[发明专利]间歇式流化床固体有机物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及有固体机废物生物处理技术，特别是采用间歇式流化床来处理剩余污泥生化的生化方法及设备。

背景技术

城市污水处理厂剩余污泥是污水处理厂净化污水时产生的副产物，它是由有机残片、无机颗粒、细菌菌体及胶体等组成的成分极其复杂的非均质体，世界水环境组织称它为“生物固体”。 城市污水处理厂剩余污泥的处理已经成为我国注目的环境问题，我国很多城市都在建设剩余污泥处理厂。

厌氧消化是目前应用最广泛的污水处理厂剩余污泥处理工艺，它不仅可以减少剩余污泥的污泥量，还可以产生沼气。为降低消化池容积减少污泥消化时间，人们研究开发了高温厌氧消化、两相消化、自热高温好氧消化、好氧消化及交替好氧/缺氧/厌氧消化等剩余污泥消化处理工艺，虽然它们能将剩余污泥消化处理的时间缩短到6天，但它们只能降解剩余污泥中40%～45%的有机质，污泥减量不大。美国Fannion等人在1982年开发了上流式厌氧固体反应器（Upflow Anaerobic Solid Reactor），并把它用于以海藻为原料制取沼气的厌氧消化。从目前剩余污泥消化反应的运行方式来看，它们基本上属于无回流的消化反应池，HRT（水力停留时间）与SRT（污泥停留时间）相等。为了维持较长的SRT，剩余污泥在反应器内的停留时间（HRT）也就较大，由于反应池内可生化污泥和不可生化污泥没能被有效地分离，反应池内可生化污泥浓度低，因而消化反应速度慢，反应器容积很大、消化效率低、经消化处理后的污泥脱水性能差。

发明内容

本发明的目的是提供一种间歇式流化床固体有机物反应器，通过使污泥在间歇式循环上流污泥床反应器内的流化态运行来提高可生化污泥的传质速度和反应速度，并通过可生化污泥和不可生化污泥的分离操作来大大降低排放污泥中可生化污泥的含量并提高排放污泥的脱水性能。

本发明是这样来实现上述目的的：

一种间歇式流化床固体有机物反应器，经序批间歇运行操作，污泥以上流的方式从反应器底部布水器的上方进入反应器内，其特征在于：反应器的一个运行周期包含进泥及排水期、反应期、分离期、沉淀期和排泥期五个运行阶段；在进泥及排水期，由污水处理厂排出的剩余污泥从反应器底部布水器的上方进入反应器，并以上流推流的方式进泥，进泥时反应器内污水的上流速度低于反应器内污泥的沉降速度，在剩余污泥从下向上进泥的同时将上一反应期得到的清水从反应器上部推出实现排水；在反应期，用循环泵使反应器内的污水在由反应器、布水器、管道和循环泵组成的系统内循环向上流动，使反应器内的污泥处于流化状态，从而促使反应器内的污泥与反应器内的厌氧、兼氧微生物充分接触反应，加快传质速度和反应速度，直至反应器内可生化污泥浓度达到处理要求时反应器进入分离期；在分离期，用循环泵使反应器内的污水在由反应器、布水器、管道和循环泵组成的系统内向上循环流动，同时控制循环泵使反应器内污水反复按照间歇循环上流的方式运行，利用反应器内可生化污泥和不可生化污泥在沉降速度上的差别，对反应池内的可生化污泥和不可生化污泥进行分离；在沉淀期，停止污水循环上流，通过沉淀澄清反应器内污水水、浓缩污泥；在排泥期，通过排泥管将经过分离、沉淀后的不可生化污泥排出反应器，保持可生化污泥在反应器内的浓度；反应器进入下一运行周期。

本发明的有益效果是：

1、利用污泥沉淀技术对污泥和污水进行分离，使污泥在反应器内的污泥停留时间（SRT）大于污泥在反应器内的水力停留时间（HRT），提高污泥在反应器内的反应时间。

2、采用固体流态化技术使污泥与反应器内的厌氧、兼氧微生物充分接触反应，提高了污泥与反应器内微生物的传质速度和消化反应速度。

3、采用固体流态化技术将可生化污泥与不可生化污泥（塑料、纤维、头发、无机物）进行有效分离，提高消化反应器内可生化污泥的浓度，降低排放污泥中可生化污泥的含量，提高反应器内可生化污泥的消化反应速度和排放污泥的脱水性。

使用本发明间歇式流化床固体有机物反应器消化处理城市污水处理厂剩余污泥，歇式流化床固体有机物反应器污泥负荷q = 1.5kgVSS/m³·d，经消化处理后的污泥含水率为98%，可生化污泥含量小于10%，污泥的脱水性能相当好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明间歇式流化床固体有机物反应器采用厌氧反应的构造示意图；

图2是本发明间歇式流化床固体有机物反应器采用兼氧反应的构造示意图；

图3是本发明一个运行周期内的操作过程示意图。