CN215517068U - 一种用于尾菜浆液处理的多级厌氧*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于尾菜浆液处理的多级厌氧***，包括预处理单元、乙醇发酵型产酸相反应器、中间沉淀池、污泥脱水***、吹脱池、产甲烷相反应器和好氧处理单元；所述预处理单元通过管道连接乙醇发酵型产酸相反应器，管道内设有泵体提供动力；所述乙醇发酵型产酸相反应器连通中间沉淀池；所述中间沉淀池底部连通污泥脱水***，中间沉淀池顶部连通吹脱池，所述吹脱池通过管道连通产甲烷相反应器，管道内设有泵体提供动力，吹脱池与产甲烷相反应器之间设有回流管；所述产甲烷相反应器连通好氧处理单元。可在不投加金属类混凝剂的条件下，去除高浓度有机废水中的污染物，处理效果稳定、高效。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理领域，尤其是一种用于尾菜浆液处理的多级厌氧***。
背景技术
在食品加工等生产过程中，常排放一定量的高浓度有机废水，特别是尾菜浆液，这些废水中含有大量的以胶体态或溶解态形式存在的碳水化合物、蛋白质、油脂和木质素等有机物质，如果直接排放会对环境造成严重污染。
对高浓度尾菜浆液有机废水的处理常采用预处理与厌氧-好氧相结合的处理工艺，实践表明，该工艺可以有效地去除废水中的污染物。但对某些废水而言，由于废水中糖类物质含量较高，在厌氧过程中要消耗大量的碱度，因而需添加大量的碱性物质，造成运行费用过高；而对含悬浮物或胶体类物质较多的废水，因常采用混凝沉淀或气浮的方法进行预处理，会产生大量难以处理处置的化学污泥，造成二次污染。
实用新型内容
为了克服上述现有技术问题，本实用新型提供一种用于尾菜浆液处理的多级厌氧***，可在不投加金属类混凝剂的条件下，去除高浓度有机废水中的污染物，处理效果稳定、高效，污泥处理处置方便，无二次污染，并能减少调节pH值所需的碱量，运行费用低于常规工艺。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于尾菜浆液处理的多级厌氧***，包括预处理单元、乙醇发酵型产酸相反应器、中间沉淀池、污泥脱水***、吹脱池、产甲烷相反应器和好氧处理单元；所述预处理单元通过管道连接乙醇发酵型产酸相反应器，管道内设有泵体提供动力；所述乙醇发酵型产酸相反应器连通中间沉淀池；所述中间沉淀池底部连通污泥脱水***，中间沉淀池顶部连通吹脱池，所述吹脱池通过管道连通产甲烷相反应器，管道内设有泵体提供动力，吹脱池与产甲烷相反应器之间设有回流管；所述产甲烷相反应器连通好氧处理单元。
所述预处理单元可采用格栅、沉淀和调节等常规物理处理方法，以去除废水中的大块漂浮物、泥沙、易沉有机物，并调节水量、均衡水质，为后续的生物处理单元创造有利条件。
所述乙醇发酵型产酸相反应器通过培养产乙醇型微生物和调节水力停留时间，控制反应器内pH值在4~4.5范围内，对废水进行产酸发酵，发酵产物将以乙醇为主。
由于产酸相反应器内pH值偏低，可发生酸析现象，即废水中的一些污染物在酸性条件下可从溶解态或者胶体态析出，转化为悬浮态，再通过沉淀将其去除。由于此酸性条件是因微生物发酵所造成的，故可称为生物酸析。生物酸析可充分利用废水中的碳水化合物产酸，不需投加无机酸即可达到酸析条件，促使某些处于溶解或胶体状态的污染物凝聚，而且微生物菌体具有促凝作用，可以加快悬浮物的沉淀分离速度，因而可避免投加混凝剂而带来的二次污染，并能大幅度降低废水处理成本。
同时，由于乙醇型发酵的产物以乙醇为主，乙醇在后续的产甲烷相反应器内继续降解的最终产物为甲烷和二氧化碳，当量比3:1，而对于其他发酵型的产酸相反应器，发酵产物以乙酸、丙酸或丁酸为主，而乙酸、丙酸或丁酸的最终降解产物中，甲烷和二氧化碳的当量比分别为1:1、11:9和5:3，二氧化碳的占比明显高于乙醇。由于乙醇发酵的最终产物中二氧化碳最少，沼气中二氧化碳的分压低，对pH值的影响小，有利于产甲烷相反应器中pH的控制，可减少调节pH值所需投加的碱量。
