CN103663688A - 厌氧流化床生物反应器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及厌氧流化床生物反应器及其使用方法，它包括：床体、封头、分离器、蠕动泵和离心泵，床体由直管、变径管和顶管组成，顶管在直管的上方，变径管连接在顶管和直管之间，直管、变径管和顶管被连接在一起，封头通过法兰装在顶管上，顶管通过连通管与分离器相连，分离器底部开有循环液口，分离器的上部开有排水口，循环液口通过离心泵与直管的底部相连，废水通过蠕动泵进入床体的底部，在直管上还装有加热器，床体内装有沸石，沸石的比表面积为20-25m²/g；本发明使细菌生物膜附着沸石上，提高工业废水和剩余污泥与细菌生物膜之间的传质效率，并且充分利用流化床技术的优势，使工业污水和污水厂剩余污泥的处理效率大大提高。

Description

厌氧流化床生物反应器及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种厌氧流化床生物反应器及其使用方法，特别涉及了一种处理工业废水和和城镇污水处理厂剩余污泥的厌氧流化床生物反应器及其使用方法。

背景技术

厌氧处理工业污水工艺适于处理高COD浓度的工业废水(如食品废水和发酵废水)和污水厂剩余污泥，较之好氧工艺有以下优势：1)生物固体产量低。好氧处理中，超过一半的废水BOD被转化为细胞物质，这些细胞物质成为剩余污泥需要进一步处理且处理费用很高。厌氧处理中，只有5％--15％的BOD被用于细胞合成，这样显著降低了后续处理负担。2)营养需求少。某些工业废水缺乏营养元素(如氮和磷)，处理这些废水时需投加这些营养元素，由于厌氧***中生物产量低，因此所需投加的营养元素也少。3)最终产物甲烷，是一种易于应用的能源；4)相比于好氧处理过程需外加能量来驱动曝气***，设施运行的主要成本高的特点，厌氧处理是一个净产生能量的过程，因此是一种节能和产能的污染治理方法。5)单位体积负荷大大高于好氧处理工艺，所以厌氧处理很适合高浓度废水的处理。

现有的各种厌氧消化技术及设备都有其优缺点。

早期的厌氧反应器没有搅拌，结果导致被处理污水或城市污泥和发酵微生物不能有效接触，为此这种厌氧消化罐通常需要间歇工作，需要用很长的工作时间(例如30-60天)使被处理的污水或污泥消化分解。

设计有搅拌装置的厌氧完全混合反应器(CSTR)在此基础上进行了改进，在出水沉淀池中增设了污泥回流装置，增大了厌氧反应器中的污泥浓度，避免有用微生物的流失，处理效率得到一定的提高。这种技术的优点对处理废水中悬浮物含量适应性强，可以处理固体悬浮物含量较高的工业污水。主要缺点是水力停留时间长，有机负荷处理水平相对较低，中温(30-40℃)下，容积负荷水平不高于4-5KgCOD/(m³.d)，只相当与高速厌氧反应器的1/5-1/3。装置需占用的空间往往很大。

20世纪70年代厌氧滤池(AF)产生了。它的特点在于在反应器中加入固体填料，微生物附着生长在填料的表面，将平均水力停留时间与生物固体停留时间相分离，厌氧微生物停留时间可以长达上百天，这就使得厌氧处理高浓度污水的停留时间从过去的几天或几十天缩短到几小时或几天。在相同的温度下，厌氧滤池的负荷高出厌氧接触工艺(CSTR)2～3倍，同时有很高的COD去除率。

但厌氧滤池也有自身弱点，由于废水中悬浮物的存在会加剧厌氧滤池堵塞的问题，AF以处理可溶性有机废水为主，一般控制进水悬浮物大约在200mg/L以下。这在一定程度上限制了厌氧滤池的应用。

