發(fā)明涉及一種雙生物濾料倒向折流式連續(xù)流反應(yīng)器及其處理廢水工藝，用于處理電廠脫硫廢水。

背景技術(shù)：

在我國的一次能源消費(fèi)中處于主導(dǎo)地位的是煤炭，占到75%左右，燃煤火力發(fā)電廠是產(chǎn)生的煙氣是大氣污染的重要來源。煤炭燃燒直接排放產(chǎn)生的硫氧化物(主要是so2)、氮氧化物(nox)可以在一定的氣象條件下形成酸雨，還會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，威脅著環(huán)境空氣質(zhì)量和破壞經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綠色可持續(xù)發(fā)展，影響居民生活水平。隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，現(xiàn)相關(guān)法規(guī)也要求對(duì)電廠尾氣進(jìn)行脫硫脫硝處理。

在目前的燃煤煙氣脫硫技術(shù)中，石灰石－石膏濕法是我國大力推廣的技術(shù)(hj/t179－2005火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范·石灰石/石灰－石膏法)。因?yàn)榇思夹g(shù)適用于常見煤種，具有90%以上的效脫硫率，95%以上的系統(tǒng)回用率和90%以上的吸收劑利用率，此套工藝運(yùn)行穩(wěn)定，而且石灰石來源廣泛，價(jià)格便宜。但濕法脫硫會(huì)產(chǎn)生脫硫廢水，而脫硫廢水成分復(fù)雜，主要包括懸浮固體(ss)、高濃度的亞硫酸鹽(so3^2-)、硫酸鹽(so4^2-)、氯化物(cl^-)及微量的重金屬離子(hg、as、cr、ni、pb等)。而懸浮物的主要成分是sio2、fe和al的氫氧化物、石膏顆粒等；脫硫廢水中的陽離子主要是ca²⁺、al³⁺、fe³⁺等離子。脫硫廢水中基本不含有有機(jī)污染物，但無機(jī)污染物的農(nóng)都均超高了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb8978－1996)中規(guī)定的排放指標(biāo)。

因?yàn)槊摿驈U水的這種高鹽度的特性，一般脫硫廢水是不允許直接排放至市政下水道管網(wǎng)，而火力發(fā)電廠如今的環(huán)保要求非常高，常常要求廢水實(shí)現(xiàn)零排放。小型火力發(fā)電廠脫硫廢水回用也是個(gè)難題，一般的回用途徑是作為煤棚噴灑及灰渣加濕。但因脫硫廢水含鹽量高，用于噴灑煤棚容易，煤炭又是進(jìn)入電廠鍋爐燃燒，勢(shì)必將脫硫廢水中的鹽分又重新帶入鍋爐，形成煙霧蒸汽，造成對(duì)鍋爐內(nèi)壁的腐蝕，影響鍋爐使用壽命；而國內(nèi)灰渣往往是重復(fù)利用，用于制造水泥等，因此利用脫硫廢水加濕會(huì)影響水泥的品質(zhì)。對(duì)于大型火力發(fā)電廠，脫硫廢水一般通過化學(xué)處理后蒸發(fā)結(jié)晶，通過加堿沉淀后再經(jīng)過反滲透、超濾等設(shè)備，最后進(jìn)行蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)固液分離。此方法投資成本巨大，需要投資眾多的反應(yīng)裝置，占地面積大；并且在后期運(yùn)行中處理成本巨大，根據(jù)相關(guān)報(bào)道，每噸脫硫廢水的處理成本是43.7元。因此成本成為限制蒸發(fā)結(jié)晶在實(shí)際脫硫廢水工程中應(yīng)用的主要因素。

活性污泥法在污水處理領(lǐng)域已經(jīng)相當(dāng)成熟，活性污泥法具有操作簡單，廉價(jià)高效，后期運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，而限制傳統(tǒng)活性污泥法運(yùn)用到脫硫廢水中最主要的障礙有以下幾點(diǎn)：1.傳統(tǒng)活性污泥對(duì)有毒有害廢水的抗毒能力差，脫硫廢水對(duì)微生物的活性有抑制作用；2.脫硫廢水中含有可降解有機(jī)物少，無法培養(yǎng)足夠濃度的活性污泥；3.活性污泥法包含的處理單元多，包括初沉池、反應(yīng)池4、二沉池等，占地面積大。而利用好氧顆粒污泥技術(shù)處理脫硫廢水基本無實(shí)際工程的應(yīng)用。

