泥膜耦合二联一体式高效厌氧反应器及其应用

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1、说 明 书 摘 要本发明波及泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器及其应用，该反映器涉及颗粒污泥厌氧反映罐、厌氧生物膜反映罐、回流系统、保温系统、沼气收集及除臭系统系统、自控系统六个部分构成，反映器不产生有机物污泥并提高对污水中CODcr的清除率。与既有技术相比，本发明重要应用于高浓度工业废水的一级解决，具有高效回收沼气、无恶臭的产生、占地面积小和能耗极低、自动化限度高、厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法偶联的特点。摘 要 附 图权 利 要 求 书1泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器，其特性在于，该反映器涉及颗粒污泥厌氧反映罐、厌氧生物膜反映罐、回流系统、保温系统、沼气收集及除臭系统系统、自控系统，其中颗粒

2、污泥厌氧反映罐：碳钢密封构造，进水方式为底端进水升流式，罐体上端设立两套气水分离器，底端设立一套旋流布水器，气水分离器下端均与底端的旋流布水器顶端通过导管相连接，气水分离器产生的分离水通过导管经旋流布水器的上端进入旋流布水器，罐体内部共设立两套三相分离器，第一套三相分离器布置于距离罐体顶端1/4处，第二套三相分离器布置于罐体内部距离罐体顶端1/2处，上下两套三相分离器串联后与罐体顶端的两套气水分离器相连接，罐体最低端设立排泥口；厌氧生物膜反映罐：碳钢密封构造，进水方式为顶端进水降流式，罐体上端设立气一套水分离器，罐体内部距离底端3050cm处设立孔径为10mm的滤板，在滤板之上填充直径为152

3、0mm的轻质陶粒填料，填充量为整个罐体的7075%；回流系统：将厌氧生物膜反映罐的出水泵送至颗粒污泥厌氧反映罐的旋流布水器当中，起到调节与控制颗粒污泥厌氧反映器升流速度与提高污染物清除效率的作用；保温系统：对颗粒污泥厌氧反映罐和厌氧生物膜反映罐的保温，保温材质采用815cm岩棉；沼气收集及除臭系统：收集沼气并对沼气进行脱硫除臭功能，重要涉及稳压罐、喷淋除臭塔和沼气储存柜，其中稳压罐与颗粒污泥厌氧反映罐的气水分离器、厌氧生物膜反映罐气水分离器连接，稳压后的沼气进入喷淋除臭塔后进入沼气储存柜用于进一步使用；自控设备：采用西门S7系列 PLC控制其他上述部分的运营。2根据权利规定1所述的泥膜耦合二联

4、一体式高效厌氧反映器，其特性在于，所述的颗粒污泥厌氧反映罐采用升流式进水，厌氧生物膜反映罐采用降流式进水，两者上端通过溢流管道连接。3根据权利规定1所述的泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器，其特性在于，所述的颗粒污泥厌氧反映罐内部设有一套旋流布水器、两套三相分离器，顶端设立两套气水分离器，罐体内部填充颗粒污泥且运用厌氧生物膜反映罐的出水作为回流用水。4根据权利规定1所述的泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器，其特性在于，所述的厌氧生物膜反映罐内部以轻质陶粒作为填料填充以便于厌氧生物膜的生长，罐体外顶端设立气水分离器。5根据权利规定1所述的泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器，其特性在于，所述的轻质陶粒填

5、料的堆积密度为800900kg/m3。6根据权利规定1所述的泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器，其特性在于，所述的岩棉的外部用10.2mm镀锌铁皮固定。7根据权利规定1-6中任一项所述的泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器的应用，其特性在于，该反映器工业废水的一级解决，不产生有机物污泥并提高对污水中CODcr的清除率。说 明 书泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器及其应用技术领域本发明属于环境工程设备领域，特别是波及一种泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器及其应用。背景技术随着社会与工业的发展，污水排放总量逐年递增，同步污水的污染限度和解决难度相应增大。污水（特别是工业废水）呈现出浓度高、盐度高、复杂限度高

6、和可生化性低的趋势（简称工业污水的“三高一低”趋势）。老式的好氧解决方式由于占地面积大、污染物解决负荷低、能耗高且解决过程无任何能源等资源回收的因素，在解决高浓度工业废水过程中逐渐被厌氧生物解决法所替代。厌氧废水解决是一种低成本的针对高浓废水的解决技术，同步厌氧解决技术将废水的解决和能源的回收（以沼气方式）运用相结合的一种技术。涉及中国在内的大多数国家，特别是发展中国家面临严重的环境问题、能源紧缺以及经济发展与环境治理所面临的资金局限性。因此有效、简朴又费用低廉的工业废水厌氧解决技术被越来越得到注重。国内现存的厌氧反映器存在着如下的优势：延长了SRT的存在时间，具有较高的污染物解决负荷，产泥量

