高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器的制作技术
污水处理三代厌氧生物反应器
污水处理三代厌氧生物反应器一、引言随着社会经济的发展和城市化进程的加快,污水处理成为环境保护和可持续发展的重要环节。
厌氧生物反应器作为污水处理的重要技术之一,经历了第一代、第二代和第三代的发展,其中第三代厌氧生物反应器在处理复杂有机废水方面表现出卓越的性能。
本文将详细介绍第三代厌氧生物反应器的技术原理、特点及实际应用案例,为相关领域的研究和应用提供参考。
二、三代厌氧生物反应器的技术发展第一代厌氧生物反应器第一代厌氧生物反应器主要采用传统升流式厌氧消化池,具有结构简单、易维护等优点。
但存在处理效率低、占地面积大等缺点,已逐渐被淘汰。
第二代厌氧生物反应器第二代厌氧生物反应器是在第一代基础上发展而来的高效厌氧反应器,通过改变反应器的结构或运行方式,提高反应器的容积负荷和产气率。
代表技术包括:升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)和内循环厌氧反应器(IC)等。
第三代厌氧生物反应器第三代厌氧生物反应器是在第二代基础上进一步优化升级的新型反应器,具有更高的处理效率、更低的能耗和更好的抗负荷冲击能力。
代表技术包括:膜分离厌氧反应器(MABR)、升流式固体厌氧反应器(USR)和超级厌氧反应器(SUFR)等。
三、第三代厌氧生物反应器的技术特点1.高处理效率:第三代厌氧生物反应器采用新型的微生物种群结构和运行模式,具有更高的有机物去除率和产气率。
2.适应性强:第三代厌氧生物反应器能够适应不同种类和浓度的有机废水,具有较强的抗负荷冲击能力。
3.能耗低:第三代厌氧生物反应器采用新型的能量回收和利用技术,降低了能耗。
4.自动化程度高:第三代厌氧生物反应器采用先进的自动化控制技术,减少了人工操作和维护工作量。
5.占地面积小:第三代厌氧生物反应器采用紧凑型设计,占地面积小,适合城市污水处理等空间有限的场所。
四、第三代厌氧生物反应器的实际应用案例1.城市污水处理厂:某城市污水处理厂采用第三代厌氧生物反应器技术进行改造,实现了高效去除有机物、降低能耗和减少占地面积的目标。
高浓度难降解有机废水厌氧生化处理技术
高浓度难降解有机废水厌氧生化处理技术【摘要】随着社会经济的快速发展、人们生活水平的不断提高,面临的环境污染问题也日臻严重。
在环境工作者的不懈努力下,常见的污水得到了有效的处理,但是高浓度难降解废水,特别是持久性有机物的处理具有很大的困难,需要不断地探索和研究。
【关键词】高浓度;有机废水;处理1.厌氧消化机理厌氧消化[1]是指在无分子氧参与的条件下,通过多种微生物的协同作用,把有机物最终分解为甲烷(CH4)和CO2等产物的过程。
在厌氧消化过程中,碳水化合物的复杂形式纤维素和淀粉在各类酶的作用下,逐步水解为葡萄糖,而后经EMP途径,首先转化为丙酮酸,然后丙酮酸作为受氢体,产生各种酸、醇和酮等;蛋白质则逐步水解为氨基酸,氨基酸可通过Strickland反应或加氢还原等途径脱氨,分解成氨和另一种不含氨的有机物;而脂肪首先被分解为脂肪酸、甘油和磷酸,然后脂肪酸在产氢产乙酸菌的作用下遵循β氧化机理分解,同时前两者分解的中间产物也被产氢产乙酸菌群利用而生成乙酸、氢和CO2。
产甲烷菌群有两类,一类是利用乙酸生成甲烷,另一类则是由氢CO2形成甲烷,在反应器正常情况下,两者分别占甲烷生成总量的70%和30%。
在产生甲烷过程的同时,还存在一个同型产乙酸的过程,即少数产乙酸菌能使用氢作为电子供体CO2等还原为乙酸,这可能是利用乙酸生成甲烷的量更大的原因之一。
近年来,人们在研究厌氧处理工艺时又提出通过工艺条件控制,把整个厌氧消化过程分成两步,即水解和酸化过程、产乙酸和甲烷过程分别在不同反应器中完成,以尽量提高整体系统的效率。
2.高浓度难降解有机污染物的危害2.1 急性中毒这类废水排入水体后,立刻会对人、动物及微生物造成明显的致毒作用,如由于农药厂、化工排放的废水含有毒性物质造成整个水域人畜中毒、鱼类及其水生动物死亡。
2.2 慢性中毒难降解有机污染物能使人产生慢性中毒,指生物体与浓度较低的某些毒性污染物长期接触,使体内此类有机物的浓度蓄积到某一阀值,才能显示出其毒性。
高浓度有机废水处理过程中的反应器设计与操作优化
高浓度有机废水处理过程中的反应器设计与操作优化随着工业化的发展,有机废水排放成为环境污染的主要来源之一。
