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
技术领域：
本发明涉及废水生化处理技术领域，尤其涉及一种处理高浓度印染废水的 厌氧生物反应器及其方法。
背景技术：
纺织印染行业是我国传统的支柱产业，是我国民族工业中历史最悠久的产 业之一，在我国的国民经济中扮演着重要的角色，同时纺织印染行业也是工业 废水的排放大户。纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱 性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水。
目前，印染废水的处理方法按其单元操作的原理可以分为物理法、化学 法和生物法三大类，其中生物处理法由于操作简单，处理费用低廉等而成为应 用最广泛的处理方法。常用的生物处理方法有活性污泥法和生物膜法，属于好 氧的处理方法。但随着新型染料和染色助剂等大量难生物降解物质的使用，使 得传统的活性污泥法和生物膜法对COD的去除率大大降低，脱色效果欠佳，易 引起出水水质的波动。传统的生物处理方法受到严峻的挑战。厌氧法能够将难 降解的大分子有机物分解成小分子的有机物，提高废水的可生化性，同时能产 生沼气能源，是一种环境友好的生态过程。但是厌氧法存在着启动周期长，处 理效率低等缺点，使其在推广使用过程中受到很大的限制。开发启动快速，处 理效率高的厌氧处理技术具有良好的环境和经济效益。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种处理高浓度印染废水的厌 氧生物反应器及其方法。
处理高浓度印染废水的厌氧生物反应器包括厌氧生物反应器本体、进水管、 布水器、第一反应室、 一级三相分离器、第二反应室、二级三相分离器、沉淀 区、出水渠、回流管、气液分离器、沼气排出管，厌氧生物反应器本体从下到 上依次设有布水器、第一反应室、 一级三相分离器、第二反应室、二级三相分 离器、沉淀区、出水渠，厌氧生物反应器本体顶部设有气液分离器，二级三相 分离器经回流管与气液分离器相连接，气液分离器设有沼气排出管，布水器与 进水管相连接。
所述的一级三相分离器和二级三相分离器包括倒锥形导流罩和中心锥形 筒，中心锥形筒小口边与倒锥形导流罩外侧壁相连接，中心锥形筒大口边与厌氧生物反应器本体内侧壁相连接。
处理高浓度印染废水的方法是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，与从厌氧生物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，使厌氧生物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，反应产生的沼气经气液分 离装置由沼气排出管收集。
本发明与现有技术相比具有的有益效果
1) 启动周期短，所述厌氧生物反应器为活性污泥的生物增殖创造了良好的 条件，反应器内污泥活性高，生物增殖快， 一般可以在1至2个月内完成启动， 而一般的UASB反应器的启动周期长达4至6个月；
2) 处理效率高，所述厌氧生物反应器实现污泥停留时间和水力停留时间的
分离，使反应器内的污泥浓度大大提高，同时存在内循环使泥水充分接触，加
快厌氧过程的进度，获得高的处理效率；
3) 有机负荷高，所述厌氧生物反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在 内循环，传质效果好，进水有机负荷可达20kgCOD/ (m3.d)，是普通厌氧反应 器的3倍以上；
4) 处理效果好，利用二级UASB串联分级厌氧处理，补偿厌氧过程中紊流 程度高产生的不利影响降低出水悬浮物浓度，延长生物停留时间，使反应进行 稳定，出水质量稳定；
5) 抗冲击能力强，运行稳定，所述厌氧生物反应器的内循环使得污泥膨胀 床区的实际水量远大于进水量，循环回流水稀释了进水，大大提高了反应器抗 冲击负荷能力和缓冲pH值变化的能力；
6) 产生附加值高的沼气，是可再生的能源。
附图是处理高浓度印染废水的厌氧生物反应器结构示意图； 图中厌氧生物反应器本体l、进水管2、布水器3、第一反应室4、 一级三相 分离器5、第二反应室6、 二级三相分离器7、沉淀区8、出水渠9、回流管IO、 气液分离器ll、沼气排出管12。
具体实施例方式
如附图所示，处理高浓度印染废水的厌氧生物反应器包括厌氧生物反应器
本体l、进水管2、布水器3、第一反应室4、 一级三相分离器5、第二反应室6、 二级三相分离器7、沉淀区8、出水渠9、回流管IO、气液分离器ll、沼气排出 管12，厌氧生物反应器本体1从下到上依次设有布水器3、第一反应室4、 一级 三相分离器5、第二反应室6、 二级三相分离器7、沉淀区8、出水渠9，厌氧生 物反应器本体1顶部设有气液分离器11， 二级三相分离器7经回流管IO与气液 分离器11相连接，气液分离器11设有沼气排出管12，布水器3与进水管2相 连接。
