快速解除vfa抑制的厌氧反应器及方法
【专利摘要】本发明公开了快速解除VFA抑制的厌氧反应器及方法，其中厌氧反应器在污泥膨胀反应区与三相分离器之间设有混合液回流管，所述混合液回流管的下端经回流泵连通至所述污泥膨胀反应区，还设有连通至所述混合液回流管的加碱管道，所述混合液回流管位于所述加碱管道上方的管段设有第一阀门，所述加碱管道上设有第二阀门。本发明提供的快速解除VFA抑制的厌氧反应器及方法，可快速解除挥发性脂肪酸对厌氧反应器的抑制，保证厌氧反应器的正常工作。
【专利说明】
快速解除VFA抑制的厌氧反应器及方法
技术领域
[0001]本发明涉及废水处理设备技术领域，特别涉及一种快速解除VFA抑制的厌氧反应器。
【背景技术】
[0002]厌氧消化反应是一个极其复杂的生物过程，一般分为四个阶段:水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。水解阶段的产物主要为单糖、氨基酸和长链脂肪酸等小分子物质，产酸阶段是在产酸菌的作用下，把水解阶段的产物进一步降解为各种有机酸。产酸阶段的主要产物为乙酸、丙酸、丁酸等各种挥发性脂肪酸((volatile fatty acids,VFA)，以及乳酸、醇类和酮类物质等。产氢产乙酸阶段是将水解阶段和产酸阶段中产生的有机酸和醇类等产物，进一步转化为乙酸、H2XO2等物质。产甲烷阶段主要的产甲烷菌为嗜酸产甲烷菌和嗜氢产甲烷菌，嗜酸产甲烷菌是分解CH3⑶OH产生CH4和⑶2，即CH3C00H—CH4+CO2，嗜氢产甲烷菌是利用H2将CO2还原为CH4，即4H2+C02—CH4+2H20。
[0003]在厌氧过程中，最终目的是实现产甲烷阶段，但是酸化阶段和产氢产乙酸阶段中的VFA的大量积累(一般VFA超过301mg/L即判断为VFA积累)，产甲烷，就会使产甲烷过程受到抑制，造成厌氧反应器酸化，厌氧有机物去除效率大幅度降低，甚至厌氧反应器崩溃。本发明因此而来。
【发明内容】
[0004]基于上述问题，本发明目的是提供一种快速解除VFA抑制的厌氧反应器，其结构简单，可解决厌氧反应器酸化的问题。
[0005]基于上述问题，本发明的另一目的是提供一种快速解除VFA抑制的方法。
[0006]为了解决现有技术中的问题，本发明提供的技术方案之一是:
[0007]快速解除VFA抑制的厌氧反应器，包括厌氧反应器本体，所述厌氧反应器本体底部设有布水器，所述布水器连接至进水管，所述厌氧反应器本体的下部为污泥膨胀反应区，所述污泥膨胀反应区的上方设置三相分离器，所述三相分离器连通有沼气排出管，所述三相分离器的上方为出水澄清区，所述出水澄清区连接有出水管，所述污泥膨胀反应区与所述三相分离器之间设有混合液回流管，所述混合液回流管的下端经回流栗连通至所述污泥膨胀反应区，还设有连通至所述混合液回流管的加碱管道，所述混合液回流管位于所述加碱管道上方的管段设有第一阀门，所述加碱管道上设有第二阀门。
[0008]在其中的一些实施方式中，所述混合液回流管、加碱管道均设置在所述厌氧反应器本体的外部。
[0009]在其中的一些实施方式中，所述布水器的上方设有混合液布水管，所述混合液回流管的下端连接至所述混合液布水管。
[0010]在其中的一些实施方式中，所述混合液布水管与所述布水器之间的距离为0.2?
0.4mo[0011 ]在其中的一些实施方式中，所述混合液回流管位于所述三相分离器下方的0.5?