高浓度有机废水的处理是一个复杂而重要的工艺,需要合理设计反应器并进行操作优化,以确保高效、经济和环保的废水处理过程。
1. 反应器设计在高浓度有机废水处理中,选择合适的反应器对于废水的处理效果具有重要影响。
以下是几种常见的反应器设计:1.1 曝气式活性污泥法(A/O法)曝气式活性污泥法是一种广泛应用的处理方法。
在反应器中,通过曝气装置向污泥中注入氧气,并引入有机废水进行接触反应。
曝气过程中,氧气被微生物利用,使废水中的有机物得到氧化分解,达到去除的效果。
1.2 厌氧反应器对于一些难降解的有机废水,采用厌氧反应器进行预处理是一个有效的选择。
厌氧反应器中缺氧的环境有利于一些厌氧菌的繁殖,这些菌可以将废水中的有机物转化为甲烷等可再利用的产物。
1.3 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种常见的废水处理技术。
通过将活性炭填充到反应器中,废水中的有机物可以被吸附到活性炭表面。
这种方法适用于处理难以降解的高浓度有机废水,但需要定期更换和再生活性炭。
2. 操作优化在反应器设计之外,操作优化也是高浓度有机废水处理的关键。
2.1 pH调节废水的pH值对反应器内微生物的活性和废水中有机物的降解速度有重要影响。
通过调节废水的pH值,可以提供适宜的环境条件,促进微生物的生长和废水的降解效果。
2.2 温度控制废水处理的温度也是一个需要关注的因素。
较高的温度可以加快废水中有机物的降解速度,但过高的温度可能会导致微生物受损。
因此,对于不同的废水成分,需要合理控制处理过程中的温度,以获得最佳的处理效果。
2.3 溶解氧供给氧气是废水处理过程中不可或缺的因素。
在废水处理反应器中,通过合理的曝气装置和操作手段,确保废水中的溶解氧含量足够,以提供充足的氧气供给微生物参与有机物的氧化分解反应。
2.4 混合与搅拌对于废水处理反应器中的废水与反应物混合均匀度要求较高的情况,需要合理设计混合与搅拌装置。
高浓度有机废水处理中的膜生物反应器设计与操作优化
高浓度有机废水处理中的膜生物反应器设计与操作优化高浓度有机废水处理一直是环保领域面临的重要问题之一。
传统的有机废水处理方法在处理高浓度有机废水时效果不佳,而膜生物反应器因其在固液分离和有机物去除方面的优势成为了高浓度有机废水处理的热门技术之一。
本文将重点讨论膜生物反应器在高浓度有机废水处理中的设计与操作优化问题。
一、膜生物反应器设计膜生物反应器的设计是高浓度有机废水处理中的关键环节。
在设计过程中应充分考虑以下几点:1. 废水特性分析:通过对废水特性的分析,确定废水的COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)以及污染物的种类和浓度等参数。
这将为后续的工艺选择和膜生物反应器的尺寸设计提供依据。
2. 膜材选择:根据废水的特性,选择合适的膜材。
常用的膜材有聚合酯膜、聚醚脂膜和聚酯聚亚胺膜等。
3. 反应器类型选择:常见的膜生物反应器类型包括MBR(膜生物反应器)和AnMBR(厌氧膜生物反应器)。
根据废水特性和处理要求选择适合的反应器类型。
4. 膜生物反应器尺寸设计:根据废水流量和COD等参数,确定膜生物反应器的尺寸。
应该注意,膜通量和污泥浓度对膜污染的影响。
二、膜生物反应器操作优化除了设计外,对膜生物反应器的操作进行优化也是保证高浓度有机废水处理效果的重要手段。
下面列举了几点优化建议:1. 气提供系统:提供合适的气体供应,保证废水中的氧气浓度,以促进污水中的有机物生物降解。
同时,气提供系统也需要考虑氧气传递效率,提高处理效果。
2. 系统通风:保证膜生物反应器内的通风良好,避免氧气不足导致反应器内厌氧环境的形成,保证好氧菌和厌氧菌的平衡。
3. 混合方式:合理的搅拌方式可以提高废水中各组分的混合和接触效果,促进生物降解过程。
通常采用机械搅拌、气液搅拌等方式。
4. 膜清洗与维护:定期清洗膜以去除附着在膜表面的污染物,减少膜阻力。
此外,定期检查和更换膜组件,确保系统正常运行。
5. 控制系统:对膜生物反应器进行自动化控制,通过数据监测和调整维持系统的稳定运行。
一种处理高浓度有机废水的厌氧膜生物反应器[实用新型专利]
专利名称:一种处理高浓度有机废水的厌氧膜生物反应器专利类型:实用新型专利
发明人:程永伟,孙春波,张卫红
申请号:CN201720606699.5
申请日:20170527
公开号:CN207031183U
公开日:
20180223
