专利名称：一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺与一体化设备，属于废水处理技术领域。
背景技术：
化工废水具有水量水质变化大、可生化性差、难降解的特征以及污染物复杂多样等特点，一般根据实际废水的水质采取适当的预处理方法，如絮凝、微电解、吸附、光催化等工艺，破坏废水中难降解有机物、改善废水的可生化性，再联用生化方法，如ABR、SBR、接触氧化工艺、A/0工艺等，对化工废水进行处理。目前国内外对处理化工废水工艺的研究也趋向于采用多种方法的组合工艺，特别是固定化微生物技术也逐渐应用于处理难降解的化工废水。近来人们已经逐渐意识到将生物处理单元和物化处理单元一体化、设备化，可以大大减少基建和管路设备投资，是一种经济、高效、占地省的工艺要求，因此生物处理和沉淀澄清一体化处理装置的研制己成为污水处理反应器发展的必然趋势。从现有的专利资料来看，中国专利“好氧-厌氧微生物反复耦合处理污水新工艺(CN200310121766.7) ”虽然效果很好，但在一定程度上会提高装置的成本，且好氧-厌氧反复耦合不利于微生物的绝对厌氧环境，生物处理效率不高。专利“一种折流板反应器及其处理污水的方法(CN200610012070)”和专利“一体式高浓度有机废水处理装置(CN200310100513.1) ”涉及厌氧过程和好氧过程的多次耦合，增加了设备的复杂程度和运行管理的难度。专利“厌氧折流板反应器(CN200420068573.X)”由于整个反应器没有曝气，只是单一的厌氧环境，所以出水COD较难达到排放标准。专利(CN200420112057.2)公开了一种“无动力式污水生物净化装置”，主要缺点是:占地面积大，有效水深不够，影响了厌氧处理效率。实用新型“混合流膨胀床厌氧生物滤池(CN201020155938)”和实用新型“混合流膨胀床厌氧生物滤池(CN200420112056) ”对于处理化工废水来讲，不具有工艺上和经济上的优势。专利“一种印染废水和化工废水的处理工艺及其构筑物(CN20081019525.X) ”是对现有废水处理设施的改造，其应用具有局限性。典型的折流板反应器结构简单、无运动部件、造价低、容积利用率高、不易阻塞、污泥床膨胀程度较低、可降低反应器的总高度、投资成本和运转费用低；对生物体的沉降性能无特殊要求、污泥产率低、剩余污泥量少、污泥龄高；水力停留时间短、可以间歇的方式运行、耐水力和有机冲击负荷能力强，对进水中的有毒有害物质具有良好的承受力、可长运行时间而无需排泥。折流板反应器，总体呈推流式，有其不利的一面，在同等的总负荷条件下与单级的厌氧反应器相比，反应器第一格室要承受的负荷远大于平均负荷，造成局部负荷过载。
目前，现有的处理化工废水的工艺存在处理成本高，生物处理效率不高，使用中受限制，结构单一的问题
发明内容
针对化工废水中的有机污染物排放可能带来的环境风险问题，本发明旨在为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处，而提供不仅设计合理，结构紧凑，简单实用，既处理效果好，又提高处理效率，而且具有成本低，运行稳定，操作、使用十分方便的一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺与一体化设备。
本发明实施例是这样实现的，一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，经过预处理后的化工废水折流进入内回流厌氧折流式填充床，利用厌氧微生物进行厌氧生物处理；
经上述处理后的废水折流进入缺氧折流式填充床，利用兼性微生物进行缺氧生物处理；
经上述处理后的废水折流进入好氧折流式填充床，利用好氧微生物进行好氧生物处理；
经上述处理后的废水进入斜板式沉淀区经沉淀后出水；
所述厌氧微生物、所述兼性微生物、所述好氧微生物三种微生物相对隔离。
进一步，所述的固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，内回流厌氧折流式填充床是对ABR工艺的改进创新，起端折流板反应室采用内回流型式，待处理废水进入内回流段并与厌氧污泥混合 ，内回流厌氧折流式填充床在去除废水中COD的同时，也对特征污染物进行强化降解。
进一步，所述的固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，所述好氧折流式填充床采用好氧接触氧化工艺型式。