所述中间沉淀池起到去除悬浮物的作用，由于在产酸相反应器中出现了酸析现象，一些污染物将由溶解或胶体状态转化为悬浮状态，除小部分水解发酵外，大部分将随水排出，为减轻后续产甲烷相反应器的负荷，需在中间沉淀池内将其沉淀去除。
中间沉淀池出水的pH值为4~4.5，碱度较低，为保证产甲烷相反应器的正常运行，需调节pH值，提高碱度。为此，可采取产甲烷相反应器出水外循环并吹脱的措施，即将产甲烷相反应器部分出水与中间沉淀池出水混合后进到吹脱池，同时鼓入空气进行吹脱，脱氧后再回流到产甲烷相反应器。
产甲烷相反应器出水中含有大量的碱度（以NaHCO3为主），而中间沉淀池出水中含有有机酸，二者混合后，将生成有机酸钠盐和二氧化碳，二氧化碳被吹脱后，可提高废水的pH值。有机酸钠盐在产甲烷相反应器内降解后所生成的二氧化碳与钠离子结合，仍以NaHCO3的形式存在于水中，能够补充反应器内的碱度；如果外回流+吹脱的方式仍不足以维持产甲烷相反应器内适宜的pH值，可在pH调节池内添加适量的液碱。
而如果采用内循环的方式，沉淀池出水和回流水在密闭管道内混合，所产生的二氧化碳无法释放，将全部进入产甲烷相反应器，不但不能补充碱度，反而会消耗碱度，需要添加较多的液碱才能维持适宜的pH值。
为了提高吹脱效果，避免因鼓气吹脱带入水中的氧气影响产甲烷相严格的厌氧条件，所述吹脱池包括吹脱区、脱氧区和pH调节区，吹脱区位于脱氧区上方，pH调节区与吹脱区、脱氧区分隔，脱氧区底部连通pH调节区顶部；所述吹脱区顶部设有沿四周分布的溢流槽，所述溢流槽连通中间沉淀池的出水管及产甲烷相反应器的回水管；pH调节区底端通过设有泵体的管道连通产甲烷相反应器。吹脱空气自吹脱区下部进入，废水进入吹脱区顶部，空气与水逆向流动，可取得最大的吹脱效果。
中间沉淀池出水和产甲烷相反应器回流水混合后，水中的碱度和有机酸发生反应，生产有机酸盐和二氧化碳。混合后的废水水首先进入到吹脱区顶部的溢流槽，再溢流跌落到吹脱区顶部。在跌落过程中，废水中二氧化碳即有部分挥发到大气中，随后在吹脱区，废水中二氧化碳通过传质继续转移到空气中，废水的pH值得以提升。
在吹脱过程中，也有部分氧气溶解于废水中，如果进入到产甲烷相反应器，可能破坏其厌氧环境。为此，在吹脱区下面设置脱氧区，废水在此适当停留，消耗其溶解的氧气。
废水吹脱后，如果pH值仍达不到产甲烷相反应器的进水要求，可投加碱液。为保证碱液与废水的充分混合，特故设置pH调节区，吹脱后的废水与碱液在此混合后，再提升到产甲烷相反应器。
吹脱区和脱氧区恒定水位运行，脱氧后的废水自脱氧区底部通过管道进入到pH调节区，确保吹脱和脱氧时间。
本实用新型的有益效果是：
（1）采用多级厌氧，一级厌氧以产酸为主，为产酸相反应器，二级或三级厌氧以产甲烷为主，为产甲烷相反应器。一级厌氧能够有效地去除某些毒性物质、抑制性物质或改变某些难降解有机物的结构，减少这些物质对产甲烷相反应器中产甲烷细菌的不利影响或提高其可生物降解性，有利于产甲烷相的运行，增加了整个***的稳定性，也提高了整个***的处理能力。
（2）产酸相反应器中pH较低，可起到酸化破乳的作用，一些以胶体态存在的污染物可转化为悬浮态，有利于沉淀去除；在此pH值条件下，一些有机物比如木质素可与酸反应，并从水中析出；微生物菌体也有促凝作用。通过上述作用，在不需投加金属类混凝剂的情况下，也能有效去除废水中的胶体、悬浮物和一些大分子有机物，降低后续产甲烷相反应器的负荷。
（3）产酸相反应器采用乙醇发酵，出水中有机物以乙醇为主，而乙醇在产甲烷相反应器中的最终产物以甲烷为主，二氧化碳占比小，有利于维持甲烷相的碱度，减少调节pH值所需的液碱量。