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种处理高浓度有机废水的厌氧膜生物反应器,由厌氧反应系统、膜生物反应系统、污泥回流系统、沼气收集回用系统构成,其特征在于厌氧反应系统由厌氧罐构成,膜生物反应系统主体是厌氧膜生物反应池,内部设置膜生物反应器,膜生物反应器底部设置有曝气装置,污泥回流系统,是通过污泥回流泵,抽吸厌氧膜生物反应池底部混和物,回流到前部厌氧罐进水管,沼气收集回用系统,厌氧罐顶部设有有沼气收集管,收集的沼气进入沼气收集回用系统。
本实用新型有如下优点和积极效果:结构简单,使用方便,节省造价,降低施工难度,同时具有操作简便,出水水质好,稳定性强的特点。
申请人:昆明冶金高等专科学校
地址:650033 云南省昆明市五华区学府路388号
国籍:CN
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高浓度有机废水厌氧处理新技术
高浓度有机废水厌氧处理新技术西安通瑞环境工程技术有限公司是由留学德国、日本归国的化学博士与国内著名的生物工程技术专家以及多年从事环境工程服务的专业团队组成的,主要从事水和大气及固体垃圾等废弃物处理技术的研究开发和资源再生利用的综合性工程技术服务公司。
公司自行研制、开发的BIC有机废水厌氧处理技术和悬摆式微孔曝气好氧处理技术在环保市场上具有明显的优势,处于国内领先水平,在处理效果、运行费用和工程投资等方面均优于传统的处理技术。
厌氧技术的发展废水,尤其是高浓度有机废水的厌氧生物处理技术,由于相对好氧生物处理有着不可比拟的优势,一直是高浓度有机废水处理技术研究的热点。
废水的厌氧生物处理技术是生物处理技术的一种,要提高厌氧处理速率和效率,除了要给厌氧微生物提供一个良好的生长环境外,保持反应器内高的污泥浓度和良好的传质效果也是极其关键的。
厌氧技术的发展大致经历了三个阶段:①以厌氧接触池为代表的第一代厌氧反应器,污泥停留时间(SRT)和水力停留时间(HRT)大体相同,反应器内污泥浓度较低,处理效果差。
为了达到较好的处理效果,废水在反应器内通常要停留几天到几十天之久。
②以UASB为代表的第二代厌氧反应器,依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用,使污泥在反应器内滞留,实现了SRT>HRT,从而一定幅度地提高了反应器内污泥浓度,但是反应器的传质过程并不理想。
要改善传质效果,最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷。
然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态,污泥过量流失,不得不靠污泥的大量回流来增加生物量,使原本SRT>HRT 向SRT=HRT 方向转变,处理效果变差。
③作为第三代厌氧反应器的典型代表,我公司自行研究开发的BIC ,在第二代厌氧反应器基础上进行优化设计,吸收其优点,克服其缺点,形成了领先国内同行业,具有自己鲜明特色的厌氧处理反应器。
BIC 具有投资低、占地少、负荷高、耐冲击、运行费用低且运行稳定等优点。
高浓度有机废水处理厌氧工艺流程
高浓度有机废水处理厌氧工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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高浓度难降解有机工业废水生物处理技术关键
高浓度难降解有机工业废水生物处理技术关键生活污水和工业废水是我国水体的主要污染源,目前,生活污水处理技术已经趋于成熟,而工业废水处理还未得到根本解决,尤其是高浓度难降解有机工业废水的处理技术更不成熟。
我国印染、制药、化工、轻工、农药、煤化工等高浓度难降解有机工业废水CODCr排放量大,据20**年环境状况公报统计,年排放量超过100亿t,占水体受纳污染物总量的30%以上,且以2.2%的平均速度在递增。
由于这类废水处理难度大,投资和运行费高,并且有效和成熟的处理技术难以寻求,很多企业没有采取有效的处理措施,使大量未处理的难降解有机污染物进入水体环境后极大地影响了水生态环境,威胁人类安康。
鉴于此,国家环保部科技标准司不断地对行业废水排放标准开展重新制定及修订,排放标准越来越严格,高浓度难降解有机废水的处理也因此成为现阶段环境保护技术领域亟待解决的一个难题。
为了替企业排忧解难,并为技术设计和应用人员提供可行的技术手段,以下就高浓度难降解有机废水的特点及处理技术开展简要介绍。
