專利名稱：處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢水處理的環(huán)保技術，特別是一種處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝 置，所述厭氧處理裝置能夠用于高硫酸根濃度和高有機濃度廢水的治理。
背景技術：
高硫酸根濃度和高有機污染物濃度廢水的治理， 一直是水污染治理領域的難點，需要同 時去除廢水中的硫酸鹽和有機污染物。含高硫酸根濃度的高有機污染物濃度的廢水因硫酸 根濃度很高(幾千mg/L)和有機污染物濃度很高(可達幾萬mg/L)，要有效的處理這樣的 廢水一般要采用厭氧技術進行處理，但在厭氧處理高硫酸根的高有機物濃度廢水時，硫酸 根還原生成的硫化氫，卻嚴重不利于廢水中的有機污染物的去除。目前現(xiàn)有技術中通常采 用生物法和物理化學法處理技術，最為典型的工藝有以下幾種①傳統(tǒng)單相厭氧工藝，厭 氧情況下將硫酸根還原為硫化氫，實現(xiàn)將硫酸根從廢水中去除；有機污染物通過水解酸化 和產(chǎn)沼氣，實現(xiàn)高濃度有機物的去除，但硫酸根的還原作用和生成的硫化氫對有機污染物 的去除有抑制作用，從而影響了有機污染物的去除。②單相吹脫工藝，在傳統(tǒng)單相厭氧工 藝中，增加惰性氣體吹脫裝置，將硫酸根還原形成的硫化氫吹脫出，減輕對有機污染物去 除的抑制作用。③兩相厭氧工藝，將厭氧處理高濃度有機廢水的產(chǎn)酸階段和產(chǎn)氣階段分別 在兩個反應器中進行，在產(chǎn)酸階段實現(xiàn)了硫酸根的還原和高濃度有機污染物的酸化，產(chǎn)氣 階段進一歩去除被酸化的有機污染物。④傳統(tǒng)厭氧工藝，如上流式厭氧污泥床(UASB)， 通過在反應器內添加沉淀劑或其它技術去除硫酸根和硫化氫，消除對去除有機污染物的抑 制作用。以上這些技術雖然對處理含高硫酸根的高有機濃度廢水的方法進行了寶貴的探索， 但是仍然因其自身技術局限性而無法實現(xiàn)推廣并廣泛應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置，所 述厭氧處理裝置能夠用于高硫酸根濃度和高有機濃度廢水的治理。
本發(fā)明的技術方案如下
處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置，其特征在于包括厭氧生物反應器，所述厭氧生物反應器自上而下設置有用于廢水分布的布水器、用于廢水接觸反應而使有機物酸化 和硫酸根還原的填料產(chǎn)酸段、用于對填料產(chǎn)酸段的出水進行接觸反應而產(chǎn)生沼氣的填料產(chǎn) 氣段、以及排水段；所述厭氧生物反應器的頂部通過沼氣收集管連接沼氣脫硫罐，所述沼 氣脫硫罐通過集氣罐和沼氣回流泵連接所述填料產(chǎn)氣段；所述排水段設置有出水口，和通 過水回流泵連接所述布水器的水回流口 。
所述出水口連接U型水封出水管。
所述水回流泵通過廢水進水管連接所述布水器。
所述廢水進水管設有進水泵。
本發(fā)明的技術效果如下
本發(fā)明是一種含高硫酸根濃度的高有機污染物濃度的廢水厭氧處理裝置，該裝置具有產(chǎn) 酸產(chǎn)氣一體化的厭氧生物反應器，并對反應器產(chǎn)生的氣體進行脫硫處理，同時采用水和沼 氣兩相回流，能高效去除含高硫酸根濃度的高有機物濃度廢水中的有機污染物和硫酸根以 及其他有毒物質和其它難降解物質。本發(fā)明是在根據(jù)以前的關于高硫酸根和高有機物濃度 廢水的有價值探索及其相關技術，丌發(fā)了一種高效的、現(xiàn)實可行的、具有良好經(jīng)濟效益的
技術，即一體化、兩相回流、填料接觸、厭氧生物反應器(IRCABR)技術。
IRCABR技術在總結高硫酸根和高有機污染物濃度廢水處理技術的有益探索的基礎上， 結合污水處理技術各種技術措施，創(chuàng)造性的提出了 IRCABR技術。IRCABR技術采用了一 體化的反應器，在反應器內不同的高度分別設置了填料接觸反應區(qū)，實現(xiàn)產(chǎn)酸、產(chǎn)氣相的 有機結合，調整反應器的整體結構和采用水和沼氣兩相回流，并通過對反應器產(chǎn)生的氣體 經(jīng)過脫硫處理，消除硫化物對產(chǎn)甲烷菌的抑制作用，高效去除高硫酸根濃度廢水中的有機 污染物、有毒物質和其它難降解物質。