1979年荷兰Wagningen大学的Letting研制了一种重要的厌氧反应器-升流式厌氧反应器(UASB)，在80年代及以后有了大量的应用。UASB的最大特点是：设备启动时，须接种特制的甲烷菌属占优势的微生物颗粒，这些颗粒在废水中起者厌氧消化的作用。随着运行时间的延长，新生成的生物固体逐渐形成了“颗粒污泥”，反应器内颗粒污泥保证了高浓度的厌氧微生物，使得设备的处理效率和容积负荷大大增加。

在已开发的高效厌氧反应器中，UASB反应器是应用最为广泛的厌氧反应器，已成功地应用于许多种废水的处理。这种反应器后来又发展出它的改进型--EGSB厌氧反应器，UASB和EGSB反应器的有机处理负荷高，可达8-15KgCOD/(m3.d)(以处理造纸废水为例)，同时处理周期大为缩短。但反应器也存在以下缺点：反应器内可能出现短流现象，影响处理能力，特别是当反应器容积较大，布水是否均匀是引起短流的重要因素；另外UASB和EGSB对被处理污水的固体悬浮物浓度较为敏感，不能处理固体悬浮物较高的工业废水和污水厂剩余污泥。

基于以上的问题，我们的发明的主要内容是利用厌氧循环液固流化床处理高浓度工业废水和污水处理厂的剩余污泥。原理是将厌氧污水处理工艺与液固流化床生物反应器技术结合起来。

同时厌氧循环液固流化床技术可以处理固体悬浮浓度较高的废水，如酿酒厂废水和污水厂污泥，可以处理COD浓度高达30000mg/L，悬浮固体浓度达到50g/L的废液和泥浆，这种高的悬浮固体浓度的废液是UASB和EGSB等高效反应器难以处理的；同时厌氧循环液固流化床技术的处理负荷可以达到10-15KgCOD/(m³.d)。虽然厌氧完全混合反应器(CSTR)可以处理高的悬浮固体浓度的废液，但是其处理负荷低，处理时间长，处理高COD浓度的废液和废泥需要很长的水力停留时间(20天以上)和很大的设备容积，占地面积大。而厌氧液固流化床技术由于载体微生物与废水之间的高效传质效果，具有处理时间短，处理负荷高，对废液悬浮固体浓度接受度大的多重优点。是一种处理高COD浓度工业废水和城市污泥的创新技术。

发明内容

本申请的发明目的在于克服现有的厌氧流化床占地面积大、处理时间长的缺点，而提供一种厌氧流化床生物反应器及其使用方法。

为了完成本发明的发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的厌氧流化床生物反应器，它包括：床体、封头、分离器、蠕动泵和离心泵，其中：床体由直管、变径管和顶管组成，顶管在直管的上方，变径管连接在顶管和直管之间，直管、变径管和顶管被连接在一起，封头通过法兰装在顶管上，顶管通过连通管与分离器相连，分离器底部开有循环液口，分离器的上部开有排水口，循环液口通过离心泵与直管的底部相连，废水通过蠕动泵进入床体的底部，在直管上还装有加热器，床体内装有沸石，沸石的比表面积为20-25m²/g；

本发明的厌氧流化床生物反应器，其中：在直管上还装有在线温度仪和pH检测仪，在顶管和变径管内装有一挡板，挡板与变径管之间的间隙为1-2mm，它用于挡住污泥；

本发明的厌氧流化床生物反应器，其中：所述封头上开有甲烷混合气体排出口、氮气加入口和空气排出口，甲烷混合气体排出口通过管道与集气瓶相通，在该管道上装有湿式气体流量计；