1高浓度难降解有机废水水质特点及不易达标排放原因分析高浓度难降解有机废水涉及的行业很广,如印染、制药、化工、轻工、农药、煤化工等,产生的废水水质大都具有以下特点:(1)CODCr浓度高、BOD5浓度低。
许多行业产生的废水都具有高CODCr、低BOD5的特点,如农药生产过程中合成废水的CODCr可高达几万,甚至几十万mg/L,综合农药废水的CODCr也为几千mg/L到几万mg/L,BOD/COD为0.1~0.3;制药废水主要工段的平均出水CODCr为5000~60000mg/L,而BOD5仅为750~10800mg/L。
印染废水的CODCr高达2000~5000mg/L,而BOD5仅为800~1500mg/L。
高污染物浓度和低可生化性(BOD/COD)大大增加了处理难度,使废水不易达标排放。
(2)有毒性或难降解物质多。
废水中含有大量难生物降解且有生物毒性的物质。
厌氧膜生物反应器处理高浓度有机废水的研究
厌氧膜生物反应器处理高浓度有机废水的研究目前厌氧膜生物处理技术被认为是处理高浓度有机废水的研究热点之一,它结合了厌氧生物处理与膜过滤系统,从而具有运营成本低、易于管理控制及剩余污泥产率少等优点。
但是,也面临着诸如盐度积聚,抑制物质和膜污染等挑战。
本文综述了厌氧膜生物反应器的基本原理和构造以及相关的影响因素,为高浓度有机废水的处理提供相关建议。
1 介绍近年来,高浓度有机废水的处理处置引起了人们广泛的关注,例如肠衣废水、猪粪废水、玉米乙醇生产废水、奶酪废水、屠宰场加工废水、肉类加工废水、棕榈油加工废水、羊毛洗涤废水和奶制品废水等。
此类废水中具有有机物浓度高、成分复杂、有毒有害等特点,如未经处理直接排入水体将使水体遭受污染,对人类健康和生态环境构成严重威胁。
因此,对于高浓度有机废水的处理是当今环境工程和环境科学领域研究的热点。
目前,国内高浓度有机废水的研究多集中在厌氧生物处理。
厌氧生物处理是厌氧微生物利用高浓度有机废水中的有机质作为自身营养物质,在适宜的条件下(如合适的温度、pH 等),将其转化为沼气的过程。
此过程不仅可以去除污水中的污染物,还可实现能源再生。
传统厌氧生物处理具有投资省、运营成本低、易于管理控制及剩余污泥产率少等特点。
但是由于高浓度有机废水的复杂性,采用传统厌氧消化技术在其能源转化工程中遇到诸多问题,例如污泥上浮、污泥流失、VFAs 累积等,最终导致运行的失败。
AnMBR 是一种有机结合厌氧生物处理单元和膜分离技术的新型废水处理工艺,其不仅保留了厌氧技术的诸多优点,而且膜组件的引入可以将微生物完全截留,从而实现了 SRT 和 HRT 的有效分离。
也正因如此,厌氧膜生物反应器具备污泥浓度高、泥龄长、耐冲击负荷能力强等优点,其在高浓度和复杂有机废水处理方面展现出很好的应用前景。
虽然 AnMBR 有上述的许多优点,但是 AnMBR 在废水资源回收方面仍然面临着一些重大挑战,这些问题主要集中在温度,盐度积聚,抑制物质和膜污染。
科技成果——高浓度有机废水厌氧水解+厌氧消化+厌氧缺氧好氧生物处理与资源化集成技术
科技成果——高浓度有机废水厌氧水解+厌氧消化+厌氧缺氧好氧生物处理与资源化集成技术适用范围中药类、发酵类、生物工程类和部分化学合成类制药工业及食品、酿造等行业的高浓度有机废水的处理技术原理新型高效厌氧反应器采用双塔式外循环系统有效控制污水与颗粒污泥的充分混合;两层分离设计保证水质水量波动大的情况下稳定运行,去除率较高,耐冲击负荷强;高效的三相分离器、布水装置有效减轻跑泥、颗粒污泥钙化问题;罐体采用全密封正压设计,无需外置贮气罐,无需安装任何生物过滤或其他装置。
该厌氧单元占地面积少,单位体积产气量高,产气均匀。
改良型好氧生物反应器在A2O工艺的基础上,强化了曝气效果,实施污泥预截留,采用大比例内回流等技术手段,节省能耗、提高处理效果。
曝气软管采用新型联接方式和布置方式,可实现自动反冲洗、防堵塞、排污及不停车更换,低通气量块状地毯式密集布置,氧的传递效率大于35%,布气均匀,以最小的供气量达到最大的充氧效率,满足微生物供氧需求,节省运行能耗;通过模块化设计,将快速澄清装置内置于曝气区,省去常规方法中的刮吸泥机或推流设备及污泥和混合液的动力回流系统;采用新型气提泵内回流稀释技术,以空气为动力源,采用低耗能的新型气提泵,替代传统机械泵回流的方式,实现更高比例的泥水混合液回流。
工艺流程废水经过格栅,除去废水中大量的悬浮物和漂浮物后,进入预酸化调节池,通过机械搅拌将不同工段、不同时期的废水进行调节,利用兼氧、厌氧菌的水解酸化作用降解部分有机物,提高废水的可生化性。
