專利名稱：焦化廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于焦化廢水處理裝置，特別涉及一種厭氧-缺氧-好氧焦化廢水處理工藝配套使用的裝置。
背景技術(shù)：
焦化廢水因含有酚、氨氮、氰化物、硫化物、焦油、萘等，其成分復(fù)雜多變，是一種很難處理的工業(yè)廢水?，F(xiàn)有的焦化廢水處理方法主要有化學(xué)法、物理法、生物法，生物法因其處理成本低，是迄今為止焦化廢水處理最有效、也是應(yīng)用最廣的方法。生物法中，缺氧-好氧(A/O)、厭氧-缺氧-好氧(A2/O)及其他組合工藝被認(rèn)為是焦化廢水生物脫氮的較好工藝。上述工藝的實(shí)施，要求有配套的裝置，而焦化廢水處理裝置中，核心單元是反應(yīng)器。在反應(yīng)器方面，有序批式活性污泥法反應(yīng)器(SBR)、一體化膜-序批式生物反應(yīng)器(SMSBR)、好氧流化床反應(yīng)器、生物轉(zhuǎn)盤(RBC)反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、加半軟性填料的固定膜反應(yīng)器等，但將上述反應(yīng)器直接作為與厭氧-缺氧-好氧(A2/O)工藝配套的處理裝置中的厭氧、缺氧反應(yīng)器時(shí)，則存在系統(tǒng)進(jìn)水氨氮濃度較低(要求進(jìn)水NH3-N≤250mg/L時(shí)，出水才能達(dá)到NH3-N≤15mg/L)的問題，因此，焦化廢水進(jìn)入生物處理系統(tǒng)前必須進(jìn)行大量稀釋以保證進(jìn)水NH3-N≤250mg/L，系統(tǒng)才能穩(wěn)定運(yùn)行，這導(dǎo)致系統(tǒng)處理量增大，處理成本偏高，嚴(yán)重影響了焦化廢水生物脫氮技術(shù)的工程推廣應(yīng)用。
《焦化廢水生物流化床系統(tǒng)脫氮中試研究》(楊平等，環(huán)境工程，2002年8月第20卷第4期，P14～17)公開了一種A1-A2-O(厭氧-缺氧-好氧)工藝，在介紹該工藝時(shí)雖然提到了以厭氧流化床、缺氧流化床作生物反應(yīng)器并用于缺氧段和厭氧段，但對(duì)于厭氧流化床、缺氧流化床生物反應(yīng)器的具體結(jié)構(gòu)卻未予以公開。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與厭氧-缺氧-好氧(A1-A2-O)焦化廢水處理工藝配套的焦化廢水處理裝置，此種處理裝置不僅處理效果好，而且能減少占地面積，降低運(yùn)行成本和處理費(fèi)用。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是盡可能減少處理裝置的基本結(jié)構(gòu)單元，并對(duì)厭氧、缺氧段反應(yīng)器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。所提供的焦化廢水處理裝置包括厭氧流化床反應(yīng)器、缺氧流化床反應(yīng)器、曝氣池、沉淀池、連接上述單元的管路及安裝在管路上的閥門和輸液泵；厭氧流化床反應(yīng)器、缺氧流化床反應(yīng)器、曝氣池、沉淀池串聯(lián)連接，沉淀池與曝氣池連接有污泥回流管，沉淀池與缺氧流化床反應(yīng)器連接有回流水管。
厭氧流化床反應(yīng)器和缺氧流化床反應(yīng)器的具體結(jié)構(gòu)如下厭氧流化床反應(yīng)器主要由容器主體、上封頭蓋、布水器、三相分離器和微生物固定載體構(gòu)成，布水器、三相分離器和微生物固定載體均位于容器主體內(nèi)，布水器安裝在容器主體的下部，三相分離器安裝在容器主體的中上部，微生物固定載體分布在布水器和三相分離器之間，上封頭蓋和/或容器主體上部的容器壁設(shè)置有排氣管。