本发明的厌氧流化床生物反应器，其中：所述分离器的底部还开有废泥排口；

本发明的厌氧流化床生物反应器，其中：所述顶管横截面积为直管横截面积的2-2.5倍，直管、变径管和顶管的横截面为圆形或矩形；

本发明的厌氧流化床生物反应器，其中：床体的高度与直管横截面积的开方之比为15-18倍；

本发明的厌氧流化床生物反应器，其中：直管∶变径管∶顶管的长度之比为10-15∶1-0.5.∶1-2；

本发明的厌氧流化床生物反应器，其中：所述直管的外侧还装有保温层，保温层外侧用深色薄膜包裹，直管上装有耳座，用于支撑床体；

利用本发明厌氧流化床生物反应器来处理高浓度工业废水或城镇污水处理厂剩余污泥的方法，其中：它包括以下步骤：

(A)接种污泥液：

先将封头打开，将床体内装入沸石，沸石的装入量为直管高度的1/4-1/5；

将含有产甲烷厌氧菌的接种液从顶管(19)上部注入床体中，接种液为来自污水处理厂消化池的活性污泥泥浆，固体悬浮物含量(TSS)为16-25g/L，可挥发固体悬浮物含量(VSS)为12-20g/L，在35℃和1个大气压条件下，泥浆的产甲烷厌氧菌活性为甲烷产气率0.8-0.85L/g VSS.d，使液位达到连通管(6)的分离器(7)上部排水口(8)时，合上封头(21)并密封。打开离心泵(11)，同时向床体内通入0.02-0.05Mpa的氮气5-15分钟，并且同时打开空气排出口(5)，使床体内的空气排出后，关闭空气排出口(5)；

打开加热器，对床体内的液体进行加温，观察在线温度仪的温度，当在线温度仪指示的温度高于39℃时，调节加热器；使流化床内的液体温度维持在37℃-39℃之间；调整离心泵流量，使液体在直管中的流速为1.2cm/s至1.5cm/s，沸石发生流化，沸石悬浮在直管和变径管内，将床体的上述状态维持48-72小时；

(B)加入人工配置的废水

从蠕动泵将人工配置的废水泵入床体内，在0-48小时内，蠕动泵泵入人工配置的废水的量为1.1-1.2L/h，在48-144-小时内蠕动泵泵入人工配置的废水的量为1.6-2L/h，在144小时以后蠕动泵泵入人工配置的废水的量为2.2-2.8L/h，同时打开排水口，维持上述运行状态到288小时以上；

人工配置的废水中各组分含量：

葡萄糖5-10g/L，乙酸6-10mL/L，NH₄Cl1.0-2.0g/L，K₂HPO₄0.1-0.2g/L，MgSO₄.7H₂O0.05-0.06g/L，酵母提取物0.05-0.06g/L，FeCl₂.4H₂O2-4mg/L，MnCl₂.4H₂O1mg/L，H₃BO₃0.1mg/L，ZnCl₂0.1mg/L，AlCl₃0.1mg/L，CoCl₂.6H₂O0.1mg/L，NiCl₂0.1mg/L和NaHCO₃15-20g/L，人工配置的废水的COD含量在11000mg/L-15000mg/L，配置过程中测定人工配置的废水pH值，如果其低于6.0，加入一定量的NaOH溶液，直到达到6.0；

在上述状态运行到第288小时后，从排水口中取样来检测处理后水的COD含量，当检测得到的COD含量低于1500mg/L时，进入步骤(C)，当检测得到的COD含量高于1500mg/L时，仍保持现有状态，直到检测得到的COD含量低于1500mg/L后，进入步骤(C)；

在进行步骤(B)的过程中，同时观察在线温度仪的温度，当在线温度仪指示的温度低于37℃时，调节加热器对床体内的液体进行加温，当在线温度仪指示的温度高于39℃时，调节加热器，使流化床内的液体温度维持在37℃-39℃之间；同时始终保持液体在直管中的流速为1.2cm/s--1.5cm/s；

