申請(qǐng)日2016.05.09

　　公開(公告)日2016.06.29

　　IPC分類號(hào)C02F3/30; C02F3/34; C02F101/30

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)及其水處理方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括蓄水池、ABR厭氧折流板反應(yīng)器、沼氣收集裝置和脈沖生物濾池，ABR厭氧折流板反應(yīng)器包括多個(gè)串聯(lián)連通、允許廢水逐個(gè)流經(jīng)的格室。脈沖生物濾池的上部容積有生物轉(zhuǎn)盤功能，下部容積屬于淹沒式生物濾池，因此脈沖生物濾從上到下分別形成了好氧，兼氧和缺氧微生物聚居區(qū)。運(yùn)行時(shí)循環(huán)水全程通過各生物聚居區(qū)，因而綜合了各種微生物對(duì)污水的凈化功能。脈沖生物濾池運(yùn)行時(shí)可為相應(yīng)格室提供10～20m/h上升流速的脈沖水量，對(duì)格室內(nèi)的水體產(chǎn)生攪動(dòng)。本發(fā)明系統(tǒng)可達(dá)到IC反應(yīng)器高效凈化的功能，且投資低，運(yùn)行費(fèi)低，調(diào)整范圍廣，使用靈活。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于，包括蓄水池、ABR厭氧折流板反應(yīng)器、沼氣收集裝置和脈沖生物濾池，ABR厭氧折流板反應(yīng)器包括多個(gè)串聯(lián)連通、允許廢水逐個(gè)流經(jīng)的格室;每個(gè)格室的頂部均與沼氣收集裝置相連通;

　　蓄水池的出水口通過帶有進(jìn)水水泵的管道與ABR厭氧折流板反應(yīng)器第一個(gè)格室的入水口相連;

　　ABR厭氧折流板反應(yīng)器的每個(gè)格室底部均安裝有布水管網(wǎng);在布水管網(wǎng)上安裝有用于固定彈性生物填料的鋼筋支架;每個(gè)格室內(nèi)均設(shè)有彈性生物填料，彈性生物填料的一端與鋼筋支架相連，另一端連接有浮球;ABR厭氧折流板反應(yīng)器最后一個(gè)格室的頂部固定有液位控制器;

　　每個(gè)ABR厭氧折流板反應(yīng)器格室的正上方設(shè)有一個(gè)脈沖生物濾池，每個(gè)脈沖生物濾池的底部均安裝有排水管網(wǎng);每個(gè)格室的布水管網(wǎng)分別通過管道與其正上方脈沖生物濾池的排水管網(wǎng)相連通，同時(shí)每個(gè)脈沖生物濾池的上部分別通過帶有循環(huán)水泵的管道與其正下方的格室的相連通;出水管連接在最后一個(gè)格室正上方的脈沖生物濾池的下部;

　　每個(gè)脈沖生物濾池的上部均設(shè)有脈沖控制儀;脈沖生物濾池內(nèi)裝填有生物填料。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的沼氣收集裝置上的沼氣出口管上設(shè)有水封器。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于，脈沖生物濾池內(nèi)上部1/5-1/4的生物填料為活性炭。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于，包括蓄水池、ABR厭氧折流板反應(yīng)器、沼氣收集裝置和脈沖生物濾池，ABR厭氧折流板反應(yīng)器包括4個(gè)格室，即第一厭氧格室、第二厭氧格室、第三厭氧格室和第四厭氧格室;4個(gè)格室的頂部均與沼氣收集裝置相連通;

　　第一厭氧格室的上部設(shè)有進(jìn)水口;

　　蓄水池的出水口通過帶有進(jìn)水水泵的管道與第一厭氧格室上部的進(jìn)水口相連;

　　第一厭氧格室的底部、第二厭氧格室的底部、第三厭氧格室的底部和第四厭氧格室的底部均安裝有布水管網(wǎng);在布水管網(wǎng)上安裝有用于固定彈性生物填料的鋼筋支架;每個(gè)格室內(nèi)均設(shè)有彈性生物填料，彈性生物填料的一端與鋼筋支架相連，另一端連接有浮球;