缺氧流化床反應(yīng)器主要由筒狀開敞式容器、布水器、三相分離器、微生物固定載體和導(dǎo)流構(gòu)件構(gòu)成，布水器、三相分離器、微生物固定載體和導(dǎo)流構(gòu)件均位于容器內(nèi)，導(dǎo)流構(gòu)件為與容器相匹配的筒狀體，安裝在容器的下部段，布水器安裝在容器的底部并位于導(dǎo)流構(gòu)件所圍成的區(qū)域內(nèi)，微生物固定載體分布在導(dǎo)流構(gòu)件與容器壁所圍成的空間及導(dǎo)流構(gòu)件所圍成的空間內(nèi)，三相分離器安裝在容器的上部段。
為了便于調(diào)節(jié)進(jìn)入缺氧流化床反應(yīng)器的焦化廢水的流量和水質(zhì)，還可以設(shè)置回流貯槽，該回流貯槽串聯(lián)在厭氧流化床反應(yīng)器與缺氧流化床反應(yīng)器之間；若設(shè)置了回流貯槽，則回流水管的一端與沉淀池的出水管連接，另一端與回流貯槽連接。
為了使布水均勻，提高反應(yīng)器效率，根據(jù)厭氧段和缺氧段的反應(yīng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的布水器。厭氧流化床反應(yīng)器中所安裝的布水器由布水主管、布水支管構(gòu)成，布水主管交叉排列形成多個(gè)區(qū)域，其端部與容器主體內(nèi)壁連接，布水支管有多根，在布水主管所形成的各區(qū)域內(nèi)平行排列，其一端與布水主管連接，其另一端與固定在容器主體內(nèi)壁的支管支承連接，各布水支管朝向容器主體底部的一側(cè)均設(shè)置有出水孔。缺氧流化床反應(yīng)器中所安裝的布水器為環(huán)狀布水管，該環(huán)狀布水管安裝在與導(dǎo)流構(gòu)件固連的支承件上，其上側(cè)面設(shè)置有出水孔。
為了提高缺氧流化床反應(yīng)器內(nèi)的微生物量并防止微生物固定載體顆粒流出反應(yīng)器，缺氧流化床反應(yīng)器中所安裝的三相分離器由與容器相匹配的筒狀體和位于筒狀體內(nèi)的懸掛纖維填料構(gòu)成，筒狀體的筒壁設(shè)置有出水孔。
為了使脫氮效果更好且減少占地面積，還采取了以下技術(shù)措施1、將構(gòu)成厭氧流化床反應(yīng)器的容器主體設(shè)計(jì)為圓筒體，其高徑比為3～5。
2、將構(gòu)成缺氧流化床反應(yīng)器的筒狀開敞式容器設(shè)計(jì)為上部段直徑大于下部段直徑的圓筒體，下部段直徑較小的圓筒體的高徑比為2～5。
3、缺氧流化床反應(yīng)器中的導(dǎo)流構(gòu)件的截面積等于導(dǎo)流構(gòu)件與容器內(nèi)壁所圍成的環(huán)形空間的截面積。
4、厭氧流化床反應(yīng)器中的微生物固定載體選用聚丙烯酸酯類、甲基丙烯酸甲酯類多孔高分子聚合物或顆料活性炭，缺氧流化床反應(yīng)器中的微生物固定載體選用多孔膜微囊載體或聚丙烯酸酯類、甲基丙烯酸甲酯類多孔高分子聚合物。
本實(shí)用新型具有以下有益效果1、可用于處理氨氮濃度高達(dá)500～600mg/L的焦化廢水(一般A2/O工藝處理焦化廢水時(shí)其進(jìn)水氨氮濃度不能超過250mg/L)，經(jīng)處理后出水氨氮濃度小于15mg/L，同時(shí)，運(yùn)行費(fèi)用僅為一般A2/O工藝所用裝置處理焦化廢水費(fèi)用的1/2。
2、由于厭氧流化床反應(yīng)器具有合理的結(jié)構(gòu)，有效改善了廢水的可生化性，有效減少了廢水對(duì)微生物的毒性，為后續(xù)工藝處理創(chuàng)造了良好的條件。
3、由于缺氧流化床反應(yīng)器設(shè)置了導(dǎo)流構(gòu)件及導(dǎo)流構(gòu)件和布水器的合理安裝布局，可使被處理廢水和微生物載體進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，這樣有效改善了混合傳質(zhì)條件，不易發(fā)生載體分層現(xiàn)象。
