[发明专利]一种处理高浓度化工高氮低碳废水的预水解酸化反应器

说明书

本发明涉及一种处理高浓度化工高氮低碳废水的预水解酸化反应器。本发明包括：本体；在所述本体内部，上部是清水溢流层，清水溢流层下方是填料层，底部是悬浮污泥层；还包括：在本体的外部安置一个内循环泵，内循环泵的作用是将污泥层底部污泥回流至反应器进水区域，从而使得泥水充分混合；反应器采用中进周出的进水方式，上部中心圆柱体区域为进水区。与现有技术相比，本发明的有益效果是：对有毒废水的适应性较强，抗冲击负荷，处理能力稳定，结构简单，特别适合于具有一定生物毒性的高浓度化工高氮低碳废水的预处理。

技术领域

本发明涉及一种化工废水的预处理工艺方法与装置，尤其涉及一种处理高浓度化工高氮低碳废水的预水解酸化方法与装置。

背景技术

随着我国工农业的快速发展，人口的大量增加，人们对化工产品的需求量不断增长。化工行业的快速发展导致大量含有高浓度有机污染物的工业废水产生。化工污水具有有机物浓度高，有毒有害物质含量高，营养物质单一，可生化性差的特点。特别地，对于生产含氮化工产品的行业产生的废水往往呈现出高氮低碳的特点，且废水中的氮大部分以有机氮和氨氮的形式存在。对于以无机氨氮形式存在的高氮低碳废水，一般可以采用磷酸铵镁沉淀、吹脱、折点加氯、离子交换等物化处理方法进行预处理，经过预处理的高氨氮废水再进行生化处理。

生化处理方法有传统的硝化与反硝化工艺以及短程硝化/反硝化、厌氧氨氧化和同步硝化反硝化等新型脱氮工艺。对于以有机氮形式存在的高氮低碳废水，通过物化处理无法有效地降低废水中的总氮含量，而使用生化脱氮工艺处理需要额外投加大量碳源。理论上反硝化1g的硝酸盐氮的需氧量为3.43g，反硝化1g亚硝酸盐氮的需氧量为2.29g，因此理论脱氮所需的碳氮比区间为2.29-3.43之间，中间值为2.86，实际工程中废水碳源量与总氮的比值一般在4-6之间。

厌氧处理技术因其处理难降解有机物、运行成本低、操作简便、能回收能源等优点而备受研究者的青睐。厌氧处理过程包括水解、酸化、产乙酸、产甲烷几个阶段。这些过程需要四种功能不同的微生物菌群共同完成，其包括水解菌、产酸菌、产乙酸菌、产甲烷古菌。复杂有机物需要经过水解菌分解为小分子物质，然后，小分子物质被产酸菌发酵成醇和有机酸。产乙酸菌进一步氧化还原程度较高的中间体(如丁酸、丙酸)生成乙酸。乙酸则被产甲烷菌利用转化为二氧化碳和甲烷。对于含氮有机物，在水解酸化阶段，其可以经过微生物的氨化作用转化为氨氮，从而为微生物生长提供氮源。本发明利用厌氧水解酸化菌能处理难降解有机物的特点，利用预水解酸化反应器富集水解酸化菌对高有机氮废水进行预处理。

为了提高物化方法处理高氮低碳废水的脱氮效率，必须尽可能地使有机氮转化为氨氮，这样既可提高物化方法处理高氮低碳废水的效率，减轻后续生化脱氮工艺的负担，同时也可降低高浓度化工高氮低碳废水的毒性。针对以有机氮形式存在高浓度化工高氮低碳废水，本发明开发了一种厌氧预水解酸化技术与装置。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：为了解决以有机氮形式存在的化工高氮低碳废水问题，本发明提供一种化工高氮低碳废水厌氧预水解酸化技术与装置。本发明对有毒废水的适应性较强，抗冲击负荷，处理能力稳定，结构简单，特别适合于具有一定生物毒性的高浓度化工高氮低碳废水的预处理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种处理高浓度化工高氮低碳废水的预水解酸化反应器，在反应器本体内上部是清水溢流层，清水溢流层下方是填料层，底部是悬浮污泥层；在反应器本体的外部安置一个内循环泵，内循环泵的作用是将污泥层底部污泥回流至反应器进水区域，从而使得泥水充分混合；所述反应器内部中心位置设置有一圆柱体将反应器内部分为中心区域与周围区域，反应器采用中进周出的进水方式，上部中心圆柱体区域为进水区。

进一步优化地，反应器上部是一个圆柱体，反应器下部是一个圆锥体，高径比为0.1-2：1。

进一步优化地，上部的清水溢流层与填料层位于反应器的周围区域，反应器的上部中心圆柱区域为回流污泥区与进水区，中心区域与周围区域二者之间有一层隔板。