傳統(tǒng)的對于高硫酸根和高有機污染物濃度的廢水處理，因為存在厭氧條件下的硫酸鹽 還原菌(SRB)對硫酸根的還原，并生成硫化氫(H2S)，故對厭氧去除COD產(chǎn)生了雙抑制 作用，表現(xiàn)如下①硫酸鹽還原菌(SRB)對去除COD的產(chǎn)酸菌(AB)和產(chǎn)甲烷菌(MPB) 的底物抑制作用；②硫酸鹽還原菌(SRB)對硫酸根的還原生成的硫化氫對去除COD的產(chǎn) 酸菌(AB)和產(chǎn)甲烷菌(MPB)的有毒抑制作用。故而只有在硫酸根離子濃度低于2,000mg/L， COD/SO浐^-10時，才能實現(xiàn)厭氧有效的去除廢水中的COD。本發(fā)明提出的IRCABR技術 在硫酸根濃度大于7，000mg/L， COD濃度大于18，000mg/L， COD/S042-=2.3 (遠小于10)的 情況下，仍然可以保證COD的高去除率(可以穩(wěn)定實現(xiàn)超過60%的COD去除率)，COD負荷可以穩(wěn)定運行在超過5kg/(m^d)的水平。
IRCABR技術突破了傳統(tǒng)上厭氧處理高硫酸根含量的高有機污染物濃度廢水的限制， 為高硫酸根和高有機污染物濃度廢水的治理提供了一種全新的、技術可行的、經(jīng)濟適用的 新技術。
本技術的廢水處理過程由七個部分構成，即進水段、水回流段、布水段、填料段、沼 氣脫硫、沼氣回流段、排水段構成，通過實現(xiàn)填料段內產(chǎn)酸和產(chǎn)氣的合理搭配，分別為厭 氧產(chǎn)酸和產(chǎn)氣提供最佳的反應條件；同時在反應器內添加組合纖維填料，為微生物的生產(chǎn) 提供場所；采用沼氣脫硫技術，并通過部分沼氣回流，減少進入產(chǎn)氣段的硫化物含量，進 而消除硫化氫對產(chǎn)甲烷菌的抑制作用。


圖l是本發(fā)明的結構示意圖。 附圖標記列示如下
l一進水泵，2—進水管，3—進水/回流合流管，4一布水器，5—填料接觸反應區(qū)，6— 厭氧生物反應器，7—U型水封出水管，8—沼氣收集管，9—沼氣脫硫罐，IO—集氣罐，11 一沼氣回流泵，12—水回流泵，13—沼氣回流管，14一回流水管。
具體實施例方式
本發(fā)明的廢水處理過程由七個部分構成，即進水段、水回流段、布水段、填料段、沼氣 脫硫段、沼氣回流段、排水段構成，通過對反應器內添加組合纖維填料，為微生物的生產(chǎn) 提供場所；并對填料接觸反應區(qū)內產(chǎn)酸填料和產(chǎn)氣填料進行合理搭配，分別為厭氧產(chǎn)酸和 產(chǎn)氣提供最佳的反應條件；同時在采用沼氣脫硫技術，并通過部分沼氣回流，減少進入產(chǎn) 氣段的硫化物含量，進而消除硫化氫對產(chǎn)甲烷菌的抑制作用；還采用水和沼氣兩相回流， 水回流可稀釋進水的污染物，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過脫硫處理后回流，降低硫化物對產(chǎn)甲烷菌的 抑制作用。
下面結合附圖(圖l)對本發(fā)明作詳細說明。
圖1是本發(fā)明的結構示意圖。如圖1所示，處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置， 包括厭氧生物反應器6，所述厭氧生物反應器6自上而下設置有用于廢水分布的布水器4、 填料接觸反應區(qū)5 (包括用于廢水接觸反應而使有機物酸化和硫酸根還原的填料產(chǎn)酸段、用 于對填料產(chǎn)酸段的出水進行接觸反應而產(chǎn)生沼氣的填料產(chǎn)氣段)、以及排水段；所述厭氧生物反應器6的頂部通過沼氣收集管8連接沼氣脫硫罐9，所述沼氣脫硫罐9通過集氣罐10 和沼氣回流泵11連接所述填料產(chǎn)氣段；所述排水段設置有出水口，和通過水回流泵12連 接所述布水器4的水回流口 。所述出水口連接U型水封出水管7。所述水回流泵12通過廢 水進水管2連接所述布水器4。所述廢水進水管2設有進水泵1 。
一種含高硫酸根濃度的高有機污染物濃度的廢水厭氧處理裝置，包括產(chǎn)酸產(chǎn)氣一體化的 厭氧生物反應器6、沼氣脫硫罐9和集氣罐10，厭氧生物反應器6中部設置產(chǎn)酸/產(chǎn)氣填料 接觸反應區(qū)5，反應器6與沼氣脫硫罐9之間設置沼氣收集管8，沼氣脫硫罐9還與集氣罐 IO連通，集氣罐IO通過沼氣回流管13與厭氧生物反應器6相連，厭氧生物反應器6的底 部設置U型水封出水管7和回流水管15，還設有進水/回流合流管3，同時連接進水管2和 回流水管14，并與設置在反應器頂部的布水器4連接。在沼氣回流管13上設置有沼氣回流 泵ll，回流水管14上設有水回流泵12，進水管2上設有進水泵1。
① 反應器進水、水回流和布水
廢水經(jīng)過進水泵1提升，經(jīng)過進水管2在進水/回流管3中與回流水混和，進水中的污 染物濃度得到稀釋。然后在反應器6頂部的布水器4作用下，廢水均勻的布到反應器內的 填料接觸反應區(qū)5的組合填料上，均勻布到填料上的廢水在重力作用下，在填料內緩慢流 動，與填料上生長的微生物充分接觸；
② 填料區(qū)反應