调节池出水自流或泵入中间水池,与部分厌氧出水混合后提升至均质调配罐(NT罐),可回收部分碱度,并维持厌氧塔上升流速。
中间水池混合水样与厌氧塔上清液、微量元素溶液、颗粒污泥促进剂及外加酸碱在NT罐充分混合。
NT罐混合水样提升至厌氧塔中,废水与颗粒污泥充分接触,经过水解、酸化、产酸、产甲烷过程,大部分有机物被降解生成CH4和CO2等物质,厌氧产生的沼气通过水封收集后经管道进入NT罐储存,有利于促进罐内液体混合,并维持系统正压。
科技成果——高浓度难降解工业废水高效厌氧颗粒污泥反应器技术
科技成果——高浓度难降解工业废水高效厌氧颗粒污泥反应器技术技术开发单位博天环境集团股份有限公司适用范围适用于COD Cr浓度高、成分复杂、难生化降解的废水成果简介该技术通过对回流出水的位置进行改进,对池体的流体力学优化,对三相分离器的独特设计以及采用新型控制方式获得了比传统的EGSB工艺更好的处理效果。
工艺流程经过预处理的废水与来自膨胀颗粒污泥床反应器(PI-EGSB反应器)的回流水及后面沉淀池的回流污泥混合后进入PI-EGSB反应器底部,反应器底部设置布水装置将水均匀布置在整个反应器内。
在反应器内有机物被充分降解,反应器顶部设置特制的三相分离器将水、污泥和产生的沼气分离,出水进入沉淀池,经过沉淀池将出水中含有的污泥与悬浮物沉淀后,出水流到下一级污水处理构筑物继续进行处理。
三相分离器分离的污泥重新沉降至反应器内,沼气经收集后作为能源利用。
关键技术通过建立3D模型进行了流体力学方面的模拟试验研究,着重确定出几种不同的具有良好的分离性能的三相分离器形式及回流方式,以达到废水可以和污泥及沼气得以高效分离的目的。
典型规模模块化设计,可以根据水量自由组合,适用于各种水量规模。
应用情况该技术在重庆华峰化工生产废水治理工程中成功应用。
典型案例(一)项目概况重庆华峰化工生产废水治理工程设计日处理水量3960m3/d,污水来源于该化工厂的KA装置废水、AA装置废水及生活污水(生活污水的量很少)。
2011年3月开工建设,于2012年6月完成调试并建成投产。
(二)技术指标项目出水达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准要求。
KA装置废水:COD Cr<3000mg/L,含环己烷、环己醇、环己酮及微量的苯。
AA装置废水:COD Cr<6000mg/L,含碳六以下的一元酸、二元酸,硝酸含量小于 1.68%(质量分数)。
利用本工艺可实现对碳源污染物的去除(COD Cr≤500mg/L,BOD5≤300mg/L),COD Cr年削减量为5180t/a。
处理高浓度印染废水的厌氧生物反应器及其方法[发明专利]
专利名称:处理高浓度印染废水的厌氧生物反应器及其方法专利类型:发明专利
发明人:张砺彦,傅木星,王志壹
申请号:CN200810122338.9
申请日:20081120
公开号:CN101423292A
公开日:
20090506
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种处理高浓度印染废水的厌氧生物反应器及其方法。
高浓度的印染废水经预处理,通过布水器进入厌氧生物反应器本体,与从反应器上部沉淀区和气液分离器回流下来的污泥颗粒和废水均匀混合,在进水和循环水的共同推动下,进入第一反应区,大部分的有机物在此被降解,产生大量的沼气,形成了气、液、固混合流体,混合流体一部分参与内循环,其余的则通过一级三相分离器进入第二反应区继续进行处理,以除去剩余的有机物,污泥停留时间和水力停留时间实现分离,使反应器获得高的污泥浓度,并通过厌氧过程中产生的气体和内循环的搅动,使泥水充分接触,实现良好的传质。
本发明启动周期短,处理效率高,有机负荷高,抗冲击能力强,运行稳定。
申请人:浙江大学
地址:310027 浙江省杭州市浙大路38号
国籍:CN
代理机构:杭州求是专利事务所有限公司
代理人:张法高
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大行业的高浓度难降解废水关键处理技术及典型工艺流程
