改进的流化床方法技术

本发明专利技术涉及废水的厌氧提纯方法，其中包括使用粒状淤渣的流化床法。此外，还披露了使用流化床反应器提纯废水的设备，其中具有由一个以上彼此分隔的进口管组成的液体导入装置，这些管子以０．５－４ｍ／ｓ（以１－２ｍ／ｓ为佳）的出口速度于靠近反应器底部的部位输入液体。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及采用改进的流化床方法及设备进行的厌氧废水净化。早在70年代，工业废水的厌氧处理就显示出相当的重要性，并使具有高生物物质浓度的改进反应器得到了开发。与其它高速厌氧反应器(填料反应器，UASB反应器等易得到的主要反应器)相比较，流化床系统的一个主要的优点是有更高的净化能力，不会发生反应器阻塞(在填料反应器中易阻塞)不会发生淤渣存留(在UASB体系中，如未获得粒状淤渣，则产生存留问题)以及体积小占地面积小。较高的向上流动的液体速度防止了阻塞并保证了物流与附着在载体上的生物物质之间的良好接触。该流化床反应的立式结构及较小的尺寸使整个结构变得极为紧凑，从而防止了臭气的出现，根据情况可采用(贵重的)抗腐蚀材料。但是，厌氧流化床反应器的缺点也是已知的，这就是微生物层的增长和对其控制的问题。在反应器的底部经常是出现裸载体颗粒，这就会造成部分反应器不具备净化活性。还有起动时间较长等操作问题，这是由于裸载体颗粒成长时间长而造成的，它一般需要2-4个月才能长成。例如，在甲烷产生阶段，在工业规模条件下，当用合适的微生物接种后，成长阶段需要4-12周。在这种时间内，系统的稳定性对(例如)最大负荷非常敏感。如果负荷用kgCOD/kgVSS/天来表示的话，则该负荷对反应器中的很少数量的微生物来说是太大了。这会造成大量微生物的损失。一个很短时间的偶然事件就会造成几乎是完全的系统的新的起动。另外，对于所推荐的短停留时间(见例如EPA-28846)，起动过程的PH的控制是必要的。另一个缺点是当反应器停止动转时，沉降在反应器底部的载体材料会使液体分布器发生阻塞。USP4253956描述了另一类厌氧方法，即UASB-系统(上流厌氧淤渣床)。该方法是已知的且常常被用于实际中。当在严格的规定条件下于起动阶段前加入足够的粒状淤渣时，在工业规模中可得到短且可重现的起动。该粒状淤渣可从其它UASB系统中得到。该类粒状淤渣由活性材料颗粒构成，它是在UASB系统中自然产生的。这些颗粒可保持其活性几年，并可由反应器中去除或存贮在其中，这就使这些颗粒非常适用于新设备或于突然停车后重新起动的现有设备的接种材料。该UASB系统也非常适用于季节性工厂(如甜菜等糖加工厂)，在这种工厂中，加工过程常会停顿几个月，因而快速重新起动是非常必要的。但是，UASB反应器也有一些缺点，例如，液体的速度(1-2m/h)不足以防止反应器中惰性沉降物的(部分)沉降。在很多情况下要想防止这种现象，就必须在一个初分离器中先处理废水分出这种惰性沉积物。由于其结构特性，UASB系统对上部的气体进入非常敏感，从而引起腐蚀。有时由于上部泄漏，会发出臭气。顶部压力必须保持很低，这样会使腐蚀性生物气体的输送在不使用压缩机的情况下变得几乎不可能。另外，当需要初沉降器时，设备占面积很大，这么大的面积在废水源的近处并不是易于得到的。对于低浓度的废水，设计了一种改进的UASB反应器，即所谓的EGSB(扩展粒状淤渣床)反应器(见G.LettingaandL.H.Pol，Wat，Sci.Fech.Vol.18，No.12(1986)pp.99-108)当低浓度废水被送入UASB反应器时，气体的产生太慢，由形成于反应器内的该气体而产生的混合变得非常不充分，反应器运转的也不好。为了克服这一问题，在EGSB系统中采用显著较高的上升的液体速度，这会形成明显的淤渣床膨胀，并且随之而得到淤渣/水的良好接触，及生物物质的更好的应用。通常，这些高上升速度可通过流出物的循环而得到。但是，EGSB系统仅适用于处理较冷和浓度非常低的废水。当高浓度的废水被送入EGSB系统时，反应器内将会形成大量的气体，从而会干扰净化过程。