专利名称：焦化废水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于焦化废水处理装置，特别涉及一种厌氧-缺氧-好氧焦化废水处理工艺配套使用的装置。
背景技术：
焦化废水因含有酚、氨氮、氰化物、硫化物、焦油、萘等，其成分复杂多变，是一种很难处理的工业废水。现有的焦化废水处理方法主要有化学法、物理法、生物法，生物法因其处理成本低，是迄今为止焦化废水处理最有效、也是应用最广的方法。生物法中，缺氧-好氧(A/O)、厌氧-缺氧-好氧(A2/O)及其他组合工艺被认为是焦化废水生物脱氮的较好工艺。上述工艺的实施，要求有配套的装置，而焦化废水处理装置中，核心单元是反应器。在反应器方面，有序批式活性污泥法反应器(SBR)、一体化膜-序批式生物反应器(SMSBR)、好氧流化床反应器、生物转盘(RBC)反应器、固定床反应器、加半软性填料的固定膜反应器等，但将上述反应器直接作为与厌氧-缺氧-好氧(A2/O)工艺配套的处理装置中的厌氧、缺氧反应器时，则存在系统进水氨氮浓度较低(要求进水NH3-N≤250mg/L时，出水才能达到NH3-N≤15mg/L)的问题，因此，焦化废水进入生物处理系统前必须进行大量稀释以保证进水NH3-N≤250mg/L，系统才能稳定运行，这导致系统处理量增大，处理成本偏高，严重影响了焦化废水生物脱氮技术的工程推广应用。
《焦化废水生物流化床系统脱氮中试研究》(杨平等，环境工程，2002年8月第20卷第4期，P14～17)公开了一种A1-A2-O(厌氧-缺氧-好氧)工艺，在介绍该工艺时虽然提到了以厌氧流化床、缺氧流化床作生物反应器并用于缺氧段和厌氧段，但对于厌氧流化床、缺氧流化床生物反应器的具体结构却未予以公开。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种与厌氧-缺氧-好氧(A1-A2-O)焦化废水处理工艺配套的焦化废水处理装置，此种处理装置不仅处理效果好，而且能减少占地面积，降低运行成本和处理费用。
本实用新型的技术方案是尽可能减少处理装置的基本结构单元，并对厌氧、缺氧段反应器进行优化设计。所提供的焦化废水处理装置包括厌氧流化床反应器、缺氧流化床反应器、曝气池、沉淀池、连接上述单元的管路及安装在管路上的阀门和输液泵；厌氧流化床反应器、缺氧流化床反应器、曝气池、沉淀池串联连接，沉淀池与曝气池连接有污泥回流管，沉淀池与缺氧流化床反应器连接有回流水管。
厌氧流化床反应器和缺氧流化床反应器的具体结构如下厌氧流化床反应器主要由容器主体、上封头盖、布水器、三相分离器和微生物固定载体构成，布水器、三相分离器和微生物固定载体均位于容器主体内，布水器安装在容器主体的下部，三相分离器安装在容器主体的中上部，微生物固定载体分布在布水器和三相分离器之间，上封头盖和/或容器主体上部的容器壁设置有排气管。
缺氧流化床反应器主要由筒状开敞式容器、布水器、三相分离器、微生物固定载体和导流构件构成，布水器、三相分离器、微生物固定载体和导流构件均位于容器内，导流构件为与容器相匹配的筒状体，安装在容器的下部段，布水器安装在容器的底部并位于导流构件所围成的区域内，微生物固定载体分布在导流构件与容器壁所围成的空间及导流构件所围成的空间内，三相分离器安装在容器的上部段。
为了便于调节进入缺氧流化床反应器的焦化废水的流量和水质，还可以设置回流贮槽，该回流贮槽串联在厌氧流化床反应器与缺氧流化床反应器之间；若设置了回流贮槽，则回流水管的一端与沉淀池的出水管连接，另一端与回流贮槽连接。
为了使布水均匀，提高反应器效率，根据厌氧段和缺氧段的反应特点设计了不同结构的布水器。厌氧流化床反应器中所安装的布水器由布水主管、布水支管构成，布水主管交叉排列形成多个区域，其端部与容器主体内壁连接，布水支管有多根，在布水主管所形成的各区域内平行排列，其一端与布水主管连接，其另一端与固定在容器主体内壁的支管支承连接，各布水支管朝向容器主体底部的一侧均设置有出水孔。缺氧流化床反应器中所安装的布水器为环状布水管，该环状布水管安装在与导流构件固连的支承件上，其上侧面设置有出水孔。