所述的一级三相分离器5和二级三相分离器7包括倒锥形导流罩和中心锥 形筒，中心锥形筒小口边与倒锥形导流罩外侧壁相连接，中心锥形筒大口边与 厌氧生物反应器本体内侧壁相连接。
处理高浓度印染废水的方法是高浓度的印染废水经预处理，通过布水器3 进入厌氧生物反应器本体1，与从厌氧生物反应器上部沉淀区8和气液分离器 11回流下来的污泥颗粒和废水均匀混合，对进水进行了稀释和均质作用，从而 大大减轻了冲击负荷及有害物质的不利影响，污泥颗粒和废水在进水和循环水 的共同推动下，进入第一反应区4，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，混合流体在沼气的夹带作用下进入气液分离 装置11，在此处大部分沼气脱离混合液外排，而泥水混合液则在重力作用下回 流到底部，从而实现了流体在反应器内部的循环，内循环使第一反应区液相产 生较大升流速度，最大可达20m/h，内循环促进了基质和颗粒污泥的接触，促进 了微生物的增殖，增强了反应器去除有机物的能力，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5进入第二反应区6继续进行处理，以除去 剩余的有机物，由于废水中大部的有机物已被分解，第二反应区6的COD负荷 量较低，产气量也很小，液相上升流速一般仅为2~10m/h，第二反应区还充当第 一反应区和沉淀区之间的缓冲段，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，反应产生的沼气经气液分离装置ll由沼气排 出管12收集。
实施例1:厌氧生物反应器处理印染废水的快速启动。接种污泥为某毛纺有 限公司原来厌氧池里的污泥，初始负荷定为5kgCOD/ (m3.d)，约为接种颗粒 污泥活性的70%左右，启动运行温度为室温(24 38°C)，待COD的去除率大于80%，产气量稳定的时候提高COD负荷，每次可提高10%~25%，直至设计 的负荷。整个启动过程大约需要一个月，启动结束后，最大负荷可超过30kgCOD/ (m3.d)。
实施例2:启动结束的厌氧生物反应器处理印染废水。进水的COD在 8000-20000 (mg.丄")之间波动，运行温度为室温(24~38°C)，水力停留时间 为12h。出水的挥发性有机酸(VFA)小于200 (mg丄")，COD的去除率大 于80%。沼气的产生量稳定，，其中CH4含量为70% 80%， 032为20% 30 %， &等为1% 5°%。
权利要求
1. 一种处理高浓度印染废水的厌氧生物反应器，其特征在于包括厌氧生物反应器本体(1)、进水管(2)、布水器(3)、第一反应室(4)、一级三相分离器(5)、第二反应室(6)、二级三相分离器(7)、沉淀区(8)、出水渠(9)、回流管(10)、气液分离器(11)、沼气排出管(12)，厌氧生物反应器本体(1)从下到上依次设有布水器(3)、第一反应室(4)、一级三相分离器(5)、第二反应室(6)、二级三相分离器(7)、沉淀区(8)、出水渠(9)，厌氧生物反应器本体(1)顶部设有气液分离器(11)，二级三相分离器(7)经回流管(10)与气液分离器(11)相连接，气液分离器(11)设有沼气排出管(12)，布水器(3)与进水管(2)相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种处理高浓度印染废水的厌氧生物反应器，其特 征在于所述的一级三相分离器(5)和二级三相分离器(7)包括倒锥形导流罩 和中心锥形筒，中心锥形筒小口边与倒锥形导流罩外侧壁相连接，中心锥形筒 大口边与厌氧生物反应器本体(1)内侧壁相连接。
3. —种使用如权利要求1所述的厌氧生物反应器处理高浓度印染废水的方 法，其特征在于高浓度的印染废水经预处理，通过布水器(3)进入厌氧生物反 应器本体(1)，与从厌氧生物反应器上部沉淀区8和气液分离器11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(4)， 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(5)进入第二反应 区(6)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，使厌氧生物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，反应产生的沼气经气液 分离装置(11)由沼气排出管(12)收集。
全文摘要
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。
文档编号C02F3/28GK101423292SQ200810122338
公开日2009年5月6日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者傅木星, 张砺彦, 王志壹 申请人:浙江大学