用于复杂化工和制药废液处理的利用生物膜配置的连续分批反应器的制作方法

专利名称：用于复杂化工和制药废液处理的利用生物膜配置的连续分批反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及借助生物膜结构的处理复杂化工和制药废液的连续分批反应器技术。更特别地，本发明涉及与传统连续流处理方法相比，能够更有效、更经济和更灵活进行操作的、用于处理复杂化工和制药废液的借助生物膜结构的连续分批反应器。本发明可用于对化学或非化学来源的任何工业废液进行处理。
背景技术：
由化工和制药行业所产生废液的特征区别在于质量和数量。这些单位所生成污水的不同本质归因于大量有机和无机材料的处理的差别与消耗情况。污水流和组合物的可变性(制造产品的改变、所述工厂的临时运转、清洗等)妨碍处理过程，且采用常规的生物学方法难以进行处理(梵喀塔·默罕(Venkata Mohan S)，沙玛尔(Sharma PN).Pharma BioWorld 2002；11(1)93-100)。由于其复杂的本质，废液的特征是多变且极不可靠的，对有效处理方法的设计也是具有挑战性的任务。化工和制药废液通常都由可溶性有机材料、悬浮固体、优先污染物、重金属、氰化物、毒性有机物、难溶物质、挥发性物质、色素、混浊和营养物组成。对污水处理系统进行设计的挑战在于创建一种当废液保持在许可限制范围内时，能够应对液流和污染物浓度的极端变化的方法(梵喀塔·默罕(Venkata Mohan S)，沙玛尔(Sharma PN).Pharma BioWorld 2002；11(1)93-100)。要达到理想的标准，诸如活性污泥方法(ASP)的传统连续流系统还有很大的困难。当化合物作为微生物底物时，它们的毒性和/或抑制作用对复杂化工制品的生物学处理就尤其具有挑战性。
如增进含有毒性化合物的所述工业污水的矿化的不连续处理方法(SBR技术)的替代方法似乎很有前景。连续分批反应器(SBR)技术是在基本的科学假设上发展的，即所述微生物在确定处理条件下的周期性暴露是在分批给料系统中有效完成的，其中能够相对任意的入流条件而独立地设定暴露时间、暴露频率以及各自浓度的幅度(威德尔(Wilderer PA)，艾维茵(Irvine RL)，格荣茨(Goronszy MC)Wilderer PA，Irvine RL，Goronszy MC.，连续分批反应器技术(Sequencing batchreactor technology)，Scientific and Technical Report.IWA publishing2001；No 10)。SBR技术与用生物学方法对污水进行处理的常规技术在许多方面都有所区别。最明显的区别在于所述反应器的体积随时间改变，而在传统的连续流系统中其保持不变。从工艺学的角度来看，所述SBR系统的区别在于被控制的短期不稳定状态水平的加强，这最终导致生长于所述反应器中微生物种群的组成和代谢性质的稳定的持续状态，该状态是通过对所述微生物的分布和生理状态进行控制来实现的。SBR技术的成功依赖于所述SBR中影响所述微生物系统可能性的极大潜力以及SBRs相对易于操作和成本效率高这一事实。在操作成本方面，已知SBR方法比现有活性污泥方法所需成本节约超过60％(常(Chang HN)，孟(Moon RK)，朴(Park BG)，林(Lim S)，崔(ChoiDW)，李(Lee WG)，宋(Song SL)，安(Ahn YH).Bioproc Engn，2000；23513-521)。已深入开展了特别适于营养物去除的有多反应器配制的SBR的研究(威德尔(Wilderer PA)，艾维茵(Irvine RL)，格荣茨(Goronszy MC)Wilderer PA，Irvine RL，Goronszy MC.