本发明实施例的另一目的在于提供一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备，进水管连接内回流厌氧折流式填充床，所述内回流厌氧折流式填充床连接缺氧折流式填充床，所述缺氧折流式填充床连接好氧折流式填充床，所述好氧折流式填充床连接斜板式沉淀区；
所述内回流厌氧折流式填充床设置有多个折流板反应室，起端折流板反应室装有塑料环，所述塑料环内包多孔轻质的悬浮填料，所述填料固定有降解特征污染物的优势微生物菌群；所述起端折流板反应室以外的厌氧折流板反应室装有悬挂的厌氧区挂膜填料；所述的厌氧区挂膜填料也固定有降解特征污染物的优势微生物菌群；
所述缺氧折流式填充床下部设置缺氧区曝气装置，所述缺氧折流式填充床还设置有悬挂的缺氧区挂膜填料；
所述好氧折流式填充床设置有好氧区曝气装置和悬挂的好氧区挂膜填料。
进一步，所述的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备，所述斜板式沉淀区设置有沉淀池，所述沉淀池采用斜板式，所述沉淀池内设置有沉淀泥斗和斜板，所述斜板式沉淀区连接出水堰，所述出水堰连接出水管。
进一步，所述的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备，所述内回流厌氧折流式填充床的起端折流板反应室设有搅拌器和分流挡板，通过分流挡板和控制搅拌条件形成内回流。
本发明提供的折流式填充床处理化工废水工艺，内回流厌氧折流式填充床固定有筛选培养的处理特征污染物的优势微生物，从而强化了特征污染物的降解与去除，缺氧折流式填充床和好氧接触填充床均设有挂膜填料，强化生物处理作用，提高生物处理效率；将厌氧-缺氧-好氧处理联合应用，处理效率高，出水效果好，能耗低，剩余污泥量少。本发明固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备多池共壁，投资运行费用低、节省占地面积。本发明提供的固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，可进行灵活调控，根据待处理的化工废水的特点，对降解特征污染物的优势微生物菌群进行固定，调节厌氧-缺氧-好氧段，可实现硝化，反硝化和厌氧释磷好氧除磷的过程，从而实现了同时高效去除C0D，去除特征污染物以及脱氮除磷的功能。
图1是本发明实施例提供的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备平面图。 图2是本发明实 施例提供的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备剖面图1。图3是本发明实施例提供的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备剖面图1I。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1示出了本发明实施例提供的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备平面图；图2示出了本发明实施例提供的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备剖面图1 ;图3示出了本发明实施例提供的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备剖面图1I。图中:内回流厌氧折流式填充床1、缺氧折流式填充床2、好氧折流式填充床3、斜板式沉淀区4、折流隔板5、搅拌器6、悬浮填料7、分流挡板8、厌氧区挂膜填料9、缺氧区挂膜填料10、缺氧区曝气装置11、好氧区曝气装置12、好氧区挂膜填料
13、沉淀泥斗14、斜板15、出水堰16、出水管17、进水管18、起端折流板反应室19。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。本发明实施例提供的固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，经过预处理后的化工废水折流进入内回流厌氧折流式填充床I，利用厌氧微生物进行厌氧生物处理；经上述处理后的废水折流进入缺氧折流式填充床2，利用兼性微生物进行缺氧生物处理；经上述处理后的废水折流进入好氧折流式填充床3，利用好氧微生物进行好氧生物处理；经上述处理后的废水进入斜板式沉淀区4经沉淀后出水；所述厌氧微生物、所述兼性微生物、所述好氧微生物三种微生物相对隔离。本发明实施例还提供了一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水处理设备，进水管18连接内回流厌氧折流式填充床I，所述内回流厌氧折流式填充床I连接缺氧折流式填充床2,所述缺氧折流式填充床2连接好氧折流式填充床3,所述好氧折流式填充床3连接斜板式沉淀区4 ；
