专利名称：双外循环生物流化床废水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种环境工程中的废水处理装置，特别是一种双外循环生物流化床废水处理装置。
背景技术：
印染废水水量大、色度高、成分复杂，废水中含有染色加工过程中10％-20％的染料、浆料、助剂、油剂等，染料结构中含有较大生物毒性的硝基和胺基化合物及铜、铬、砷等重金属元素，是难处理的工业废水之一。近年来，化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难生物降解有机物大量进入印染废水，给处理增加了难度。原有的生物处理系统大都由70％COD去除率下降到50％左右，甚至更低，传统的处理工艺面临严峻的挑战。针对这种问题，国内外展开了大量的研究工作，主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌，以及新型化学药剂的探索和应用研究。
印染废水处理法中，目前国内外以生物处理法为主，包括生物膜法，生物铁活性污泥法，分离筛选高效菌种法，间歇活性污泥法以及厌氧-好氧联合工艺等。但印染废水可生化性差，普通的微生物系统和方法难以达到理想的处理效果。因此，研制开发高效、低耗的生化反应器，研究最优组合工艺，是提高印染废水处理，推动我国水处理事业发展的重要途径。
近年来发展的生物流化床反应器是流化技术与生物技术结合的产物，以其投资少，占地面积小，容积负荷高，耐冲击负荷强，处理效率高而倍受环保工程界的关注。但传统的好氧生物流化床中废水自下而上流动并使载体流化，反应器内流体比较接近平推流(PFR)，载体脱膜困难。随着载体表面生物膜不断增厚，整个生物载体的比重减小，导致载体大量流失。最近，人们开发内循环生物流化床反应器可在一定程度上解决这个问题。在内循环生物流化床反应器中，设计了升流区和降流区之间的循环流动所造成的摩擦和碰撞，可起到控制生物膜厚度的作用。但在实际使用中仍存在的问题是(1)内循环三相流化床因同时进行气、液和液、固分离，因气泡对液、固分离有一定的影响，由此降低了三相分离效率。(2)反应器内部结构较为复杂，流体和载体的循环阻力较大，且容易出现成局部的剪切力过大，造成部分生物膜的过度脱落，影响处理效果。(3)由于内循环三相流化床一般为气提式，难以进行包括厌氧过程在内的序批式操作。
华彬、陆永生等利用自己开发的连续式外循环三相生物流化床水处理技术与设备(01105329.1)通过好氧过程处理印染废水，取得了较好效果，外循环三相生物流化床水处理设备与内循环三相流化床相比，虽然具有以下积极效果(1)互相平行的主床和副床，以及主床和副床之间的上连通管和下连通管，将气、液、固三相分离分别在主、副床内进行，避免了气泡对液、固分离的影响，提高了三相分离效率。(2)通过上、下连通实现载体和流体在主、副床之间循环流动，在一定程度上减少了流动阻力。但仍然存在不足(1)仅用好氧过程处理印染废水，色度去除较难，难降解污染物去除率偏低。(2)实际操作中因无沉降就出水，存在一定程度的载体流失。(3)流动阻力较大。(4)流动不够均匀等问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服已有技术中存在的问题，提供一种双外循环生物流化床废水处理装置，适于采用序批式运行方式，交替进行厌氧过程和好氧过程处理废水，达到良好的处理效果。
为达到上述目的，本实用新型的构思是在已有的以主床和副床构成的外循环生物流化床水处理装置上添加一个外环管道的循环回路，构成双外循环生物流化床水处理装置，便可适于采用序批式运行方式，实现厌氧过程与好氧过程在同一流化床中进行，以达到良好的处理效果。