，连续分批反应器技术(Sequencing batch reactor technology)，Scientific and TechnicalReport.IWA publishing2001；No 10；魏琦(Wei-Chi Y)，邦克(BonkRR)，罗埃德(Lloyd.V J.)，索依卡(Sojka，S A).Environ Prog 1986；5(1)41-50.12；威德尔(Wilderer PA)，连续分批生物膜反应器技术(Sequencing Batch Biofilm Reactor technology).In harnessingbiotechnology for the 21 centure，(Lodisch MR and Bose A，edt.)475-479American Chemical Society；拉加格鲁(Rajaguru P)，卡拉依塞维伊(Kalaiselvi K)，帕拉尼维尔(Palanivel M)，撒布朗(Subburam V).ApplMicrobiol Biotech 2000；54268-273；雅尔玛兹(Yalmaz G)，奥兹塔斯克(Oztusk 1)，Water Sci Technol 2001；43(3)307-314)。迄今为止，SBR已被成功应用于对家用污水、介质和低张力废物填筑沥出物、模拟染料污水以及污染的土壤的处理(约纳森(Juneson C)，王尔德(WardOP)，辛格(Sing A).Proc Biochem 2001；37305-313；付(Fu L)，温(WenX)，卢(Lu Q)，全(Quain Y).Proc Biochem 2001；361111-1118)。彻底的文献检索表明，到目前为止，并没有对诸如制药、药物、化学制品生产单位等等的复合的化学污水进行SBR技术的研究。由这些行业产生的污水包含多种用于所述处理过程的有机物质、无机盐、有机溶剂等，其产生了妨碍生物学处理的所述污水中的高COD、低BOD、高盐成分、毒性和抑制性物质(梵喀塔·默罕(Venkata Mohan S)，沙玛尔(Sharma PN).Bio World 2002；11(1)93-100)。反应器设计与污水组分的化学性质与反应器的表现密切相关。如果某种物质的清除由所述微生物菌群的降解活力所限制，那么所述顺序分批模式的同源建群(colonization)就是有益的。大多数能够分解异型生物质化合物的微生物，都具有比较低的生长率。生物膜反应器能使这些微生物得以富集，与悬浮式生物膜系统相比，这产生了对难降解有机物质更合适地清除(伍布斯(Wobus A)，尤尔里希(Ulrich S)，罗斯克(Roske I).Water Sci.Technol.32(8)，205-212，1995)。
发明目的本发明的主要目的在于提供适于处理复杂化工和制药废液的技术。
本发明的另一目的在于提供和开发用于复杂化工和制药废液处理的连续分批技术。
本发明的又一目的在于提供用于复杂化工和制药废液处理的借助生物膜反应器配置的连续分批技术。
此外，本发明的又一目的在于提供用于复杂化工和制药废液处理的借助生物膜反应器配制的连续分批技术，该反应器配置能使在作为固定床的石片上发育的混合菌群生长。
本发明的又一目的在于提供用于复杂化工和制药废液处理的借助生物膜反应器配制的连续分批技术，该反应器配置能使在作为固定床的石片上发育的混合菌群在需氧条件下生长。
本发明的又一目的在于提供用于复杂化工和制药废液处理的借助生物膜反应器配制的连续分批技术，该反应器配置能使在作为固定床的石片上发育的混合菌群在改变的缺氧条件下生长。