制药行业废水药物废水产品转化率低而导致的原料损失、副产物,有机溶剂等化合物、硝基类化合物、苯胺类化合物、哌嗪类和氟、汞、铬铜及有机溶剂乙醇、苯、氯仿、石油醚等有机物、金属和废酸碱等污染物中成药生产废水洗涤、煮药、提纯分离、蒸发浓缩、制剂等工序中所排出清洗废水、分离水、蒸发冷凝水、药液流失水等天然生物有机物,如有机酸、蒽醌、木质素、生物碱、单宁、鞣质、蛋白质、糖类、淀粉等3、解决技术①预解决:混凝法、气浮法、微电解、Fenton试剂、催化氧化等;②厌氧工艺:UASB、两相厌氧消化、EGSB等;③好氧工艺:生物接触氧化法、CASS、SBR、活性污泥法等;4、典型工艺流程气浮法解决制药废水膜分离法解决制药废水组合工艺解决制药废水造纸行业废水1、特点造纸废水危害很大,其中黑水是危害最大的,它所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上,由于黑水碱性大、颜色深、臭味重、泡沫多,并大量消耗水中溶解氧,严重地污染水源,给环境和人类健康带来危害。
而中段水对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水,例如氯化漂白废水,次氯酸盐漂白废水等。
此外,漂白废液中具有毒性极强的致癌物质二恶英,也对生态环境和人体健康导致了严重威胁。
2、组成制浆造纸废水重要分为:黑液、中段废水、白水三种。
黑液:用含NaOH或NaOH+硫酸钠碱性药剂蒸煮植物纤维,溶出木质素,排放的蒸煮液即为“黑液”(碱煮为黑液,酸煮为红液,绝大部分采用碱煮)。
黑液含木质素、聚戊糖和总碱,是高浓度难降解废水。
中段废水:碱煮制成的浆料在洗涤、筛选、漂白过程中产生的废水,吨浆COD负荷在310kg左右。
BOD/COD 在0.20~0.35之间,可生化性较差。
污染物重要以木质素、纤维素、有机酸等可溶性COD为主,污染最严重的是漂白产生的含氯废水。
白水:水量大,重要具有细小纤维、填料、涂料和溶解的木材成分,以不溶COD为主,可生化性差,加入的防腐剂有毒性。
3、解决技术黑液、中段废水:碱回收、酸析法、LB-1碱析法、膜分离法、絮凝沉淀、生物膜法、厌氧生物解决、网筛微滤、气浮、高级氧化。
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本技术涉及一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,反应容器由下至上依次分为布水段、反应段和分离段,布水段包括第一倒锥短筒,第一倒锥短筒内设有泡罩布水器,泡罩布水器与进水管连通,反应段包括倒锥长筒,增温保温系统对应反应段设置,增温保温系统由外向内包括保温层、增温储油层和增温盘管,分离段包括圆短筒和第二倒锥短筒,第二倒锥短筒和圆短筒内设有出水出气系统,出水出气系统包括锥形分离集气罩、环形溢流堰和回流管,锥形分离集气罩设置于增温盘管的上方,环形溢流堰的上方设有出水管、下方设有回流管,回流管下端与进水管连通。
本技术具有良好保温增温能力,传质条件好,持留污泥能力强,稳定性强,清空方便,处理效能高。
权利要求书1.一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,包括反应容器和增温保温系统,所述反应容器整体呈圆柱状,其特征在于:所述反应容器由下至上依次分为布水段(Ⅰ)、反应段(Ⅱ)和分离段(Ⅲ),所述布水段(Ⅰ)包括设于反应容器下部的第一倒锥短筒(3),所述第一倒锥短筒(3)内设有泡罩布水器(24),所述泡罩布水器(24)与设于第一倒锥短筒(3)底部的进水管(1)连通,所述反应段(Ⅱ)包括下端与第一倒锥短筒(3)连通的倒锥长筒(9),所述增温保温系统对应反应段(Ⅱ)设置,增温保温系统沿反应容器由外向内的方向包括保温层(6)、增温储油层(8)和设置于倒锥长筒(9)内上部的增温盘管(10),所述增温储油层(8)中安装有电阻加热棒(7),所述分离段(Ⅲ)包括上下连通的圆短筒(15)和第二倒锥短筒(12),所述第二倒锥短筒(12)与倒锥长筒(9)的上端连通,所述第二倒锥短筒(12)和圆短筒(15)内设有出水出气系统,所述出水出气系统包括锥形分离集气罩(14)、环形溢流堰(17)和回流管(22),所述锥形分离集气罩(14)对应设置于增温盘管(10)的上方,所述分离集气罩(14)通过导气筒(21)与外界连通,所述环形溢流堰(17)沿圆短筒(15)内壁设置,所述环形溢流堰(17)的上方设有出水管(16)、下方设有回流管(22),所述回流管(22)下端与进水管(1)连通。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述增温盘管(10)顶端设置于倒锥长筒(9)中线距顶端2/5处,增温盘管(10)呈倒锥形紧密缠绕、下端盘口大小与倒锥长筒(9)对应位置的内径相匹配,所述增温盘管(10)的下入口(11)和上出口(13)与反应容器的外部连通。