根据上述的构思，本实用新型采用下述的技术方案一种双外循环生物流化床水处理装置，包括平行设置并上下连通的主床和副床，主床下部连通进气管，进气管连通进气泵的出气口，其特征在于副床上端开口通大气，该开口处装有进水管，副床中部接通出水管，出水管上装有出水阀，有一个循环水泵的进水口通过循环管道经循环阀连通副床的中部，而其出水口通过循环管道连通副床的下部。
上述的主床与副床中部之间由一根水平管道连通，水平管道上装有连通阀。
上述的主床与副床的上下之间通过弧形通管平滑连通。
上述的进水管接通位于废水池中的潜水泵出水口。
上述的副床上装有浮球式水位自动控制装置，其浮球连杆与一接触式继电控制开关相连接，该开关控制潜水泵的电源开关。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点(1)适于采用序批式运行方式，实现在同一设备中进行厌氧过程和好氧过程处理废水在流化床中，以活性碳颗粒为载体，填充量为10-20克/升，再加入经过驯化好的活性污泥假如量为20-30升/升，再经过8-10天的挂膜和驯化稳定后，由水位自动控制装置的控制下灌注废水到指定水位，则可开始序批式运行。先打开循环管路上的循环泵和循环阀，开始厌氧水解酸化处理过程至设定时间；然后关闭循环泵和循环阀，打开进气泵进行曝气，开始好氧分解作用处理过程至设定时间；关闭进气泵，装置静置沉淀至指定时间后，打开出水阀和出水连通阀，开始出水至指定的位置，然后进入闲置期恢复系统，至指定的时间后在开始新的循环周期。以达到良好的处理效果。
(2)主副床中部之间设置出水平衡管道，在出水过程中能保持副床水位与主床平衡，不至引起出水带出污泥。
(3)主副床上下之间以弧形通管平滑连通，可减小环流阻力，流速分布较均匀，使装置内的载体表面微生物性能均匀，不会造成生物膜过厚和过度脱落，有利于获得更好的处理效果。
(4)设有水位自动控制装置，能自动进水保持设定水位。
本实用新型还可配以自动电气控制系统，实现全自动序批式运行。
本实用新型还可以根据实际处理废水的特点的需要，任意组合序批式的运行模式，实现多种模式的组合。
图1是已有技术的外循环生物流化床水处理装置结构示意图。
图2是本实用新型一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1给出已有技术的外循环生物流化床水处理装置结构示意图，以供参考比较。
本实用新型的一个优选实施例祥述如下参见图2，本双外循环生物流化床水处理装置包括平行设置并上下连通的主床(9)和副床(4)，主床(9)下部连通进气管(10)，进气管(10)连通进气泵(11)的出气口，其特征在于副床(4)上端开口通大气，该开口处装有进水管(1)，副床(4)中部接通出水管(5)，出水管(5)上装有出水阀(6)，有一个循环水泵(13)的进水口通过循环管道(15)经循环阀(16)连通副床(4)的中上部，而其出水口通过循环管道(12)连通副床(4)的下部。上述的主床(9)与副床(4)中部之间由一根平水管道(7)连通，水平管道(7)上装有平衡阀(8)。上述的主床(9)与副床(4)的上下之间通过弧形通管平滑连通。上述的进水管(1)接通位于废水池中的潜水泵(14)出水口。上述的副床(4)上装有浮球式水位自动控制装置，其浮球(3)的连杆控制一个接触式继点开关(2)，该开关(2)控制潜水泵(14)的电源开关。上述的主副床的直径比为1∶2，主床高径比为1∶10。该流化床兼有液固两相流化床的作用和气液固三相流化床的作用。以活性碳颗粒为载体，填充量为10-20克/升。
本装置序批式操作步骤如下(1)设定厌氧时间、好氧时间、沉降时间、排水时间、闲置时间；(2)打开进水泵及进水阀，开始进水到指定的水位后关闭之；(3)进水后立即打开循环管路上的循环阀和循环泵，开始厌氧水解酸化作用至设定的时间(4-6小时)后关闭之；(4)厌氧过程结束后，开启进气泵曝气，进行好氧分解作用至设定的时间(4-6小时)后关闭之；(5)好氧过程结束后装置开始静置，沉降至设定的时间(0.5-1.0小时)；(6)沉降结束后打开出水管路和平衡连通管上的平衡阀开始排水至预定的水位后关闭之；(7)排水结束后进入闲置期至设定的闲置时间。