　　第一厭氧格室的正上方設(shè)有第一脈沖生物濾池，第二厭氧格室的正上方設(shè)有第二脈沖生物濾池，第三厭氧格室的正上方設(shè)有第三脈沖生物濾池，第四厭氧格室的正上方設(shè)有第四脈沖生物濾池，

　　第四厭氧格室內(nèi)的頂部固定有液位控制器;

　　第一脈沖生物濾池的底部、第二脈沖生物濾池的底部、第三脈沖生物濾池的底部和第四脈沖生物濾池的底部均安裝有排水管網(wǎng);

　　每個(gè)格室內(nèi)的布水管網(wǎng)分別通過管道與該格室正上方的脈沖生物濾池內(nèi)的排水管網(wǎng)相連;

　　每個(gè)脈沖生物濾池的上部分別通過帶有循環(huán)水泵的管道與其正下方的格室的相連通;

　　每個(gè)脈沖生物濾池的上部設(shè)有一個(gè)脈沖控制儀，且每個(gè)脈沖生物濾池內(nèi)填充有生物填料。

　　5.一種適用于中、高濃度有機(jī)廢水的水處理方法，采用權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：

　　步驟(1)，有機(jī)廢水進(jìn)入蓄水池中蓄水，當(dāng)蓄水池滿時(shí)，將蓄水池中的水通過進(jìn)水水泵從ABR厭氧折流板反應(yīng)器的入水口排入ABR厭氧折流板反應(yīng)器第一個(gè)格室中;然后廢水逐個(gè)流經(jīng)的各個(gè)格室;

　　步驟(2)，當(dāng)?shù)谝粋�(gè)格室水滿的時(shí)候，啟動(dòng)與第一個(gè)格室相連的循環(huán)水泵，將水通過循環(huán)水泵從第一格室抽入到與第一個(gè)格室相連的脈沖生物濾池中，當(dāng)脈沖生物濾池水滿時(shí)，關(guān)閉循環(huán)水泵;同時(shí)處于第一個(gè)格室正上方的脈沖生物濾池中的脈沖控制器控制該脈沖生物濾池中的水進(jìn)行虹吸式脈沖，從該脈沖生物濾池的排水管網(wǎng)進(jìn)水，從第一個(gè)格室的布水管網(wǎng)出水;控制脈沖水量為該脈沖生物濾池容積的1/5-1/4;

　　當(dāng)?shù)诙�個(gè)格室水滿的時(shí)候，啟動(dòng)與第二個(gè)格室相連的循環(huán)水泵，將水通過循環(huán)水泵從第二格室抽入到與第二個(gè)格室相連的脈沖生物濾池中，當(dāng)脈沖生物濾池水滿時(shí)，關(guān)閉循環(huán)水泵;同時(shí)處于第二個(gè)格室正上方的脈沖生物濾池中的脈沖控制器控制該脈沖生物濾池中的水進(jìn)行虹吸式脈沖，從該脈沖生物濾池的排水管網(wǎng)進(jìn)水，從第二個(gè)格室的布水管網(wǎng)出水;控制脈沖水量為該脈沖生物濾池容積的1/5-1/4;

　　其它格室的水處理方法與第一個(gè)格室的水處理方法相同;

　　當(dāng)液位控制器監(jiān)測(cè)到最后一個(gè)格室內(nèi)的水滿，且與最后一個(gè)格室相連的脈沖生物濾池中水也被循環(huán)水泵注滿時(shí)，控制從與最后一個(gè)格室相連的脈沖生物濾池的出水口出水;

　　水處理過程中產(chǎn)生的沼氣直接進(jìn)入沼氣收集裝置中。

　　說明書

　　一種適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)及其水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)及其水處理方法。

　　背景技術(shù)

　　現(xiàn)有中、高濃度有機(jī)廢水的處理前端皆以厭氧生物反應(yīng)器為主，尤以高效UASB和IC反應(yīng)器為首選，但是該兩型生物反應(yīng)器存在：

　　(1)顆粒球形生物污泥的種源難找，并且污泥培養(yǎng)麻煩，這些都是這兩型生物反應(yīng)器運(yùn)行成功和效率高低的關(guān)鍵;