本发明的又一目的在于提供用于复杂化工和制药废液处理的借助生物膜反应器配制的连续分批技术，该反应器配置能使在作为固定床的石片上发育的混合菌群在需氧条件下生长，其中该方法设计成在真实分批模式中的不稳态条件下进行操作。
本发明的又一目的在于提供用于复杂化工和制药废液处理的借助生物膜反应器配制的连续分批技术，该反应器配置能使在作为固定床的石片上发育的混合菌群在需氧条件下生长，其中该方法设计成在真实分批模式中的不稳态条件下进行操作，其中所述反应器中以时间顺序实现平衡、通风和整理功能。
本发明的又一目的在于提供用于复杂化工和制药废液处理的借助生物膜反应器配制的连续分批技术，该反应器配置能使在作为固定床的石片上发育的混合菌群在需氧条件下生长，其中该方法设计成在真实分批模式中的不稳态条件下进行操作，其中所述反应器中以一天的滞留时间以时间顺序实现平衡、通风和整理功能。
发明概述因此，本发明提供了用于处理复杂化工和制药废液的连续分批反应器，所述反应器包括含有生物体的容器，所述容器具有石片固定床和生物膜配置；入口装置，所述入口装置通过计时装置将所述容器连接到给料罐；为污水排出提供的出口装置，所述出口装置通过蠕动泵与所述容器连接且位于适当高度以防止生物体从所述容器中流失；再循环装置，所述再循环装置将所述生物体从所述反应器底部再循环至其顶部、且通过计时装置与所述容器连接。
在本发明的一个实施方案中，所述容器具有通过计时器在其底部与所述容器连接的供气装置。
在本发明的另一实施方案中，所述分批反应器容器是由混杂的玻璃材料制成的，并具有1.7升容量的总工作体积，内直径为0.07m，长度为0.22m，长度/直径之比约为3。
在本发明的另一实施方案中，当反应器状态为1.34升时，通过所述排出装置完成排出状态之后存在于所述反应器容器中所得的总液体体积大约为0.34升混合液体。
在本发明的另一实施方案中，所述连续分批反应器含有利用砂砾石片的(2×2cm)生物膜配置，该石片被用作固定床材料以0.49的固定床对空载的比率为需氧混合菌群形成提供支持。
在本发明的另一实施方案中，通过连接于喷头排列的扩散鼓风机装置来供气。不同操作的顺序是通过预编程的计时器来完成的。在所述反应阶段，在污水给料之前水相溶解的氧气保持在3.0-4.5mg/L，将所述流入物的pH调到7.1±0.2。
在本发明的另一实施方案中，复杂化工和制药废液具有复合特性。所述污水是来自约100行业产生出的各种化学制品、药、药物、杀虫剂以及多种化学中间体的混合物。所述废液的复杂化工特征是通过低BOD/COD比值(＜0.3)、高硫酸盐成分(＞1.75g/L)和高TDS浓度(＞11g/L)的存在来评估的。
本发明还涉及利用连续分批反应器处理复杂化工和制药废液的方法，所述反应器包括含有生物体的容器，所述容器具有石片固定床和生物膜配置；入口装置，所述入口装置通过计时装置将所述容器连接到给料罐；为污水排出提供的出口装置，所述出口装置通过蠕动泵与所述容器连接且位于适当高度以防止生物体从所述容器中流失；再循环装置，所述再循环装置将所述生物体从所述反应器底部再循环至其顶部、且通过计时装置与所述容器连接；所述方法包括以连续分批模式，对有生物膜生长配置的所述反应器进行操作；向所述容器接种从而发展耗氧微生物菌群；以不同的废液加载率启动所述反应器及其循环操作；
监控碳的去除及处理参数。
在本发明的一个实施方案中，所述反应器是在26±2℃恒温、需氧条件下以连续分批模式在生物膜生长配置中进行操作的。
在本发明的另一实施方案中，所述操作的全部循环期包括24小时(HRT)，其由下列阶段构成15分钟填充状态(缺氧的)、利用再循环的23小时反应(需氧的)状态、30分钟沉降状态(缺氧的)以及15分钟排出状态(缺氧的)。