(8)闲置期结束后重新进水，开始新的周期运行。
本装置具有如下技术特点(1)双外循环生物流化床内小粒径载体提供了微生物附栖生长的巨大比表面积，活性微生物浓度高，具有氧气、底物与微生物接触良好，传递效率高，缩短了处理时间。
(2)流态化的操作方式创造了反应器内良好的传质条件，提高了传质速率，也提高了氧的利用率。并节省了专门的脱膜装置。
(3)双外循环流化床的这种结构，进一步减小流动阻力，降低能耗，而且流体力学性质均匀，使装置载体表面微生物性质均匀，不会造成生物膜过厚和过度脱落，从而保证了更好的处理效果(4)细胞固定化技术保证了世代周期较长的微生物的存活，使驯化得到优势菌属能在反应器中保持较高浓度，对难降解COD的水解酸化、脱氮十分有利。
(5)装置中经过序批式驯化的微生物分别在厌氧和好氧状态下经历饥饿，更有利于对有机物的降解，去除率高并具有较强的抗冲击负荷的能力。
(6)采用序批式水力强制流化和气流组合流化相结合，可以方便控制装置运行各阶段的溶解氧，可实现生化反应各阶段所需要的溶解氧环境。
(7)采用适当工艺条件使装置内的活性污泥量保持平衡，处理过程中不须排除污泥，避免了二次污染。
(8)厌氧过程，好氧过程，沉降过程在同一装置内进行，减少了设备投资，减少了占地面积。
这里的厌氧处理是指单发生水解和酸化作用，由原来一般的水力停留时间8-10小时减少到4-5小时就可以使染料废水几乎完全脱色，并分解成小分子有机物，使之在后续的好氧反应器中很容易降解，好氧时间也缩短到4-5小时，就可以达到出水要求，改变了传统的厌氧-好氧工艺存在的反应速度慢、处理时间长，设备繁多，占地面积大投资大，操作复杂等缺点。
权利要求1.一种双外循环生物流化床废水处理装置，包括平行设置并上下连通的主床(9)和副床(4)，主床(9)下部连通进气管(10)，进气管(10)连通进气泵(11)的出气口，其特征在于副床(4)上端开口通大气，该开口处装有进水管(1)，副床(4)中部接通出水管(5)，出水管(5)上装有出水阀(6)，有一个循环水泵(13)的进水口通过循环管道(15)经循环阀(16)连通副床(4)的中部，而其出水口通过循环管道(12)连通副床(4)的下部。
2.根据权利要求1所述的双外循环生物流化床废水处理装置，其特征在于主床(9)与副床(4)中部之间由一根平衡管道(7)连通，平衡管道(7)上装有平衡阀(8)。
3.根据权利要求1所述的双外循环生物流化床废水处理装置，其特征在于主床(9)与副床(4)的上下之间通过弧形通管平滑连通。
4.根据权利要求1所述的双外循环生物流化床废水处理装置，其特征在于进水管(1)接通位于废水池中的潜水泵(14)出水口。
5.根据权利要求4所述的双外循环生物流化床废水处理装置，其特征在于副床(4)上装有浮球式水位自动控制装置，其浮球(3)的连杆控制一个接触式继电开关(2)，该开关(2)控制潜水泵(14)的电源开关。
专利摘要本实用新型涉及一种双外循环生物流化床水处理装置。它包括平行设置并上下连通的主床和副床，主床下部连通进气管，进气管连通进气泵的出气口，副床上端开口通大气，该开口处装有进水管，副床中部接通出水管，出水管上装有出水阀；有一个循环水泵的进水口通过循环管道经循环阀连通副床的中部，而其出水口通过循环管道连通副床的下部；在主副床之间还有一带控制阀的连通管。本实用新型适于采用序批式运行方式，可交替进行厌氧过程和好氧过程处理废水，达到良好的处理效果。
文档编号C02F3/30GK2760018SQ20042010783
公开日2006年2月22日 申请日期2004年10月27日 优先权日2004年10月27日
发明者徐功娣, 陆永生, 卞华松, 张仲燕 申请人:上海大学