CN211971901U - 利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***。一种利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，包括依次连接的废水储水装置、发酵产气装置和分离集气组件，废水储水装置连接发酵产气装置的进水端，发酵产气装置包括发酵产气装置本体和回流泵，发酵产气装置本体的出气端设有三相分离器，回流泵连通发酵产气装置本体两端，分离集气组件包括依次连接的脱氨装置、脱酸装置、脱水装置和集气装置。本实用新型厌氧处理占地面积小，产气效率高，所得能源气体纯度高，可直接利用，整套***能够不间断的进行能源气体的连续制备。

Description

利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***

技术领域

本实用新型涉及一种制备能源气体的***，特别涉及一种利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，属于废水能源化利用技术领域。

背景技术

废水处理与资源化技术一直以来都是当今社会关注的重点，高浓度废水的排放将会造成严重的环境污染问题，危害人类健康，同时随着社会资源的不断开发和利用，不可再生能源日益缺少，因此，高浓度废水的能源化处理是同步解决水环境问题和能源问题的最主要方向和手段之一。

高浓度废水中含有大量的有机物，对于可降解废水而言，厌氧微生物能够对其进行很好的发酵处理，并产生含有硫化氢、氨气、二氧化碳、氮氧化物、氢气、甲烷、一氧化碳等气体，其中，一氧化碳、氢气、甲烷为清洁能源气体。因此如何通过装置提高废水厌氧产气效率与能源气体的分离是废水能源化处理的关键。目前，沼气的制备装置较多，但针对高浓度废水直接厌氧处理制备能源气体的装置还不多见。

一般来说，高浓度废水的厌氧处理包括普通厌氧活性污泥法和厌氧颗粒污泥法等，常规的厌氧处理所占面积大、处理时间长，经济性不高，且厌氧处理过程中产生的气体多以二氧化碳为主，能源气体含量少。其中EGSB反应器在厌氧处理过程中易形成厌氧颗粒污泥，颗粒污泥具有厌氧消化速率快、效率高、产气多、负荷高等优，同时EGSB中的回流***能更加有效的利用高浓度废水中的有机物，充分与厌氧微生物接触，使得厌氧菌更有效的生产能源气体，是较好的能源化处理方法。为了更好的实现废水的能源气体转化，厌氧产气装置内需接种少量的沼渣。

另一方面，由于高浓度废水中有机物成分复杂，在厌氧处理过程中产生的气体内含有少量的硫化氢、二氧化碳、氮氧化物、氨气等其他气体，其中氨气与二氧化碳为不可燃物，一旦混入能源气体中进入空气将造成大气污染，氨气有刺激气味和腐蚀性，也能腐蚀设备，二氧化碳作为温室气体也不宜排放，同时二氧化碳的混入将会影响能源气体的热值与燃烧效率。硫化氢虽然可燃，但硫化氢作为酸性气体容易对气体管道、设备造成腐蚀，燃烧后产生的二氧化硫、三氧化硫释放到空气中会产生刺激性气味，并引起酸雨形成，氮氧化物也会造成设备管道的腐蚀和酸雨。同时，厌氧气体中含有部分的水蒸气，水蒸气的混入也会影响能源气体的燃烧，因此厌氧处理产生的气体中氨气、二氧化碳、硫化氢、水蒸气都需要得到较为彻底的去除。

通常，气体中脱除氨气和酸性气体分别使用酸洗和碱洗的方法，氨气通过稀酸去除，二氧化碳和硫化氢通过强碱去除，喷淋洗气的方法对溶液的利用效率低，而且更容易带出水分，影响后段脱水。常用的脱水方法为脱水剂吸附脱水方法，但该方法对吸附剂的更换较为频繁且不方便。此外，经分离纯化后的能源气体体积较大，需要进行进一步的压缩方便储存和利用，能源气体的连续产生和储存也是需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，克服高浓度废水厌氧处理占地大、能源化效率低、能源气体难以分离收集等困难，解决背景技术中所述的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，包括依次连接的废水储水装置、发酵产气装置和分离集气组件，废水储水装置连接发酵产气装置的进水端，发酵产气装置包括发酵产气装置本体和回流泵，发酵产气装置本体的出气端设有三相分离器，回流泵连通发酵产气装置本体两端，分离集气组件包括依次连接的脱氨装置、脱酸装置、脱水装置和集气装置。

作为优选，所述的废水储水装置与发酵产气装置之间设有进水泵。

作为优选，所述的废水储水装置设有pH计和搅拌器，pH计伸入废水储水装置内部，废水储水装置顶部设有加药口。

作为优选，所述的发酵产气装置本体底部设有本体底座，发酵产气装置本体进水端设有废水进口和废水回流口，发酵产气装置本体出气端设有出气口和废水出口，废水储水装置出口端连通废水进口，回流泵进口端连通废水出口，回流泵出口端连通废水回流口。

作为优选，所述的脱氨装置顶部设有酸液添加口，脱氨装置底部设有酸液放空口。

作为优选，所述的脱酸装置顶部设有碱液添加口，脱酸装置底部设有碱液放空口。

作为优选，所述的脱水装置顶部设有能源气体出气口，脱水装置底部设有加热器，脱水装置内部设有脱水填料层。

作为优选，所述的脱水装置数量至少为两个。

作为优选，所述的集气装置包括依次连接的储气瓶、气体压缩机和压缩气瓶，发酵产气装置本体顶部设有气体压力表，气体压力表电连接气体压缩机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，厌氧处理占地面积小，产气效率高，所得能源气体纯度高，可直接利用，同时，能源气体分离纯化阶段相应的试剂更换更为方便，脱水装置底部的加热器可使脱水剂实现重复利用，大大节约了成本，整套***能够不间断的进行能源气体的连续制备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的发酵产气装置的结构示意图；