　　(2)IC反應(yīng)器相當(dāng)于兩套UASB反應(yīng)器上下重疊串聯(lián)組合而成，高度較大，一般達(dá)到12～20m以上，土建施工困難，成套設(shè)備均為鋼結(jié)構(gòu)，所以不僅成本很高，而且制造、運(yùn)輸、安裝都較為困難，這些缺點(diǎn)抵消了其效率高電耗低的優(yōu)勢(shì)，因而難普及。

　　普通厭氧生物反應(yīng)器則存在水泵循環(huán)回流能耗高，處理效率不夠高，有生物填料堵塞之慮的問題。

　　因此如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足是目前水處理技術(shù)領(lǐng)域亟需解決的問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)及其水處理方法，該系統(tǒng)施工簡單，投資低，運(yùn)行費(fèi)低，且管理簡易，同時(shí)，采用本發(fā)明系統(tǒng)處理中、高濃度有機(jī)廢水，效率較高，處理效果好，調(diào)節(jié)范圍廣，易于推廣應(yīng)用。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

　　一種適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)，包括蓄水池、ABR厭氧折流板反應(yīng)器、沼氣收集裝置和脈沖生物濾池，ABR厭氧折流板反應(yīng)器包括多個(gè)串聯(lián)連通、允許廢水逐個(gè)流經(jīng)的格室;每個(gè)格室的頂部均與沼氣收集裝置相連通;

　　蓄水池的出水口通過帶有進(jìn)水水泵的管道與ABR厭氧折流板反應(yīng)器第一個(gè)格室的入水口相連;

　　ABR厭氧折流板反應(yīng)器的每個(gè)格室底部均安裝有布水管網(wǎng);在布水管網(wǎng)上安裝有用于固定彈性生物填料的鋼筋支架;每個(gè)格室內(nèi)均設(shè)有彈性生物填料，彈性生物填料的一端與鋼筋支架相連，另一端連接有浮球;ABR厭氧折流板反應(yīng)器最后一個(gè)格室的頂部固定有液位控制器;

　　每個(gè)ABR厭氧折流板反應(yīng)器格室的正上方設(shè)有一個(gè)脈沖生物濾池，每個(gè)脈沖生物濾池的底部均安裝有排水管網(wǎng);每個(gè)格室的布水管網(wǎng)分別通過管道與其正上方脈沖生物濾池的排水管網(wǎng)相連通，同時(shí)每個(gè)脈沖生物濾池的上部分別通過帶有循環(huán)水泵的管道與其正下方的格室的相連通;出水管連接在最后一個(gè)格室正上方的脈沖生物濾池的下部;

　　每個(gè)脈沖生物濾池的上部均設(shè)有脈沖控制儀;脈沖生物濾池內(nèi)裝填有生物填料。

　　進(jìn)一步，優(yōu)選的是所述的沼氣收集裝置上的沼氣出口管上設(shè)有水封器。

　　進(jìn)一步，優(yōu)選的是脈沖生物濾池內(nèi)上部1/5-1/4的生物填料為活性炭，其余部分的生物填料沒有特殊要求，可根據(jù)實(shí)際情況自由選擇�；钚蕴績�(yōu)選為長度為10-15mm、直徑為4-5mm的圓柱體顆粒，但不限于此;

　　進(jìn)一步，優(yōu)選的是包括蓄水池、ABR厭氧折流板反應(yīng)器、沼氣收集裝置和脈沖生物濾池，ABR厭氧折流板反應(yīng)器包括4個(gè)格室，即第一厭氧格室、第二厭氧格室、第三厭氧格室和第四厭氧格室;4個(gè)格室的頂部均與沼氣收集裝置相連通;

　　第一厭氧格室的上部設(shè)有進(jìn)水口;

　　蓄水池的出水口通過帶有進(jìn)水水泵的管道與第一厭氧格室上部的進(jìn)水口相連;

　　第一厭氧格室的底部、第二厭氧格室的底部、第三厭氧格室的底部和第四厭氧格室的底部均安裝有布水管網(wǎng);在布水管網(wǎng)上安裝有用于固定彈性生物填料的鋼筋支架;每個(gè)格室內(nèi)均設(shè)有彈性生物填料，彈性生物填料的一端與鋼筋支架相連，另一端連接有浮球;