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述增温储油层(8)下端沿对称设置两根电阻加热棒(7),所述电阻加热棒(7)通过下部的安装于反应容器底部的智能温控开关(5)进行加热控制,所述智能温控开关(5)能够通过电脑进行远程控制。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述进水管(1)设有进水流量阀(26),所述回流管(22)与进水管(1)进水流量阀(26)以上的管体直接连通,所述回流管(22)下端安装有回流流量阀(25)。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述反应容器的顶板上通过套管接入pH计(18)和温度计(19),顶板边缘两侧对称地设有可向外打开的盖板(20)。
6.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述第一倒锥短筒(3)母线与水平面夹角(α)为40°~50°,所述倒锥长筒(9)母线与水平面夹角(β)为75°~85°,所述第二倒锥短筒(12)母线与水平面的夹角(γ)为55°~65°。
7.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述反应容器的高径比为5.0~6.5:1.0,所述布水段(I)、反应段(II)、分离段(III)的高度比为1.0:3.0~5.0:1.5,所述第二倒锥短筒(12)与短圆筒(15)的高度比为1.0:1.5,所述第一倒锥短筒(3)的顶端与倒锥长筒(9)的底端连通,所述倒锥长筒(9)的顶端与第二倒锥短筒(12)外侧壁的母线中点处连接,所述第二倒锥短筒(12)的顶端与圆短筒(15)的底端连通。
8.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述保温层(6)内部填充发泡保温胶,保温层(6)的厚度为5cm~15cm。
9.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述反应容器底部安装有三根活动支脚(4),所述活动支脚(4)底部通过活动螺丝(2)进行安装固定。
10.根据权利要求1所述的一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,其特征在于:所述倒锥长筒(9)下部设有人孔(23)。
技术说明书一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器技术领域本技术属于有机废水处理的技术领域,特别是涉及一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器。
背景技术随着我国工业化进程的不断推进,随之而来的工业废水排放量也与日俱增,根据《2015年中国环境统计年鉴》报道,2014年工业废水排放量高达205.35亿吨,化学需氧量总排放量高达311.4万吨。
其中主要来自印染、造纸等行业的高浓度难降解有机废水一直是废水治理领域的难题,这类废水COD浓度常常可达数万乃至数十万mg/L,可使水体缺氧,对生态环境危害巨大,也给人们的日常生活健康带来诸多隐患。
相较于成本高昂的高级氧化、混凝沉淀等物化法和负荷低、剩余污泥多的好氧生物处理,具有容积负荷高、高径比大、占地面积小、剩余污泥少和运行费用低等优点的厌氧生物反应器技术被越来越多的应用于高浓度有机废水的处理。
厌氧反应器技术发展迅速,自上世纪70年代Lettinga等技术了升流式厌氧污泥床(UASB)为代表的第二代厌氧生物反应器以来,以内循环(IC)厌氧反应器和厌氧颗粒膨胀污泥床(EGSB)为代表的第三代厌氧生物反应器迅速涌现,并都被广泛应用于工程实践。
厌氧反应器技术主要是利用反应器内部颗粒污泥(厌氧微生物)的特性,在保持一定的温度(中温消化35℃,高温消化53℃)、不含氧气的条件下,经过水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段三个阶段,最终将有机物污染物最终转化为可再生能源沼气的技术。
其中反应器运行温度、颗粒污泥量持留量和反应器内部水力条件是影响厌氧生物反应器运行最重要的三个因素,也是厌氧生物反应器设计优化的主要方向。
