本實(shí)用新型涉及廢水生物處理反應(yīng)器領(lǐng)域，具體是一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
：偶氮類化合物(azo)作為世界上使用范圍最廣的染料，廣泛存在于印染廢水中。azo屬于氧化態(tài)有機(jī)氮，目前常用的生物處理法是在厭氧條件下將其還原生成芳香胺類化合物，并在后續(xù)處理中進(jìn)一步生物降解生成無害物質(zhì)，其中厭氧還原是其限速步驟。常見的azo還原裝置如序批式反應(yīng)器(SBR)等，所需停留時(shí)間長，處理效率低。并且由于azo對微生物有一定的毒性，當(dāng)進(jìn)水a(chǎn)zo濃度>0.5mmol/L時(shí)，反應(yīng)器中的微生物代謝即被抑制。相對于其它形式的反應(yīng)器，上流式厭氧濾池(UAF)內(nèi)微生物含量高、生物多樣性豐富，這些特點(diǎn)使得UAF在azo廢水處理領(lǐng)域有一定的優(yōu)勢。但是由于濾池下部有機(jī)負(fù)荷較高，過厚的生物膜會(huì)導(dǎo)致濾池阻塞。此外，已有研究表明，厭氧反應(yīng)器中有機(jī)物水解產(chǎn)生的氫氣(H2)是azo還原的優(yōu)良電子供體，但是當(dāng)填料內(nèi)部空隙率不足時(shí)，氣體的傳質(zhì)會(huì)受到影響，從而無法參與azo的還原。目前已有一些空隙率高、易掛膜的人工合成填料可以解決上述問題，但是該類填料價(jià)格較貴，增加了建設(shè)運(yùn)行成本。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的是提供一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，以解決現(xiàn)有技術(shù)厭氧反應(yīng)器存在的問題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，其特征在于：包括中心軸豎直設(shè)置的反應(yīng)器本體，反應(yīng)器本體底部一側(cè)設(shè)有進(jìn)水口，進(jìn)水口依次連通有管道混合器、進(jìn)水管，且管道混合器通過旁路管路與外部核黃素加藥裝置連接，反應(yīng)器本體底部中心設(shè)有排泥口，反應(yīng)器本體內(nèi)下部設(shè)有穿孔玻璃鋼制成的承托板，該承托板設(shè)為倒置的錐形體狀，且承托板將反應(yīng)器本體內(nèi)分隔為上下兩部分，反應(yīng)器本體內(nèi)位于承托板上裝填有鵝卵石承托層，反應(yīng)器本體內(nèi)位于鵝卵石承托層上裝填有火山巖填料層，火山巖填料層上方的反應(yīng)器本體內(nèi)部空間作為分離區(qū)，分離區(qū)中水平設(shè)有穿孔集水管，穿孔集水管兩對稱側(cè)開有多個(gè)分別與分離區(qū)內(nèi)連通的管孔，穿孔集水管一端從反應(yīng)器本體側(cè)部水平穿出，反應(yīng)器本體頂部中心設(shè)有出氣管。所述的一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，其特征在于：還包括色度監(jiān)測儀，色度監(jiān)測儀的探測部設(shè)置在進(jìn)水管中。所述的一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，其特征在于：構(gòu)成承托板的穿孔玻璃鋼中，開孔孔徑為3mm，開孔密度為1個(gè)/cm2。所述的一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，其特征在于：鵝卵石承托層由多個(gè)粒徑為6-8mm的鵝卵石構(gòu)成，鵝卵石承托層裝填高度為150mm-200mm。所述的一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，其特征在于：火山巖填料層由粒徑為4-6m、空隙率≥32的火山巖顆粒構(gòu)成，火山巖顆粒裝填前采用5％的磷酸溶液浸泡48h，裝填后接種污泥應(yīng)漫過火山巖填料層頂部50mm。