在本发明的另一实施方案中，给料、通气、循环和排出阶段的顺序是由预编程的计时器控制的。
在本发明的另一实施方案中，在紧接着所述前一个顺序排出状态之后的每一个所述循环的开始，向所述系统泵入预定给料体积(1L)，在所述反应状态中利用通气对所述反应器体积进行再循环，在所述循环终末，将悬浮的生物体(VSS)沉降，并将所述废液排出所述反应器。
在本发明的另一特征中，在整个所述实验中保持4L/天的再循环速率，以获得沿所述反应器纵深的底物的一致分布和悬浮生物体的均匀分布。
在本发明的另一特征中，其中以不同的有机加载率(0.8kgCOD/m3/天、1.7kg COD/m3/天、3.5kg COD/m3/天)将所述SBR反应器连续运行三个月。
附图的简要描述

图1是根据本发明的利用生物膜配置的连续分批反应器的示意图。
发明详述通过借助生物膜配置的连续分批反应器技术，提供了复杂化工和制药废液的处理方法和系统，其使控制短期稳定状态条件得以加强，这导致所述微生物种群生长的组成和代谢性质的稳定状态，该状态是通过对所述微生物的分布和生理状态进行控制来实现的。该方法和系统包括SBBR的反应器配置，所述反应器的接种，所述反应器的适应与启动等。以不同的有机加载率对所述SBBR进行操作。还提供了系统对于碳去除和其他处理参数的性能。给出并讨论了所用复杂化工和制药废液的特征。
如图1所示，提供了处理复杂化工和制药废液的连续分批反应器(1)。反应器(1)包括含有生物体的容器(2)，容器(2)具有石片固定床(3)和生物膜结构；入口装置(4)，其通过计时装置(5)连接到给水箱(6)；为污水排出提供的出口装置(7)，出口装置(7)通过蠕动泵(8)与容器(2)连接且位于适当高度以防止生物体从容器(2)流失；再循环装置(9)，其将所述生物体从反应器(2)底部再循环至其顶部、且通过计时装置(10)与容器(2)连接。
容器(2)具有通过计时装置(13)在容器(2)底部与其相连的供气装置(12)。
所述容器是由混杂的玻璃材料在实验室中制成的，具有1.7升容量的总工作体积。所述反应器的内直径为0.07m，长度为0.22m，长度/直径之比为～3。用于污水排出的所述反应器的出口位于距所述反应器底部0.045m的位置。这种出口的安排防止了在沉降阶段结束后所述反应器中生物体的损失。当反应器状态为1.34升时，通过所述排出装置完成排出状态之后存在于所述反应器中所得的总液体体积大约为0.34升混合液体。所述反应器装配有适合的入口与出口设置。
本发明的另一特征在于，连续分批反应器含有利用砂砾石片的(2×2cm)生物膜配置，该石片被用作固定床材料以0.49的固定床对空载的比率为需氧混合菌群形成提供支持。混合床空载比率为0.49。
本发明的另一特征在于，所述复杂化工和制药废液具有复合特性。所述污水是来自约100行业产生出的各种化学药品、药、药物、杀虫剂以及多种化学中间体的混合物。所述废液的复杂化学特征是通过低BOD/COD比值(＜0.3)、高硫酸盐成分(＞1.75g/L)和高TDS浓度(＞11g/L)的存在来评估的。
本发明的另一特征在于，通过连接于喷头排列的扩散鼓风机装置来供气。不同操作的顺序是通过预编程的计时器完成的。在所述反应阶段中，水相溶解的氧气保持在3.0-4.5mg/L。在污水给料之前将所述流入物的pH调到7.1±0.2。
本发明的另一特征在于，所述反应器是在26±2℃恒温、需氧条件下以连续分批模式在生物膜生长配置中进行操作的。
