專利名稱：一種提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領域，具體為一種利用零價鐵提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
廢水厭氧生物處理技術(shù)是實現(xiàn)去除有機污染、降低運行成本的有效途徑，已在國內(nèi)外工業(yè)和生活廢水處理中獲得越來越廣泛的應用。它具有設備結(jié)構(gòu)簡單、運行維護方便、占地面積小、不需曝氣、剩余污泥少、生成甲烷等優(yōu)點。厭氧生物處理技術(shù)被認為是未來可持續(xù)性環(huán)境生物技術(shù)的核心。
上流式厭氧污泥床處理技術(shù)(UASB)是廢水厭氧生物處理技術(shù)的典型代表。自二十世紀70年代UASB技術(shù)被發(fā)明以來，通過不斷改進而獲得了長足發(fā)展，近年來UASB技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外厭氧處理的主流技術(shù)之一。
UASB技術(shù)的主要處理過程如下待處理廢水被引入UASB反應器的底部，向上流經(jīng)由顆粒狀或絮狀污泥組成的污泥床，污水與污泥床相接觸而發(fā)生厭氧反應并產(chǎn)生沼氣(主要為甲烷和二氧化碳)，所產(chǎn)沼氣上升而引起污泥床擾動并帶動顆粒污泥上升，在三相分離器的作用下，顆粒污泥得以下降，回到污泥床區(qū)域，從而形成顆粒污泥的內(nèi)部循環(huán)，所產(chǎn)沼氣經(jīng)過三相分離器后被收集再利用，污水經(jīng)處理后排出系統(tǒng)。一般來講，UASB反應器需要由一個水力循環(huán)裝置來保持一個穩(wěn)定的升流速度，從而得以形成并保持沉淀性能良好的顆粒污泥，這是正常運行UASB系統(tǒng)的一個關鍵。如圖1所示，現(xiàn)有UASB反應器系統(tǒng)一般主要包括以下幾部分進水和配水裝置1、水力循環(huán)裝置2、反應器主體及顆粒污泥床3、三項分離器4，以及沼氣收集裝置5、出水口6。
但是，目前UASB技術(shù)在其進一步廣泛推廣應用中尚有一些局限性，如在溫度較低、有機負荷較低或廢水中難降解成分較多的情況下，其處理效率不理想。近年來，各國科學家和技術(shù)人員分別從不同角度開展研究，以進一步提高上流式厭氧污泥床的處理效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用零價鐵提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法及其裝置，在溫度較低、有機負荷較低或廢水中難降解成分較多的情況下，其處理效率仍比較理想。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法，在上流式厭氧污泥床處理反應器系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入零價鐵，使污水在厭氧條件下流經(jīng)回流系統(tǒng)時與零價鐵充分接觸，然后再流回反應器與顆粒污泥相接觸并獲得處理。
所述零價鐵為鐵絲、鐵粉或鐵屑。
上述方法采用的裝置，在上流式厭氧污泥床處理反應器系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入一個零價鐵容器，容器內(nèi)放置零價鐵。
所述零價鐵容器保持密閉，并有閥門和開口。
本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是1、本發(fā)明方法是利用零價鐵在厭氧條件下形成的一些特殊加強效應，使污水在厭氧條件下流經(jīng)UASB回流系統(tǒng)時與零價鐵充分接觸，然后再流回反應器與顆粒污泥相接觸并獲得處理，使UASB系統(tǒng)的污水處理效率獲得提高。它利用添加零價鐵的方法對上流式厭氧污泥床工藝進行改進并達到提高處理效率的目的，實驗室的已有研究結(jié)果表明改進后的UASB系統(tǒng)可使處理效率提高10～16％，并且，這種改進對原系統(tǒng)的設備結(jié)構(gòu)和運行條件影響很小，成本增加也很小。
2、本發(fā)明裝置是在現(xiàn)有UASB反應器系統(tǒng)的水力循環(huán)路徑中加入一個輔助裝置一零價鐵容器，容器內(nèi)放置細鐵絲、鐵粉或鐵屑等多種形式的零價鐵，使待處理廢水流經(jīng)零價鐵容器，與其中的零價鐵相接觸，零價鐵容器可以有多種形狀和大小，這需要與反應器的運行參數(shù)相匹配，零價鐵容器保持密閉，并有閥門和開口，便于定期添加和更換零價鐵。