4、厭氧流化床反應(yīng)器中所采用的布水器結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)在整個(gè)截面分散多點(diǎn)布水及下向反沖式布水，因而能避免堵塞，防止溝流，使反應(yīng)器內(nèi)的固液混合更均勻，有利于提高反應(yīng)器效率。
5、缺氧流化床反應(yīng)器中所采用的環(huán)狀布水器，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且布水均勻，有利于提高反應(yīng)器效率。
6、缺氧流化床反應(yīng)器中所采用的三相分離器，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且其懸掛纖維束填料可有效提高反應(yīng)器內(nèi)的微生物量，防止微生物固定載體顆粒流出反應(yīng)器。
7、由于厭氧、缺氧流化床反應(yīng)器采用高徑比大的立式結(jié)構(gòu)，因而減少了占地面積，整個(gè)處理裝置的占地面積僅為常規(guī)處理方法所用處理裝置占地面積的1/5。
8、由于厭氧流化床反應(yīng)器和缺氧流化床反應(yīng)器中的微生物固定載體的固定化效果好，顆粒強(qiáng)度高，因而載體上微生物聚集密度高，生化反應(yīng)速度提高，反應(yīng)器水力停留時(shí)間縮短，抗焦化廢水負(fù)荷沖擊能力和毒性沖擊能力提高，瞬變環(huán)境適應(yīng)性增強(qiáng)，系統(tǒng)需加入的營(yíng)養(yǎng)物少。
9.多孔高分子載體、微囊載體球形度高、密度小，因而載體顆粒易于流態(tài)化，使厭氧流化床反應(yīng)器外回流量小，缺氧流化床反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)量小，可有效降低處理裝置的能耗，減少運(yùn)行成本。


圖1是本實(shí)用新型所提供的焦化廢水處理裝置的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2是本實(shí)用新型所提供的焦化廢水處理裝置的又一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖3是厭氧流化床反應(yīng)器的一種結(jié)構(gòu)圖；圖4是缺氧流化床反應(yīng)器的一種結(jié)構(gòu)圖；圖5是厭氧流化床反應(yīng)器所用的布水器的一種結(jié)構(gòu)圖；圖6是缺氧流化床反應(yīng)器所用的布水器的一種結(jié)構(gòu)圖；圖7是圖6的俯視圖。
圖中，1—焦化廢水進(jìn)水管、2—厭氧流化床反應(yīng)器、3—缺氧流化床反應(yīng)器、4—曝氣池、5—沉淀池、6—出氣管、7—排氣管、8—閥門、9—輸液泵、10—流量計(jì)、11—空氣進(jìn)水管、12—污泥回流管、13—回流水管、14—放空管、15—回流貯槽、16—微生物固定載體、17—回流管、18—出水管、19—三相分離器、20—容器主體、21—布水器、22—支座、23—上封頭蓋、24—三相分離器、25—微生物固定載體、26—布水器、27—進(jìn)水管、28—容器、29—導(dǎo)流構(gòu)件、30—懸掛纖維填料、31—出水管、32—布水支管、33—支管支承、34—布水主管、35—環(huán)狀布水管、36—支承件。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)施例中的焦化廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，基本單元有厭氧流化床反應(yīng)器2、缺氧流化床反應(yīng)器3、曝氣池4(曝氣池為常規(guī)的好氧反應(yīng)器)、沉淀池5，上述基本單元通過管件串聯(lián)連接；厭氧流化床反應(yīng)器2的進(jìn)液口連接有焦化廢水進(jìn)水管1，其底部安裝了配備有閥門8的放空管1；沉淀池5與曝氣池4連接有污泥回流管12，沉淀池5與缺氧流化床反應(yīng)器3連接有回流水管13，曝氣池4的底部安裝有空氣進(jìn)水管11；串聯(lián)連接基本單元的管件及焦化廢水進(jìn)水管1、污泥回流管12、回流水管13上安裝有閥門8、輸液泵9、流量計(jì)10或閥門8、輸液泵9。