0.8m 处。
[0012]在其中的一些实施方式中，所述加碱管道内加的碱为CaO溶液。
[0013]为了解决现有技术中的问题，本发明提供的另一技术方案是:
[0014]快速解除VFA抑制的方法，当VFA在201?300mg//L时，打开第一阀门、关闭第二阀门，通过回流栗的回流污泥膨胀反应区上方的混合液，厌氧反应器正常进水；当VFA在301?400mg/L时，开启第二阀门使加碱管道中的碱液与混合液混合，控制混合后的pH在7.2?7.5，厌氧反应器进水量降低20?30%，I?2周时间即可降低VFA在201?300mg/L;当VFA在401mg/L以上时，开启第二阀门使加碱管道中的碱液与混合液混合，控制混合后的pH在7.5?7.8，同时厌氧反应器进水量降低50?70%，2?3周时间即可降低VFA在301?400mg/L，再过I?2周时间即可降低VFA在201?300mg/L。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点是:
[0016]采用本发明的技术方案，该厌氧反应器占地面积小、投入小、维修量小、动力消耗低、运行成本低、操作管理简单，通过回流栗将三相分离器与污泥膨胀反应区之间的混合液回流至污泥膨胀反应区，当厌氧反应器本体内的挥发性脂肪酸浓度过高时，可选择将加碱管道中的碱液与混合液混合后回流至污泥膨胀反应区，同时控制厌氧反应器进水，可在较短时间内解除挥发性脂肪酸对厌氧反应器的抑制，抵抗VFA对厌氧反应器稳定运行的影响，保证厌氧反应器的正常工作。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明快速解除VFA抑制的厌氧反应器实施例的结构示意图；
[0019]其中:
[0020]1、厌氧反应器本体；
[0021]2、布水器；
[0022]3、进水管；
[0023]4、污泥膨胀反应区；
[0024]5、三相分离器；
[0025]6、沼气排出管；
[0026]7、出水澄清区；
[0027]8、出水管；
[0028]9、混合液回流管；
[0029]10、回流栗；
[0030]11、加碱管道；
[0031]12、第一阀门；
[0032]13、第二阀门；
[0033]14、混合液布水管。
【具体实施方式】
[0034]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0035]参见图1，为本发明实施例的结构示意图，提供一种快速解除VFA抑制的厌氧反应器，包括厌氧反应器本体I，在厌氧反应器本体I的底部设有布水器2，布水器2连接至进水管3，厌氧反应器本体I的下部为污泥膨胀反应区4，在污泥膨胀反应区4的上方设有三相分离器5，三相分离器5的连通有沼气排出管6，三相分离器5的上方为出水澄清区7，出水澄清区7连接有出水管8以用于厌氧反应器出水，为了防止在厌氧反应过程中产酸阶段产生的挥发性脂肪酸过渡累积导致厌氧反应器酸化，在污泥膨胀反应区4和三相分离器5之间设有混合液回流管9，混合液回流管9的下端经回流栗10连通至污泥膨胀反应区4，还设有连通至混合液回流管9的加碱管道11，优选的，加碱管道11连通至混合液回流管9的中部，以便于混合液与碱液的充分混合，在混合液回流管9位于加碱管道11上方的管段设有第一阀门12，在加碱管道11上设有第二阀门13。
[0036]本例中，混合液回流管9、加碱管道11均设置在厌氧反应器本体I的外部。
[0037]为了进一步优化本发明的实施效果，在布水器2的上方设有混合液布水管14，混合液回流管9的下端连接至混合液布水管14，以便于混合液回流至污泥膨胀反应区4后的均匀布水，混合液布水管14与布水器2之间的距离为0.2?0.4m，而非混合液布水管14与布水器2共用相同的管道，目的是避免混合液加碱在布水管道上结垢而堵塞布水器2，保持混合液布水管14与布水器2的距离是使混合液能与布水器2中的液体充分混合，强化混合反应的传质效果。
[0038]本例中，混合液回流管14位于三相分离器5下方0.5?0.Sm处，回流栗1抽取的是未经过三相分离器5分离的液体，而不是出水澄清区7经过三相分离器5分离的液体，这样的位置是没有影响三相分离器5对沼气、废水和污泥的三相分离的过流量，未影响三相分离器5的过流水力流态，不会影响三相分离器5分离沼气、废水和污泥，而混合液回流管9如果在出水澄清区7，必将加大三相分离器5的过流量，紊乱三相分离器5过流水力流态从而影响三相分离器5对沼气、废水和污泥的分离效果。
