专利名称：用于污水处理的caft高效厌氧生物反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理设备，特别是涉及一种利用厌氧微生物处理污水中有机 污染物的厌氧生物反应器设备，厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在无需 提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。
背景技术：
目前世界上应用最多的厌氧生物反应器是UASB厌氧生物反应器。这种反应 器被称为第二代厌氧生物反应器。其特点是技术成熟、制造简便。随着流化反应理论 的运用，以相对稳定的厌氧生物床为特点的UASB反应器显示出反应效率低的劣势。而 以厌氧膨胀颗粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed，EGSB)、内循环式厌氧反应器 (Interna. ICycle, IC)、复合式厌氧污泥床反应器(Hybrid Anaerobic Reactor，HAR)、 厌氧流化床反应器(Anaerobic Fluidized bed rea. ctors, FB)和折流式厌氧反应器 (Anaerobic Baffled Reactor,ABR)为代表的第三代新型高效厌氧反应器。第三代新型高 效厌氧反应器具有一些共同的特性1)微生物均以颗粒污泥固定化的方式存在于反应器 中，单位容积达微生物持有量更高；2、)能承受更高的水力负荷，具有较高的有机污染物净 化效能；3)具有较大的高径比，占地面积小，动力消耗小；4)颗粒污泥与有机物之间具有更 好的传质，使反应器的处理能力大大提高。但在长期的实际应用中，上述反应器也表现出了 一些不足之处如EGSB由于在整个反应器中保持了很高的水流上升流速，并且由于产生的 甲烷气泡的粘结作用，使得在三相分离器处的水流速度相当高，当工况变化较大时使得大 量的生物体流失，导致系统出水效果不达标，严重时致使系统崩溃。在欧美国家一些已建项 目中，由于系统的不稳定，运行时只得保持上升流速在较低的范围里，降低了该有的处理能 力；而IC反应器的结构实际为两个UASB反应器的叠加，利用产生的气泡带动颗粒污泥在反 应区循环，由于反应器有两个三相分离器，使得反应器的结构复杂，制造及维护成本高；同 时启动时间长，技术要求高，而我国作为发展中国家，只有较少的大型公司承受得起其建设 和维护费用。
发明内容
为了解决现有技术中厌氧生物反应器结构复杂，系统不稳定，净水效果不达标，维 护成本较高的问题，本发明提供了一种CAFT高效厌氧生物反应器，具有结构简单，制造及 维护成本低，有机污染物去除率高等特点。为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，包括对流区、吸附区和缓冲区， 其特征在于所述对流区内放置有厌氧微生物菌，在对流区的底部设置有通入污水的布水 器，在对流区的上部倾斜设置有若干斜管沉淀器；在对流区的上方贯通连接有吸附区，在吸 附区内部放置有填料；在吸附区的上方设置有缓冲区，在缓冲区内设置有三相分离器，所述 三相分离器包括液体分离区，固体分离区和气体分离区，所述气体分离区与沼气排出管相连接，所述液体分离区与出水排出管相连接，在固体分离区内设置有用于收集比重较大的 厌氧微生物菌的沉淀装置。前述的一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，其特征在于所述填料为 高密度填料。前述的一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，其特征在于所述沉淀装 置与外循环系统的一端相连接，所述外循环系统的另一端与对流区相连接。前述的一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，其特征在于所述沼气排 出管与沼气收集装置相连接。前述的一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，其特征在于所述反应器 为标准化箱体，高度为10m，容积负荷8 40kgC0D/m3. d。