專利名稱：升流式復合厭氧水解酸化處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于污水處理技術領域。
背景技術：
傳統的污水處理工藝一般采用初沉池作為預處理工藝，以去除污水中的 懸浮物和顆粒性物質，提高污水的可生化性并減小后續處理工藝的有機負荷， 但初沉池主要靠物理作用對污水進行預處理，無法改善污水的可生化性，其
出水中仍含有大量難降解物質，占地面積較大。從20世紀80年代以來我國 一些污水處理工藝中開始用水解酸化作為預處理工藝。
水解酸化處理工藝是考慮到產甲烷菌與水解產酸菌生長速度不同，在裝 置中利用水流動的淘洗作用造成甲垸菌在裝置中難于繁殖，將厭氧處理控制 在反應時間短的厭氧處理第一階段，即在大量水解細菌、產酸菌作用下將不 溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質轉化為易生物 降解的小分子物質。將水解酸化處理作為各種污水生化處理的預處理，可提 高污水生化性，從而降低后續生物處理單元的負荷。水解酸化處理工藝對COD 平均去除率為20%~40%,而懸浮性COD去除率更高，為50%~60%，出水懸 浮物的濃度為50mg/L左右，這些因素對于各種后續處理單元是非常有利的。 因此，水解酸化處理工藝被廣泛運用在難生物降解的化工、造紙、有機物濃 度高的食品廢水以及工業污水含量較高的城市污水處理工藝中。
目前，應用較廣泛的水解酸化處理技術有厭氧流化床裝置、固定生物膜 法水解酸化池和UASB活性污泥法厭氧裝置等，前二種均是采用生物膜處理 方法，該方法微生物停留時間長，易于酸化菌的富集，水解酸化效率高，出 水懸浮物濃度低。但生物膜法耐負荷沖擊能力較低，容易堵塞，不能保持長 時間正常運行，不適宜低濃度、大水量的污水處理工程，固定生物膜法容易 死膜，且很難恢復，處理效率低。UASB活性污泥法水解酸化裝置是利用污 水通過活性污泥層的吸附、物理沉降和生物降解作用去除有機污染物的，由
于水解酸化細菌生長世代周期比較長，所以需維持較高的污泥濃度，該方法 耐負荷沖擊能力強，污泥產量低，為防止污泥沉積，污水需保證一定上升流 速，為了防止厭氧水解酸化后的出水不帶污泥，裝置的上部設有三相分離器， 該方法相對來說結構復雜，造價高，水解酸化效率低。
實用新型內容
本實用新型目的是為了克服上述現有水解酸化裝置占地面積較大，構造 復雜，水解酸化效率低，易堵塞的問題，提供一種活性污泥法和生物膜法相 結合的升流式復合厭氧水解酸化裝置，其構造簡單，不易堵塞，占地面積小， 水解酸化效率高。
一種升流式復合厭氧水解酸化裝置，底部設有進水管l，頂部設有集水裝
置5，集水裝置5連接出水管8，其特征在于，
該裝置還包括自下至上依次為懸浮污泥區2、泥水分離區3、生物膜強 化區4;懸浮污泥區2設有循環泵6，循環泵6分別與懸浮污泥區2和進水管 l連接，形成一個循環回路；懸浮污泥區2設有排泥口7，泥水分離區3與懸 浮污泥區2通過變徑接頭9連接；生物膜強化區4填充生物載體，其填充體 積比為30%~60%,高于此取值范圍時，易發生堵塞，低于此取值范圍時，水 解酸化效率降低。
更優化的方案，懸浮污泥區2距進水口 30cm 50cm設有排泥口 7。排泥 口 7設在該處不易堵塞。
所述的一種升流式復合厭氧水解酸化裝置的處理污水的方法，污水從 底部進水管1進入該裝置，其特征在于，污水自下至上依次流經懸浮污泥區2、 泥水分離區3、生物膜強化區4;所述的懸浮污泥區2設有循環泵6，沉淀污 泥通過循環泵6在懸浮污泥區2實現循環，其流量為進水流量的2~4倍，低 于此取值范圍時，則導致污泥濃度分布不均，水解效率降低，高于此取值范 圍時，則導致泥水分離效果變差；最后出水通過集水裝置5連接的出水管8 排出。
懸浮污泥區2水力停留時間為0.8 1.0h，是為了維持較高的水解效率，易
于水解細菌的富集、生長。泥水分離區3水力停留時間為l~1.5h，在此取值 范圍內泥水分離效果最佳，否則，易導致生物膜強化區的堵塞；生物膜強化 區4的水力停留時間為2~3h，低于此取值范圍時，酸化效率降低，高于此取 值范圍時，出水中懸浮物濃度升高。
