[发明专利]一种基于磁铁矿和活性炭强化的两相厌氧处理装置与工艺

权利要求书

1.一种基于磁铁矿和活性炭强化的两相厌氧处理工艺，包括以下装置：设有酸化相保温层(6)的酸化相筒体(5)内为酸化相悬浮污泥区(7)，搅拌机(8)的主轴穿过所述酸化相筒体(5)的上盖伸入所述酸化相悬浮污泥区(7)；酸化相进水泵(3)的一端经由管i(2)插入进水池(1)而另一端经由管ii(30)、阀门i(4)与所述酸化相筒体(5)的下底连接；设有下部为污泥沉降区(12)中间水池(11)，带有阀门ii(9)的管iii(10)一端连接所述酸化相筒体(5)一侧的上方而另一侧连接所述中间水池(11)的上方；污泥回流泵(14)的一端通过管iv(31)、阀门iii(15)与所述酸化相筒体(5)一侧的下方连接而另一端通过管v(13)与所述中间水池(11)下部的污泥沉降区(12)连接；设有产甲烷相保温层(21)的产甲烷相筒体(20)内自下向上依次设有布水器(19)、产甲烷相污泥区(22)、活性炭填充层(23)、产甲烷相悬浮污泥区(24)以及三相分离区(26)；上端设有甲烷相排气管道(27)的三相分离器(25)固定于所述产甲烷相筒体(20)的上盖；所述产甲烷相筒体(20)的上方侧面设有带阀门v(29)的管vi(28)；水泵(18)一端经由管vii(17)、阀门iv(16)与所述中间水池(11)一侧的上部相连接而另一端通过管vii(32)与所述产甲烷相筒体(20)的下底相连接；

其特征在于：使用上述装置对中、高浓度工业有机废水的厌氧生物处理工艺包括以下工序：

1)向0.4mol/L的HCl溶液中缓慢的加入FeCl₃和FeCl₂的混合物，使混合液中FeCl₃和FeCl₂的浓度分别为0.8mol/L和0.4mol/L；

2)向工序1)中所述的混合液中缓慢的加入1.5mol/L的NaOH溶液，并用搅拌器不断搅拌，直到该混合液的pH为6.5-7.5；

3)采用5000-10000rpm/min的离心转速提纯工序2)中所述的混合液中的悬浮沉淀——磁铁矿，并用去离子水反复冲洗得到的磁铁矿；

4)用去离子水定容工序3)中的磁铁矿至浓度为50-150mmol/L，并储存在-4℃条件下；

5)选用煤质柱状活性炭，其粒径为50-100mm；该活性炭冲去粉尘后，用4mol/L的HCl溶液浸泡15-25h；用水冲洗后再用4mol/L的NaOH溶液浸泡15-25h后烘干；

6)采用取自厌氧污泥发酵罐的消化污泥来启动酸化相装置和甲烷相装置，使酸化相筒体(5)和产甲烷相筒体(20)内的污泥浓度MLSS分别达到5-10g/L和10-20g/L；

7)量取工序4)所述的磁铁矿50-100mL投加到酸化相悬浮污泥区(7)；

8)启动搅拌机(8)，控制转速为60-120rpm/min，使磁铁矿和设有酸化相保温层(6)的酸化相筒体(5)内悬浮污泥混合均匀；

9)称取工序5)所述的活性炭10-30g投加到产甲烷相筒体(20)内的活性炭填充层(23)；

10)打开酸化相进水泵(3)和阀门i(4)，有机废水从进水池(1)经由管i(2)流入酸化相筒体(5)；

11)酸化相筒体(5)的水力停留时间控制在6-12小时；酸化相筒体(5)内pH控制在5.0-5.5之间；酸化相筒体(5)内温度控制在25-30℃；

12)打开阀门ii(9)，酸化相筒体(5)出水经由管iii(10)流入中间水池(11)；

13)打开污泥回流泵(14)和阀门iii(15)，中间水池(11)底部污泥沉降区(12)沉降的污泥经由管v(13)回流至酸化相悬浮污泥区(7)；

14)打开阀门iv(16)和产甲烷相进水泵(18)，中间水池(11)的出水经由管vii(17)流入设有产甲烷相保温层(21)的产甲烷相筒体(20)，由下至上，依次经过布水器(19)、产甲烷相污泥区(22)、活性炭填充层(23)和产甲烷相悬浮污泥区(24)；

15)产甲烷相筒体(20)的水力停留时间控制在24-48小时；产甲烷相筒体(20)内pH控制在6.5-7.5之间；产甲烷相筒体(20)内温度控制在30-37℃；

16)打开阀门v(29)，产甲烷相筒体(20)内出水由三相分离区(26)经由管vi(28)流出产甲烷相筒体(20)；

17)产甲烷相筒体(20)内气体由三相分离器(25)经产甲烷相排气管道(27)排出产甲烷相筒体(20)。