为了提高缺氧流化床反应器内的微生物量并防止微生物固定载体颗粒流出反应器，缺氧流化床反应器中所安装的三相分离器由与容器相匹配的筒状体和位于筒状体内的悬挂纤维填料构成，筒状体的筒壁设置有出水孔。
为了使脱氮效果更好且减少占地面积，还采取了以下技术措施1、将构成厌氧流化床反应器的容器主体设计为圆筒体，其高径比为3～5。
2、将构成缺氧流化床反应器的筒状开敞式容器设计为上部段直径大于下部段直径的圆筒体，下部段直径较小的圆筒体的高径比为2～5。
3、缺氧流化床反应器中的导流构件的截面积等于导流构件与容器内壁所围成的环形空间的截面积。
4、厌氧流化床反应器中的微生物固定载体选用聚丙烯酸酯类、甲基丙烯酸甲酯类多孔高分子聚合物或颗料活性炭，缺氧流化床反应器中的微生物固定载体选用多孔膜微囊载体或聚丙烯酸酯类、甲基丙烯酸甲酯类多孔高分子聚合物。
本实用新型具有以下有益效果1、可用于处理氨氮浓度高达500～600mg/L的焦化废水(一般A2/O工艺处理焦化废水时其进水氨氮浓度不能超过250mg/L)，经处理后出水氨氮浓度小于15mg/L，同时，运行费用仅为一般A2/O工艺所用装置处理焦化废水费用的1/2。
2、由于厌氧流化床反应器具有合理的结构，有效改善了废水的可生化性，有效减少了废水对微生物的毒性，为后续工艺处理创造了良好的条件。
3、由于缺氧流化床反应器设置了导流构件及导流构件和布水器的合理安装布局，可使被处理废水和微生物载体进行内循环，这样有效改善了混合传质条件，不易发生载体分层现象。
4、厌氧流化床反应器中所采用的布水器结构可实现在整个截面分散多点布水及下向反冲式布水，因而能避免堵塞，防止沟流，使反应器内的固液混合更均匀，有利于提高反应器效率。
5、缺氧流化床反应器中所采用的环状布水器，不仅结构简单，而且布水均匀，有利于提高反应器效率。
6、缺氧流化床反应器中所采用的三相分离器，不仅结构简单，而且其悬挂纤维束填料可有效提高反应器内的微生物量，防止微生物固定载体颗粒流出反应器。
7、由于厌氧、缺氧流化床反应器采用高径比大的立式结构，因而减少了占地面积，整个处理装置的占地面积仅为常规处理方法所用处理装置占地面积的1/5。
8、由于厌氧流化床反应器和缺氧流化床反应器中的微生物固定载体的固定化效果好，颗粒强度高，因而载体上微生物聚集密度高，生化反应速度提高，反应器水力停留时间缩短，抗焦化废水负荷冲击能力和毒性冲击能力提高，瞬变环境适应性增强，系统需加入的营养物少。
9.多孔高分子载体、微囊载体球形度高、密度小，因而载体颗粒易于流态化，使厌氧流化床反应器外回流量小，缺氧流化床反应器内循环量小，可有效降低处理装置的能耗，减少运行成本。
图1是本实用新型所提供的焦化废水处理装置的一种结构简图；图2是本实用新型所提供的焦化废水处理装置的又一种结构简图图3是厌氧流化床反应器的一种结构图；图4是缺氧流化床反应器的一种结构图；图5是厌氧流化床反应器所用的布水器的一种结构图；图6是缺氧流化床反应器所用的布水器的一种结构图；图7是图6的俯视图。
图中，1—焦化废水进水管、2—厌氧流化床反应器、3—缺氧流化床反应器、4—曝气池、5—沉淀池、6—出气管、7—排气管、8—阀门、9—输液泵、10—流量计、11—空气进水管、12—污泥回流管、13—回流水管、14—放空管、15—回流贮槽、16—微生物固定载体、17—回流管、18—出水管、19—三相分离器、20—容器主体、21—布水器、22—支座、23—上封头盖、24—三相分离器、25—微生物固定载体、26—布水器、27—进水管、28—容器、29—导流构件、30—悬挂纤维填料、31—出水管、32—布水支管、33—支管支承、34—布水主管、35—环状布水管、36—支承件。
具体实施方式
实施例1本实施例中的焦化废水处理装置的结构如图1所示，基本单元有厌氧流化床反应器2、缺氧流化床反应器3、曝气池4(曝气池为常规的好氧反应器)、沉淀池5，上述基本单元通过管件串联连接；厌氧流化床反应器2的进液口连接有焦化废水进水管1，其底部安装了配备有阀门8的放空管1；沉淀池5与曝气池4连接有污泥回流管12，沉淀池5与缺氧流化床反应器3连接有回流水管13，曝气池4的底部安装有空气进水管11；串联连接基本单元的管件及焦化废水进水管1、污泥回流管12、回流水管13上安装有阀门8、输液泵9、流量计10或阀门8、输液泵9。