針對(duì)以上問題，現(xiàn)采用好氧顆粒污泥法處理脫硫廢水。首先，電廠產(chǎn)生的生活污水含有充足的碳源，可與脫硫廢水按一定比例混合，既可以降低脫硫廢水的濃度又可以減輕市政生活污水管網(wǎng)的負(fù)荷。而好氧顆粒污泥具有沉降性能良好、生物量大、生物活強(qiáng)、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、抗毒性能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)各種水質(zhì)。根據(jù)有關(guān)報(bào)道顯示，一定的鹽度能促進(jìn)好氧顆粒污泥的形成，水中的懸浮固體(ss)可以為好氧顆粒污泥初期的形成提供載體，而水中的鹽度又能為顆粒提供無機(jī)晶核。此外水中含有一定的有毒有害物質(zhì)也有利于好氧顆粒污泥的形成，因?yàn)樗杏卸疚镔|(zhì)，能刺激細(xì)胞分泌胞外多聚物(eps),而胞外多聚物在好氧顆粒污泥的形成過程中起到了粘合劑的作用。因此以生活污水及脫硫廢水混合后的污水作為水源是好氧顆粒污泥培養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)水源，而形成后的好氧顆粒污泥又能有效地適應(yīng)該種水質(zhì)，高效地處理污水。

傳統(tǒng)的連續(xù)流反應(yīng)器，如申請(qǐng)?zhí)枮?00810062349.2的中國專利所示，是將初沉池、反應(yīng)池、二沉池及過濾池分開，造成占地面積大、工藝復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的雙生物濾料倒向折流式連續(xù)流反應(yīng)器及其處理廢水工藝，將初沉池、反應(yīng)池、二沉池及過濾池合在一起，以減小占地面積及工藝的復(fù)雜程度。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種雙生物濾料倒向折流式連續(xù)流反應(yīng)器，包括主體、折板和濾料；主體內(nèi)設(shè)有反應(yīng)池；折板固定在主體內(nèi)；折板為多塊，依次上下交錯(cuò)排列，將反應(yīng)池從左到右依次分隔成多個(gè)單元格；其特征在于：所述的多個(gè)單元格中，左端第一個(gè)、左端第二個(gè)、右端第一個(gè)、右端第二個(gè)單元格均設(shè)有濾料；主體上設(shè)有右端進(jìn)水口、左端出水口、左端進(jìn)水口和右端出水口；右端進(jìn)水口與右端第二個(gè)單元格連通，且位于該單元格中的濾料的上方；左端出水口與左端第一個(gè)單元格連通，且位于該單元格中的濾料的下方；左端進(jìn)水口與左端第二個(gè)單元格連通，且位于該單元格中的濾料的上方；右端出水口與右端第一個(gè)單元格連通，且位于該單元格中的濾料的下方；在左端第二個(gè)和右端第二個(gè)單元格中安裝有攪拌裝置；除最左端和最右端的單元格外，其余每個(gè)單元格的底部均安裝有曝氣裝置。

本發(fā)明所述的多個(gè)單元格中，左端第一個(gè)、左端第二個(gè)、右端第一個(gè)、右端第二個(gè)單元格均為過濾沉淀區(qū)。

本發(fā)明所述的濾料為生物濾料。

本發(fā)明濾料的高度為該反應(yīng)器高度的3/5。

一種雙生物濾料倒向折流式連續(xù)流反應(yīng)器的處理廢水工藝，其特征在于：

按如下步驟進(jìn)行：

（1）前半周期：右端第二個(gè)單元格中的攪拌裝置開啟，左端第二個(gè)單元格中的攪拌裝置關(guān)閉；右端第二個(gè)單元格中的曝氣裝置開啟，左端第二個(gè)單元格中的曝氣裝置關(guān)閉，其余單元格中的曝氣裝置開啟；