本发明的有益效果是CAFT高效厌氧生物反应器是一种在UASB基础上发展起来 的新型高效厌氧生物反应器，且同时也是对第三代厌氧生物反应器的改进。CAFT优点采用 了特殊的内部构造，使其不需要巨大的分离仓，也不需要额外高出的“个头”，通过外循环系 统获得更好的流化效果，具有较高的有机污染物去除率。由于CAFT构造巧妙结构相对简 单，出水水质高且稳定，不需要多级设置即可一次达到设计厌氧出水要求，处理效率因此可 高于现有厌氧生物反应器一倍以上，投资可减少50%以上，制造及维护成本低等，在污水处 理领域有着广阔的应用前景。另外本发明外循环采用机械动力流系统，克服了传统的内回 流系统回流效果不佳且不明显、回流无法调节的缺点。
图1为本发明CAFT高效厌氧生物反应器结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的说明。如图1所示，一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，包括对流区1、吸附 区2和缓冲区3，在对流区1内放置有厌氧微生物菌，在对流区的底部设置有通入污水的布 水器4，在对流区1的上部倾斜设置有若干斜管沉淀器5。在对流区1的上方贯通连接有吸 附区2，在吸附区2内部放置有高密度填料。在吸附区2的上方设置有缓冲区3，在缓冲区 3内设置有三相分离器7，三相分离器7包括液体分离区，固体分离区和气体分离区，气体分 离区与沼气排出管8相连接，沼气排出管8再通入沼气收集装置内储存。液体分离区与出 水排出管相连接进行排水，在固体分离区内设置有用于收集比重较大的厌氧微生物菌的沉 淀装置，所述沉淀装置与外循环系统9的一端相连接，而外循环系统9的另一端与对流区1 相连接，这样形成回流系统。CAFT高效厌氧生物反应器反应器为标准化箱体，主要工艺参数容积负荷8 40kgC0D/m3. d,进水 COD 浓度 2000 30000mg/L，COD 去除率 60 70%，反应器高度 10m。下面介绍下CAFT高效厌氧生物反应器的工作过程。CAFT厌氧生物反应器中，进水与反应器中对流区1内的厌氧微生物菌在该区充分 混合并反应，在对流区1，厌氧微生物菌充分与原水混合接触，不但可以让厌氧微生物菌适 合该类废水，同时可以明显降低原水的毒性。同时厌氧微生物菌和进水混合物随沼气向上移动，到达斜管沉淀器5，大颗粒的污泥6从水中分离出来，沿着斜管壁下滑，与上升的水流 又可以充分接触混合，保证进水可以持续与厌氧微生物充分接触混合。经过对流区1，水质逐渐被净化，由于斜管沉淀器5出水中微细活性污泥颗粒比重 较轻，无法分离，因此随水进入吸附区2，因为水中的微细活性污泥颗粒具有较好的黏性及 吸附性能，可以完全吸附于填料之上，本反应器采用高密度填料，吸附于填料之上的活性污 泥与污水充分接触，由于进水经对流区1处理后，原水水质得到很好的改善，有利于吸附区 2活性污泥的生长与增殖，保证进水污染物在吸附区2得到足够的降解。经吸附区2处理后，进水有机物已经得到最大程度的降解，吸附区2上部设置缓冲 区3，在缓冲区3，对流区1及吸附区2产生的沼气聚合成大的气泡，吸附区2脱落的细微活 性污泥发生絮凝作用聚合成大颗粒活性污泥。沼气、活性污泥颗粒及水进入三相分离器，三 相分离器采用特殊结构，又有效的对固液气进行分离，沼气通过沼气收集装置收集处理；比 重较大的厌氧微生物菌通过沉淀装置收集并通过外循环系统9回流至对流区1，比重较小 的厌氧微生物菌则随出水排出反应器。本设备外循环系统9机械动力采用耐腐蚀管道离心泵。外循环系统9增大了对流 区1的上升流速，使对流区1的有机物与厌氧微生物菌接触面积增大，加快了水质净化速 率；所述外循环系统9提供的进水也稀释了进水浓度，减小了反应器内有机酸浓度梯度，改 善了厌氧微生物菌的生存环境，提高了厌氧微生物菌的降解速率。下面介绍下CAFT厌氧生物反应器具体应用实例生产和销售以下产品及以下产品的原料和中间体1.异氰尿酸三缩水甘油酯 (电子级)2.氰基亚氨基二苄3.对氯甲基苯乙烯4. 2，6-二溴庚二酸二乙酯5.庚二腈 6.庚二酸7.