本實用新型升流式復合厭氧水解酸化處理方法運的機理污水首先與泥 水分離區的回流污泥混合，然后從該實用新型裝置底部進水管進入懸浮污泥 區，該區設有循環泵，使污泥處于膨脹狀態，并且可維持較高的污泥濃度 8~15g/L，從而能夠使污水與污泥充分接觸，通過吸附、沉降作用去除顆粒性 物質和膠體物質，回流污泥中的水解細菌對污水進行快速水解，將污水中難 降解的大分子有機物轉化為小分子有機物，同時，該區具有較高耐負荷沖擊 能力。懸浮污泥區出水進入泥水分離區，通過增大管徑，減小混合液上升流 速，由于污泥的沉降速度大于混合液上升流速，因此，在該區依靠污泥、污 水密度差異實現泥水分離過程，沉降污泥通過循環泵在裝置底部與進水進行 充分混合，從而保證較高的水解效率，防止污泥進入生物膜強化區堵塞生物 膜。泥水分離區上清液進入生物膜強化區，由于水解酸化菌生長緩慢，生物 膜系統易于酸化細菌的生長、富集，該段對膠體物質和可溶性大分子有機物 繼續進行降解，將其轉化為易生物降解小分子有機物或可溶性物質，同時對 泥水分離區出水中的微小懸浮物起攔截作用，可使出水中懸浮物濃度降至 30mg/L以下。
有益效果
1、水解酸化效率高，出水水質穩定。
本實用新型采用活性污泥法和生物膜法串級運行，分別完成水解和酸化 過程，活性污泥段可維持較高的污泥濃度，具有較高的耐負荷沖擊能力，生 物膜段易于水解酸化菌的生長富集，污水經過活性污泥段的吸附和物理沉降 作用、生物膜段的強化生物降解作用，有機物得到有效去除，同時污水的可 生化性得到大大提高。傳統水解酸化裝置COD平均去除率在30%~40%，本 實用新型裝置COD平均去除率在40。/。 60。/。， COD去除率提高20。/。左右，傳
統水解酸化裝置出水懸浮物濃度在50mg/L左右，本實用新型裝置出水懸浮物 濃度小于30mg/L。本實用新型裝置比傳統水解酸化裝置污水可生化性 (BOD5/COD)提高幅度高出0.2左右。
2、構造簡單，占地面積小，不易堵塞。 傳統的活性污泥法水解酸化裝置為了防止厭氧水解生化后的出水不帶污 泥，裝置的上部設有三相分離器，為防止污泥在底部沉積需保證一定上升流 速，高度一般大于4米，相對來說結構復雜，造價高，傳統的生物膜法水解 酸化裝置，為防止生物膜堵塞， 一般設有反沖洗裝置或污水須經過預處理， 由于生物膜法水解酸化速率較慢，所需水力停留時間較長，構筑物容積較大。 本實用新型采用立體式結構布置，節省占地面積，出水采用集水裝置，無需 三相分離器，與傳統水解酸化工藝相比，構造簡單，懸浮污泥段具有較高的 污泥濃度和上升流速，生物膜強化區與懸浮污泥區之間通過泥水分離區連接， 從而整個裝置不易堵塞。
圖1:本實用新型升流式復合厭氧水解酸化處理裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例詳細說明本實用新型。
試驗采用的升流式復合厭氧水解酸化處理裝置總有效容積為27L，由進水 管l，懸浮污泥區2、泥水分離區3、生物膜強化區4、集水裝置5、出水管8， 順序連接構成；懸浮污泥區2設有循環泵6，循環泵6分別與懸浮污泥區2和 進水管1連接，形成一個循環回路；懸浮污泥區2設有排泥口 7，泥水分離區 3與懸浮污泥區2通過變徑接頭9連接；懸浮污泥區2有效容積為6L，管徑 為DNIOO，泥水分離區3有效容積為6L，管徑為DN200，生物膜強化區4管 徑為DN200，有效容積為15L，填充碳纖維生物載體，填充體積比為45%， 該生物載體的比較面積為280m2/m3。
具體處理過程如下
污水通過進水管l，首先與泥水分離區3回流污泥混合后，從裝置底部進