(C)加入工业高浓度废水或者污水处理厂的剩余污泥泥浆

从蠕动泵将占总废水体积50％的人工配置废水和占总废水体积50％的工业高浓度废水或者污水厂处理剩余污泥泥浆泵入床体内，工业高浓度废水或者污水处理厂的剩余污泥泥浆的COD含量在10000mg/L-20000mg/L之间，以1.1-1.2L/h的速度从蠕动泵泵入床体内，持续上述状态7天以上，在上述状态运行7天后，从排水口中取样来检测处理后水的COD含量，当检测得到的COD含量高于1500mg/L时，保持现有人工配置废水在总废水中的体积比例，当检测得到的COD含量低于1500mg/L时，逐渐加大高浓度工业废水和城镇污水处理厂剩余污泥在总废水中的体积，同时保证从排水口中处理后水的COD含量低于1500mg/L，直到废水全部为高浓度工业废水和城镇污水处理厂剩余污泥为止，且高浓度工业废水或城镇污水处理厂剩余污泥的进入量达到2.5-3.0L/h.；

在进行步骤(C)的同时，观察在线温度仪的温度，当在线温度仪指示的温度低于37℃时，调节加热器对床体内的液体进行加温，当在线温度仪指示的温度高于39℃时，调节加热器，使流化床内的液体温度维持在37℃-39℃之间；保持液体在直管中的流速为1.2cm/s至1.5cm/s；

利用本发明厌氧流化床生物反应器来处理高浓度工业废水或城镇污水处理厂剩余污泥的方法，其中：所述的产甲烷厌氧菌为甲烷八叠菌属和甲烷丝菌属的产甲烷厌氧菌，它来自污水处理厂厌氧消化池中。

本发明与现有的技术相比具有以下优点：

1)采用体积较小的颗粒作为生物载体，使细菌生物膜附着其上，利用小颗粒巨大的比表面积，提高工业废水和剩余污泥与细菌生物膜之间的的传质效率；

2)本发明筛选出沸石颗粒作为生物膜载体，且选择直径0.4mm-0.8mm范围的颗粒作为实际载体，沸石颗粒内部结构具有多孔性，使生物膜易于生长其内外表面上，为微生物膜的固定提供了巨大的表面和良好的保证；且附着其内表面上细菌生物膜比较稳定，不易受水力条件的影响而脱落，提供了工业污水或污泥与细菌生物膜相互作用，发生传质过程有利条件。

3)充分利用流化床技术的优势，采用较高的污水上升流速使颗粒保持悬浮状态，同时颗粒周围较高的水流速度使溶解性有机物在液体和载体表面之间传质良好，使工业污水和污水厂剩余污泥的处理效率大大提高。

4)本项厌氧流化床生物反应器有较高的处理能力，在运行稳定后，平均容积负荷可以达到30-35KgCOD/m³.d。

附图说明

图1为本发明的厌氧流化床生物反应器的正向剖面示意图。

在图1中，标号1为集气瓶；标号2为湿式气体流量计；标号3为甲烷混合气体排出口；标号4为氮气加入口；标号5为空气排出口；标号6为连通管；标号7为分离器；标号8为排水口；标号9为循环液口；标号10为废泥排口；标号11为离心泵；标号12为蠕动泵；标号13为保温层；标号14为沸石；标号15为变径管；标号16为在线温度仪；标号17为加热器；标号18为挡板；标号19为顶管；标号20为法兰；标号21为封头；标号22为直管；标号23为pH检测仪；标号24为耳座。

具体实施方式

如图1所示，本发明的厌氧流化床生物反应器包括：床体、封头21、分离器7、蠕动泵12和离心泵11，床体由直管22、变径管15和顶管19组成，顶管19在直管22的上方，变径管15连接在顶管19和直管22之间，直管22、变径管15和顶管19被连接在一起，封头21通过法兰20装在顶管19上，封头21上开有甲烷混合气体排出口3、氮气加入口4和空气排出口5，甲烷混合气体排出口3通过管道与集气瓶1相通，在该管道上装有湿式气体流量计2。顶管19通过连通管6与分离器7相连，分离器7底部开有循环液口9和废泥排口10，分离器7的上部开有排水口8，循环液口9通过离心泵11与直管22的底部相连，废水通过蠕动泵12进入床体的底部，在直管22上还装有加热器17，在直管22上还装有在线温度仪16和pH检测仪23，在顶管19和变径管15内装有一挡板18，挡板18距变径管15上端的距离为1-2mm，它用于挡住污泥。顶管19横截面积为直管22横截面积的2-2.5倍，直管22、变径管15和顶管19的横截面为圆形或矩形，床体的高度与直管横截面积的开方之比为15-18倍；直管22∶变径管15∶顶管19的长度之比为10-15∶1-0.5.∶1-2。直管22的外侧还装有保温层13，保温层外用深色薄膜包裹避光，直管22上装有耳座24，用于支撑床体。床体内装有沸石14，沸石14的比表面积为20-25m²/g。