　　第一厭氧格室的正上方設(shè)有第一脈沖生物濾池，第二厭氧格室的正上方設(shè)有第二脈沖生物濾池，第三厭氧格室的正上方設(shè)有第三脈沖生物濾池，第四厭氧格室的正上方設(shè)有第四脈沖生物濾池，

　　第四厭氧格室內(nèi)的頂部固定有液位控制器;

　　第一脈沖生物濾池的底部、第二脈沖生物濾池的底部、第三脈沖生物濾池的底部和第四脈沖生物濾池的底部均安裝有排水管網(wǎng);

　　每個(gè)格室內(nèi)的布水管網(wǎng)分別通過管道與該格室正上方的脈沖生物濾池內(nèi)的排水管網(wǎng)相連;

　　每個(gè)脈沖生物濾池的上部分別通過帶有循環(huán)水泵的管道與其正下方的格室相連通;

　　每個(gè)脈沖生物濾池的上部設(shè)有一個(gè)脈沖控制儀，且每個(gè)脈沖生物濾池內(nèi)填充有生物填料。

　　一種適用于中、高濃度有機(jī)廢水的水處理方法，采用上述適用于中、高濃度有機(jī)廢水的生物處理系統(tǒng)，包括如下步驟：

　　步驟(1)，有機(jī)廢水進(jìn)入蓄水池中蓄水，當(dāng)蓄水池滿時(shí)，將蓄水池中的水通過進(jìn)水水泵從ABR厭氧折流板反應(yīng)器的入水口排入ABR厭氧折流板反應(yīng)器中;然后廢水逐個(gè)流經(jīng)的各個(gè)格室;

　　步驟(2)，當(dāng)?shù)谝粋�(gè)格室水滿的時(shí)候，啟動(dòng)與第一個(gè)格室相連的循環(huán)水泵，將水通過循環(huán)水泵從第一格室抽入到與第一個(gè)格室相連的脈沖生物濾池中，當(dāng)脈沖生物濾池水滿時(shí)，關(guān)閉循環(huán)水泵;同時(shí)處于第一個(gè)格室正上方的脈沖生物濾池中的脈沖控制器控制該脈沖生物濾池中的水進(jìn)行虹吸式脈沖，從該脈沖生物濾池的排水管網(wǎng)進(jìn)水，從第一個(gè)格室的布水管網(wǎng)出水;控制脈沖水量為該脈沖生物濾池容積的1/5-1/4;

　　當(dāng)?shù)诙�個(gè)格室水滿的時(shí)候，啟動(dòng)與第二個(gè)格室相連的循環(huán)水泵，將水通過循環(huán)水泵從第二格室抽入到與第二個(gè)格室相連的脈沖生物濾池中，當(dāng)脈沖生物濾池水滿時(shí)，關(guān)閉循環(huán)水泵;同時(shí)處于第二個(gè)格室正上方的脈沖生物濾池中的脈沖控制器控制該脈沖生物濾池中的水進(jìn)行虹吸式脈沖，從該脈沖生物濾池的排水管網(wǎng)進(jìn)水，從第二個(gè)格室的布水管網(wǎng)出水;控制脈沖水量為該脈沖生物濾池容積的1/5-1/4;

　　其它格室的水處理方法與第一個(gè)格室的水處理方法相同;

　　當(dāng)液位控制器監(jiān)測(cè)到最后一個(gè)格室內(nèi)的水滿，且與最后一個(gè)格室相連的脈沖生物濾池中水也被循環(huán)水泵注滿時(shí)，控制從與最后一個(gè)格室相連的脈沖生物濾池的出水口出水，排入后續(xù)處理系統(tǒng)達(dá)標(biāo)外排或回用;

　　水處理過程中產(chǎn)生的沼氣直接進(jìn)入沼氣收集裝置中。

　　本發(fā)明ABR厭氧折流板反應(yīng)器為密封池;脈沖生物濾池頂部敞開。

　　本發(fā)明脈沖控制儀用于控制水的虹吸式脈沖;液位控制器用于控制本發(fā)明系統(tǒng)的排水，即當(dāng)液位控制器監(jiān)測(cè)到最后一個(gè)格室內(nèi)的水滿，且與最后一個(gè)格室相連的脈沖生物濾池中水也被循環(huán)水泵注滿時(shí)，控制與最后一個(gè)格室相連的脈沖生物濾池的出水口進(jìn)行出水。