圖1.現(xiàn)有UASB反應器系統(tǒng)示意圖。
圖2.改進后的UASB反應器系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式
在UASB系統(tǒng)的運行過程中，一般需要由水力循環(huán)裝置來保持一個穩(wěn)定的升流速度(一般為0.1～5m/h)，本發(fā)明是通過在水力循環(huán)路徑中加入零價鐵，通過在厭氧條件下零價鐵對污水厭氧處理的多種特殊加強效應來實現(xiàn)提高上流式厭氧污泥床處理效率的目的。如圖2所示，改進后的UASB反應器系統(tǒng)包括進水和配水裝置1、水力循環(huán)裝置2、反應器主體及顆粒污泥床3、三相分離器4、沼氣收集裝置5、出水口6、零價鐵容器7，零價鐵被放置于位于水力循環(huán)路徑中的一個密閉零價鐵容器7中，零價鐵可以采用多種不同形式的零價鐵，如鐵粉、鐵屑、細鐵絲等，只要具有較大的比表面積即可，這里對零價鐵形式的要求不嚴格。當污水不斷流經(jīng)這個零價鐵容器時，與零價鐵相接觸。在厭氧條件下，零價鐵可能具有如下幾種特殊效應1)產(chǎn)生氫氣，進而促進產(chǎn)甲烷作用，2)減少污染物毒性，促進其降解，3)加強污染物的絮凝作用。
本發(fā)明以實驗室測試研究結(jié)果為依據(jù)，證明了其提高污水處理效率的可行性。通過采用了兩個反應器的比較研究，兩個反應器中一個是應用了零價鐵的反應器，另一個是不采用零價鐵的對照反應器，應用了零價鐵的反應器除了比對照反應器多出一個內(nèi)置鐵粉、鐵屑或細鐵絲的零價鐵容器外，其它組成結(jié)構(gòu)和運行條件均與對照反應器完全相同。
經(jīng)過了38天的實驗室測試水平的實驗運行，獲得以下主要運行參數(shù)和運行結(jié)果等實驗數(shù)據(jù)，證明了本發(fā)明可顯著提高處理效率表1.應用零價鐵反應器和對照反應器的主要運行參數(shù)

*n是參數(shù)測定的次數(shù)；**括號內(nèi)為標準差。
表2.應用零價鐵反應器和對照反應器的主要運行結(jié)果

*n是參數(shù)測定的次數(shù)；**括號內(nèi)為標準差；***不同字母表示兩組數(shù)據(jù)平均值的差異顯著性水平達到5％。
權(quán)利要求
1.一種提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法，其特征在于上流式厭氧污泥床處理反應器系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入零價鐵，使污水在厭氧條件下流經(jīng)回流系統(tǒng)時與零價鐵充分接觸，然后再流回反應器與顆粒污泥相接觸并獲得處理。
2.按照權(quán)利要求2所述裝置，其特征在于零價鐵為鐵絲、鐵粉或鐵屑。
3.按照權(quán)利要求1所述方法采用的裝置，其特征在于上流式厭氧污泥床處理反應器系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入一個零價鐵容器，容器內(nèi)放置零價鐵。
4.按照權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于零價鐵容器保持密閉，并有閥門和開口。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領域，具體為一種利用零價鐵提高上流式厭氧污泥床處理效率的方法及其裝置。本發(fā)明是通過對現(xiàn)有上流式厭氧污泥床處理反應器(UASB)系統(tǒng)進行一項簡單改造來實現(xiàn)的，在UASB系統(tǒng)的水力循環(huán)裝置循環(huán)路徑中加入零價鐵，即在其水力循環(huán)路徑中加入一個零價鐵容器，內(nèi)置細鐵絲或鐵粉等形式的零價鐵，使待處理廢水流經(jīng)零價鐵容器，與其中的零價鐵接觸，再流回反應器。本發(fā)明是采用添加零價鐵的方法對上流式厭氧污泥床工藝進行改進并提高處理效率，可使UASB系統(tǒng)處理效率提高10～16％，對原有設備結(jié)構(gòu)和運行條件沒有大的改變，成本增加也很少。
文檔編號C02F3/28GK1524805SQ0313401
公開日2004年9月1日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者徐慧, 陳冠雄, 張穎, 史榮久, 李欣, 徐 慧 申請人:中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所