利用本发明的厌氧流化床生物反应器来处理高浓度工业废水或城镇污水处理厂剩余污泥的方法，它包括以下步骤：

(A)接种污泥液：

先将封头21打开，将床体内装入沸石14，沸石14的装入量为直管22高度的1/4-1/5；

将含有产甲烷厌氧菌的接种液从顶管19上部注入床体中，接种液为来自污水处理厂消化池的活性污泥泥浆，固体悬浮物含量(TSS)为16-25g/L，可挥发固体悬浮物含量(VSS)为12-20g/L，在35℃和1个大气压条件下，泥浆的产甲烷厌氧菌活性为甲烷产气率0.8-0.85L/g VSS.d，使液位达到连通管6的分离器7上部排水口8时，合上封头21并密封。打开离心泵11，同时向床体内通入0.02-0.05Mpa的氮气5-15分钟，并且同时打开空气排出口5，使床体内的空气排出后，关闭空气排出口5；

打开加热器17，对床体内的液体进行加温，观察在线温度仪16的温度，当在线温度仪16指示的温度高于39℃时，调节加热器17；使流化床内的液体温度维持在37℃-39℃之间；

调整离心泵11流量，使液体在直管22中的流速为1.2cm/s至1.5cm/s，沸石14发生流化，沸石14主要悬浮在直管22，在变径管15内有少量的沸石14，在顶管19内基本上没有沸石14，将床体的上述状态维持48-72小时；

(B)加入人工配置的废水

从蠕动泵12将人工配置的废水泵入床体内，在0-48小时内，蠕动泵12泵入人工配置的废水的量为1.1-1.2L/h，在48-144-小时内蠕动泵12泵入人工配置的废水的量为1.6-2L/h，在144小时以后蠕动泵12泵入人工配置的废水的量为2.2-2.8L/h，同时打开排水口8，维持上述运行状态到288小时以上；

人工配置的废水中各组分含量：

葡萄糖8-10g/L，乙酸8-10mL/L，NH₄Cl1.5-2g/L，K₂HPO₄0.1-0.2g/L，MgSO₄.7H₂O0.05-0.06g/L，酵母提取物0.05-0.06g/L，FeCl₂.4H₂O2mg/L，MnCl₂.4H₂O0.5mg/L，H₃BO₃0.05mg/L，ZnCl₂0.05mg/L，AlCl₃0.05mg/L，CoCl₂.6H₂O0.05mg/L，NiCl₂0.05mg/L，NaHCO₃15-20g/L，人工配置的废水的COD含量在10000mg/L-12000mg/L，配置过程中测定人工配置的废水pH值，如果其低于6.0，增加NaHCO₃的加入量，直到达到6.0；

在上述状态运行到第288小时后，从排水口8中取样来检测处理后水的COD含量，当检测得到的COD含量低于1500mg/L时，进入步骤(C)，当检测得到的COD含量高于1500mg/L时，仍保持现有状态，直到检测得到的COD含量低于1500mg/L后，进入步骤(C)；

在进行步骤(B)的过程中，同时观察在线温度仪16的温度，当在线温度仪16指示的温度低于37℃时，调节加热器17对床体内的液体进行加温，当在线温度仪16指示的温度高于39℃时，调节加热器17，使流化床内的液体温度维持在37℃-39℃之间；同时始终保持液体在直管22中的流速为1.2cm/s--1.5cm/s；