該處理裝置中的厭氧流化床反應(yīng)器2的結(jié)構(gòu)如圖3所示，由容器主體20、上封頭蓋23、支撐容器主體的支座22、布水器21、三相分離器19和微生物固定載體16構(gòu)成；布水器、三相分離器和微生物固定載體均位于容器主體內(nèi)，布水器安裝在容器主體的下部，三相分離器安裝在容器主體的中上部，微生物固定載體分布在布水器和三相分離器之間，上封頭蓋和容器主體上部的容器壁設(shè)置有排氣管7。容器主體20為圓筒體，由碳鋼鋼板或外層為碳鋼、內(nèi)襯為不銹鋼復(fù)合鋼板制作，其高徑比為4，上封頭蓋23的內(nèi)徑與容器主體20的外徑相匹配；三相分離器19由簡(jiǎn)體和筒體內(nèi)設(shè)置的錐形體構(gòu)成；布水器21的結(jié)構(gòu)如圖5所示，由布水主管34、布水支管32構(gòu)成，布水主管34交叉排列形成四個(gè)區(qū)域，其端部與容器主體內(nèi)壁連接，布水支管32有多根，在布水主管所形成的四個(gè)區(qū)域內(nèi)平行排列，其一端與布水主管連接，其另一端與固定在容器主體內(nèi)壁的支管支承33連接，各布水支管朝向容器主體底部的一側(cè)均設(shè)置有出水孔；微生物固定載體16選用聚丙烯酸酯類多孔高分子聚合物，載體顆粒粒徑為0.3～0.5mm。
該處理裝置中的缺氧流化床反應(yīng)器3的結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由筒狀開敞式容器28、布水器26、三相分離器24、微生物固定載體25和導(dǎo)流構(gòu)件29構(gòu)成；布水器、三相分離器、微生物固定載體和導(dǎo)流構(gòu)件均位于容器內(nèi)，導(dǎo)流構(gòu)件29為與容器相匹配的筒狀體，安裝在容器的下部段，布水器26安裝在容器的底部并位于導(dǎo)流構(gòu)件29所圍成的區(qū)域內(nèi)，微生物固定載體24分布在導(dǎo)流構(gòu)件與容器壁所圍成的空間及導(dǎo)流構(gòu)件所圍成的空間內(nèi)，三相分離器24安裝在容器的上部段。筒狀開敞式容器28為上部段直徑大于下部段直徑的圓筒體，由碳鋼鋼板或外層為碳鋼、內(nèi)襯為不銹鋼復(fù)合鋼板制作，其下部段直徑較小的圓筒體的高徑比為3，其上部段的高度與三相分離器相匹配，上部段的直徑是下部段直徑的1.5倍；三相分離器24由與容器圓筒體和位于圓筒體內(nèi)的懸掛纖維填料構(gòu)成，圓筒體的直徑與容器28的下部段的直徑相同，其筒壁設(shè)置有出水孔，纖維填料材料為維綸；導(dǎo)流構(gòu)件29的截面積等于導(dǎo)流構(gòu)件29與容器28內(nèi)壁所圍成的環(huán)形空間的截面積；布水器26的結(jié)構(gòu)如圖6、圖7所示，為環(huán)狀布水管35，該環(huán)狀布水管安裝在與導(dǎo)流構(gòu)件29固連的支承件36上，其上側(cè)面設(shè)置有出水孔；微生物固定載體25選用多孔膜微囊載體，形成微囊膜的材料為聚酰胺類高分子材料，微囊載體膜孔孔徑取微生物細(xì)胞尺寸的2～5倍，顆粒取0.5～2mm。
