[发明专利]适用纳米铁水处理填料的厌氧装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种适用纳米铁水处理填料的厌氧装置及其控制方法。该装置包括水解反应器和产甲烷反应器，投料装置、填料输送管和隔离装置，水解反应器和产甲烷反应器水相、气相连通。水解反应器内由上而下依次形成气体收集区、水解反应区和填料粉碎区；产甲烷反应器内由上而下依次形成出水区、产甲烷反应区和颗粒污泥排放区；该装置的控制方法包括：投料、转料、切料和排泥四步。本发明的主要用途是通过适用纳米铁水处理填料的厌氧装置及其控制方法，解决纳米铁水处理填料用于污水厌氧生化处理过程中出现的生物毒性、污泥矿化问题，提高甲烷产量。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，更具体地说，涉及一种适用纳米铁水处理填料的厌氧装置及其控制方法。

背景技术

目前，应用厌氧消化技术处理可降解有机污染物，通过处理污染物产生的甲烷被用作可再生能源的沼气，使之得到了广泛应用。研究发现，将纳米铁添加于厌氧生化系统中，是一种能够强化厌氧产甲烷的好方法。

纳米零价铁是指粒径在1～100nm之间的零价铁颗粒，具有较大的比表面积和表面能使其具有优越的吸附和高还原性，产生独特的表面效应和小尺寸效应可以提高反应性。正是由于纳米零价铁的独特优势，随之带来的“易团聚”、“易氧化”以及在水中降解污染物时容易产生氢氧化物和金属碳酸盐，附着在纳米零价铁表面使其钝化，导致纳米零价铁难以长期保持活性的问题。

另外，由于纳米零价铁的“核壳结构”，外壳主要由含氧化铁或者羟基铁组成，从而使纳米铁颗粒具有化学结合吸附功能，容易与废水中磷酸盐结合生成沉淀，沉积于反应器下层的颗粒污泥床，不但造成纳米零价铁损失和浪费，而且引起铁泥在厌氧系统中的累积产生化学污泥和生物毒性，抑制颗粒污泥的微生物活性，不利于厌氧反应器长期运转等应用问题。

现有专利，提高纳米零价铁利用率处理废水的装置及方法(公开号：CN103172151A)公开了一种通过下挡板和上挡板将装置依次分隔又相互连通形成反应区、缓冲区和沉淀区，反应区内设搅拌器，底部设排泥管，侧壁设进水管和加药管，上部设进气管和排气管；沉淀区内设斜板，斜板上方设三角堰、出水管，底部设循环管，用污泥循环泵将反应区和沉淀区连通。该专利通过纳米零价铁还原、吸附及加速铁离子共沉淀及污泥回用连续处理废水。

现有专利，一种污水厌氧水解酸化池(公开号：CN202658007U)公开了包括酸化池壳体、悬浮污泥床、污水提升泵、配水管系、出水管、和排泥管6的技术方案，用于解决改善污水可生化性与现有工艺布水不均和水流动力不足的技术方案。

现有专利，一种零价铁两相厌氧反应器(公开号：CN102120675A)公开了包括厌氧水解酸化反应器、进水泵、调节池、循环泵和厌氧产甲烷反应器的技术方案，该专利用于解决厌氧反应器启动困难易于酸化的缺陷，通过利用纳米零价铁填充层提高甲烷产量的提高。

通过对现有技术的分析，现行的厌氧处理装置无法对纳米铁水处理填料进行良好流转，长期投加纳米零价铁无法及时排出，导致厌氧颗粒污泥溶解性微生物产物中多糖与蛋白含量降低，产甲烷菌的活性受到一定的影响，现有的应用厌氧消化装置普遍存在沼气转化率低、稳定性差的问题，导致了厌氧消化设施的能源回收和经济效益并不明显。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本申请提供了一种适用纳米铁水处理填料的厌氧装置及其使用办法，能使纳米铁水处理填料有效流转，从而解决厌氧装置在处理有机污染物过程中，产生的污泥矿化与毒性、产甲烷能力弱的问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本申请第一方面提供的技术方案为：

一种适用纳米铁水处理填料的厌氧装置，包括水解反应器和产甲烷反应器，水解反应器和产甲烷反应器通过水循环管和循环泵水相连通，气体输送连通管气相连通，还包括投料装置、填料输送管和隔离装置；