[发明专利]通过PFR用于好氧分解和厌氧分解处理的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理设备和水处理方法，更具体地说，涉及一种通过堆叠多个反应单元体并进行好氧分解和厌氧分解处理以能够有效地处理高浓度有机废水的水处理设备。

背景技术

通常，好氧和厌氧分解(即好氧和厌氧消化)分解处理在现有的完全搅拌罐式反应器(CSTR)中进行。

然而，由于输入的高浓度有机废水的量，将输入到CSTR中的高浓度有机废水在该反应器中完全混合并排出，其处理效率和处理速率较低。

另外，考虑到液体的性质和反应，好氧或厌氧分解处理必然伴随有流体的混合，因而当进行要求的混合作业时，难以避免流体的完全混合。

因此，目前在处理过程中使用控制混合和排出的顺次分批式反应器(SBR)、分离式反应器或升流式厌氧泥浆床(UASB)，但是其都表现出与CSTR类似的效率。

此外，由于近来的全球变暖，产生大量的高浓度废水，以及对总排放的管控，利用CSTR处理高浓度有机废水会产生较大的问题。

发明内容

本发明提供一种使用塞流式反应器的水处理设备和水处理方法，其中，反应器内部为多层，而且在各层之间形成有气体保持空间，以隔断流体的流动或提高流体的流动性，从而提高气体和液体之间的循环和传输率。

本发明还提供了一种水处理设备和水处理方法，其中，通过应用塞流式反应器(PFR)方法，在进行好氧处理时，在反应器的最下层有高浓度的溶解氧(DO)、大量的微生物以及废水中的高浓度污染物，而且随着向所述反应器的上层移动，这些物质逐渐减少，从而形成PFR的典型反应器流，以及在进行厌氧处理时，在所述反应器的最下层有高浓度的有机材料和微生物，而且其浓度变小，从而能够保持最佳的pH值，该pH值在最下层由于发酵而较低。

本发明还提供一种能够解决传统CSTR型废水处理设备中存在的问题的水处理设备和水处理方法。

因此，考虑到上述问题而提出本发明，而且，本发明的目的是提供一种水处理设备，该水处理设备包括：反应器，该反应器用于废水的曝气、硝化和脱氮处理；所述反应器包括多个反应单元堆叠层，该多个反应单元堆叠层将所述反应器分隔为上部和下部，并在曝气过程中通过构建能够收集从所述反应器下层升起的气体的气体保持空间而包括泥浆分离系统；以及废水处理设备，该废水处理设备包括用于给所述反应器曝气的气体分配单元。

根据本发明，如详细地描述，废水处理设备和方法保持PFR的反应率和流体流的特性，所述反应器的内部或絮凝系统通过多个反应单元体的堆叠而为多层，并在各层之间形成气体保持空间，以隔断流体流或提高液体的流动性，从而提高气体和液体之间的循环和传输率。

此外，利用垂直的多个反应单元体的堆叠，使反应器的安装较为方便，从而能够节省建造时间并降低建造成本。

此外，通过变化所述反应器的单元体的形状，能够实现各种类型反应器的设计。

附图说明

通过结合附图的以下详细描述，将更为清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，在附图中：

图1为表示根据本发明实施方式的水处理设备的内部结构的侧视图；

图2为表示图1中水处理设备的反应单元体的透视图；

图3为表示图2中反应单元体的内部结构的侧视图；

图4为图2的平面图；

图5为表示图1中所示的反应单元体的连接结构的侧视图；

图6为表示图1中所示的反应单元体的另一连接结构的侧视图；

图7为表示图1中所示的反应单元体的另一流体流动管的侧视图；

图8为表示根据本发明另一实施方式的反应单元体的透视图；

图9为图8中所示的反应单元体的截面图；

图10为表示安装在图1中所示的反应器下部的料斗单元(hooper unit)的部分视图；

图11为表示根据本发明另一实施方式的反应单元体的透视图；

图12为图11中所示的反应单元体的截面图；

图13为表示图11中反应单元体的透视图，该反应单元体设置在反应器内；

图14为图13的侧视图；

图15为表示根据本发明另一实施方式的反应单元体的透视图；

图16为图15中反应单元体的截面图；

图17为表示根据本发明实施方式的水处理方法的流程图；

图18为表示通过根据本发明实施方式的废水处理设备在好氧状态和厌氧状态中进行处理所获得的结果的图表；和

图19为表示使用根据本发明实施方式的水处理设备处理各种废水所获得的结果的图表。