(C)加入工业高浓度废水或者污水处理厂的剩余污泥泥浆

从蠕动泵12将占总废水体积50％的人工配置废水和占总废水体积50％的工业高浓度废水或者污水厂处理剩余污泥泥浆泵入床体内，工业高浓度废水或者污水处理厂的剩余污泥泥浆的COD含量在10000mg/L-20000mg/L之间，以1.1-1.2L/h的速度从蠕动泵12泵入床体内，持续上述状态7天以上，在上述状态运行7天后，从排水口8中取样来检测处理后水的COD含量，当检测得到的COD含量高于1500mg/L时，保持现有人工配置废水在总废水中的体积比例，当检测得到的COD含量低于1500mg/L时，逐渐加大高浓度工业废水和城镇污水处理厂剩余污泥在总废水中的体积，同时保证从排水口8中处理后水的COD含量低于1500mg/L，直到废水全部为高浓度工业废水和城镇污水处理厂剩余污泥为止，且高浓度工业废水或城镇污水处理厂剩余污泥的进入量达到2.5-3.0L/h.；

在进行步骤(C)的同时，观察在线温度仪16的温度，当在线温度仪16指示的温度低于37℃时，调节加热器17对床体内的液体进行加温，当在线温度仪16指示的温度高于39℃时，调节加热器17，使流化床内的液体温度维持在37℃-39℃之间；保持液体在直管22中的流速为1.2cm/s至1.5cm/s。

本发明利用厌氧循环液固流化床处理高浓度工业废水和污水处理厂的剩余污泥。该项研究将厌氧污水处理工艺与液固流化床生物反应器技术结合起来。技术创新点为：1)采用体积较小的颗粒作为生物载体，使细菌生物膜附着其上，利用小颗粒巨大的比表面积，提高工业废水与细菌生物膜之间的的传质效率；2)充分利用流化床技术的优势，采用较高的污水上升流速使颗粒保持悬浮状态，同时颗粒周围较高的水流速度使溶解性有机物在液体和载体表面之间传质良好，使工业污水和污水厂剩余污泥的处理效率大大提高。

厌氧处理工业污水工艺对于适合的水质(如食品废水和发酵废水)较之好氧工艺有以下优势：1)生物固体产量低。好氧处理中，超过一半的废水BOD被转化为细胞物质，这些细胞物质需要进一步处理且处理费用很高。厌氧处理中，只有5％--15％的BOD被用于细胞合成，这样显著降低了后续处理负担。2)营养需求少。某些工业废水缺乏营养元素(如氮和磷)，处理这些废水时需投加这些营养元素，由于厌氧***中生物产量低，因此所需投加的营养元素也少。3)最终产物甲烷，是一种易于应用的能源；4)相比于好氧处理过程需外加能量来驱动曝气***，设施运行的主要成本高的特点，厌氧处理是一个净产生能量的过程，因此是一种节能和产能的污染治理方法。5)单位体积负荷大大高于好氧处理工艺，所以厌氧处理很适合高浓度废水的处理。

本发明筛选出沸石颗粒作为生物膜载体，且选择直径0.4mm-0.8mm范围的颗粒作为实际载体，使生物膜能够易于生长其内外表面上，沸石具有巨大的比表面积，小颗粒为微生物膜的固定提供了巨大的表面，且细菌生物膜易于附着其内外表面上，提供了工业污水或污泥与细菌生物膜相互作用，发生传质过程有利条件。流化床中的生物质浓度可以很高，达到10-40g/L.