技术内容本技术所要解决的技术问题是提供一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,具有良好保温增温能力,传质条件好,持留污泥能力强,稳定性强,清空方便,废水处理效能高。
本技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种高浓度难降解有机废水处理厌氧生物反应器,包括反应容器和增温保温系统,所述反应容器整体呈圆柱状,所述反应容器由下至上依次分为布水段、反应段和分离段,所述布水段包括设于反应容器下部的第一倒锥短筒,所述第一倒锥短筒内设有泡罩布水器,所述泡罩布水器与设于第一倒锥短筒底部的进水管连通,所述反应段包括下端与第一倒锥短筒连通的倒锥长筒,所述增温保温系统对应反应段设置,增温保温系统沿反应容器由外向内的方向包括保温层、增温储油层和设置于倒锥长筒内上部的增温盘管,所述增温储油层中安装有电阻加热棒,所述分离段包括上下连通的圆短筒和第二倒锥短筒,所述第二倒锥短筒与倒锥长筒的上端连通,所述第二倒锥短筒和圆短筒内设有出水出气系统,所述出水出气系统包括锥形分离集气罩、环形溢流堰和回流管,所述锥形分离集气罩对应设置于增温盘管的上方,所述分离集气罩通过导气筒与外界连通,所述环形溢流堰沿圆短筒内壁设置,所述环形溢流堰的上方设有出水管、下方设有回流管,所述回流管下端与进水管连通。
作为本技术一种优选的实施方式,所述增温盘管顶端设置于倒锥长筒中线距顶端2/5处,增温盘管呈倒锥形紧密缠绕、下端盘口大小与倒锥长筒对应位置的内径相匹配,所述增温盘管的下入口和上出口与反应容器的外部连通。
作为本技术另一种优选的实施方式,所述增温储油层下端沿对称设置两根电阻加热棒,所述电阻加热棒通过下部的安装于反应容器底部的智能温控开关进行加热控制,所述智能温控开关能够通过电脑进行远程控制。
作为本技术另一种优选的实施方式,所述进水管设有进水流量阀,所述回流管与进水管进水流量阀以上的管体直接连通,所述回流管下端安装有回流流量阀。
作为本技术另一种优选的实施方式,所述反应容器的顶板上通过套管接入pH计和温度计,顶板边缘两侧对称地设有可向外打开的盖板。
作为本技术另一种优选的实施方式,所述第一倒锥短筒母线与水平面夹角为40°~50°,所述倒锥长筒母线与水平面夹角为75°~85°,所述第二倒锥短筒母线与水平面的夹角为55°~65°。
作为本技术另一种优选的实施方式,所述反应容器的高径比为5.0~6.5:1.0,所述布水段、反应段、分离段的高度比为1.0:3.0~5.0:1.5,所述第二倒锥短筒与短圆筒的高度比为1.0:1.5,所述第一倒锥短筒的顶端与倒锥长筒的底端连通,所述倒锥长筒的顶端与第二倒锥短筒外侧壁的母线中点处连接,所述第二倒锥短筒的顶端与圆短筒的底端连通。
作为本技术另一种优选的实施方式,所述保温层内部填充发泡保温胶,保温层的厚度为5cm ~15cm。
作为本技术另一种优选的实施方式,所述反应容器底部安装有三根活动支脚,所述活动支脚底部通过活动螺丝进行安装固定。
作为本技术另一种优选的实施方式,所述倒锥长筒下部设有人孔。
有益效果本技术利用了厌氧生物处理三段论的理论与反应器结构特点结合(下端多进行水解发酵阶段和产氢产乙酸阶段,温度30℃左右,上端主要进行产甲烷阶段,温度35℃左右),集成了水力学、微生物学、生物反应器工程技术,解决了传统厌氧反应器应对不同气候条件增温保温性能不佳、不同场地条件稳定性不足等问题,具有适应性强、良好保温增温能力、传质条件好、持留污泥能力强、抑制酸化、清空维护方便、占地面积小并可高效能地对高浓度难降解有机废水进行处理的特点。
由于采用了上述技术方案,本技术与其他现有技术相比:第一,本技术进水管与回流管相连,同时具有进料、回流与清空三重功能。
管内进水与回流液混合,具有稀释进水的作用,使得反应器具有较强的耐浓度冲击能力,由于具有倒锥型结构,进水管兼有清空口功能,便于无死角清空里料,减轻清空反应容器时的工作量。
同时,由于这种结构的设置,可缩小布水区体积,故可增大反应容器内有效反应容积;第二,本技术布水采用泡罩布水器,进水由泡罩挡住经泡罩边缘进水,增加液体进入反应器范围,能保证均匀布水,大幅度提高抗水力冲击能力,可承受高达1:10的回流比,耗材少,泡罩结构也可挡住布水区上方固液混合物,不易产生堵塞;第三,本技术反应段主体为倒锥结构,直径从下至上由小到大,进水撞击在泡罩上由边缘折流出水,在反应段形成涡旋流场,流场内具有强剪切力,充分混合进水与污泥,强化湍流效果,降低传质阻力。