本发明的另一特征在于，全部24小时(HRT)循环期是由15分钟填充状态(缺氧的)、23小时的循环反应(需氧的)状态、30分钟整理状态(缺氧的)以及15分钟排出状态(缺氧的)构成的，该全部循环期是全部按所述反应器操作的所述顺序阶段来实施的。所述SBR操作的顺序是由预编程计时器(给料、通气、循环和排出)控制的。在紧接着排出(上一个顺序)之后的每一个所述循环的开始，向所述系统泵入预定给料体积(1L)，在所述反应状态中以通气对所述反应体积进行再循环。在所述循环终末，将悬浮的生物体(VSS)沉降，并将所述废液排出所述反应器。
本发明的另一特征在于，在整个所述实验中保持4L/天的再循环速率，以获得沿所述反应器纵深的底物的一致分布和悬浮生物体的均匀分布。再循环有助于提升线性速度，其限制了在所述SBR操作反应阶段中浓度梯度的存在。在所述顺序的反应阶段中，认为所述反应器已经完全混合了。
本发明的另一特征在于，以不同的有机加载率(0.8kg COD/m3/天、1.7kg COD/m3/天、3.5kg COD/m3/天)对所述SBR反应器连续运行三个月。
仅以示例的方式给出的以下实施例，因此不应认为是对本发明范围的限制。
实施例1在启动任何生物学反应器的过程中，反应器的启动是需要考虑的重要方面之一。采用从操作性实验室水平获得的活性污泥处理(ASP)单位获得的生物体对所述SBR进行接种，该生物体已在过去3年中连续用于处理复杂化工废液。获取来自于所述ASP单位需氧舱的混合液体，并将其以反应器体积1∶5的比例作为接种物给料至所述SBR反应器。
接种后，利用合成进料(葡萄糖1g/L；乙酸钠1g/L；Na2HPO40.31g/L)运行所述反应器，在所述固定床上运行最高达7天以积累生物体(生物膜VSS3g/L)。然后，所述反应器以0.8kg COD/m3/天的有机加载率进行具有指定废液(pH7-83；TDS11g/L，SS0.9g/L；油与油脂14mg/L；氨氮35mg/L；COD6g/L；BOD2.4g/L，氯化物5g/L；硫酸盐1.7g/L；磷酸盐360mg/L；苯酚7.8mg/L)的给料。
在达到对于COD去除的稳定性能之后，将所述反应器调到较高的有机加载率。以水相对所述反应器进行操作，该水相溶解氧(DO)保持在3-4.5mg/L范围，流入物pH保持在7以及7附近。
实施例2处理复杂化工废液的SBR的性能是通过在整个反应器操作过程以及所述循环周期中监控碳的去除(COD)来进行评价的。此外，也在顺序操作中测定了pH、BOD、硫酸盐、悬浮固体(SS)以及溶解氧(DO)以对所述SBR的性能进行评估。对上述参数进行监控的分析程序采用标准方法(Stand Methords，APHA，1996)中给出的程序。
实施例3以0.8kg COD/m3/天的有机加载率、利用整个24小时的循环周期来在连续分批模式中进行SBR，来在本研究中评估所述反应器处理所述复杂化工污水的适合性。在所述反应器启动的初期(15天)，以0.8kgCOD/m3/天的有机加载率对所述反应器进行操作，并在所述顺序(循环)操作以及在整个反应器操作过程中通过监控碳的去除(COD和BOD)对所述反应器的性能进行评估。
表1 SBR的性能
对COD而言，在0.8kg COD/m3/天的有机加载率时观察到了78％的去除。在达到所述反应器的稳定后观察到了91％的BOD去除。从所得的所述反应器性能数据可以推断出，当与现有ASP系统比较时，SBR在COD去除方面表现出好得多的性能。以不同的有机加载率(0.8kg COD/m3/天；1.7kg COD/m3/天以及3.5kg COD/m3/天)对SBR进行操作。采用连续操作，所述反应器表现出在COD和BOD去除方面提升的性能，并在给料后3天之内达到稳定状态并在其后或多或少保持恒定。在所述反应器的稳定的操作中观察到了78％的COD去除和91％的BOD去除。在启动后21天，以1.7kg COD/m3/天的有机加载率对所述反应器进行给料。