区采用高浓及填料复合沉淀理论，进入二级泥水分离区的污水经填料分离后，污泥下落于填料下部的二级集泥区，从一级集泥区分离后的污水经内置的二级泥水分离区下部侧壁的布水口直接进入二级集泥区，污水中的污泥与集泥区较高浓度的污泥进行碰撞、黏连、吸附，进而将污水中的污泥截留于集泥区，此种分离技术为高浓沉淀理论，并经过生产验证。污泥分离后的水向上运动，再经过填料区进一步分离后，经排水系统排出。
27.不仅节约了土地资源和管路及管理成本，同时提高了进水ss允许范围，提高了沉淀效率，降低出水ss。使废水中污染物在系统内高效去除，使水中悬浮杂质在斜板或斜管填料中进行沉淀，水沿斜板或斜管填料上升流动，分离出的污泥在重力作用下沿着斜板或斜管填料向下滑至集泥区，减少了池底积泥及排泥管道的淤积。
28.3、本发明中采用内置二级泥水分离区，解决了常规厌氧系统要求进水ss低的问题，减少了前期预处理系统的加药，节省了污水处理系统加药费用，且大大减少了污泥量的产生及处理，大大节约了宝贵的土地资源。
29.4、本发明中厌氧反应器的后端主体带两级集泥区，可以将落入集泥区的污泥经排泥装置实现连续均匀或间歇排出，不会造成污泥堆积，保证系统连续稳定运行。
附图说明
30.图1为本发明高效接触式厌氧反应器的结构示意图。
31.其中：1、厌氧反应器主体，2、进水管，3、机械搅拌装置，4、集气室，5、挡墙，6、过水区，7、支撑，8、一级集泥区，9、二级集泥区，10、布水口，11、支撑架1#，12、三相分离器，13、支撑架2#，14、填料，15、出水槽，16、出水口，17、排水槽，18、污泥泵。
具体实施方式
32.下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
33.实施例1
34.一种高效接触式厌氧反应器，如图1所示，包括厌氧反应器主体1，所述的厌氧反应器主体1的底部设置有进水管2，所述的厌氧反应器主体1包括位于厌氧反应器前端的反应区和后端的分离区，所述的反应区和分离区通过过水区6连接，所述的反应区由两个反应室串联组成，每个反应室设置有机械搅拌装置3，用于将废水与厌氧污泥搅拌混合均匀，便于充分反应；每个反应室上部设置有集气室4，用于收集厌氧反应产生的沼气；两个反应室之间通过挡墙5进行分开；所述的分离区通过支撑7设置有内置的二级泥水分离区，所述的分离区的下部设置有一级集泥区8，所述的内置的二级泥水分离区的下部设置有二级集泥区
9，所述的内置的二级泥水分离区的下部侧壁设置有布水口10，所述的内置的二级泥水分离区的上部沿出水方向依次设置有支撑架1#11、支撑架2#13、出水槽15、出水口16和排水槽17，所述的支撑架1#11上设置有三相分离器12，所述的支撑架2#13上设置有填料14；所述的一级集泥区8和二级集泥区9分别通过排泥管连接污泥泵18；
35.所述的填料14为斜板填料，所述填料14的倾角为60
°
，填料14的垂直高度为800mm，填料14的材料为聚氯乙烯。
36.所述的出水槽15设置在内置的厌氧反应器主体1后端的内侧壁或外侧壁上。
37.实施例2
38.一种利用实施例1所述的高效接触式厌氧反应器处理废水的方法，包括步骤如下：
39.将待处理废水通过进水管2进入厌氧反应器主体1，反应区设置有厌氧污泥，废水经机械搅拌装置3的搅拌作用，使得废水和厌氧污泥彼此间混合均匀，厌氧污泥与废水接触完全，产生的沼气上升收集到集气室4中，废水由过水区6到后端的分离区，污泥经自然沉降集中到一级集泥区8，通过污泥泵18回流至厌氧反应器主体1前端或者排放至污泥处理系统；上清液通过布水口10进入内置的二级泥水分离区，由三相分离器12、填料14完成分离后，污泥经自然沉降集中到二级集泥区9，通过污泥泵18回流至厌氧反应器主体1前端或者排放至污泥处理系统，清水汇集到出水槽15经出水口16和排水槽17排出。
40.实施例3
41.如实施例1所述，不同的是：
42.所述的填料14为斜管，材料为聚丙烯，倾角设置为75
°
，填料14的垂直高度为1500mm。
43.实施例4
44.如实施例1所述，不同的是：
45.所述的填料14为斜管，材料为玻璃钢，倾角设置为60
°
，填料14的垂直高度为200mm。
46.对比例1
47.一种升流式厌氧反应器处理系统，废水进入厌氧反应器进行厌氧处理，需要严格控制进水ss，否则连续长期运行容易造成系统堵塞、处理效果下降、跑泥、出水ss上升等问题，无法连续稳定运行，无法满足排放标准要求。
48.对比例2
49.专利文件cn201258280y公开的一体化厌氧反应器进行处理废水，中段采用升流式，不设置内置二级泥水分离区。
50.试验例1
51.对实施例1和对比例1～2中处理废水的方法分别进行效果试验。
52.待处理的污水为物化处理后的高悬浮物浓度废水，废水中悬浮物浓度为1500mg/l，分别按照实施例1及对比例1～2的方法进行试验，试验数据详见表1。
53.表1
54.项目实施例1对比例1对比例2厌氧进水悬浮物mg/l150015001500厌氧出水悬浮物mg/l260800750
是否堵塞不会经常有时处理稳定性稳定很不稳定不太稳定处理要求满足不满足不满足
55.待处理的污水为物化处理后的高污染负荷废水，废水中cod值为8000mg/l，分别按照实施例1及对比例1～2的方法进行试验，试验数据详见表2。
56.表2
57.项目实施例1对比例1对比例2处理前进水cod(mg/l)800080008000处理后出水cod(mg/l)220032002400运行处理稳定性稳定很不稳定基本稳定
58.通过表1数据可知，采用本发明高效接触式厌氧反应器处理方法，可以满足对悬浮物浓度较高的废水处理的要求，解决了普通厌氧反应器要求进水悬浮物浓度低(一般不高于400mg/l)的问题，普通厌氧系统为控制进水ss，预处理需要添加大量化学品，产生大量的污泥，增加了运行成本及污泥处理难度。
59.通过表2数据可知，采用本发明高效接触式厌氧反应器处理方法，可以更稳定更好地处理高污染负荷、较高ss的废水，解决了普通厌氧反应器需要回流二沉出水稀释高污染负荷废水的问题，减少了稀释，大大减少了占地面积，也减少了好氧生化处理量，提高了处理效率。
60.通过表1和表2，本发明和cn201258280y公开的一体化高效厌氧反应器相比，对进水ss的包容范围更广了，可以允许较高ss的废水直接进入，且处理效果更加稳定。