　　本發(fā)明的如下特點(diǎn);

　　1)本發(fā)明生物處理系統(tǒng)的ABR厭氧折流反應(yīng)器用鋼混結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)，高度不超過6m，可埋地、半埋地或建在地面上。

　　2)脈沖生物濾池可鋼混結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)或用予制鋼結(jié)構(gòu)成品，也可用玻璃鋼、不銹鋼配件現(xiàn)場(chǎng)組裝。

　　3)本發(fā)明采用生物膜法其掛膜容易，剩余污泥量少，生物填料不會(huì)堵塞。

　　4)由于脈沖生物濾池反復(fù)運(yùn)行在加水(排氣)-排水(進(jìn)氣)-間歇的循環(huán)過程中，脈沖生物濾池的上部1/5-1/4容積生物填料(生物膜)與污水和空氣反復(fù)接觸類似生物轉(zhuǎn)盤運(yùn)行方式，屬好氧生物處理。而其余容積經(jīng)常被污水淹沒屬于淹沒式生物濾池。所以本發(fā)明系統(tǒng)內(nèi)的微生物群落從上到下分別為好氧、兼氧和缺氧微生物的聚集區(qū)。本發(fā)明運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水全程通過各生物聚居區(qū)，因而綜合了各種微生物對(duì)污水的凈化功能。

　　5)由于脈沖生物濾池瞬時(shí)大流量出水的攪動(dòng)，提高ABR厭氧折流板反應(yīng)器生化效率，減小了循環(huán)水泵的功率消耗。

　　6)脈沖水瞬時(shí)流量很大，可達(dá)到循環(huán)水泵正常流量的8～10倍，可在格室內(nèi)產(chǎn)生10～20m/h的上升水流速，充分?jǐn)噭?dòng)該格室水體，這和高效IC反應(yīng)器回流水功能相當(dāng)，但是本發(fā)明有廣泛的調(diào)節(jié)余地。

　　7)本發(fā)明系統(tǒng)循環(huán)水泵的循環(huán)水總量可達(dá)到日處理量的8～10倍(按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件選泵)，循環(huán)水反復(fù)通過四組好氧、兼氧、缺氧和厭氧微生物聚居區(qū)，可綜合各種微生物的凈化功能提高處理效率。

　　8)本發(fā)明脈沖生物濾池進(jìn)氣總量等于循環(huán)水總量，最高水/氣(V/V)，可達(dá)到1/8～1/10。而且是微生物直接與空氣接觸，可充分吸收氧氣，提高氧利用率。

　　9)本發(fā)明系統(tǒng)采用液位-時(shí)間程序控制(繼電器-交流接觸器元件)構(gòu)造簡單，操作人員易學(xué)、易會(huì)、容易掌握維修方便，比PLC節(jié)省成本和維修費(fèi);

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

　　本發(fā)明系統(tǒng)使用的生物填料掛膜容易，沒有污泥流失和被堵塞之慮，而且投資低、運(yùn)行費(fèi)低、使用靈活。

　　本發(fā)明系統(tǒng)采用簡單技術(shù)措施和低成本投入達(dá)到高效IC反應(yīng)器的效果。本發(fā)明系統(tǒng)及水處理方法容易推廣普及，電耗遠(yuǎn)低于有循環(huán)回流的厭氧濾池和流化床工藝系統(tǒng)。

　　本發(fā)明系統(tǒng)處理投資僅為相似水質(zhì)、水量IC系統(tǒng)的60～70%;

　　本發(fā)明系統(tǒng)大小可調(diào)，處理量可調(diào)節(jié)，靈活性高，施工簡單，而IC反應(yīng)器施工困難，且大小不可調(diào)，靈活性較低。

　　本發(fā)明系統(tǒng)適用性廣，尤其適用于資本較少、需要處理中、高濃度有機(jī)廢水的廠家。