该处理装置中的厌氧流化床反应器2的结构如图3所示，由容器主体20、上封头盖23、支撑容器主体的支座22、布水器21、三相分离器19和微生物固定载体16构成；布水器、三相分离器和微生物固定载体均位于容器主体内，布水器安装在容器主体的下部，三相分离器安装在容器主体的中上部，微生物固定载体分布在布水器和三相分离器之间，上封头盖和容器主体上部的容器壁设置有排气管7。容器主体20为圆筒体，由碳钢钢板或外层为碳钢、内衬为不锈钢复合钢板制作，其高径比为4，上封头盖23的内径与容器主体20的外径相匹配；三相分离器19由简体和筒体内设置的锥形体构成；布水器21的结构如图5所示，由布水主管34、布水支管32构成，布水主管34交叉排列形成四个区域，其端部与容器主体内壁连接，布水支管32有多根，在布水主管所形成的四个区域内平行排列，其一端与布水主管连接，其另一端与固定在容器主体内壁的支管支承33连接，各布水支管朝向容器主体底部的一侧均设置有出水孔；微生物固定载体16选用聚丙烯酸酯类多孔高分子聚合物，载体颗粒粒径为0.3～0.5mm。
该处理装置中的缺氧流化床反应器3的结构如图4所示，主要由筒状开敞式容器28、布水器26、三相分离器24、微生物固定载体25和导流构件29构成；布水器、三相分离器、微生物固定载体和导流构件均位于容器内，导流构件29为与容器相匹配的筒状体，安装在容器的下部段，布水器26安装在容器的底部并位于导流构件29所围成的区域内，微生物固定载体24分布在导流构件与容器壁所围成的空间及导流构件所围成的空间内，三相分离器24安装在容器的上部段。筒状开敞式容器28为上部段直径大于下部段直径的圆筒体，由碳钢钢板或外层为碳钢、内衬为不锈钢复合钢板制作，其下部段直径较小的圆筒体的高径比为3，其上部段的高度与三相分离器相匹配，上部段的直径是下部段直径的1.5倍；三相分离器24由与容器圆筒体和位于圆筒体内的悬挂纤维填料构成，圆筒体的直径与容器28的下部段的直径相同，其筒壁设置有出水孔，纤维填料材料为维纶；导流构件29的截面积等于导流构件29与容器28内壁所围成的环形空间的截面积；布水器26的结构如图6、图7所示，为环状布水管35，该环状布水管安装在与导流构件29固连的支承件36上，其上侧面设置有出水孔；微生物固定载体25选用多孔膜微囊载体，形成微囊膜的材料为聚酰胺类高分子材料，微囊载体膜孔孔径取微生物细胞尺寸的2～5倍，颗粒取0.5～2mm。
本实施例中的焦化废水处理装置的工作流程为焦化废水经厌氧流化床反应器2处理后泵入缺氧流化床反应器3，经缺氧流化床处理后的废水自流进入曝气池4，经曝气池4处理后的废水上清液部分自流进入沉淀池5，沉淀池5中沉淀的污泥用泵回流到曝气池4，达标后的处理水一部分外排出系统，一部分回流至缺氧流化床反应器2调节待处理废水的浓度，沉淀的剩余污泥排至污泥处理系统。该处理器稳定运行时总水力停留时间为36～42h，厌氧流化床反应器2的水力停留时间为8～10h，缺氧流化床反应器3水力停留时间为10～12h，曝气池4水力停留时间18～20h；该处理器24小时连续运行，采用PLC控制系统进行自动控制。
实施例2本实施例中的焦化废水处理装置的结构如图2所示，与实施例1不同之处在于增加了基本单元回流贮槽15，该回流贮槽串联在厌氧流化床反应器2与缺氧流化床反应器3之间；与此相匹配，回流水管13的一端与沉淀池5的出水管6连接，另一端与回流贮槽15连接。
该焦化废水处理装置中的厌氧流化床反应器2和缺氧流化床反应器3的结构与实施例1基本相同，所不同的是厌氧流化床反应器2的容器主体20的高径比为5；微生物固定载体16选用颗粒活性炭。缺氧流化床反应器3下部段直径较小的圆筒体的高径比为4，微生物固定载体25选用甲基丙烯酸甲酯类多孔高分子聚合物，载体颗粒粒径为0.3～0.5mm。
