[发明专利]一种水解酸化-厌氧好氧耦合生化降解系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水解酸化—厌氧好氧耦合生化降解系统，用于处理难降解有机废水，属于环境工程及工业废水处理技术领域。

背景技术

难降解有机废水来源广泛，涉及难降解有机、印染和制药等多个工业领域，具有有机污染物浓度高，产量大，成分复杂，难于降解等特点，且水中多含有硫类、酚类、氰化物以及苯、金属盐类等有毒物质。近年来，随着国民经济的快速发展，难降解有机废水的排放量逐年提高，已经成为环境污染的重要来源，因此，此类废水的处理日益受到重视。

目前，难降解有机废水的处理方法主要包括物理法、化学法、物理化学法和生物法。前三类属于传统方法，一般作为工业废水的预处理技术应用。生物法中的活性污泥法，具有运行费用低，处理效果好，出水无二次污染等特点，是最重要的工业废水处理方法。

在活性污泥法处理难降解废水的工艺中，分段式厌氧、好氧工艺是目前主要的处理方式。在这种工艺流程中，废水按一定顺序经过好氧池、厌氧池或缺氧池：在厌氧池(缺氧池)中，通过水解酸化、产氢产甲烷以及反硝化等作用，完成难降解物质的初步转化，在好氧池中，通过好氧降解以及硝化作用，完成彻底降解。尽管分段式废水生物处理技术已取得广泛应用，但是其处理效率不高，抗冲击能力差，主要原因是：①厌氧微生物，特别是产甲烷菌生长缓慢、抗冲击能力差；②厌氧池中污泥和污水混合不好，造成局部降解物浓度高、污泥处理效率下降；③连续工艺中，废水的流动会冲击厌氧池与好氧池的物理环境，影响微生物的生长，降低体系的处理效率，而且这类技术具有工艺路线复杂，运行成本高，能耗高，占地面积大等缺点。

生物流化床是近年来出现的一种新型废水处理设备，其能够提高气液固三相混合效果，缩小体系占地面积，降低能耗，提高好氧活性污泥法的处理效率。同时，随着生物膜技术的发展，各种载体的出现，又将生物流化床技术引入厌氧处理领域，并取得了较好的效果。如中国专利CN1421401公开的适用于有机废水的生物处理设备，利用同轴的内筒、分隔筒和外筒构建厌氧区和好氧区，分别填充有不同类型的微生物载体，可以用于处理氨氮浓度比较高的有机废水。但这类反应器中厌氧好氧处理过程不易达到优化匹配，从而影响设备的处理效率。而中国专利CN1623930与CN1850656A，将大孔载体投加进入好氧生物流化床中，实现了厌氧好氧处理的原位耦合，有效的提高了废水处理效率。但是，在这类生物流化床中，好氧污泥首先接触难降解有机物，当废水浓度过高时，易造成好氧微生物中毒，从而降低处理效率。

而针对厌氧酸化的过程，也提出了一些新的技术以提高降解效率，如公开号为CN1803670A，名称为微氧水解酸化预处理含硫酸盐高浓度有机废水的方法的发明专利，公开了一种通过曝气设备控制反应器处于微氧状态，使得厌氧过程停留在水解酸化阶段的处理方法。

本发明就是在现有的厌氧好氧原位耦合生物流化床体系前，串联气升式内循环生物流化床，并利用微量曝气技术形成兼性厌氧环境，强化厌氧处理过程，构建水解酸化—厌氧好氧耦合生物流化床系统，利用该生化降解系统，可实现厌氧生物降解和好氧生物降解的高效快速耦合，从而提高了难降解有机废水的处理效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有难降解有机废水处理工艺能耗高、处理效率低、抗冲击能力差、停留时间长等缺点，针对需要厌氧降解的难降解有机物废水提出的一种更为有效的生化降解系统。

本发明由两个串联操作的气升式内循环生物流化床构成。前者为采用微量曝气操作的厌氧生物流化床，在该流化床中主要完成水解酸化处理；后者为通过装填大孔载体而构建的厌氧-好氧耦合生物流化床，在该流化床中完成有机物的彻底降解。难降解有机废水先进入厌氧生物流化床，经水解酸化处理后进入厌氧-好氧耦合生物流化床，完成彻底降解。

本发明通过对气升式内环流生物流化床采用微量曝气技术，实现反应器内流体的规则循环流动，完成厌氧污泥和废水的混合，同时保持厌氧酸化的环境。所述微量曝气技术具体是：生物流化床中的空塔气速控制在0.01～0.6mm/s，且氧化还原电位控制在-100～100mv。上述技术参数可以根据流化床的尺寸和处理体系的特殊要求进行相适应调整。

通过在气升式内循环生物化床中装填体积占流化床总体积10～30％的大孔载体构成厌氧-好氧耦合生物流化床；所述大孔载体的当量直径为5～40mm，平均孔径尺寸为0.5～2.0mm，体积孔隙率为80～95％，材料为聚亚氨酯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯等有机高分子材料。