申請日2014.10.16

　　公開(公告)日2015.01.28

　　IPC分類號C02F3/28

　　摘要

　　本實用新型公開了一種水解酸化污水處理裝置，該裝置由無動力脈沖布水系統(tǒng)、層遞式水解酸化反應區(qū)、工藝條件控制系統(tǒng)、澄清出水系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)五大系統(tǒng)組成。無動力脈沖布水系統(tǒng)包括進水流量計、進水控制閥、進水管、無動力脈沖布水器、布水管、單向脈沖水射器;層遞式水解酸化反應區(qū)包括平板式酶浮填料層、懸浮污泥層和污泥床層;工藝條件控制系統(tǒng)包括各反應層的氧化還原電位計和污泥濃度計;澄清出水系統(tǒng)包括澄清區(qū)和出水堰;排泥系統(tǒng)包括集泥斗、排泥控制閥、排泥泵、排泥管和排泥流量計。本實用新型適用于高濃度、難降解有機廢水的高效水解酸化處理，能夠明顯改善廢水的可生化性，保障后續(xù)生化處理工藝的穩(wěn)定運行，節(jié)約占地、降低處理成本。

 
　　權利要求書

　　1.一種水解酸化污水處理裝置，其特征在于，包括無動力脈沖布水系統(tǒng)、 層遞式水解酸化反應區(qū)、工藝條件控制系統(tǒng)、澄清出水系統(tǒng)和排泥系統(tǒng);

　　所述無動力脈沖布水系統(tǒng)包括進水流量計(1)、進水控制閥(2)、進水管 (3)、無動力脈沖布水器(11)、布水管(13)和單向脈沖水射器(23)，進水 流量計(1)、進水控制閥(2)和無動力脈沖布水器(11)依次通過進水管(3) 相連接，無動力脈沖布水器(11)、單向脈沖水射器(23)通過布水管(13)相 連接;

　　所述層遞式水解酸化反應區(qū)由平板式酶浮填料層(19)、懸浮污泥層(20) 和污泥床層(21)組成，平板式酶浮填料層(19)、懸浮污泥層(20)和污泥床 層(21)在處理裝置內(nèi)自上向下依次分布;

　　所述工藝條件控制系統(tǒng)包括第一污泥濃度計(4)、第二污泥濃度計(5)、 第三污泥濃度計(6)、第一氧化還原電位儀(14)、第二氧化還原電位儀(15)、 第三氧化還原電位儀(16)和第四氧化還原電位儀(17);第一污泥濃度計(4) 位于平板式酶浮填料層(19)的底端，第二污泥濃度計(5)位于懸浮污泥層(20) 的底端，第三污泥濃度計(6)位于污泥床層(21)的底端;第一氧化還原電位 儀(14)位于平板式酶浮填料層(19)的頂端，第二氧化還原電位儀(15)位 于平板式酶浮填料層(19)的底端，第三氧化還原電位儀(16)位于懸浮污泥 層(20)的底端，第四氧化還原電位儀(17)位于污泥床層(21)的底端;

　　所述澄清出水系統(tǒng)位于處理裝置的上部，包括澄清區(qū)(18)和出水堰(12);

　　所述排泥系統(tǒng)包括集泥斗(22)、排泥控制閥(10)、排泥泵(9)、排泥管 (8)和排泥流量計(7)，集泥斗(22)、排泥控制閥(10)、排泥泵(9)和排 泥流量計(7)通過排泥管(8)依次連接。

　　2.根據(jù)權利要求1所述一種水解酸化污水處理裝置，其特征在于，所述單 向脈沖水射器(23)的脈沖水流為由內(nèi)而外的單向流，脈沖下水流速為3～5m/s。

　　3.根據(jù)權利要求1所述一種水解酸化污水處理裝置，其特征在于，所述平 板式酶浮填料層(19)的填料為雙層膜結構、經(jīng)過表面親水改性的平板式生物 填料，填料安裝角度為與水平面呈60-75度角，填料安裝高度為0.8-1.6m，填料 間距為10-20cm。

　　4.根據(jù)權利要求1所述一種水解酸化污水處理裝置，其特征在于，所述懸 浮污泥層(20)的層高為1.5-2.5m，污泥濃度為4-12g/L，氧化還原電位為 -100～50mV。