入懸浮污泥區2，懸浮污泥區2污泥濃度為10g/L,該區設有循環泵6，通過 調節循環泵6流量可以控制懸浮污泥區2污水上升流速，使污泥處于膨脹狀 態，保證污水與污泥充分接觸，通過物理吸附、沉降作用去除污水中顆粒性 物質和部分污染物，懸浮污泥區2的水力停留時間為lh，保證完成水解反應 過程，懸浮污泥區的固體停留時間為40d， 一方面保證該區的微生物濃度，另 一方面可完成污泥的水解酸化過程，實現污泥的減量。懸浮污泥區2出水進 入泥水分離區3，泥水分離區3通過增大管徑減小上升流速，使得污泥的沉降 速度大于污水的上升流速，實現泥水分離，沉淀下來的污泥通過循環泵6與 進水混合，泥水分離區3的水力停留時間為lh，主要是為了保證泥水分離效 果，防止生物膜強化區4堵塞。泥水分離區3上清液進入生物膜強化區4，生 物膜強化區4填充生物載體的比表面積為280m2/m3，生物載體的填充體積比 為45%,以保證該區的酸化微生物濃度，生物膜強化區4的水力停留時間為 2.5h，使得污水中的難降解物質被酸化微生物充分降解；生物膜強化區4出水 進入集水裝置5，集水裝置5與出水管8連接，污水經出水管8流出該裝置。
實施實例l:以北京某大學家屬區排放的實際生活污水為對象，投加適量 啤酒來達到不同的COD濃度，當進水流量為6L/h ，進水的 COD=800~1000mg/L、 BOD5=328~410mg/L 、 SS=63 137mg/L。水解酸化裝 置總水力停留時間為4.5h，懸浮污泥區回流比為進水流量的200%，實驗在室 溫下進行(23~25°C)。運行結果表明實驗原水BODs/COD為0.41，水解酸 化出水BOD5/COD升高至0.76,污水可生化性得到很大提高。經水解酸化后 COD平均去除率超過50M，懸浮物濃度平均去除率超過70%，出水懸浮物濃 度小于30mg/L，該裝置在改善污水可生化性的同時在系統內部實現了污泥的 處理，該裝置排出的污泥主要成分為難降解無機物。
實施實例2:以某大學家屬區排放的實際生活污水為對象，投加適量淀粉 來達到不同的COD 、 SS濃度，當進水流量為6L/h ,進水的 COD=1000~1500mg/L、 BOD5=320~480mg/L 、 SS=114~213mg/L。水解酸化裝 置總水力停留時間為4.5h，懸浮污泥區回流比為進水流量的300%，實驗在室
溫下進行(23~25°C)。運行結果表明實驗原水BODs/COD為0.32,水解酸 化出水BOD5/COD升高至0.63，污水可生化性得到很大提高。經水解酸化后 COD平均去除率超過50%，出水COD濃度小于800mg/L，懸浮物濃度平均 去除率超過80%，出水懸浮物濃度小于30mg/L，污泥產量為傳統水解酸化工 藝的1/3，實現了污水、污泥一體化處理。
權利要求1、一種升流式復合厭氧水解酸化裝置，底部設有進水管(1)，頂部設有集水裝置(5)，集水裝置(5)連接出水管(8)，其特征在于，該裝置還包括自下至上依次為懸浮污泥區(2)、泥水分離區(3)、生物膜強化區(4)；懸浮污泥區(2)設有循環泵(6)，循環泵(6)分別與懸浮污泥區(2)和進水管(1)連接，形成一個循環回路；懸浮污泥區(2)設有排泥口(7)，泥水分離區(3)與懸浮污泥區(2)通過變徑接頭(9)連接，生物膜強化區(4)填充生物載體。
2、 根據權利要求1所述的一種升流式復合厭氧水解酸化裝置，其特征 在于，所述的懸浮污泥區(2)距進水口 30cm 50cm設有排泥口 (7)。
專利摘要一種升流式復合厭氧水解酸化處理裝置屬于污水處理技術領域，解決了現有工藝水解酸化效率低、易堵塞、構造復雜的問題。該裝置底部設有進水管(1)，頂部設有集水裝置(5)，集水裝置(5)連接出水管(8)，特征在于還包括自下至上依次為懸浮污泥區(2)、泥水分離區(3)、生物膜強化區(4)；懸浮污泥區(2)設有循環泵(6)，循環泵(6)分別與懸浮污泥區(2)和進水管(1)連接，形成一個循環回路；懸浮污泥區(2)設有排泥口(7)，泥水分離區(3)與懸浮污泥區(2)通過變徑接頭(9)連接，生物膜強化區(4)填充生物載體。該裝置構造簡單，不易堵塞，水解酸化效率高，可用于生活污水及可生化性較好的工業污水的處理。
文檔編號C02F3/28GK201010575SQ20072010328
公開日2008年1月23日 申請日期2007年1月19日 優先權日2007年1月19日
發明者彭永臻, 王建龍, 王淑瑩 申請人:北京工業大學