图中：1、废水储水装置，2、进水泵，3、发酵产气装置，4、脱氨装置，5、脱酸装置，6、脱水装置，7、储气瓶，8、气体压缩机，9、压缩气瓶，101、pH计，102、搅拌器，103、加药口，301、本体底座，302、废水进口，303、发酵产气装置本体，304、三相分离器，305、气体压力表，306、出气口，307、废水出口，308、回流泵，309、废水回流口，401、酸液添加口，402、酸液放空口，501、碱液添加口，502、碱液放空口，601、脱水填料层，602、能源气体出气口，603、加热器。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。

在本实用新型中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

实施例：

一种利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，如图1和图2所示，包括依次连接的废水储水装置1、发酵产气装置3和分离集气组件，废水储水装置与发酵产气装置之间设有进水泵2，分离集气组件包括依次连接的脱氨装置4、脱酸装置5、脱水装置6和集气装置，集气装置包括依次连接的储气瓶7、气体压缩机8和压缩气瓶9。

废水储水装置连接发酵产气装置的进水端，废水储水装置设有pH计101和搅拌器102，pH计伸入废水储水装置内部，废水储水装置顶部设有加药口103，加药口用于添加药物以调节控制废水的pH值。

发酵产气装置类型为EGSB型，发酵产气装置包括发酵产气装置本体303和回流泵308，发酵产气装置本体的出气端设有三相分离器304，回流泵连通发酵产气装置本体两端，发酵产气装置本体底部设有本体底座301，发酵产气装置本体进水端设有废水进口302和废水回流口309，发酵产气装置本体出气端设有出气口306和废水出口307。废水储水装置出口端连通废水进口，回流泵进口端连通废水出口，回流泵出口端连通废水回流口。发酵产气装置本体顶部设有气体压力表305，气体压力表电连接气体压缩机。气体压力表与气体压缩机联动，当压力过高则后段气体压缩机开始工作，压力过低，气体压缩机停止工作；其原理为：气体压缩机根据气体压力表的压力来控制自身的启停，前端压力大表明产气较多，需要后端压缩机压缩收集，前端压力小说明气体压缩速率过快，需要后端压缩机停止。

脱氨装置的作用为，使发酵产气装置产出的气体进入脱氨装置后与其内部脱氨溶液接触反应将气体中的氨气去除。脱氨溶液为稀硫酸，脱氨装置顶部设有用于添加稀硫酸的酸液添加口401，脱氨装置底部设有用于放空稀硫酸的酸液放空口402，这样设置便于更换脱氨溶液。

脱酸装置的作用为，使发酵产气装置产出的气体进入脱酸装置后与其内部脱酸溶液接触反应，从而使气体中的酸性气体（二氧化碳、硫化氢、氮氧化物等）经脱酸溶液吸收后得到进一步纯化。脱酸溶液为高浓度碱液，如氢氧化钠、氢氧化钾、石灰水等，脱酸装置顶部设有碱液添加口501，脱酸装置底部设有碱液放空口502，这样设置便于更换脱酸溶液。

脱水装置数量至少为两个，本实施例选用了两个脱水装置组成二级脱水***，两个脱水装置相互连接，每个脱水装置内部设有脱水填料层601，脱水填料为硅胶、活性炭等脱水填料。脱水装置顶部设有能源气体出气口602，该能源气体出气口在产气时为封闭状态。脱水装置底部设有加热器603，用于脱水填料的再利用。由脱酸装置传输来的气体在该装置中脱出其中的水蒸气得到进一步纯化。

脱水后的能源气体进入储气瓶中，储气瓶与气体压缩机连接，压缩机与压缩气瓶连接，最终产生的能源气体被压缩储存在压缩气瓶内待利用。

需要指出的是，上述所有装置进出口均设置有阀门，便于装置的拆卸与更换、检修。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：该利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***包括依次连接的废水储水装置、发酵产气装置和分离集气组件，废水储水装置连接发酵产气装置的进水端，发酵产气装置包括发酵产气装置本体和回流泵，发酵产气装置本体的出气端设有三相分离器，回流泵连通发酵产气装置本体两端，分离集气组件包括依次连接的脱氨装置、脱酸装置、脱水装置和集气装置。

2.根据权利要求1所述的利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：所述的废水储水装置与发酵产气装置之间设有进水泵。

3.根据权利要求1所述的利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：所述的废水储水装置设有pH计和搅拌器，pH计伸入废水储水装置内部，废水储水装置顶部设有加药口。

4.根据权利要求1所述的利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：所述的发酵产气装置本体底部设有本体底座，发酵产气装置本体进水端设有废水进口和废水回流口，发酵产气装置本体出气端设有出气口和废水出口，废水储水装置出口端连通废水进口，回流泵进口端连通废水出口，回流泵出口端连通废水回流口。

5.根据权利要求1所述的利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：所述的脱氨装置顶部设有酸液添加口，脱氨装置底部设有酸液放空口。

6.根据权利要求1所述的利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：所述的脱酸装置顶部设有碱液添加口，脱酸装置底部设有碱液放空口。

7.根据权利要求1所述的利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：所述的脱水装置顶部设有能源气体出气口，脱水装置底部设有加热器，脱水装置内部设有脱水填料层。

8.根据权利要求1所述的利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：所述的脱水装置数量至少为两个。

9.根据权利要求1所述的利用厌氧颗粒污泥处理高浓度废水制备能源气体的***，其特征在于：所述的集气装置包括依次连接的储气瓶、气体压缩机和压缩气瓶，发酵产气装置本体顶部设有气体压力表，气体压力表电连接气体压缩机。

Images