本實(shí)施例中的焦化廢水處理裝置的工作流程為焦化廢水經(jīng)厭氧流化床反應(yīng)器2處理后泵入缺氧流化床反應(yīng)器3，經(jīng)缺氧流化床處理后的廢水自流進(jìn)入曝氣池4，經(jīng)曝氣池4處理后的廢水上清液部分自流進(jìn)入沉淀池5，沉淀池5中沉淀的污泥用泵回流到曝氣池4，達(dá)標(biāo)后的處理水一部分外排出系統(tǒng)，一部分回流至缺氧流化床反應(yīng)器2調(diào)節(jié)待處理廢水的濃度，沉淀的剩余污泥排至污泥處理系統(tǒng)。該處理器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)總水力停留時(shí)間為36～42h，厭氧流化床反應(yīng)器2的水力停留時(shí)間為8～10h，缺氧流化床反應(yīng)器3水力停留時(shí)間為10～12h，曝氣池4水力停留時(shí)間18～20h；該處理器24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，采用PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。
實(shí)施例2本實(shí)施例中的焦化廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，與實(shí)施例1不同之處在于增加了基本單元回流貯槽15，該回流貯槽串聯(lián)在厭氧流化床反應(yīng)器2與缺氧流化床反應(yīng)器3之間；與此相匹配，回流水管13的一端與沉淀池5的出水管6連接，另一端與回流貯槽15連接。
該焦化廢水處理裝置中的厭氧流化床反應(yīng)器2和缺氧流化床反應(yīng)器3的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，所不同的是厭氧流化床反應(yīng)器2的容器主體20的高徑比為5；微生物固定載體16選用顆粒活性炭。缺氧流化床反應(yīng)器3下部段直徑較小的圓筒體的高徑比為4，微生物固定載體25選用甲基丙烯酸甲酯類多孔高分子聚合物，載體顆粒粒徑為0.3～0.5mm。
權(quán)利要求1.一種焦化廢水處理裝置，包括厭氧流化床反應(yīng)器(2)、缺氧流化床反應(yīng)器(3)、曝氣池(4)、沉淀池(5)、連接上述單元的管路及安裝在管路上的閥門(8)和輸液泵(9)，厭氧流化床反應(yīng)器、缺氧流化床反應(yīng)器、曝氣池、沉淀池串聯(lián)連接，沉淀池(5)與曝氣池(4)連接有污泥回流管(12)，沉淀池(5)與缺氧流化床反應(yīng)器(3)連接有回流水管(13)，其特征在于厭氧流化床反應(yīng)器(2)主要由容器主體(20)、上封頭蓋(23)、布水器(21)、三相分離器(19)和微生物固定載體(16)構(gòu)成，布水器、三相分離器和微生物固定載體均位于容器主體內(nèi)，布水器安裝在容器主體的下部，三相分離器安裝在容器主體的中上部，微生物固定載體分布在布水器和三相分離器之間，上封頭蓋和/或容器主體上部的容器壁設(shè)置有排氣管(7)，缺氧流化床反應(yīng)器(3)主要由筒狀開敞式容器(28)、布水器(26)、三相分離器(24)、微生物固定載體(25)和導(dǎo)流構(gòu)件(29)構(gòu)成，布水器、三相分離器、微生物固定載體和導(dǎo)流構(gòu)件均位于容器內(nèi)，導(dǎo)流構(gòu)件(29)為與容器相匹配的筒狀體，安裝在容器的下部段，布水器(26)安裝在容器的底部并位于導(dǎo)流構(gòu)件(29)所圍成的區(qū)域內(nèi)，微生物固定載體(24)分布在導(dǎo)流構(gòu)件與容器壁所圍成的空間及導(dǎo)流構(gòu)件所圍成的空間內(nèi)，三相分離器(24)安裝在容器的上部段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水處理裝置，其特征在于還設(shè)置有回流貯槽(15)，回流貯槽串聯(lián)在厭氧流化床反應(yīng)器(2)與缺氧流化床反應(yīng)器(3)