权利要求1.一种焦化废水处理装置，包括厌氧流化床反应器(2)、缺氧流化床反应器(3)、曝气池(4)、沉淀池(5)、连接上述单元的管路及安装在管路上的阀门(8)和输液泵(9)，厌氧流化床反应器、缺氧流化床反应器、曝气池、沉淀池串联连接，沉淀池(5)与曝气池(4)连接有污泥回流管(12)，沉淀池(5)与缺氧流化床反应器(3)连接有回流水管(13)，其特征在于厌氧流化床反应器(2)主要由容器主体(20)、上封头盖(23)、布水器(21)、三相分离器(19)和微生物固定载体(16)构成，布水器、三相分离器和微生物固定载体均位于容器主体内，布水器安装在容器主体的下部，三相分离器安装在容器主体的中上部，微生物固定载体分布在布水器和三相分离器之间，上封头盖和/或容器主体上部的容器壁设置有排气管(7)，缺氧流化床反应器(3)主要由筒状开敞式容器(28)、布水器(26)、三相分离器(24)、微生物固定载体(25)和导流构件(29)构成，布水器、三相分离器、微生物固定载体和导流构件均位于容器内，导流构件(29)为与容器相匹配的筒状体，安装在容器的下部段，布水器(26)安装在容器的底部并位于导流构件(29)所围成的区域内，微生物固定载体(24)分布在导流构件与容器壁所围成的空间及导流构件所围成的空间内，三相分离器(24)安装在容器的上部段。
2.根据权利要求1所述的焦化废水处理装置，其特征在于还设置有回流贮槽(15)，回流贮槽串联在厌氧流化床反应器(2)与缺氧流化床反应器(3)之间，回流水管(13)的一端与沉淀池(5)的出水管(6)连接，另一端与回流贮槽(15)连接。
3.根据权利要求1或2所述的焦化废水处理装置，其特征在于厌氧流化床反应器(2)中所安装的布水器(21)由布水主管(34)、布水支管(32)构成，布水主管(34)交叉排列形成多个区域，其端部与容器主体内壁连接，布水支管(32)有多根，在布水主管所形成的各区域内平行排列，其一端与布水主管连接，其另一端与固定在容器主体内壁的支管支承(33)连接，各布水支管朝向容器主体底部的一侧均设置有出水孔。
4.根据权利要求1或2所述的焦化废水处理装置，其特征在于缺氧流化床反应器(3)中所安装的布水器(26)为环状布水管(35)，该环状布水管安装在与导流构件(29)固连的支承件(36)上，其上侧面设置有出水孔。
5.根据权利要求1或2所述的焦化废水处理装置，其特征在于缺氧流化床反应器(3)中所安装的三相分离器(24)由与容器相匹配的筒状体和位于筒状体内的悬挂纤维填料构成，筒状体的筒壁设置有出水孔。
6.根据权利要求1或2所述的焦化废水处理装置，其特征在于构成厌氧流化床反应器(2)的容器主体(20)为圆筒体，其高径比为3～5。
7.根据权利要求1或2所述的焦化废水处理装置，其特征在于构成缺氧流化床反应器(3)的筒状开敞式容器(28)为上部段直径大于下部段直径的圆筒体，下部段直径较小的圆筒体的高径比为2～5。
8.根据权利要求1或2所述的焦化废水处理装置，其特征在于缺氧流化床反应器(3)中的导流构件(29)的截面积等于导流构件(29)与容器(28)内壁所围成的环形空间的截面积。
9.根据权利要求1或2所述的焦化废水处理装置，其特征在于厌氧流化床反应器(2)中的微生物固定载体(16)为聚丙烯酸酯类、甲基丙烯酸甲酯类多孔高分子聚合物或颗料活性炭，缺氧流化床反应器(3)中的微生物固定载体(25)为多孔膜微囊载体或聚丙烯酸酯类、甲基丙烯酸甲酯类多孔高分子聚合物。
专利摘要一种焦化废水处理装置，包括厌氧流化床反应器、缺氧流化床反应器、曝气池、沉淀池、连接上述单元的管路及安装在管路上的阀门和输液泵，上述各单元串联连接，沉淀池与曝气池连接有污泥回流管，沉淀池与缺氧流化床反应器连接有回流水管。厌氧流化床反应器主要由容器主体、上封头盖、布水器、三相分离器和微生物固定载体构成；缺氧流化床反应器主要由筒状开敞式容器、布水器、三相分离器、微生物固定载体和导流构件构成。此种处理装置可用于处理氨氮浓度高达500～600mg/L的焦化废水，经处理后，出水氨氮浓度小于15mg/L，同时，运行费用仅为一般A
文档编号C02F3/00GK2647845SQ20032011484
公开日2004年10月13日 申请日期2003年10月20日 优先权日2003年10月20日
发明者杨平, 郭勇 申请人:四川大学