所述内回流厌氧折流式填充床I设置有多个折流板反应室，起端折流板反应室装有塑料环，所述塑料环内包多孔轻质的悬浮填料7，所述悬浮填料7固定有降解特征污染物的优势微生物菌群；所述起端折流板反应室以外的厌氧折流板反应室装有悬挂的厌氧区挂膜填料9 ;所述的厌氧区挂膜填料9也固定有降解特征污染物的优势微生物菌群；
所述缺氧折流式填充床2下部设置缺氧区曝气装置11，所述缺氧折流式填充床2还设置有悬挂的缺氧区挂膜填料10 ；
所述好氧折流式填充床3设置有好氧区曝气装置12和悬挂的好氧区挂膜填料13。
所述斜板式沉淀区4设置有沉淀池，所述沉淀池采用斜板式，所述沉淀池内设置有沉淀泥斗14、斜板15，所述斜板式沉淀区4连接出水堰16、所述出水堰16连接出水管17。
所述内回流厌氧折流式填充床I的起端折流板反应室19设有搅拌器6和分流挡板8，通过分流挡板8和控制搅拌条件形成内回流。
—体化设备由内回流厌氧折流式填充床1、缺氧折流式填充床2、好氧折流式填充床3和斜板式沉淀区4等四个部分组成，各部分依次相连。内回流厌氧折流式填充床I采用内回流厌氧折流板型式，废水进入内回流厌氧折流式填充床I与厌氧污泥混合，起端折流板反应室19设有搅拌器6，强化布水和混合效果，同时装有悬浮填料7，通过分流挡板8和控制搅拌器6使得起端折流板反应室19形成内回流，其余厌氧折流板反应室装有厌氧区挂膜填料9，在所有填料中固定筛选培养的处理特征污染物的优势微生物，对难降解的特征污染物进行降解。内回流厌氧折流式填充床I出水自上而下通过折流布水进入缺氧折流式填充床2，下部设置缺氧区曝气装置11，并控制曝气量，使得缺氧折流式填充床处于缺氧状态，废水与污泥混合后进行水解酸化，同时装有缺氧区挂膜填料10增强缺氧区的处理效果；缺氧折流式填充床2出水折流进好氧折流式填充床3,好氧折流式填充床3采用好氧接触氧化工艺型式，布置好氧区曝气装置12和好氧区挂膜填料13，形成好氧污泥与废水完全混合；废水经生物处理后进入斜板式沉淀区4，斜板式沉淀区4采用斜板式沉淀，占地面积小，并能提闻沉淀效率和出水水质。
应用实例:从某化工企业产生的各种废水经厂内预处理后，COD浓度达到5000mg/L以下，NH3-N浓度达到100mg/L以下，TP浓度达到5mg/L以下，特征污染物为有机氯化物，有机氯化物浓度在50mg/L以下。经预处理后的化工废水排入本专利所述固定化微生物折流式填充床处理工艺和一体化设备。废水首先进入内回流厌氧折流式填充床I，塑料环内包悬浮填料密度为10-15粒/dm3，水力停留时间为4-6小时。出水再折流进入缺氧折流式填充床2，利用混合污泥结合悬挂的缺氧区挂膜填料10上的生物膜处理，水力停留时间为2-3小时。出水再进入好氧折流式填充床3，利用活性污泥结合悬挂的好氧区挂膜填料13上的生物膜处理，如有需要可在此基础上增加悬浮填料7，水力停留时间为6-9小时。经斜板式沉淀区4沉淀3-4小时后出水。控制运行条件，回流沉淀泥斗14内的污泥至内回流厌氧折流式填充床I以实现除磷，将好氧折流式填充床3出水回流至缺氧折流式填充床2以利于脱氮。化工废水经上述工艺和一体化设备处理后，废水中的C0D、NH3-N与TP总去除率为90%以上，有机氯污染物的去除率在98%以上，从而可以使废水处理达标排放，有效控制外排的化工废水中有机氯化物对外环境的影响。化工废水经处理后达到《江苏省化学工业主要水污染物排放标准(DB32/939-2006)》或该标准参照的国家化工类企业排放标准。
本发明结合固定化微生物技术，综合并优化了 ABR、Α/Α/0和接触氧化工艺特点，补齐不足，集成创新出一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，对比传统废水处理工艺，具有主要特征:1、内回流厌氧折流式填充床是对ABR工艺的改进创新，起端折流板反应室设有搅拌器，强化布水和混合效果，同时装有塑料环内包多孔轻质的悬浮填料，控制搅拌条件形成内回流，内回流降低了起端折流板反应室的处理负荷，提高了厌氧生物处理效率，其余的厌氧折流板反应室均装有悬挂的厌氧生物膜挂膜填料，在所有填料中固定有筛选培养的处理特征污染物的优势微生物，从而强化了难降解的特征污染物的降解与去除；缺氧折流式填充床和好氧接触填充床均设有挂膜填料，强化生物处理作用，提高生物处理效率。