脫硫廢水從右端進(jìn)水口進(jìn)入反應(yīng)池的右端第二個(gè)單元格中，然后脫硫廢水通過該單元格過濾沉淀區(qū)中的濾料過濾，粒徑較大的懸浮物質(zhì)被截留，無需初沉池，同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)池的金屬離子及較小的懸浮物質(zhì)成為培養(yǎng)好氧顆粒污泥的晶核；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，大量的好氧顆粒污泥被攪拌裝置推送至左端第二個(gè)單元格的過濾沉淀區(qū)中，好氧顆粒污泥被該過濾沉淀區(qū)的濾料截留在該過濾沉淀區(qū)內(nèi)形成堆積區(qū)；同時(shí)經(jīng)過生化處理后的脫硫廢水大部分重金屬及有毒有害物質(zhì)被濾料吸附，而剩余的重金屬離子通過好氧顆粒污泥堆積區(qū)又經(jīng)過一次吸附，并且通過左端第一個(gè)和左端第二個(gè)單元格過濾沉淀區(qū)中的濾料雙重過濾及吸附，進(jìn)一步降低水中的重金屬離子與有害成分，最終從左端出水口流出反應(yīng)器；

（2）后半周期：右端第二個(gè)單元格中的攪拌裝置關(guān)閉，左端第二個(gè)單元格中的攪拌裝置開啟；右端第二個(gè)單元格中的曝氣裝置關(guān)閉，左端第二個(gè)單元格中的曝氣裝置開啟，其余單元格中的曝氣裝置開啟；

廢水從左端進(jìn)水口進(jìn)入反應(yīng)池的左端第二個(gè)單元格中，然后脫硫廢水通過該單元格過濾沉淀區(qū)中的濾料過濾，粒徑較大的懸浮物質(zhì)被截留，部分重金屬及有害成分被吸附，并且進(jìn)入好氧顆粒污泥堆積區(qū)，此時(shí)好氧顆粒污泥與廢水充分混合，因好氧顆粒污泥比表面積大，能吸附大量的細(xì)小懸浮物、水中的重金屬及有害物質(zhì)；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，廢水與好氧顆粒污泥進(jìn)一步被推向右端，經(jīng)過數(shù)個(gè)單元格，最終大量的好氧顆粒污泥被沉積在右端第二個(gè)單元格的過濾沉淀區(qū)中，好氧顆粒污泥被該過濾沉淀區(qū)的濾料截留在該過濾沉淀區(qū)內(nèi)；同時(shí)經(jīng)過生化處理后的脫硫廢水大部分重金屬及有毒有害物質(zhì)被濾料吸附，而剩余的重金屬離子通過好氧顆粒污泥堆積區(qū)后又經(jīng)過一次吸附，并且通過右端第一個(gè)和右端第二個(gè)單元格的濾料雙重過濾及吸附，進(jìn)一步降低水中的重金屬離子與有害成分，最終從右端出水口流出反應(yīng)器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

（1）能采用生物處理的方法處理脫硫廢水，大大降低了脫硫廢水的處理成本。

（2）成功地實(shí)現(xiàn)了將初沉池、反應(yīng)池、二沉池及過濾池合建，減小占地面積及工藝的復(fù)雜程度。

（3）能通過控制運(yùn)行方式和利用脫硫廢水中高鹽度、有毒有害物質(zhì)的特點(diǎn)，促進(jìn)好氧顆粒污泥的形成，培養(yǎng)出具有較好適應(yīng)性的好氧顆粒污泥；同時(shí)利用好氧顆粒污泥具有抗毒性好、生物活性強(qiáng)等特點(diǎn)，處理脫硫廢水。

（4）改變了傳統(tǒng)倒向折流式連續(xù)流反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，由原來的一格過濾沉淀區(qū)改為左右端各兩格過濾沉淀區(qū)，并且在這兩格過濾沉淀區(qū)中分別放入濾料；進(jìn)水也從原來的最末端進(jìn)水的方式改變?yōu)閺淖蠖说诙€(gè)或右端第二個(gè)單元格進(jìn)水。進(jìn)水從左端第二個(gè)或右端第二個(gè)單元格進(jìn)入，進(jìn)行一次過濾，代替了初沉池的作用。出水端設(shè)計(jì)了兩個(gè)過濾沉淀區(qū)和兩個(gè)過濾區(qū)，一來是為了確保出水水質(zhì)，增大生物濾料與出水的接觸時(shí)間，在濾料中也能附著微生物，最終形成生物活性濾料，能進(jìn)一步吸附處理水中的有毒有害物質(zhì)，二來避免前一周期被截留下的懸浮物質(zhì)隨出水流出系統(tǒng)。