在所述有机加载率升高之后，所述反应器表现出在所述出口COD和BOD水平的增加，并在15天之内达到了COD去除和BOD去除。在启动28天后，以3.5kg COD/m3/天的有机加载率对所述反应器进行给料，且所述反应器具有COD去除和BOD去除的性能。在不同有机加载率利用生物膜配置性能的SBR的综合数据如表1所示。为了获得稳定的性能(在碳去除方面)，所述反应器需要4天0.8kg COD/m3/天以及5天1.7kg COD/m3/天的有机加载率。为了获得稳定的性能大约需要7天3.5kg COD/m3/天的有机加载率。
实施例4从所得结果可以推断出，以相同的有机加载率对相同的废液进行操作，SBR(利用生物膜配置)表现出比常规APS系统更有效的性能。对相同复杂化工污水进行处理时，SBR的性能要优于现有ASP。以0.8kg COD/m3/天对常规ASP进行具有5天滞留的连续6个月的操作，显示55％的COD的去除和67％的BOD去除。相比较而言，以0.8kgCOD/m3/天进行仅以24小时滞留时间的SBR操作，表现出相当有效的性能(COD去除78％；BOD去除91％)。对这一废液的进行常规的ASP操作需要35天的操作才能达到稳定性能。然而，在SBR的情况下，5天就足以达到稳定性能。与传统的连续方法相比，诱导控制的不稳定状态条件的周期方法具有高底物摄取的有机体，以及储存能力通常更强并可以耐受突加负荷。
实施例5为了了解在连续操作中正在发生的生化过程，通过测定pH，ORPP和DO对所述过程进行监控。在连续操作中对所述过程中pH和ORP的变化进行监控。在所述反应的起始阶段导入pH7附近的所述流入物。所述流入物水相pH随时间逐渐降低，在所述反应阶段的末期达到了8.3。ORP(mV)的情况与pH呈镜像，并随顺序时间的增加ORP达到零(mV)。氧消耗/转移能力是限制悬浮生长生物系统的一个重要因素。对氧消耗率(OCR)进行监测以评估所述悬浮生物体在需氧环境中分解复杂底物的活力。氧消耗能力说明了正在进行的生化过程。一直到循环操作4小时时所述氧消耗为0.09mg O2/分钟并随后增高到0.106mg O2/分钟，并在其后保持或多或少的恒定一直到23.3小时。由于较高的内源呼吸需要，预计所述氧消耗率会随底物利用一起增高。
以下结论是从本发明推断出来的。与常规连续方法相比，本发明具有更有效的性能。与以相同的有机加载率对相同的废液进行5天滞留时间的APS系统操作相比，本发明在1天滞留时间中表现出对COD和BOD去除更有效的性能。在更高有机加载率时本发明效率更高。而且，由于在一个反应器中具有平衡、通气、次级沉降的系统组合的处理特征，而不是在常规连续系统中所述单独的单元，本发明是经济且易于操作的。
由化学和制药产业产生的所述废液在质量和数量上是显著不同的。这些单位所产生污水的不同本质可归因于方法差异以及大量有机和无机材料的消耗。所述污水在液流和组成(生产产物、所述工厂的短期操作，洗涤等)上的可变性妨碍了所述处理方法，并很难采用常规生物方法进行处理。为了达到约定的标准，诸如活化污泥方法(ASP)的常规连续流系统还有很大的困难。当化合物作为微生物底物时，它们的毒性和/或抑制作用对复杂化学制品的生物学处理就尤其具有挑战性。如增进含有毒性化合物的所述工业污水的矿化的不连续处理方法(SBR技术)的替代方法似乎很有前景。连续分批反应器(SBR)技术是在基本的科学假设上发展的，即所述微生物在确定处理条件下的周期性暴露是在分批给料系统中有效完成的，其中能够相对任意的入流条件而独立地设定暴露时间、暴露频率以及各自浓度的幅度。从工艺学的角度来看，所述SBR系统的区别在于被控制的短期不稳定状态水平的加强，这最终导致生长于所述反应器中微生物种群的组成和代谢性质的稳定的持续状态，该状态是通过对所述微生物的分布和生理状态进行控制来实现的。