所述的一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，其特征在于：在反應(yīng)器掛膜馴化階段，當(dāng)進(jìn)水管進(jìn)水a(chǎn)zo≥1.0mmol/L時(shí)，外部核黃素加藥裝置啟動(dòng)投加氧化還原介質(zhì)投加濃度為10μM的核黃素。所述的一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，其特征在于：所述穿孔集水管兩對稱側(cè)管孔呈交錯(cuò)分布本實(shí)用新型反應(yīng)器布水采用單管進(jìn)水，進(jìn)水管上設(shè)置色度監(jiān)測儀和帶有加藥口的管道混合器。進(jìn)水自下而上通過承托板進(jìn)入鵝卵石承托層和火山巖填料層，為了布水均勻，承托板為錐形，承托板上開孔孔徑為3mm,開孔密度為1個(gè)/cm2。鵝卵石承托層采用粒徑為6-8mm的鵝卵石，裝填高度為150mm-200mm。火山巖填料層采用粒徑為4-6m、空隙率≥32、內(nèi)部空隙率≥25％的火山巖顆粒?；鹕綆r顆粒裝填前采用5％的磷酸溶液浸泡48h，裝填后接種污泥應(yīng)漫過填料頂部約50mm，反應(yīng)器掛膜馴化階段進(jìn)水中投加20μM的核黃素?；鹕綆r填料層上方為分離區(qū)，在此區(qū)域氣、固、水三相分離。本實(shí)用新型反應(yīng)器出水采用穿孔集水管，水力條件良好，無死角。進(jìn)水管連接設(shè)置色度分析儀和外部核黃素加藥裝置、管道混合器。當(dāng)進(jìn)水a(chǎn)zo≥1.0mmol/L時(shí)，核黃素加藥裝置啟動(dòng)投加氧化還原介質(zhì)投加濃度為10μM。本實(shí)用新型反應(yīng)器頂部設(shè)置排氣口，通往氣體收集處理裝置。原理：火山巖作為反應(yīng)器填料比表面積大，經(jīng)磷酸浸泡后易于被微生物附著，反應(yīng)器內(nèi)含有高濃度的微生物不僅提高了azo生物還原速率，還能加強(qiáng)反應(yīng)器對azo的耐受性。在厭氧條件下，污水水解產(chǎn)生小分子有機(jī)酸、H2等物質(zhì)。其中，小分子酸可作為azo生物還原的優(yōu)良電子供體。此外，由于火山巖內(nèi)部的高空隙率和高內(nèi)部空隙率，H2在反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)速度快，可作為優(yōu)質(zhì)的電子供體參與azo的化學(xué)還原，并且不會(huì)由于氣阻導(dǎo)致阻塞。當(dāng)進(jìn)水偶氮染料濃度在一定范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，火山巖對azo良好的物理吸附性可起到緩沖作用，因而短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)器內(nèi)部的微生物不會(huì)被抑制，并且反應(yīng)器出水水質(zhì)穩(wěn)定不影響后續(xù)生物處理設(shè)施。當(dāng)反應(yīng)器進(jìn)水中azo在一段時(shí)間內(nèi)≥1.0mmol/L時(shí)，進(jìn)水中投加氧化還原介質(zhì)(RM)如核黃素，可迅速提高反應(yīng)器對azo的耐受性和還原速率，保證反應(yīng)器的正常運(yùn)行。但是由于核黃素累積過量時(shí)，反應(yīng)器出水會(huì)存在一定色度，因此，只有在水質(zhì)波動(dòng)較大時(shí)方可短期投加。本實(shí)用新型提供的一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，具有處理效率高、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、不易堵塞、填料價(jià)格低，啟動(dòng)迅速且運(yùn)行維護(hù)簡單的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。