[实用新型]设置铁碳填料层的UASB厌氧反应器

说明书

本实用新型公开了设置铁碳填料层的UASB厌氧反应器，包括：反应器罐体、进水布水系统、污泥流化区、铁碳填料区、三相分离器、出水系统、废气收集系统、进水泵、循环泵。本实用新型将传统的UASB厌氧与微电解技术相耦合，一定程度上减少了废水物化预处理的投资；采用新型铁碳填料，解决了传统微电解污水处理工艺填料板结、钝化及需活化、更换等难题和弊端，并具有持续高活性优点；增强了UASB厌氧反应器在处理高浓度、难降解、来水水质波动大的工业废水的处理效果，提高了UASB厌氧反应器进水硫酸盐浓度上限。

技术领域

本实用新型涉及废水处理厌氧生物反应器技术领域，具体为设置铁碳填料层的UASB厌氧反应器。

背景技术

工业废水具有高浓度、难降解、水质波动大等特点，且随着社会经济发展，在废水总量中占比有逐渐趋势。由于这类废水可生化性差，直接采用生物处理技术往往难以达到出水要求，往往需要辅助以物化预处理技术。

铁碳微电解法是高浓度、难降解工业废水的常用物化预处理技术之一。微电解技术是处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。由于铁离子有混凝作用,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除，为了增加电位差，促进铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下：

阳极(Fe):Fe-2e→Fe2+,

阴极(C):2H++2e→2[H]→H2,

反应中，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用。但是常规的铁碳微电解法在实际运用中也存在着填料板结、填料钝化、出水返色、药剂费用高、污泥产量大等弊端。

而升流式厌氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Bed，简称UASB)，是由荷兰的Lettinga教授等在20世纪70年代开发的高效厌氧生物反应器。反应器工作时，污水经过均匀布水进入反应器底部，污水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。

反应器工作时，污水经过均匀布水进入反应器底部，污水自下而上地通过厌氧污泥床反应器。在反应器的底部有一个高浓度(可达100～150g/L〉、高活性的污泥层，大部分的有机物在这里被转化为CH4和CO2；由于气态产物(消化气)的搅动和气泡黏附污泥，在污泥层之上形成一个污泥悬浮层；反应器的上部设有三相分离器，完成气、液、固三相的分离；被分离的消化气从上部导出，被分离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层，出水则从澄淸区流出。由于在反应器内可以培养出厌氧颗粒污泥，使反应器的负荷很大，对一般的高浓度有机污水，当水温在30摄氏度左右时，负荷可达10到30kgCOD/(m3·d)。

在实际处理中,厌氧很容易受到操作条件的影响而导致处理效率下降甚至失败。

从内部反应机理上来说，主要原因是在厌氧系统中的两个阶段——酸化与产甲烷代谢速度不同,前者进行较快、对环境变化不敏感,而后者进行较慢且容易受到操作条件影响，两个过程代谢的失调将导致有机酸的积累,进一步破坏系统平衡。从外部反应条件上来说，尤其是在处理工业废水时，来水的水质波动范围大、有毒有害物质及难降解物质浓度升高等，均是导致处理效率下降甚至失败的因素。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供设置铁碳填料层的UASB厌氧反应器，以解决填料板结、填料钝化、出水返色、药剂费用高、污泥产量大等弊端及来水的水质波动范围大、有毒有害物质及难降解物质浓度升高导致处理效率下降的问题。