2、生物部分各工段之间采用折流式，将厌氧、缺氧和好氧的微生物相对隔离，厌氧-缺氧-好氧生物处理联合应用，具有处理效率高、能耗低、剩余污泥量少的优点。3、固定化微生 物折流式填充床处理化工废水工艺调控灵活，根据待处理的化工废水的特点，对降解特征污染物的优势微生物菌群进行固定，灵活调节厌氧-缺氧-好氧段，可实现硝化、反硝化、厌氧释磷好氧除磷的过程，从而实现了同时高效去除C0D、去除特征污染物以及脱氮除磷的功能。4、固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备多池共壁，具有投资运行费用低、占地面积节省等优点，可广泛应用于化工、制药等工业废水和小水量的生活污水的处理，尤其是含难降解复杂有机物的化工废水的处理。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，其特征在于， 经过预处理后的化工废水折流进入内回流厌氧折流式填充床，利用厌氧微生物进行厌氧生物处理； 经上述处理后的废水折流进入缺氧折流式填充床，利用兼性微生物进行缺氧生物处理； 经上述处理后的废水折流进入好氧折流式填充床，利用好氧微生物进行好氧生物处理； 经上述处理后的废水进入斜板式沉淀区经沉淀后出水； 所述厌氧微生物、所述兼性微生物、所述好氧微生物三种微生物相对隔离。
2.如权利要求1所述的固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，其特征在于，内回流厌氧折流式填充床的起端折流板反应室采用内回流型式，待处理废水进入内回流段并与厌氧污泥混合，内回流厌氧折流式填充床在去除废水中COD的同时，也对特征污染物进行强化降解。
3.如权利要求1所述的固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺，其特征在于，所述好氧折流式填充床采用好氧接触氧化工艺型式。
4.一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备，其特征在于，进水管连接内回流厌氧折流式填充床，所述内回流厌氧折流式填充床连接缺氧折流式填充床，所述缺氧折流式填充床连接好氧折流式填充床，所述好氧折流式填充床连接沉淀区； 所述内回流厌氧折流式填充床设置有多个折流板反应室，起端折流板反应室装有塑料环，所述塑料环内包多孔轻质的悬浮填料，所述悬浮填料固定有降解特征污染物的优势微生物菌群；所述起端折流板反应室以外的厌氧折流板反应室装有悬挂的厌氧区挂膜填料；所述的厌氧区挂膜填料也固定有降解特征污染物的优势微生物菌群； 所述缺氧折流式填充床下部设置缺氧区曝气装置，所述缺氧折流式填充床还设置有悬挂的缺氧区挂膜填料； 所述好氧折流式填充床设置有好氧区曝气装置和悬挂的好氧区挂膜填料。
5.如权利要求4所述的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备，其特征在于，所述斜板式沉淀区设置有沉淀池，所述沉淀池采用斜板式，所述沉淀池内设置有沉淀泥斗和斜板，所述斜板式沉淀区连接出水堰，所述出水堰连接出水管。
6.如权利要求4所述的固定化微生物折流式填充床处理化工废水一体化设备，其特征在于，所述内回流厌氧折流式填充床的起 端折流板反应室设有搅拌器和分流挡板，通过分流挡板和控制搅拌条件形成内回流。
全文摘要
本发明公开了一种固定化微生物折流式填充床处理化工废水工艺及一体化设备，对经过预处理后的化工废水，依次利用内回流厌氧折流式填充床、缺氧折流式填充床和好氧折流式填充床进行生物处理，经沉淀后出水。本发明提供的折流式填充床处理化工废水工艺，其中的内回流厌氧折流式填充床固定有筛选培养的处理特征污染物的优势微生物，强化了特征污染物的降解与去除，缺氧折流式填充床和好氧折流式填充床均设有挂膜填料，强化生物处理作用，提高生物处理效率；将厌氧-缺氧-好氧处理联合应用，处理效率高，出水效果好，能耗低，剩余污泥量少。此外，本发明投资运行费用低、节省占地面积。
文档编号C02F3/30GK103172176SQ20131011634
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者金建祥, 丁成, 徐毅, 刘冬雪, 陈希超, 王驰锋, 李建, 仝振庭, 赵君 申请人:盐城工学院, 江苏科易达环保科技有限公司