本发明研制出了适合的流化床结构形式(见附图1)，由于生物粒子在液固流化床反应器中呈流态化，因此提高了传质速度，因而缩短了水力停留时间。

本发明驯化出适宜工业污水处理的厌氧菌种，使厌氧生物处理高浓度废水能够连续、有效的进行。

采用此种形式的厌氧流化床生物反应器，进行污水处理厂剩余污泥的处理，在设备启动运行20天后，设备进入稳定运行阶段。此时进入流化床的污泥浆料COD为11500mg/L，经处理后，COD降为1340mg/L，COD去除率达到88％。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种厌氧流化床生物反应器，它包括：床体、封头(21)、分离器(7)、蠕动泵(12)和离心泵(11)，其特征在于：床体由直管(22)、变径管(15)和顶管(19)组成，顶管(19)在直管(22)的上方，变径管(15)连接在顶管(19)和直管(22)之间，直管(22)、变径管(15)和顶管(19)被连接在一起，封头(21)通过法兰(20)装在顶管(19)上，顶管(19)通过连通管(6)与分离器(7)相连，分离器(7)底部开有循环液口(9)，分离器(7)的上部开有排水口(8)，循环液口(9)通过离心泵(11)与直管(22)的底部相连，废水通过蠕动泵(12)进入床体的底部，在直管(22)上还装有加热器(17)，床体内装有沸石(14)，沸石(14)的比表面积为20-25m²/g。

2.如权利要求1所述的厌氧流化床生物反应器，其特征在于：在直管(22)上还装有在线温度仪(16)和pH检测仪(23)；在顶管(19)和变径管(15)内装有一挡板(18)，挡板(18)与变径管(15)之间的间隙为1-2mm，它用于挡住污泥。

3.如权利要求2所述的厌氧流化床生物反应器，其特征在于：所述封头(21)上开有甲烷混合气体排出口(3)、氮气加入口(4)和空气排出口(5)，甲烷混合气体排出口(3)通过管道与集气瓶(1)相通，在该管道上装有湿式气体流量计(2)。

4.如权利要求3所述的厌氧流化床生物反应器，其特征在于：所述分离器(7)的底部还开有废泥排口(10)。

5.如权利要求4所述的厌氧流化床生物反应器，其特征在于：所述顶管(19)横截面积为直管(22)横截面积的2-2.5倍，直管(22)、变径管(15)和顶管(19)的横截面为圆形或矩形。

6.如权利要求5所述的厌氧流化床生物反应器，其特征在于：床体的高度与直管横截面积的开方之比为15-18倍。

7.如权利要求6所述的厌氧流化床生物反应器，其特征在于：直管(22)∶变径管(15)∶顶管(19)的长度之比为10-15∶1-0.5.∶1-2。

8.如权利要求7所述的厌氧流化床生物反应器，其特征在于：所述直管(22)的外侧还装有保温层(13)，保温层(13)的外侧用深色薄膜包裹，直管(22)上装有耳座(24)，用于支撑床体。

9.一种利用如权利要求8所述的厌氧流化床生物反应器来处理高浓度工业废水或城镇污水处理厂剩余污泥的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(A)接种污泥液：

先将封头(21)打开，将床体内装入沸石(14)，沸石(14)的装入量为直管(22)高度的1/4-1/5；

将含有产甲烷厌氧菌的接种液从顶管(19)上部注入床体中，接种液为来自污水处理厂消化池的活性污泥泥浆，固体悬浮物含量(TSS)为16-25g/L，可挥发固体悬浮物含量(VSS)为12-20g/L，在35℃和1个大气压条件下，泥浆的产甲烷厌氧菌活性为甲烷产气率0.8-0.85L/g VSS.d，使液位达到连通管(6)的分离器(7)上部排水口(8)时，合上封头(21)并密封。打开离心泵(11)，同时向床体内通入0.02-0.05Mpa的氮气5-15分钟，并且同时打开空气排出口(5)，使床体内的空气排出后，关闭空气排出口(5)；

打开加热器(17)，对床体内的液体进行加温，观察在线温度仪(16)的温度，当在线温度仪(16)指示的温度高于39℃时，调节加热器(17)；使流化床内的液体温度维持在37℃C-39℃之间；