7、相对较少，污水解决过程中产生清洁能源（沼气）。但是又存在着局限性之处：如厌氧反映器后端需设立单独的厌氧沉淀池用于污泥的回流，污泥没有实目前解决过程中的分解与消化，整体出水浓度偏高，厌氧沉淀池产生恶臭、由于保持温度而投入的能耗偏高等。针对现存的厌氧反映器的局限性，本专利提供一种不产生有机厌氧污泥、高效回收可用沼气、运营过程中不产生臭气、占地面积和能耗极低的泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器及操作措施。目前未见泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器及操作措施的公开报道。发明内容本发明的目的就是为了克服上述既有技术存在的缺陷而提供泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器及其应用，该反映器重要应用于高浓度工业废水的一

8、级解决，具有高效回收沼气、无恶臭的产生、占地面积小和能耗极低、自动化限度高、厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法偶联的特点。本发明的目的可以通过如下技术方案来实现： 泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器，涉及颗粒污泥厌氧反映罐、厌氧生物膜反映罐、回流系统、保温系统、沼气收集及除臭系统系统、自控系统，其中颗粒污泥厌氧反映罐：碳钢密封构造，进水方式为底端进水升流式，罐体上端设立两套气水分离器，底端设立一套旋流布水器，气水分离器下端均与底端的旋流布水器顶端通过导管相连接，气水分离器产生的分离水通过导管经旋流布水器的上端进入旋流布水器，罐体内部共设立两套三相分离器，第一套三相分离器布置于距离罐体顶端1/4处，第二

9、套三相分离器布置于罐体内部距离罐体顶端1/2处，上下两套三相分离器串联后与罐体顶端的两套气水分离器相连接，罐体最低端设立排泥口；厌氧生物膜反映罐：碳钢密封构造，进水方式为顶端进水降流式，罐体上端设立气一套水分离器，罐体内部距离底端3050cm处设立孔径为10mm的滤板，在滤板之上填充直径为1520mm的轻质陶粒填料，填充量为整个罐体的7075%；回流系统：将厌氧生物膜反映罐的出水泵送至颗粒污泥厌氧反映罐的旋流布水器当中，起到调节与控制颗粒污泥厌氧反映器升流速度与提高污染物清除效率的作用；保温系统：对颗粒污泥厌氧反映罐和厌氧生物膜反映罐的保温，保温材质采用815cm岩棉；沼气收集及除臭系统：收集

10、沼气并对沼气进行脱硫除臭功能，重要涉及稳压罐、喷淋除臭塔和沼气储存柜，其中稳压罐与颗粒污泥厌氧反映罐的气水分离器、厌氧生物膜反映罐气水分离器连接，稳压后的沼气进入喷淋除臭塔后进入沼气储存柜用于进一步使用；自控设备：采用西门S7系列 PLC控制其他上述部分的运营。所述的颗粒污泥厌氧反映罐采用升流式进水，厌氧生物膜反映罐采用降流式进水，两者上端通过溢流管道连接。所述的颗粒污泥厌氧反映罐内部设有一套旋流布水器、两套三相分离器，顶端设立两套气水分离器，罐体内部填充颗粒污泥且运用厌氧生物膜反映罐的出水作为回流用水。所述的厌氧生物膜反映罐内部以轻质陶粒作为填料填充以便于厌氧生物膜的生长，罐体外顶端设立气水

11、分离器。所述的轻质陶粒填料的堆积密度为800900kg/m3。所述的岩棉的外部用10.2mm镀锌铁皮固定。该反映器不产生有机物污泥并提高对污水中CODcr的清除率。与既有技术相比，本发明整体采用厌氧的措施，耦合厌氧颗粒污泥和陶粒表面生长的厌氧生物膜两种不同的厌氧生物模式，最大限度的提高对污水的CODcr清除率，基本不产生有机物污泥，并且有效的回收沼气，能耗低、异味小，占地面积小，有效的避免污泥废渣、臭气的二次污染。附图阐明图1为本发明的构造示意图。图中，1为颗粒污泥厌氧反映罐、2为厌氧生物膜反映罐、3为回流系统、4为保温系统、5为沼气收集及除臭系统系统、6为自控系统、7为颗粒污泥厌氧反映罐下层

12、三相分离器；8为上下层三相分离器连接管道、9为颗粒污泥厌氧反映罐外保温层、 10为颗粒污泥厌氧反映罐上层三相分离器、11为气水分离器与三相分离器连接管道、12为气水分离器与旋流布水器连接管道、13为气水分离器、14为旋流布水器、15为颗粒污泥厌氧反映罐排泥口、16为布水器、17为轻质陶粒、18为厌氧生物膜反映罐外保温层、19为颗粒污泥厌氧反映罐出水口、20为颗粒污泥厌氧反映罐出水管道、21为气水分离器、22为稳压罐、23为喷淋除臭塔、24为沼气储存柜、25为沼气管道。具体实行方式下面结合附图和具体实行例对本发明进行具体阐明。实行例1泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器，其构造如图1所示，重要由如下