部分淤渣粒子则将会和物流中的悬浮固体一起被冲出反应器。在传统的沉降器设计中，这些淤渣粒子很难从悬浮固体中分离出来，从而造成活性生物物质的流失。因此，EGSB反应器无法处理高浓度废水，而以使用一般的UASB反应器为佳。在G，Lettinga和L.H.P的文章中未提及淤渣的生长。本专利技术的目的是提供一种方法，在该方法中，是将流化床方法和UASB一方法的优点结合起来，从而形成了一种改进的流化床方法。本专利技术的另一目的是提供这样一种改进的流化床方法，该方法可以在非常适合于该类方法的改进的设备中进行。不仅本专利技术的方法可以在该设备中进行，其它采用载体材料的流化床方法也可以在其中进行。附图说明图1示意出了EP-A-90450中公开的三相分离器。图2至图4表示了本专利技术的实施方案及其水平横截面图，说明了在反应器中产生的生物气体的部分收集。图5表示了在三相分离器中使用了两个平行板。图6表示了在三相分离器中使用了很多平行板。图7表示了液体分布装置的结构的两个实施方案及它的水平截面衅。图8表示了一个实验室流化床反应器，其中的淤渣颗粒可以测定。图9表示了带有几个平行隔板的三相分离器。该分离器以中试规模进行测试。UASB反应器一般具有4-20小时的液体停留时间。UASB反应器中的淤渣颗粒处在1-2米/小时液体空塔速度和1-2米/小时的气体空塔速度(在反应器的上部)中。令人吃惊的是发现这类粒状淤渣极其适宜于作为其中的液体停留时间为0.5-4小时，空塔液体速度平均为4-25米/小时(最好为6-20米/小时)以及空塔气体速平均为4-15米/小时的流化床中的活性物质，并且不会发生破坏。在进一步研究和实验之后，我们吃惊地发现，粒状淤渣在其被导入流化床反应器后不仅保持了其粒状结构及其生物活性，而且也适应于极为湍动流化床条件。甚至在该反应器中颗粒状淤渣的数量随时间而增加。该现象在酸化和甲烷形成反应器中被发现。该改进的流化床方法具有流化床方法和UASB方法的优点，但没有上述方法的缺点。从实验室规模，中试规模及工业规模的装置中得到的该改进方法的结果清楚地表明了本专利技术不仅仅在起始阶段，而且也在稳态条件下表现出的优越性。对EGSB方法来说，本专利技术的优越性可通过将本专利技术的与EGSB方法比较而发现。EGSB方法，A.W.A.deManetal.在(Proc.22-26May，1988，P.197ff)上有描述，该方法是在本专利技术的优先权日之后公开的。如前所述，EGSB不适于高浓度的废水。反应器中的高空塔速度可以通过流出物的大量循环来得到，但会导至反应器的生产能力降低。低浓度的废水会使气体的生成量减少，从而就会出现和湍动有关的较温和的条件。防止具有高气体和液体速度的方法中的活性淤渣颗粒的损失不是通过在(EGSB)反应器中选择温和的条件来达到的，而是通过淤渣颗粒向反应器的的效的，选择性的回流而达到的。这种观点构成了本专利技术的基础。淤渣的这种回流可通过使用不同的分离技术来实现，例如使用放置在反应器顶部或其它地方的沉降器。通过在该分离器中选择合适的条件，可以将淤渣颗粒从含有悬浮固体的物流中分离出来。用这种方法，可以净化完全不适于EGSB方法的废水。为了表明本方法的优点，在表1中比较了EGSB和本方法(UFB)的一些典型特点。表1EGSBUFB反应器高度(m)5-1010-25由于转化的COD而产生的气体(m3气体/m2反应器横截面积.天) ＜1 1.5-15COD载荷(kg COD/m3反应器体积.天) 1-5 10-80回流比＊5-100-4空塔液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
废水的厌氧提纯方法，该方法包括采用粒状淤渣的流化床法。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：洛伦斯皮特艾德里安，罗伯特简佐特迈耶，
申请(专利权)人：拜瑟恩系统国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]