（5）為了更好地培養(yǎng)好氧顆粒污泥以實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫廢水的處置，運(yùn)行采用左右交替進(jìn)水，可通過時(shí)控系統(tǒng)控制左右端交替向反應(yīng)器進(jìn)水或出水，因此反應(yīng)時(shí)間分為前半周期和后半周期，前半周期從右往左進(jìn)水，后半周期從左往右進(jìn)水，而進(jìn)出水的時(shí)間可以通過調(diào)整時(shí)控開關(guān)上的時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣的運(yùn)行方式可以避免傳統(tǒng)的連續(xù)流反應(yīng)器需要回流污泥，實(shí)現(xiàn)污泥在反應(yīng)器內(nèi)自循環(huán)，同時(shí)這樣的進(jìn)水方式也有利于形成feast-famine機(jī)制，有利于好氧顆粒污泥的形成。

附圖說明

圖1是發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的處理廢水工藝處于前半周期。

圖2也是發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的處理廢水工藝處于后半周期。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)發(fā)明的解釋而發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

參見圖1和圖2，本實(shí)施例包括主體3、曝氣裝置5、攪拌裝置6、濾料7、折板8、右端進(jìn)水口1、左端出水口2、左端進(jìn)水口9和右端出水口10。

主體3內(nèi)設(shè)有反應(yīng)池4。

折板8固定在主體3內(nèi)，且其兩側(cè)與主體3的內(nèi)側(cè)壁密封連接。折板8為多塊，依次上下交錯(cuò)排列，將主體3內(nèi)的反應(yīng)池4從左到右依次分隔成多個(gè)單元格。每相鄰兩塊折板8中，其中一塊折板8的底部與主體3的內(nèi)底壁密封連接，上部低于反應(yīng)池4內(nèi)反應(yīng)液的工作高度，另一塊折板8的底部與主體3的內(nèi)底壁之間留有讓反應(yīng)液流通的間距，上部高于反應(yīng)池4內(nèi)反應(yīng)液的工作高度。這種結(jié)構(gòu)，增加了反應(yīng)液流過的路程和停留時(shí)間，使污水充分得到分解。

多個(gè)單元格中，左端第一個(gè)、左端第二個(gè)、右端第一個(gè)、右端第二個(gè)單元格均為過濾沉淀區(qū)，其余的單元格均為反應(yīng)區(qū)；在左端第二個(gè)和右端第二個(gè)單元格中安裝有攪拌裝置6，實(shí)現(xiàn)推流的作用。在每個(gè)過濾沉淀區(qū)中均設(shè)有濾料7。濾料7的高度為該反應(yīng)器高度的3/5，保證有一定的沉淀高度。

發(fā)明中，左端第一個(gè)單元格為最左端的單元格，左端第二個(gè)單元格與左端第一個(gè)單元格相鄰；右端第一個(gè)單元格為最右端的單元格，右端第二個(gè)單元格與右端第一個(gè)單元格相鄰。

除最左端和最右端的單元格外，其余每個(gè)單元格的底部均安裝有曝氣裝置5。工作時(shí)，過濾沉淀區(qū)的曝氣裝置5受時(shí)控開關(guān)控制啟停，而反應(yīng)區(qū)的曝氣裝置5一直處于啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

主體3上設(shè)有右端進(jìn)水口1、左端出水口2、左端進(jìn)水口9、右端出水口10。右端進(jìn)水口1與右端第二個(gè)單元格的上端連通，且位于該單元格中的濾料7的上方。左端出水口2與左端第一個(gè)單元格的下端連通，且位于該單元格中的濾料7的下方。左端進(jìn)水口9與左端第二個(gè)單元格的上端連通，且位于該單元格中的濾料7的上方。右端出水口10與右端第一個(gè)單元格的下端連通，且位于該單元格中的濾料7的下方。

一種權(quán)利要求雙生物濾料倒向折流式連續(xù)流反應(yīng)器的處理廢水工藝，運(yùn)行時(shí)分為前后兩個(gè)半周期，前半周期從右往左進(jìn)水，進(jìn)水從右端的第二格濾池開始進(jìn)水，后半周期從左往右進(jìn)水，，進(jìn)水從左端的第二格濾池開始進(jìn)水。前半周期最右端的兩個(gè)有濾料7的單元格起到了濾池作用及初沉池的作用，污水進(jìn)入反應(yīng)池4反應(yīng)，到最左端的兩個(gè)有濾料的單元格內(nèi)進(jìn)行雙重過濾和沉淀，最終從下端出水；后半周期最左端的兩個(gè)有濾料的單元格起到了濾池作用及初沉池的作用，污水進(jìn)入反應(yīng)池4反應(yīng)，到最右端的兩個(gè)有濾料的單元格內(nèi)進(jìn)行雙重過濾和沉淀，最終從下端出水。具體按如下步驟進(jìn)行：