圖2為穿孔集水管的管孔分布圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，一種偶氮染料廢水生物處理反應(yīng)器，包括中心軸豎直設(shè)置的反應(yīng)器本體10，反應(yīng)器本體10底部一側(cè)設(shè)有進(jìn)水口，進(jìn)水口依次連通有管道混合器2、進(jìn)水管1，且管道混合器2通過旁路管路與外部核黃素加藥裝置11連接，反應(yīng)器本體10底部中心設(shè)有排泥口12，反應(yīng)器本體10內(nèi)下部設(shè)有穿孔玻璃鋼制成的承托板4，該承托板4設(shè)為倒置的錐形體狀，且承托板4將反應(yīng)器本體10內(nèi)分隔為上下兩部分，反應(yīng)器本體10內(nèi)位于承托板4上裝填有鵝卵石承托層5，反應(yīng)器本體10內(nèi)位于鵝卵石承托層5上裝填有火山巖填料層6，火山巖填料層6上方的反應(yīng)器本體10內(nèi)部空間作為分離區(qū)7，分離區(qū)7中水平設(shè)有穿孔集水管8，穿孔集水管8兩對稱側(cè)開有多個(gè)分別與分離區(qū)內(nèi)連通的管孔，穿孔集水管8一端從反應(yīng)器本體10側(cè)部水平穿出，反應(yīng)器本體10頂部中心設(shè)有出氣管9。還包括色度監(jiān)測儀3，色度監(jiān)測儀3的探測部設(shè)置在進(jìn)水管1中。構(gòu)成承托板4的穿孔玻璃鋼中，開孔孔徑為3mm，開孔密度為1個(gè)/cm2。鵝卵石承托層5由多個(gè)粒徑為6-8mm的鵝卵石構(gòu)成，鵝卵石承托層裝填高度為150mm-200mm。火山巖填料層6由粒徑為4-6m、空隙率≥32的火山巖顆粒構(gòu)成，火山巖顆粒裝填前采用5％的磷酸溶液浸泡48h，裝填后接種污泥應(yīng)漫過火山巖填料層頂部50mm。在反應(yīng)器掛膜馴化階段，當(dāng)進(jìn)水管進(jìn)水a(chǎn)zo≥1.0mmol/L時(shí)，外部核黃素加藥裝置啟動(dòng)投加氧化還原介質(zhì)投加濃度為10μM的核黃素。如圖2所示，穿孔集水管8兩對稱側(cè)管孔呈交錯(cuò)分布。偶氮類廢水由下部進(jìn)入反應(yīng)器本體，向上通過承托板和鵝卵石承托層進(jìn)入火山巖填料層構(gòu)成的填料區(qū)。污水在填料區(qū)以v＝2m/h速率上升，在此區(qū)間污水中一部分有機(jī)物水解生成H2和小分子有機(jī)物，同時(shí)azo經(jīng)生物、化學(xué)還原生成芳香烴類物質(zhì)。在分離區(qū)、水、氣體和生物膜殘?jiān)蛛x，并經(jīng)穿孔集水管匯集進(jìn)入下一處理單元，氣體由出氣管進(jìn)入氣體收集處理裝置，殘?jiān)淙敕磻?yīng)器底部。運(yùn)行一段時(shí)間后，打開反應(yīng)器底部排泥管排除剩余污泥。實(shí)施案例一采用所述的火山巖作為反應(yīng)器填料，填料層高度為1.5m。利用該反應(yīng)器處理某工廠偶氮廢水，廢水進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。反應(yīng)器規(guī)格為Φ2000，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的有效水力停留時(shí)間為1.5h，在反應(yīng)器內(nèi)的上升流速v＝2.0m/s。反應(yīng)器連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間超過180d，反應(yīng)器無堵塞。表1反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)BODmg/Lazo(mmol/L)原水6000.7處理后200～3500.01實(shí)施案例二采用案例一反應(yīng)器，進(jìn)水水量和BOD濃度不變，azo進(jìn)水濃度出表2所示。表2反應(yīng)器進(jìn)水水質(zhì)反應(yīng)器一反應(yīng)器二進(jìn)水a(chǎn)zo(mmol/L)1.0(0-8h)；0.7(8-60h)1.0(0-8h)；0.7(8-60h)核黃素(μM)20(0-12h)0反應(yīng)器一出水的azo濃度在24h內(nèi)逐漸提高至0.09mmol/L，30-60h后出水中幾乎檢測不到azo。反應(yīng)器二出水中未檢測出azo。當(dāng)前第1頁1 2 3