[发明专利]高浓度有机废水净化装置及净化方法

权利要求书

1.一种高浓度有机废水净化装置，包括壳体、壳体内的套筒体、套筒体内的中心筒体、中心筒支撑架、中心筒体内的环状pH调节槽、环形加药管、复合填料、复合填料支撑架、配水器及布气管、壳体内的膜组件、好氧生物填料、好氧填料支撑架、环形曝气管、曝气支管、微孔曝气器、厌氧生物填料及支撑架、壳体上部的进水管、H₂O₂ 投加管、NaOH投加管、曝气总管、充气管、出水总管、混合液出管及混合液入管、壳体底部的排泥管及排泥阀，其特征在于，所述的中心筒体上端开口、下端封闭，所述的中心筒体下端设置在所述套筒体内下部的所述中心筒支撑架上，所述的中心筒体内上部设所述环状pH调节槽，所述环状pH调节槽内设置所述环形加药管，所述NaOH投加管由所述壳体上部引入所述环形pH调节槽内并与所述环形加药管相连，所述环形pH调节槽下方中心筒体内中下部设置复合填料，所述复合填料坐落在中心筒体内下部的所述复合填料支撑架上，接有所述H₂O₂ 投加管的所述进水管由所述壳体上部引入所述中心筒体内穿过所述复合填料及复合填料支撑架并与其下方的所述配水器相连；所述充气管由所述壳体上部引入所述中心筒体内穿过所述复合填料及复合填料支撑架在所述配水器的下方与所述布气管相连；所述的套筒体上、下端均为开口，所述的套筒体下端设置在所述壳体内下部的支撑架上；所述壳体内的厌氧生物填料环绕在所述套筒体周围由所述支撑架支撑，厌氧生物填料的上方设所述环形曝气管，所述环形曝气管连接所述曝气支管，所述曝气支管上安装微孔曝气器，所述微孔曝气器上方设置好氧填料支撑架，所述好氧生物填料环绕在所述套筒体周围并坐落在所述好氧填料支撑架上，所述曝气总管由所述壳体上部引入壳体内穿过所述好氧生物填料与其下方的所述环形曝气管相连，所述好氧生物填料的上方环绕套筒体周围设置所述膜组件，所述膜组件通过所述环形出水管连接并与出水总管相连后由所述壳体上方引出壳体外；所述的厌氧生物填料为立体弹性填料与框架组合，所述框架用圆钢按填料空间尺寸制成，所述立体弹性填料由耐腐蚀的尼龙绳将加工有若干微孔的纤维丝段结成立体串，各所述立体串的两端分别系于所述框架的上下层，且间隔排列竖直设置；所述壳体内下部的支撑架由平行的两根或多根长度与所述壳体内部尺寸相当的钢轨制成，并且所述钢轨的两端均焊接在所述壳体内壁上；所述的复合填料支撑架由开孔的钢板及焊接件组成，且所述开孔的孔径小于复合填料的粒径；所述的好氧填料支撑架由长度与所述套筒体外围空间尺寸相当的角钢制成，所述角钢的两端分别焊接在所述述壳体与所述套筒体上；所述的环状pH调节槽为向上开口式，且贴近所述中心筒体的一侧为开孔花墙；所述环状pH调节槽内的环形加药管为穿孔式，穿孔方向为环形向心辐射；所述中心筒体内的配水器为环状穿孔管式，其开孔方向为双排斜向上45度，且位于所述复合填料的下方；所述中心筒体内的布气管为辐射状上侧开孔的穿孔管，且位于中心筒体的下端；所述的好氧生物填料为串状组合填料的模块组合，各所述模块为根据好氧生物填料空间分割尺寸制作的立体框架结构，所述立体框架由圆钢制成，各所述串状组合填料上、下两端均由串接的尼龙绳系于所述立体框架的上下端竖直设置，各所述模块排列组合成为好氧生物填料；在所述壳体内与所述套筒体外的环形空间下部设置回流布水器，所述回流布水器由一根环形管与多个均匀布设的辐射状穿孔管组成，与所述回流布水器连接的所述回流入管由套筒体内与中心筒体外围的空间向上引出所述壳体外，并与所述壳体外部的回流泵出口相接，有一回流出管在所述壳体内好氧填料区的上方穿出所述壳体与所述回流泵入口相接。

2.一种利用权利要求1所述的高浓度有机废水净化装置的净化方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）酸性高浓度有机废水经外部的进水泵加压提升与H₂O₂ 投加管投加的H₂O₂ 溶液一起通过进水管进入壳体内中心筒体下部的配水器，经过配水器均匀配水，从复合填料的下端向上流动；同时，充气管将空气送入中心筒体底部经布气管均匀布气后，也从复合填料的下端向上流动，在此区域，一方面，通过复合填料中的铁碳微电池作用，将水中的有毒物质还原成毒性小或无毒性物质，将某些不饱和基团的双键打开，将部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物；另一方面，H₂O₂ 与Fe²⁺形成的Fenton氧化作用，使废水中大量有机物的结构发生碳链断裂，废水中的COD及色度大幅度降低，而废水的可生化性得到提高；

（2）流经复合填料的废水继续上行溢流进入中心筒体上部的环状pH调节槽内，另外，外部的NaOH加药设备将NaOH溶液通过NaOH投加管由环形加药管加入环状pH调节槽内，废水与NaOH溶液发生中和反应使pH升至8-8.5 ，然后，经过环状pH调节槽贴中心筒体一侧的开孔花墙流出并沿中心筒体外部与套筒体内侧之间的环形空间自上而下流入套筒体内中心筒支撑架下部的空间，期间生成的Fe(OH)₂ 和Fe(OH)₃ 胶体絮凝剂能大量吸附污水中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子，同时，水中含有的磷酸根会与铁离子产生沉淀而实现化学除磷；

（3）废水继续下行进入壳体内下部，污泥靠重力沉降至锥底，清液则从厌氧生物填料的下端向上进入壳体内套筒体外围空间，自下而上依次经过厌氧生物填料和好氧生物填料区域，废水经厌氧生物填料上水解菌、酸化菌的水解酸化作用及好氧生物填料上好氧微生物的生物氧化及生物絮凝作用，对有机物进行高效降解，好氧处理后的水向上流动，通过上部的膜组件由外部的负压出水泵控制进行抽滤得到出水；

（4）好氧生物填料区产生的污泥靠重力沉至厌氧生物填料区，同时，外部的回流泵从壳体内好氧生物填料的上部由回流出管抽出混合液经回流入管进入支撑架下方的回流布水器，经回流布水器均匀布水后送至厌氧生物填料区，完成混合液的回流；

（5）与外部供气设备相连的曝气总管经环形曝气管连接曝气支管再经曝气支管上方安装的微孔曝气器为好氧生物填料区域的微生物提供充足的氧，厌氧生物填料区域产生的生化污泥及套筒体内产生的化学污泥靠重力向下落入壳体内支撑架的下部，共沉至壳体的圆锥形部，由底部圆锥形尖端设置的排泥管经排泥阀控制定时排出壳体外。