[0039]本例中，加碱管道11中加的碱为CaO溶液，为带正二价离子Ca2+，而不是正一价离子的Na+，厌氧污泥表面的微生物菌为带负电，正负电相互吸引，正二价离子比正一价离子价位高，更容易和快速地中和厌氧菌表面的微生物菌，中和VFA等脂肪酸，解除VFA对厌氧菌的生物抑制，同时Ca2+更容易强化厌氧颗粒污泥的骨架质量，从而强化微生物菌的凝聚，更有利于厌氧颗粒污泥的形成。
[0040]快速解除VFA抑制的方法为:一般厌氧正常运行时VFA浓度为100?200mg/L，当VFA在201?300mg/L时，打开第一阀门12、关闭第二阀门13，通过回流栗1的回流混合液，提高厌氧反应器中的上升流速，使污泥处于膨胀状态，污泥中的产甲烷菌与有机物快速生物降解，从而缓解VFA的积累，使厌氧出水的pH在6.8以上，此时厌氧反应器正常进水进行；当VFA在301?400mg/L时，开启第二阀门13使加碱管道11中的碱液与混合液混合，控制混合后的pH在7.2?7.5，使厌氧出水的pH在7.2以上，此时厌氧反应器进水量降低20?30%，I?2周时间即可降低VFA在201?300mg/L;当VFA在401mg/L以上时，开启第二阀门13使加碱管道11中的碱液与混合液混合，控制混合后的pH在7.5?7.8，使厌氧出水的pH在7.5以上，同时厌氧反应器进水量降低50?70%，2?3周时间即可降低VFA在301?400mg/L;再过I?2周时间即可降低VFA在201?300mg/L。根据以上的方法，I?5周时间即可以快速解除VFA对厌氧菌的抑制，抵抗VFA对厌氧反应器稳定运行的影响。
[0041]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.快速解除VFA抑制的厌氧反应器，包括厌氧反应器本体(I)，所述厌氧反应器本体(I)底部设有布水器(2)，所述布水器(2)连接至进水管(3)，所述厌氧反应器本体(I)的下部为污泥膨胀反应区(4)，所述污泥膨胀反应区(4)的上方设置三相分离器(5)，所述三相分离器(5)连通有沼气排出管(6)，所述三相分离器(5)的上方为出水澄清区(7)，所述出水澄清区(7)连接有出水管(8)，其特征在于:所述污泥膨胀反应区(4)与所述三相分离器(5)之间设有混合液回流管(9)，所述混合液回流管(9)的下端经回流栗(10)连通至所述污泥膨胀反应区(4)，还设有连通至所述混合液回流管(9)的加碱管道(11)，所述混合液回流管(9)位于所述加碱管道(11)上方的管段设有第一阀门(12)，所述加碱管道(11)上设有第二阀门(13)。2.根据权利要求1所述的快速解除VFA抑制的厌氧反应器，其特征在于:所述混合液回流管(9)、加碱管道(11)均设置在所述厌氧反应器本体(I)的外部。3.根据权利要求1所述的快速解除VFA抑制的厌氧反应器，其特征在于:所述布水器(2)的上方设有混合液布水管(14)，所述混合液回流管(9)的下端连接至所述混合液布水管(14)。4.根据权利要求3所述的快速解除VFA抑制的厌氧反应器，其特征在于:所述混合液布水管(14)与所述布水器(2)之间的距离为0.2?0.4m。5.根据权利要求1至4任一所述的快速解除VFA抑制的厌氧反应器，其特征在于:所述混合液回流管(9)位于所述三相分离器(5)下方的0.5?0.Sm处。6.根据权利要求5所述的快速解除VFA抑制的厌氧反应器，其特征在于:所述加碱管道(11)内加的碱为CaO溶液。7.快速解除VF A抑制的方法，其特征在于:当V F A在2 OI?3 O O m g / L时，打开第一阀门(12)、关闭第二阀门(13)，通过回流栗(10)的回流污泥膨胀反应区(4)上方的混合液，厌氧反应器正常进水；当VFA在301?400mg/L时，开启第二阀门(13)使加碱管道(11)中的碱液与混合液混合，控制混合后的pH在7.2?7.5，厌氧反应器进水量降低20?30 %，I?2周时间即可降低VFA在201?300mg/L;当VFA在401mg/L以上时，开启第二阀门(13)使加碱管道(11)中的碱液与混合液混合，控制混合后的pH在7.5?7.8，同时厌氧反应器进水量降低50?70 %，2?3周时间即可降低VFA在301?400mg/L，再过I?2周时间即可降低VFA在201?300mg/L。
【文档编号】C02F3/28GK106045029SQ201610539113
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】徐富, 姜炎明
【申请人】苏州苏沃特环境科技有限公司