廢水在填料接觸反應區(qū)5內自然的形成產(chǎn)酸段和產(chǎn)氣段。廢水在填料接觸反應區(qū)5的上 部形成產(chǎn)酸段，此段中通過產(chǎn)酸菌的作用，實現(xiàn)了有機污染物的酸化，雖然有機物總量沒 有減少，但是經(jīng)過水解和酸化形成了小分子的中間產(chǎn)物，即大分子難降解的有機物水解酸 化為易降解的小分子有機物，提高了有機污染物的可生化性。同時，還降解了對有機污染 物降解有抑制作用的硫酸根和其它重余屬離子的毒性，將硫酸根還原為了硫化氫；填料接 觸反應區(qū)5的下部形成產(chǎn)氣段，進入產(chǎn)氣段的廢水為經(jīng)過產(chǎn)酸段的出水，其中有機污染物 主要為乙酸和丁酸等小分子有機酸，這些有機物是產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的良好底物。此 時可將產(chǎn)氣段的運行條件控制的更利于產(chǎn)甲烷菌的生長，提高產(chǎn)甲烷菌的活性；
③ 沼氣脫硫和回流
反應器6產(chǎn)生的沼氣，通過沼氣收集管8進入脫硫罐9后，可以實現(xiàn)有效脫硫，并進入 到集氣罐10中。集氣罐10中的沼氣通過沼氣回流泵11回流到填料接觸反應區(qū)5下部的產(chǎn) 氣段中。沼氣回流--,方面可以提高填料上的微生物與廢水的混合攪拌效果，另一方面可以 有效降低產(chǎn)甲垸段中沼氣的硫化氫含量，從而降低了硫化氫對產(chǎn)甲烷菌的抑制作用；④反應器處理后出水
廢水通過產(chǎn)氣段后，完成固液分離，通過U型水封出水管7排出，完成處理過程。
應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領域的技術人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造， 但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造已 進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進行修改或 者等同替換；而一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精祌和范圍的技術方案及其改進，其均涵蓋在本 發(fā)明創(chuàng)造專利的保護范圍當中。
權利要求
1.處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置，其特征在于包括厭氧生物反應器，所述厭氧生物反應器自上而下設置有用于廢水分布的布水器、用于廢水接觸反應而使有機物酸化和硫酸根還原的填料產(chǎn)酸段、用于對填料產(chǎn)酸段的出水進行接觸反應而產(chǎn)生沼氣的填料產(chǎn)氣段、以及排水段；所述厭氧生物反應器的頂部通過沼氣收集管連接沼氣脫硫罐，所述沼氣脫硫罐通過集氣罐和沼氣回流泵連接所述填料產(chǎn)氣段；所述排水段設置有出水口，和通過水回流泵連接所述布水器的水回流口。
2. 根據(jù)權利要求1所述的處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置，其特征在于所述 出水口連接U型水封出水管。
3. 根據(jù)權利要求1所述的處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置，其特征在于所述 水回流泵通過廢水進水管連接所述布水器。
4. 根據(jù)權利要求3所述的處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置，其特征在于所述 廢水進水管設有進水泵。
全文摘要
一種處理含硫酸根和有機物廢水的厭氧處理裝置，能夠用于高硫酸根濃度和高有機濃度廢水的治理，其特征在于包括厭氧生物反應器，所述厭氧生物反應器自上而下設置有用于廢水分布的布水器、用于廢水接觸反應而使有機物酸化和硫酸根還原的填料產(chǎn)酸段、用于對填料產(chǎn)酸段的出水進行接觸反應而產(chǎn)生沼氣的填料產(chǎn)氣段、以及排水段；所述厭氧生物反應器的頂部通過沼氣收集管連接沼氣脫硫罐，所述沼氣脫硫罐通過集氣罐和沼氣回流泵連接所述填料產(chǎn)氣段；所述排水段設置有出水口，和通過水回流泵連接所述布水器的水回流口。
文檔編號C02F101/10GK101575143SQ200910087070
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權日2009年6月19日
發(fā)明者袁國文 申請人:德威華泰(北京)科技有限公司