　　5.根據(jù)權利要求1所述一種水解酸化污水處理裝置，其特征在于，所述污 泥床層(21)的層高為1-2m，污泥濃度為12-20g/L。

　　說明書

　　一種水解酸化污水處理裝置

　　技術領域

　　本實用新型涉及一種水解酸化污水處理裝置，適用于高濃度、難降解有機廢水的高效水解酸化處理，能夠明顯改善廢水的可生化性，保障后續(xù)生化處理工藝的穩(wěn)定運行，節(jié)約占地、降低處理成本。

　　背景技術

　　水解酸化預處理作為提高廢水可生化性、增強處理工藝抗水質(zhì)水量沖擊能力的有效手段，收到國內(nèi)外很多污水處理廠特別是工業(yè)廢水處理廠的青睞。水解酸化的理論基礎為Zeikus等人提出了厭氧消化四類群理論，即水解階段、酸化階段、產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段。根據(jù)以上理論，水解酸化實際上是厭氧消化過程的前兩個階段，即水解階段和酸化階段。水解階段，廢水中的高分子或環(huán)狀有機物在胞外酶的作用下被斷鏈或開環(huán)，轉(zhuǎn)為能夠透過細胞膜的小分子有機物并被轉(zhuǎn)移進入細胞內(nèi);酸化階段，進入細胞的小分子有機物被進一步轉(zhuǎn)化為更簡單的化合物(有機酸、醇類、乳酸等)并分泌到細胞外。一些水解酸化污水處理裝置即是基于以上原理，在傳統(tǒng)厭氧反應器的基礎上改進而來，其運行效果并不理想。

　　根據(jù)微生物的生長形式，水解酸化反應器可分為活性污泥法和生物膜法兩大類�；钚晕勰喾ㄋ�解酸化反應器主要有升流式水解污泥床反應器(UHSB)、折流板反應器(ABR)等。UHSB反應器由經(jīng)典的升流式厭氧污泥床反應器(UASB)改進而來，反應器無需密封，無需設置三相分離器，但需增設循環(huán)泵以強化攪拌，有較大的動力消耗且反應器啟動時間長;折流板反應器(ABR)由厭氧折流板反應器改進而來，反應器中設置折板，強化湍流傳質(zhì)，促進顆粒狀污泥的形成，由于需將反應室分隔成數(shù)個升流式污泥床，結構復雜、建造和運行控制難度大。生物膜法水解酸化反應器主要有水解濾池反應器(HF)、厭氧接觸氧化反應器等。水解濾池反應器(HF)由厭氧濾床反應器(AF)改進而來，反應器以組合填料作載體，在其表面形成一層生物膜，污泥世代期較長，耐沖擊負荷能力強，水解酸化效果穩(wěn)定，但反應器載體較昂貴，在廢水懸浮物較大情況下，容易發(fā)生短流和堵塞，這是生物膜法水解酸化反應器普遍存在的問題，也是其不能廣泛推廣的主要原因。

　　近年來，隨著水解酸化理論和應用技術的不斷完善，除反應器水解酸化效能外，反應器結構合理性、經(jīng)濟性、可操作性及通用性逐漸成為研究的重點。結構設計上，需滿足高負荷運行的要求，主要通過完善布配水系統(tǒng)、保證泥水混合均勻無短流、豐富微生物種群等手段實現(xiàn);經(jīng)濟性及可操作性方上，要求通過合理設計減少土建及設備的投資，且便于日常操作及維護;通用性及穩(wěn)定性上，由于廢水水質(zhì)變化較大，反應器需能承受各種負荷沖擊、適應不同廢水，能夠充分水解酸化難降解有機物，且能夠保證長時間運行的穩(wěn)定性和安全性。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，開發(fā)一種占地面積省、工藝參數(shù)控制簡單靈活、水解酸化效率高、運行控制成本低廉的水解酸化污水處理裝置。

　　本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種水解酸化污水處理裝置，包括無動力脈沖布水系統(tǒng)、層遞式水解酸化反應區(qū)、工藝條件控制系統(tǒng)、澄清出水系統(tǒng)和排泥系統(tǒng);

　　所述無動力脈沖布水系統(tǒng)包括進水流量計、進水控制閥、進水管、無動力脈沖布水器、布水管和單向脈沖水射器，進水流量計、進水控制閥和無動力脈沖布水器依次通過進水管相連接，無動力脈沖布水器、單向脈沖水射器通過布水管相連接;