辛二腈8.N，0-双(三甲硅烷基)三氟乙酰胺9.三甲基氰硅烷10.三甲基 硅代吗啉。排放的废水主要包含芳香烃化合物，环氧类化合物等高分子有机物，废水COD浓 度高，且成分相当复杂，对微生物有较强的抑制性。综合废水的水质特性，采用我公司生产的CAFT高效厌氧生物反应器开始进水调 试，先进行厌氧系统的污泥培养与驯化。对CAFT高效厌氧装置进行污泥接种，污泥采用污 水处理厂的消化污泥。同时开启外循环系统，控制进水COD(cr)在1000mg/L左右，起初半 个月时间内，初期厌氧装置C0D非降反升，原因由于接种的污泥不适应原水水质，导致部分 活性污泥解体，污水C0D浓度上升，所以此段时间主要以厌氧装置外回流为主，目的让接种 污泥适应废水水质。经半个月污泥驯化，已经慢慢适应废水，因此逐步增加负荷，并使水温 慢慢上升，经十二周后，温度达到35°C。由于该废水缺少厌氧系统必须的钴、钼、镍等微量元 素，因此在调试过程中，适当的补充这部分微量元素。同时严格控制废水的PH值为7. 5左 右，碱度在1000mg/L以上，缓慢提高进水浓度。经过4个月的调试运行，厌氧系统COD (cr) 的容积负荷由最初的2. 0kg/(m3 d)高到15. 0kg/(m3 d)，COD(cr)去除率达到65%以上， 且出水挥发酸(VFA)控制在500mg/L左右，达到了预期的效果。以下是各个阶段水质指标的参数。
显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员 应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效 物界定。
权利要求
一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，包括对流区、吸附区和缓冲区，其特征在于所述对流区内放置有厌氧微生物菌，在对流区的底部设置有通入污水的布水器，在对流区的上部倾斜设置有若干斜管沉淀器；在对流区的上方贯通连接有吸附区，在吸附区内部放置有填料；在吸附区的上方设置有缓冲区，在缓冲区内设置有三相分离器，所述三相分离器包括液体分离区，固体分离区和气体分离区，所述气体分离区与沼气排出管相连接，所述液体分离区与出水排出管相连接，在固体分离区内设置有用于收集比重较大的厌氧微生物菌的沉淀装置。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，其特征在 于所述填料为高密度填料。
3.根据权利要求2所述的一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，其特征在 于所述沉淀装置与外循环系统的一端相连接，所述外循环系统的另一端与对流区相连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，其特征在 于所述沼气排出管与沼气收集装置相连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，其特征在 于所述反应器为标准化箱体，高度为10m，容积负荷8 40kgC0D/m3. d。
全文摘要
本发明公开了一种用于污水处理的CAFT高效厌氧生物反应器，涉及一种污水处理设备。包括对流区、吸附区和缓冲区，其特征在于对流区内放置有厌氧微生物菌，在对流区的底部设有通入污水的布水器，在对流区的上部倾斜设有若干斜管沉淀器；在对流区的上方贯通连接有吸附区，在吸附区内部放有填料；在吸附区的上方设有缓冲区，在缓冲区内设有三相分离器。本发明解决了现有技术中厌氧生物反应器结构复杂，系统不稳定，净水效果不达标，维护成本高的问题，提供了一种CAFT高效厌氧生物反应器，具有结构简单，制造及维护成本低，有机污染物去除率高等特点。主要应用于酿酒、淀粉加工、生物制药、有机化工、畜禽养殖、造纸等中高有机物浓度废水处理。
文档编号C02F3/28GK101870518SQ20101023014
公开日2010年10月27日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者刘灿明 申请人:江苏泽宇环境工程有限公司