SBR技术的成功依赖于在所述SBR中影响所述微生物系统可能性的巨大潜力以及依赖于SBR相对易于操作且成本效率高这一事实。已知SBR方法比现有活性污泥方法所需成本节约超过60％。由这些行业产生的污水包含多种用于所述处理过程的有机物质、无机盐、有机溶剂等，其产生了妨碍生物学处理的所述污水中的高COD、低BOD、高盐成分、毒性和抑制性物质。迄今为止，看来显然SBR技术最适于家庭和低强度污水处理。本发明的目的是提供用于处理复杂化工和制药废液的借助生物膜配置的连续分批技术，该生物膜能够以真分批模式、在不稳态条件下、有改变的缺氧条件的需氧条件下能使在作为固定床的石片上发育的混合菌群生长，其中所述反应器中以时间顺序实现平衡、通风和沉降的功能。本发明通过分批方式操作提供了对复杂化工和制药废液进行处理有效技术的开发。对于相同的复杂化工污水的处理，SBR的性能要优于现有ASP。
本发明可有效地用于制药、化工、复合化工废液或任意工业废液。相比于常规的连续处理系统，所开发的发明是成本率高、灵活且经济的，其中在一个反应器中提供平衡、通气、次级沉降的合并而不是在常规连续系统中具有独立的单元。
本发明的主要优点1、本发明通过分批模式操作，提供了对复杂化学和制药废液进行处理有效技术的开发。
2、本发明可有效地用于制药、化工或复合化工废液。
3、本发明可用于处理复杂废液(BOD/COD＜0.3)。
4、在对相同复杂化工污水进行处理时，本发明技术SBR的性能优于常规的ASP。
5、相比于常规的连续处理系统，本发明成本率高且经济。
6、相比于常规的连续处理系统的5天滞留时间，本发明只需1天滞留时间就可达到相同性能。
7、本发明提供了在一个反应器中具有平衡、通气、次级沉降的系统组合而不是在常规连续系统中具有独立的单元的方法。
8、相比于传统的连续系统，本发明的成功之处在于影响所述微生物系统可能性的潜力。
9、本发明相当易于操作。
权利要求
1.处理复杂化工和制药废液的连续分批反应器，所述反应器包括含有生物体的容器，所述容器具有石片固定床和生物膜配置；入口装置，所述入口装置通过计时装置将所述容器连接到给料罐；为污水排出提供的出口装置，所述出口装置通过蠕动泵与所述容器连接且位于适当高度以防止生物体从所述容器中流失；再循环装置，所述再循环装置将所述生物体从所述反应器底部再循环至其顶部、且通过计时装置与所述容器连接。
2.如权利要求1所述的连续分批反应器，其中所述容器具有通过计时器在其底部与所述容器连接的供气装置。
3.如权利要求1所述的连续分批反应器，其中所述容器是由混杂的玻璃材料制成的，并具有1.7升容量的总工作体积，内直径为0.07m，长度为0.22m，长度/直径之比约为3。
4.如权利要求1所述的连续分批反应器，其中当反应器状态为1.34升时，通过所述排出装置完成排出状态之后存在于所述反应器的容器中所得的总液体体积大约为0.34升混合液体。
5.如权利要求1所述的连续分批反应器，其中所述连续分批反应器含有利用砂砾石片的(2×2cm)生物膜配置，该石片被用作固定床材料以0.49的固定床对空载的比率为需氧混合菌群形成提供支持。
6.如权利要求1所述的连续分批反应器，其中所述复杂化工和制药废液具有复合特性，且选自源于化学制品、药品、药物、杀虫剂以及化学中间产业的工业污水。
7.如权利要求1所述的连续分批反应器，其中所述废液的复杂化工特征是通过所存在的低BOD/COD比值(＜0.3)、高硫酸盐成分(＞1.75g/L)以及高TDS浓度(＞11g/L)来进行评估的。
8.如权利要求2所述的连续分批反应器，其中供气装置包括连接于喷头排列的扩散通风装置。