13、六部分构成：颗粒污泥厌氧反映罐1、厌氧生物膜反映罐2、回流系统3、保温系统4、沼气收集及除臭系统5及自控系统6。各构成部分构成部件分别为：颗粒污泥厌氧反映罐1涉及：颗粒污泥厌氧反映罐下层三相分离器7、上下层三相分离器连接管道8、颗粒污泥厌氧反映罐上层三相分离器10、气水分离器与三相分离器连接管道11、气水分离器与旋流布水器连接管道12、气水分离器13、旋流布水器14、颗粒污泥厌氧反映罐排泥口15、颗粒污泥厌氧反映罐出水口19以及颗粒污泥厌氧反映罐出水管道20。厌氧生物膜反映罐2涉及布水器16、轻质陶粒17及气水分离器21。保温系统4涉及颗粒污泥厌氧反映罐外保温层9、厌氧生物膜反映罐外保温层18

14、。沼气收集及除臭系统5涉及稳压罐22、喷淋除臭塔23、沼气储存柜24及沼气管道25。其中：颗粒污泥厌氧反映罐1为碳钢密封构造，进水方式为底端进水升流式，罐体上端设立两套气水分离器13，底端设立一套旋流布水器14，气水分离器13下端均与底端的旋流布水器14顶端通过气水分离器与旋流布水器连接管道12相连接，气水分离器13产生的分离水通过气水分离器与旋流布水器连接管道12经旋流布水器的上端进入旋流布水器14，罐体内部共设立两套三相分离器（分离污水、颗粒污泥和沼气），颗粒污泥厌氧反映罐上层三相分离器10布置于距离罐体顶端1/4处，颗粒污泥厌氧反映罐下层三相分离器7布置于罐体内部距离罐体顶端1/2处。上

15、下两套三相分离器串联后与罐体顶端的两套气水分离器13相连接，罐体最低端设立排泥口。厌氧生物膜反映罐2为碳钢密封构造，进水方式为顶端进水降流式，罐体上端设立气一套气水分离器21，罐体内部距离底端3050cm处设立孔径为10mm的滤板，在滤板之上填充直径为1520mm的轻质陶粒17作为填料（堆积密度为800900kg/m为宜），填充量为整个罐体的7075%；回流系统3是将厌氧生物膜反映罐2的出水泵送至颗粒污泥厌氧反映罐1的旋流布水器14当中，起到调节与控制颗粒污泥厌氧反映器升流速度与提高污染物清除效率的作用；保温系统4重要对颗粒污泥厌氧反映罐1、厌氧生物膜反映罐2进行保温，保温材质为815cm岩棉

16、，岩棉外部用10.2mm镀锌铁皮固定；沼气收集及除臭系统5重要作用是收集沼气并对沼气进行脱硫除臭功能，重要涉及稳压罐22、喷淋除臭塔23和沼气储存柜24，其中稳压罐22与颗粒污泥厌氧反映罐1的气水分离器13、厌氧生物膜反映罐2的气水分离器21连接，稳压后的沼气进入喷淋除臭塔23后进入沼气储存柜24用于进一步使用；自控设备6采用西门S7系列 PLC控制其他5部分的运营。上述泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器针对食品加工类废水（CODcr浓度为115000mg/L，日解决量为1000m）的工作措施如下：颗粒污泥厌氧反映罐设计容积负荷为1012kg/md，接种3035%体积颗粒污泥；厌氧生物膜反映罐设

17、计容积负荷为35kg/ md，内部填充堆积密度为800kg/m的轻质陶粒，填充量70%，保温层岩棉厚度为10cm岩棉+0.80mm镀锌铁皮，回流比例控制为300%，可实现出水CODcr1000mg/L,日产沼气量（常温常压态）825010500m，整个系统无恶臭产生，无有机污泥的产生。相比一般的厌氧反映器减少60%以上的用地面积。实行例2：泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器及操作措施，构造实行例1相似，针对生物制药四环素类抗生素废水（CODcr浓度为800010000mg/L，日解决量为1000m）的工作措施如下：颗粒污泥厌氧反映罐设计容积负荷为68kg/md，接种3540%体积颗粒污泥；厌氧生

18、物膜反映罐设计容积负荷为35kg/ md，内部填充堆积密度为800kg/m的轻质陶粒，填充量73%，保温层岩棉厚度为12cm岩棉+1mm镀锌铁皮，回流比例控制为350%，可实现出水CODcr1000mg/L,日产沼气量（常温常压态）52506750m，整个系统无恶臭产生，无有机污泥的产生。相比一般的厌氧反映器减少50%以上的用地面积。实行例3：泥膜耦合二联一体式高效厌氧反映器及操作措施，构造实行例1相似，针对生物制药氨基糖苷类抗生素废水（CODcr浓度为90001mg/L，日解决量为1000m）的工作措施如下：颗粒污泥厌氧反映罐设计容积负荷为810kg/md，接种3540%体积颗粒污泥；厌氧生物膜反映罐设计容积负荷为35kg/ md，内部填充堆积密度为800kg/m的轻质陶粒，填充量75%，保温层岩棉厚度为15cm岩棉+1.2mm镀锌铁皮，回流比例控制为400%，可实现出水CODcr1000mg/L,日产沼气量（常温常压态）60008250m，整个系统无恶臭产生，无有机污泥的产生。相比一般的厌氧反映器减少55%以上的用地面积。说 明 书 附 图图1