之間，回流水管(13)的一端與沉淀池(5)的出水管(6)連接，另一端與回流貯槽(15)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化廢水處理裝置，其特征在于厭氧流化床反應(yīng)器(2)中所安裝的布水器(21)由布水主管(34)、布水支管(32)構(gòu)成，布水主管(34)交叉排列形成多個(gè)區(qū)域，其端部與容器主體內(nèi)壁連接，布水支管(32)有多根，在布水主管所形成的各區(qū)域內(nèi)平行排列，其一端與布水主管連接，其另一端與固定在容器主體內(nèi)壁的支管支承(33)連接，各布水支管朝向容器主體底部的一側(cè)均設(shè)置有出水孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化廢水處理裝置，其特征在于缺氧流化床反應(yīng)器(3)中所安裝的布水器(26)為環(huán)狀布水管(35)，該環(huán)狀布水管安裝在與導(dǎo)流構(gòu)件(29)固連的支承件(36)上，其上側(cè)面設(shè)置有出水孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化廢水處理裝置，其特征在于缺氧流化床反應(yīng)器(3)中所安裝的三相分離器(24)由與容器相匹配的筒狀體和位于筒狀體內(nèi)的懸掛纖維填料構(gòu)成，筒狀體的筒壁設(shè)置有出水孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化廢水處理裝置，其特征在于構(gòu)成厭氧流化床反應(yīng)器(2)的容器主體(20)為圓筒體，其高徑比為3～5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化廢水處理裝置，其特征在于構(gòu)成缺氧流化床反應(yīng)器(3)的筒狀開敞式容器(28)為上部段直徑大于下部段直徑的圓筒體，下部段直徑較小的圓筒體的高徑比為2～5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化廢水處理裝置，其特征在于缺氧流化床反應(yīng)器(3)中的導(dǎo)流構(gòu)件(29)的截面積等于導(dǎo)流構(gòu)件(29)與容器(28)內(nèi)壁所圍成的環(huán)形空間的截面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦化廢水處理裝置，其特征在于厭氧流化床反應(yīng)器(2)中的微生物固定載體(16)為聚丙烯酸酯類、甲基丙烯酸甲酯類多孔高分子聚合物或顆料活性炭，缺氧流化床反應(yīng)器(3)中的微生物固定載體(25)為多孔膜微囊載體或聚丙烯酸酯類、甲基丙烯酸甲酯類多孔高分子聚合物。
專利摘要一種焦化廢水處理裝置，包括厭氧流化床反應(yīng)器、缺氧流化床反應(yīng)器、曝氣池、沉淀池、連接上述單元的管路及安裝在管路上的閥門和輸液泵，上述各單元串聯(lián)連接，沉淀池與曝氣池連接有污泥回流管，沉淀池與缺氧流化床反應(yīng)器連接有回流水管。厭氧流化床反應(yīng)器主要由容器主體、上封頭蓋、布水器、三相分離器和微生物固定載體構(gòu)成；缺氧流化床反應(yīng)器主要由筒狀開敞式容器、布水器、三相分離器、微生物固定載體和導(dǎo)流構(gòu)件構(gòu)成。此種處理裝置可用于處理氨氮濃度高達(dá)500～600mg/L的焦化廢水，經(jīng)處理后，出水氨氮濃度小于15mg/L，同時(shí)，運(yùn)行費(fèi)用僅為一般A
文檔編號(hào)C02F3/00GK2647845SQ20032011484
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者楊平, 郭勇 申請(qǐng)人:四川大學(xué)