（1）前半周期：從右往左進(jìn)水，右端第二個(gè)單元格中的攪拌裝置6開啟，左端第二個(gè)單元格中的攪拌裝置6關(guān)閉；右端第二個(gè)單元格中的曝氣裝置5開啟，左端第二個(gè)單元格中的曝氣裝置5關(guān)閉，其余單元格中的曝氣裝置5（即反應(yīng)區(qū)的曝氣裝置5）開啟；

首先脫硫廢水從右端進(jìn)水口1進(jìn)入反應(yīng)池4的右端第二個(gè)單元格中，然后脫硫廢水通過該單元格過濾沉淀區(qū)中的濾料7過濾，粒徑較大的懸浮物質(zhì)被截留，無需初沉池，同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)池4的金屬離子及較小的懸浮物質(zhì)可成為培養(yǎng)好氧顆粒污泥11的晶核；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，大量的好氧顆粒污泥11被攪拌裝置6推送至左端第二個(gè)單元格的過濾沉淀區(qū)中，由于該過濾沉淀區(qū)設(shè)置了濾料7，好氧顆粒污泥11被該過濾沉淀區(qū)的濾料7截留在該過濾沉淀區(qū)內(nèi)形成堆積區(qū)；同時(shí)經(jīng)過生化處理后的脫硫廢水大部分重金屬及有毒有害物質(zhì)被濾料吸附，而剩余的重金屬離子，通過高密度的好氧顆粒污泥11堆積區(qū)，又經(jīng)過一次吸附，并且通過左端第一個(gè)和左端第二個(gè)單元格過濾沉淀區(qū)中的濾料7雙重過濾及吸附，進(jìn)一步降低水中的重金屬離子與有害成分；最終出水從左端出水口2流出反應(yīng)器。

（2）后半周期：從左往右進(jìn)水，右端第二個(gè)單元格中的攪拌裝置6關(guān)閉，左端第二個(gè)單元格中的攪拌裝置6開啟；右端第二個(gè)單元格中的曝氣裝置5關(guān)閉，左端第二個(gè)單元格中的曝氣裝置5開啟，其余單元格中的曝氣裝置5（即反應(yīng)區(qū)的曝氣裝置5）開啟；

廢水從左端進(jìn)水口9進(jìn)入反應(yīng)池4的左端第二個(gè)單元格中，然后脫硫廢水通過該單元格過濾沉淀區(qū)中的濾料7過濾，粒徑較大的懸浮物質(zhì)被截留，部分重金屬及有害成分被吸附，并且進(jìn)入前半周期形成的好氧顆粒污泥11的堆積區(qū)中，此時(shí)由于左端第二個(gè)單元格中的過濾沉淀區(qū)中積累了高密度的好氧顆粒污泥11，此時(shí)好氧顆粒污泥11與廢水充分混合，因好氧顆粒污泥11比表面積大，能吸附大量的細(xì)小懸浮物、水中的重金屬及有害物質(zhì)；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，在攪拌裝置6的作用下，廢水與好氧顆粒污泥11進(jìn)一步被推向右端，經(jīng)過數(shù)個(gè)單元格，最終大量的好氧顆粒污泥11被沉積在右端第二個(gè)單元格的過濾沉淀區(qū)中，但在該過濾沉淀區(qū)設(shè)置了濾料7，好氧顆粒污泥11被該過濾沉淀區(qū)的濾料7截留在該過濾沉淀區(qū)內(nèi)；同時(shí)經(jīng)過生化處理后的脫硫廢水大部分重金屬及有毒有害物質(zhì)被生物吸附，而剩余的重金屬離子，通過高密度的好氧顆粒污泥11堆積區(qū)，又經(jīng)過一次吸附，并且通過右端第一個(gè)和右端第二個(gè)單元格的濾料7雙重過濾及吸附，進(jìn)一步降低水中的重金屬離子與有害成分，最終出水由右端出水口10流出反應(yīng)器。

本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明；而且，發(fā)明各部分所取的名稱也可以不同，凡依發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。