9.使用连续分批反应器对复杂化工和制药废液进行处理的方法，所述反应器包括含有生物体的容器，所述容器具有石片固定床和生物膜配置；入口装置，所述入口装置通过计时装置将所述容器连接到给料罐；为污水排出提供的出口装置，所述出口装置通过蠕动泵与所述容器连接且位于适当高度以防止生物体从所述容器中流失；再循环装置，所述再循环装置将所述生物体从所述反应器底部再循环至其顶部、且通过计时装置与所述容器连接；所述方法包括以连续分批模式，对有生物膜生长配置的所述反应器进行操作；向所述容器接种从而发展耗氧微生物菌群；以不同的废液加载率启动所述反应器及其循环操作；监控碳的去除及处理参数。
10.如权利要求9所述的方法，其中使用预编程的计时器来完成不同操作的顺序。
11.如权利要求9所述的方法，其中在所述反应阶段，在废液给料之前水相溶解的氧气保持在3.0-4.5mg/L且将所述流入物的pH调到7.1±0.2。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述反应器是在26±2℃的恒定温度、需氧条件下在连续分批模式的生物膜生长配置中进行操作的。
13.如权利要求9所述的方法，其中所述操作的全部循环期包括24小时(HRT)，其由下列阶段构成15分钟填充状态(缺氧的)、利用再循环的23小时反应(需氧的)状态、30分钟沉降状态(缺氧的)以及15分钟排出状态(缺氧的)。
14.如权利要求9所述的方法，其中在紧接着所述前一个顺序排出状态之后的每一个所述循环的开始，向所述系统泵入预定给料体积(1L)，在所述反应状态中以通气对所述反应体积进行再循环，在所述循环终末，将悬浮的生物质(VSS)沉降，并将所述废液排出所述反应器。
15.如权利要求14所述的方法，其中在整个所述实验中保持4L/天的再循环速率，以获得沿所述反应器纵深的底物的一致分布和悬浮生物体的均匀分布。
16.如权利要求9所述的方法，其中以包括0.8kg COD/m3/天、1.7kg COD/m3/天、3.5kg COD/m3/天的不同有机加载率将所述连续分批反应器连续运行三个月。
17.如权利要求9所述的方法，包括将废液流经具有生物膜结构的连续分批反应器，以连续分批模式操作所述连续分批反应器，其中混合菌群在所述石片固定床上得以发育。
18.如权利要求9所述的方法，其中所述石片固定床上发育的混合菌群的生长是在需氧条件下进行的。
19.如权利要求9所述的方法，其中所述在需氧条件下在所述石片固定床上发育的混合菌群的生长是通过改变所述缺氧条件进行的。
20.如权利要求9所述的方法，其中所述石片固定床上发育的混合菌群的生长是在需氧条件同时改变了缺氧条件下进行的，且其中所述处理的方法是在真分批模式中的不稳定状态条件下操作的。
21.如权利要求9所述的方法，其中所述反应器以时间顺序实现了平衡、需氧以及沉降的功能。
22.如权利要求9所述的方法，其中一天的滞留时间产生0.8kgCOD/m3/天的有机加载率的、78％的COD去除。
全文摘要
本发明涉及用于对复杂化工和制药废液进行处理的借助生物膜配置连续分批反应器的开发。本发明的主要用途是对用于对复杂化工和制药废液进行处理借助生物膜配置的新技术(连续分批反应器)的开发。与常规连续流处理方法相比，本技术是可有效、经济和灵活操作的。本发明可用于对化学或非化学来源的任意工业污水进行处理。
文档编号C02F3/10GK1771202SQ03826465
公开日2006年5月10日 申请日期2003年3月31日 优先权日2003年3月31日
发明者雷迪·文卡塔·莫汉·斯里尼瓦苏卢, 帕娜帕丽·纳格斯瓦朗·萨尔玛, 努纳·钱德拉谢卡尔·拉奥, 卡图瑞·克里希纳·普拉萨德, 维贾雅·拉古文·孔达普拉姆 申请人:科学与工业研究委员会