　　所述層遞式水解酸化反應區(qū)由平板式酶浮填料層、懸浮污泥層和污泥床層組成，平板式酶浮填料層、懸浮污泥層和污泥床層在處理裝置內(nèi)自上向下依次分布;

　　所述工藝條件控制系統(tǒng)包括第一污泥濃度計、第二污泥濃度計、第三污泥濃度計、第一氧化還原電位儀、第二氧化還原電位儀、第三氧化還原電位儀和第四氧化還原電位儀;第一污泥濃度計位于平板式酶浮填料層的底端，第二污泥濃度計位于懸浮污泥層的底端，第三污泥濃度計位于污泥床層的底端;第一污泥濃度計和第二污泥濃度計控制懸浮污泥層的高度及其污泥濃度，第二污泥濃度計和第三污泥濃度計控制污泥床層的高度及其污泥濃度;第一氧化還原電位儀位于平板式酶浮填料層的頂端，第二氧化還原電位儀位于平板式酶浮填料層的底端，第三氧化還原電位儀位于懸浮污泥層的底端，第四氧化還原電位儀位于污泥床層的底端;第一氧化還原電位儀和第二氧化還原電位儀控制平板式酶浮填料層的氧化還原電位，第二氧化還原電位儀和第三氧化還原電位儀控制懸浮污泥層的氧化還原電位，第三氧化還原電位儀和第四氧化還原電位儀控制污泥床層的氧化還原電位;

　　所述澄清出水系統(tǒng)位于處理裝置的上部，包括澄清區(qū)和出水堰;

　　所述排泥系統(tǒng)包括集泥斗、排泥控制閥、排泥泵、排泥管和排泥流量計，集泥斗、排泥控制閥、排泥泵和排泥流量計通過排泥管依次連接。

　　進一步地，所述單向脈沖水射器的脈沖水流為由內(nèi)而外的單向流，脈沖下水流速為3～5 m/s。

　　進一步地，所述平板式酶浮填料層的填料為雙層膜結構、經(jīng)過表面親水改性的平板式生物填料，填料安裝角度為與水平面呈60-75度角，填料安裝高度為0.8-1.6m，填料間距為10-20cm。

　　進一步地，所述懸浮污泥層的層高為1.5-2.5m，污泥濃度為4-12g/L，氧化還原電位為-100~50mV。

　　進一步地，所述污泥床層的層高為1-2m，污泥濃度為12-20g/L。

　　本實用新型基于不同微生物對不同污染物處理的專業(yè)性原理，以廢水分質(zhì)分段處理思想為指導，總結了已有水解酸化反應器的設計運行經(jīng)驗及存在的關鍵問題，具備以下有益效果：通過引入無動力脈沖布水系統(tǒng)和單向脈沖水射器，能夠有效避免布水管的堵塞;通過進水流量計和進水控制閥控制布水器的進水量，能夠精確控制每根布水管的出口流速，確保該水解酸化污水處理裝置的布水均勻;通過平板式酶浮填料層、懸浮污泥層和污泥床層的三層設計，將活性污泥法和微生物膜法有機融合于同一處理裝置，創(chuàng)新性地在一個水解酸化污水處理裝置內(nèi)建立三個具有相對獨立微生物種群系統(tǒng)的生化處理層，確保難降解有機污染物被充分水解酸化;通過工藝條件控制系統(tǒng)，能夠精確控制各生化處理層的關鍵工藝運行參數(shù)，確保將其控制在最合理控制區(qū)間;通過平板式酶浮填料層的截留和澄清區(qū)對殘留懸浮物的進一步重力沉淀去除，確保出水懸浮物控制在低濃度，降低對后續(xù)工藝的影響;通過引入集泥斗有效收集污泥、避免污泥死角，通過排泥流量計、排泥控制閥和排泥泵精確控制排泥量，確保有效調(diào)節(jié)層遞式水解酸化反應區(qū)各反應層的污泥濃度及有效性。通過五大系統(tǒng)的協(xié)作運行，能夠顯著提高處理裝置的抗污染物負荷沖擊能力、強化有機污染物的去除能力和可生化性的提高、提升處理裝置的單位處理負荷，最終實現(xiàn)提高處理效果、節(jié)約占地面積、降低土建投資、節(jié)省運行費用的目的。