调整离心泵(11)流量，使液体在直管(22)中的流速为1.2cm/s至1.5cm/s，沸石(14)发生流化，沸石(14)悬浮在直管(22)内，将床体的上述状态维持48-72小时；

(B)加入人工配置的废水

从蠕动泵(12)将人工配置的废水泵入床体内，在0-48小时内，蠕动泵(12)泵入人工配置的废水的量为1.1-1.2L/h，在48-144-小时内蠕动泵(12)泵入人工配置的废水的量为1.6-2L/h，在144小时以后蠕动泵(12)泵入人工配置的废水的量为2.2-2.8L/h，同时打开排水口(8)，维持上述运行状态到288小时以上；

人工配置的废水中各组分含量：

葡萄糖5-10g/L，乙酸6-10mL/L，NH₄Cl1.0-2.0g/L，K₂HPO₄0.1-0.2g/L，MgSO₄.7H₂O0.05-0.06g/L，酵母提取物0.05-0.06g/L，FeCl₂.4H₂O2-4mg/L，MnCl₂.4H₂O1mg/L，H₃BO₃0.1mg/L，ZnCl₂0.1mg/L，AlCl₃0.1mg/L，CoCl₂.6H₂O0.1mg/L，NiCl₂0.1mg/L和NaHCO₃15-20g/L，人工配置的废水的COD含量在11000mg/L-15000mg/L，配置过程中测定人工配置的废水pH值，如果其低于6.0，加入一定量的NaOH溶液，直到达到6.0；

在上述状态运行到第288小时后，从排水口(8)中取样来检测处理后水的COD含量，当检测得到的COD含量低于1500mg/L时，进入步骤(C)，当检测得到的COD含量高于1500mg/L时，仍保持现有状态，直到检测得到的COD含量低于1500mg/L后，进入步骤(C)；

在进行步骤(B)的过程中，同时观察在线温度仪(16)的温度，当在线温度仪(16)指示的温度低于37℃时，调节加热器(17)对床体内的液体进行加温，当在线温度仪(16)指示的温度高于39℃时，调节加热器(17)；使流化床内的液体温度维持在37℃-39℃之间；同时始终保持液体在直管(22)中的流速为1.2cm/s--1.5cm/s；

(C)加入工业高浓度废水或者污水处理厂的剩余污泥泥浆

从蠕动泵(12)将占总废水体积50％的人工配置废水和占总废水体积50％的工业高浓度废水或者污水厂处理剩余污泥泥浆泵入床体内，工业高浓度废水或者污水处理厂的剩余污泥泥浆的COD含量在10000mg/L-20000mg/L之间，以1.1-1.2L/h的速度从蠕动泵(12)泵入床体内，持续上述状态7天以上，在上述状态运行7天后，从排水口(8)中取样来检测处理后水的COD含量，当检测得到的COD含量高于1500mg/L时，保持现有人工配置废水在总废水中的体积比例，当检测得到的COD含量低于1500mg/L时，逐渐加大高浓度工业废水和城镇污水处理厂剩余污泥在总废水中的体积，同时保证从排水口(8)中处理后水的COD含量低于1500mg/L，直到废水全部为高浓度工业废水或城镇污水处理厂剩余污泥为止，且高浓度工业废水或城镇污水处理厂剩余污泥的的进入量达到2.5-3.0L/h.；

在进行步骤(C)的同时，观察在线温度仪(16)的温度，当在线温度仪(16)指示的温度低于37℃时，调节加热器(17)对床体内的液体进行加温，当在线温度仪(16)指示的温度高于39℃时，调节加热器(17)；使流化床内的液体温度维持在37℃-39℃之间；保持液体在直管(22)中的流速为1.2cm/s至1.5cm/s。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的产甲烷厌氧菌为甲烷八叠菌属和甲烷丝菌属的产甲烷厌氧菌，它来自污水处理厂厌氧消化池中。