[发明专利]共絮凝气浮厌氧生物反应器及其方法

说明书

本发明公开了一种共絮凝气浮厌氧生物反应器及其方法。该共絮凝气浮厌氧生物反应器主要包括生物反应区、加药混合区和絮凝气浮区，生物反应区设有排泥管、三相分离器和提升管，加药混合区设有溶药罐、流量控制阀和射流器，絮凝气浮区设有直流式涡旋反应池、降流室、刮渣机、集渣槽，降流管和集气室。本发明将厌氧生物反应和共絮凝气浮过程相结合，利用厌氧生物反应产生的沼气对颗粒性物质进行气浮去除，同时产生共聚粘附效应，使具有出水水质好、药剂省、效率高和能耗低的特点。

技术领域

本发明属于环保设备领域，具体涉及一种共絮凝气浮厌氧生物反应器及其方法。

背景技术

厌氧生物反应器是利用厌氧微生物将废水中有机物转化为沼气，从而实现水质净化的装置。厌氧生物反应器的主要优点是：无需供氧、产生沼气能源、剩余污泥少、营养要求低，因此厌氧生物反应器在处理高浓度有机废水领域具有广泛应用。经过多年发展，厌氧生物反应器具有多种构型，经历了三阶段发展历程，第一代厌氧生物反应器，主要以传统厌氧消化池为代表；第二代厌氧生物反应器主要以上流式污泥床反应器(UASB)和厌氧生物滤池(AF)为代表；第三代厌氧生物反应器主要以厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)和内循环反应器(IC)为代表。到第三代厌氧生物反应器，其有机容积负荷可以达到20kg COD·m^-3·d^-1以上，并取得较好的去除率。

高浓度复杂废水(如畜禽养殖废水、屠宰废水和造纸废水等)含有大量颗粒态有机污染物，其完全去除需要经历水解-发酵-产甲烷过程，而且颗粒态物质的水解是整个过程的限速步骤。因此，在处理高浓度复杂废水时，为保证一定污染物去除率，厌氧生物反应器往往只能在低负荷下运行，其处理潜能完全被抑制。厌氧生物反应器高效处理高浓度复杂废水，首先必须高效地去除颗粒态物质。废水处理工程中通常设气浮装置来去除颗粒态物质，但会提高工程复杂程度，也会增大基建投资。对于薄利的养殖行业，废水处理要在成本低水平上使出水达到排放标准，故开发具有气浮功能的厌氧生物反应器具有重要现实意义。

颗粒物与气泡粘附是气浮工艺的关键，如果在投加混凝剂并处于胶体脱稳凝聚的初级反应阶段时，微小沼气气泡就先与微絮粒粘附，然后在上浮过程中共同长大，与其它颗粒物或微絮粒粘附聚集为带气絮凝体，形成粒间裹夹和中间气泡架桥都存在的共聚粘附现象。本发明将厌氧生物反应和共聚粘附相结合，具有先进性和实用性。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，并提供一种共絮凝气浮厌氧生物反应器。

一种共絮凝气浮厌氧生物反应器，包括由下至上布置的进水区、生物反应区、出水区、加药混合区和絮凝气浮区；进水区中设有进水管以及与进水管一端相通的布水器，进水区底部连接排泥管；生物反应区上部设有三相分离器，三相分离器上接提升管；出水区中设有出水堰；加药混合区设有溶药罐、流量控制阀和射流器，溶药罐通过带有流量控制阀的管道与射流器的喉管相通，射流器的进口与提升管相通；絮凝气浮区中设有直流式涡旋反应池和降流室，直流式涡旋反应池为连续的两段式结构，下段为倒锥形筒状，上段为圆直筒状，直流式涡旋反应池沿絮凝气浮区中心同轴设置，降流室由直流式涡旋反应池外壁与絮凝气浮区内壁夹持而成，直流式涡旋反应池的底部连通射流器的出口，降流室底部设有降流管，降流管连通布水器；降流室液面处设有刮渣机，降流室外部环绕设有集渣槽，用于收集由刮渣机刮出的浮渣；降流室和集渣槽顶部具有一个密闭的空间，形成收集反应器产气的集气室，集气室上设有排气管。

在上述方案基础上，各组件还可以采用如下优选方式：

生物反应区与絮凝气浮区的体积之比为50～100:1。生物反应区的高径比为5～10。生物反应区横截面面积与提升管横截面面积之比大于2500:1，且提升管直径不大于50mm。絮凝气浮区中直流式涡旋反应池与降流室的体积之比为1:2。絮凝气浮区中直流式涡旋反应池底部入口设有导叶结构。絮凝气浮区中直流式涡旋反应池的底部锥角为30°～45°，直流式涡旋反应池的倒锥形筒高度和圆直筒高度比例为1～2:1。生物反应区中填充有颗粒污泥床层。