[发明专利]一体式两相厌氧脱硫反应器及其废水处理方法

说明书

本发明公开了一体式两相厌氧脱硫反应器及其废水处理方法，属于废水处理装置领域。本发明的一种一体式两相厌氧脱硫反应器，包括脱硫反应池和产甲烷反应池，所述脱硫反应池和产甲烷反应池为一体式结构，废水进入脱硫反应池和产甲烷反应池依次处理，脱硫反应池和产甲烷反应池通过隔墙隔开，并通过出水堰连通。本发明的一种一体式两相厌氧脱硫反应器的废水处理方法，通过脱硫反应和产甲烷化反应单独进行反应的步骤，使本发明能够应用于高浓度硫酸根废水和高浓度有机废水的处理，具有脱硫效率高、抗冲击负荷能力强、混合状态好、占地面积小的优点。

技术领域

本发明属于废水处理装置领域，具体地说，涉及一种一体式两相厌氧脱硫反应器及其废水处理方法。

背景技术

许多工业废水中通常含有高浓度的硫酸盐、亚硫酸盐和硫化物等，例如食用油精制废水、土豆淀粉生产废水、制浆废水和造纸废水等，该类废水的同时还含有高浓度的有机物，通常需要采用厌氧法进行处理。高浓度的硫酸盐和亚硫酸盐会对厌氧产甲烷阶段产生严重的影响，例如，当水体中亚硫酸盐浓度超过150-200mg/L即会对产甲烷菌产生严重抑制作用。因此，通常需要采用硫酸盐还原菌(SRB)将废水中高浓度硫酸盐转化为H₂S，使得废水中的硫酸盐以气体H₂S的形式从水体中逸出，从而达到脱硫的目的。

但是，由于硫酸盐还原菌和产甲烷菌所需要的环境条件差异很大，例如，产甲烷菌对pH要求十分严格，为6.8-7.2；同时两者之间对底物形成强烈的竞争作用，往往会导致产甲烷菌受到抑制，从而使得废水厌氧处理单元崩溃。因此，需要将脱硫相和产甲烷相进行分离，从而达到废水最佳的处理效果。例如，中国专利“一种基于厌氧段相分离技术的印染废水预处理方法”，专利号ZL 201310193106.3，即公开一种两相厌氧处理工艺，通过不同条件的控制，将厌氧脱硫和产甲烷两相进行分离。但是，该专利两相分别为独立的厌氧反应器，存在占地面积大，投资成本高，运行维修复杂等缺点。

中国专利“一种高效两相一体化厌氧反应器”，专利号：ZL 201120081174.7，开发出一种利用一体式同心圆结构反应器将脱硫阶段和产甲烷阶段相分离，同时通过三相分离器来保证两阶段污泥保持高浓度，从而达到两相厌氧分离的目的。但是，由于实际工业废水中水质水量波动较大，往往会对脱硫阶段具有较大的冲击负荷，从而导致脱硫阶段出现“过酸化”或者水解效果不足。

中国专利“多相内循反应器”，专利号：ZL 200610000917.7，公开了一种在反应器内部设置气提器对废水进行气提，从而实现废水的内循环，从而降低废水负荷冲击的影响。但是，仅通过废水自身产生的气体进行气体，往往会存在当废水运行效果较差，导致气提效果较差，从而降低稀释倍数，进而会使得进水负荷冲击更加严重，产生的气体更少，形成一个恶性循环，最后使得整个厌氧反应系统崩溃。

中国专利“内外循环高效厌氧反应器”，专利号：ZL 201320591472.X，通过气提将泥水混合物返回至底部进行内循环，将出水通过循环泵返回底部布水器进行外循环。但由于该反应器内循环为泥水混合物，虽然可以改善反应器的泥水混合效果，但是不可避免会对污泥造成物理冲击，从而导致污泥解体，出水悬浮物偏高；同时，该反应器内部管道结构复杂，对反应器设计要求高，投资成本高、维修困难。

废水中硫酸盐还原为H₂S后，由于H₂S在水体中的溶解度大，从而导致水体中H₂S得到累积。H₂S的累积往往会导致反应内壁、下水道系统和管道管件受到腐蚀。同时，当水体中硫化物浓度过高，会造成出水pH偏低，进而对后续产甲烷阶段造成严重影响。因此，需要对水体中的H₂S进行进一步去除。例如，中国专利“处理含硫酸根和有机物废水的厌氧处理装置”，专利号：ZL 200910087070.4，通过将产生的沼气脱硫后进行吹脱，将水体中H₂S随气体带出，从而达到脱硫的目的。但是，该反应器沼气曝气仅起到吹脱H₂S作用，并未对反应器中泥水混合状态起到明显改善作用。