[发明专利]废水厌氧处理装置及方法

权利要求书

1.一种废水厌氧处理装置，它包括布水管、生物反应区和三相分离区，其特征在于还包括强制污泥回流系统构成；

所说的布水管[10]位于装置的最底部和生物反应区的下面；

所说的生物反应区位于装置的下部和三相分离区的下面，它是由污泥床反应区[2]和滤床反应区[14]两部分构成；污泥床反应区[2]在滤床反应区[14]的下面，污泥床反应区[2]包括两个密集型颗粒污泥层，即酸发酵颗粒污泥层[11]、甲烷发酵颗粒污泥层[12]和一个含有絮体状污泥及颗粒壮污泥的浮游污泥层[13]构成；滤床反应区[14]由生物填料层构成；生物反应区各部分组成与排列顺序从上向下依次是滤床反应区[14]、浮游污泥层[13]、甲烷发酵颗粒污泥层[12]和酸发酵颗粒污泥层[11]；

所说的三相分离区是由三相分离器构成，它位于装置的上部和生物反应区的上面，由位于滤床反应区[14]上部并与其相接壤的气体分离区[18]、位于气体分离区水面[32]以上的集气室[21]、及其两者相贯部分所形成的夹缝固—液二相流下降通道[19]、集气室[21]外周与装置侧壁围成的液体分离区[16]、以及出水溢流堰气室[20]、出水槽[17]构成；出水溢流堰气室[20]的周遍为密封的，水流从液体分离区[16]的下部向上流入时，出水溢流堰气室[20]产生压力，该压力传递到出水槽[17]，使水封槽[29]内水位上升形成水封，从而使出水溢流堰气室[20]形成并保持；

所说的强制污泥回流系统是通过管道和电气线路相连接，依次由集气室[21]的沼气排出管[22]、出水溢流堰气室排气管[24]、压力调节器[25]、以及由与上述管道[22]和[24]相连接的自动阀[23]、污泥回流控制器[27]、污泥截面传感器[28]所构成的机电控制部件构成。

2.按照权利要求1所说的废水厌氧处理装置，其特征在于所说的滤床反应区[14]在装置为厌氧污泥床装置形式时可不设。

3.按照权利要求1所说的废水厌氧处理装置，其特征在于滤床反应区[14]的填料层空隙率为98％，高度为0.5-1.0米。

4.按照权利要求1所说的废水厌氧处理装置，其特征在于所说的三相分离器的气体分离区[18]与液体分离区[16]是独立分的，而且气体分离区[18]在装置的中部与集气室[21]呈上下布置，以气体分离区水面[32]为界线，集气室[21]在其上部，沼气由装置的顶部排出；液体分离区[16]在气体分离区[18]和集气室[21]的外围侧，液体分离区[16]内有一个悬浮污泥层，水流中的浮游污泥在通过这个污泥层时被截留，水流则越过其上部的溢流堰[30]，经过水封槽[29]排出。

5.权利要求1所说的废水厌氧处理装置实现废水厌氧处理的方法，其特征在于它是经过下述步骤：原水从装置的底部流入，经过布水管[10]在装置的横断面上形成均匀的上升水流，水流中所含有的有机物首先在酸发酵颗粒污泥层[11]中，被该层内形成了颗粒污泥的水解及产酸菌分解为挥发性脂肪酸和二氧化碳，挥发性脂肪酸再在甲烷发酵颗粒污泥层[12]中，进一步被形成了颗粒污泥的产甲烷菌分解为甲烷和二氧化碳，所产生的甲烷和二氧化碳气体形成大量的微小气泡，这些气泡夹杂在上升的水流中，同一些因附着了气泡或受水流的曳力而上浮的絮体状污泥或颗粒状污泥一起穿过滤床反应区[14]时，部分污泥被填料层截留，同时未在污泥床反应区彻底去除的有机物，也被生长在填料表面的生物膜中的微生物降解，得到进一步的去除；穿过滤床区[14]的气—液—固三相混合液流入气体分离区[18]后，受过流断面缩小的影响而流速加快，流体内部压力减小，所含气泡的体积膨胀增大、很快逸出气体分离区水面[32]，上升至集气室[21]，并由排气管[22]进入压力调节器[25]，然后送给后续的沼气利用设施；剩下的液—固二相混合液从气体分离区[18]的上部流经液—固二相流下降通道[19]和回流通道[15]返回悬浮污泥层[13]，在这一区域形成循环流；这一环流的一部分进入液体分离区[16]，其所夹带的浮游污泥与液体分离区[16]的悬浮污泥层发生接触絮凝作用并被截留下来，水流则穿过此区域经溢流堰和水封槽[17]排出装置，水流不循环；利用压力调节器[25]，使气体分离区[18]的水面与液体分离区[16]的水面之间产生一个水位差，并通过污泥界面传感器[28]、污泥回流控制器[27]和自动阀[23]构成的强制污泥回流系统，锁定液体分离区[16]悬浮污泥层界面[26]的高度，被排下来的污泥经过回流通道[15]返回浮游污泥层[13]，控制住污泥向装置外流失。