（4）产甲烷相反应器采用外循环的运行方式，并设置二氧化碳吹脱单元，可增加进水的碱度，避免回流时产生的二氧化碳再次进入到反应器内。
（5）吹脱池设置吹脱区和脱氧区，既能吹脱二氧化碳，也能避免溶解氧对产甲烷相厌氧环境的破坏。
（6）吹脱区和脱氧区恒定水位水位运行，下部出水，可保证吹脱和脱氧时间。
（7）该***可在不投加金属类混凝剂的条件下，去除高浓度尾菜浆液有机废水中的污染物，处理效果稳定、高效，污泥处理处置方便，无二次污染，并能减少调节pH值所需的碱量，运行费用低于常规工艺。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的工作原理图；
图2是吹脱池的结构原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，本实施例提供一种用于尾菜浆液处理的多级厌氧***，包括预处理单元、乙醇发酵型产酸相反应器、中间沉淀池、污泥脱水***、吹脱池、产甲烷相反应器和好氧处理单元；所述预处理单元通过管道连接乙醇发酵型产酸相反应器，管道内设有泵体提供动力；所述乙醇发酵型产酸相反应器连通中间沉淀池；所述中间沉淀池底部连通污泥脱水***，中间沉淀池顶部连通吹脱池，所述吹脱池通过管道连通产甲烷相反应器，管道内设有泵体提供动力，吹脱池与产甲烷相反应器之间设有回流管；所述产甲烷相反应器连通好氧处理单元。
所述预处理单元可采用格栅、沉淀和调节等常规物理处理方法，以去除废水中的大块漂浮物、泥沙、易沉有机物，并调节水量、均衡水质，为后续的生物处理单元创造有利条件。
所述乙醇发酵型产酸相反应器通过培养产乙醇型微生物和调节水力停留时间，控制反应器内pH值在4~4.5范围内，对废水进行产酸发酵，发酵产物将以乙醇为主。
由于产酸相反应器内pH值偏低，可发生酸析现象，即废水中的一些污染物在酸性条件下可从溶解态或者胶体态析出，转化为悬浮态，再通过沉淀将其去除。由于此酸性条件是因微生物发酵所造成的，故可称为生物酸析。生物酸析可充分利用废水中的碳水化合物产酸，不需投加无机酸即可达到酸析条件，促使某些处于溶解或胶体状态的污染物凝聚，而且微生物菌体具有促凝作用，可以加快悬浮物的沉淀分离速度，因而可避免投加混凝剂而带来的二次污染，并能大幅度降低废水处理成本。
同时，由于乙醇型发酵的产物以乙醇为主，乙醇在后续的产甲烷相反应器内继续降解的最终产物为甲烷和二氧化碳，当量比3:1，而对于其他发酵型的产酸相反应器，发酵产物以乙酸、丙酸或丁酸为主，而乙酸、丙酸或丁酸的最终降解产物中，甲烷和二氧化碳的当量比分别为1:1、11:9和5:3，二氧化碳的占比明显高于乙醇。由于乙醇发酵的最终产物中二氧化碳最少，沼气中二氧化碳的分压低，对pH值的影响小，有利于产甲烷相反应器中pH的控制，可减少调节pH值所需投加的碱量。
所述中间沉淀池起到去除悬浮物的作用，由于在产酸相反应器中出现了酸析现象，一些污染物将由溶解或胶体状态转化为悬浮状态，除小部分水解发酵外，大部分将随水排出，为减轻后续产甲烷相反应器的负荷，需在中间沉淀池内将其沉淀去除。
中间沉淀池出水的pH值为4~4.5，碱度较低，为保证产甲烷相反应器的正常运行，需调节pH值，提高碱度。为此，可采取产甲烷相反应器出水外循环并吹脱的措施，即将产甲烷相反应器部分出水与中间沉淀池出水混合后进到吹脱池，同时鼓入空气进行吹脱，脱氧后再回流到产甲烷相反应器。
产甲烷相反应器出水中含有大量的碱度（以NaHCO3为主），而中间沉淀池出水中含有有机酸，二者混合后，将生成有机酸钠盐和二氧化碳，二氧化碳被吹脱后，可提高废水的pH值。有机酸钠盐在产甲烷相反应器内降解后所生成的二氧化碳与钠离子结合，仍以NaHCO3的形式存在于水中，能够补充反应器内的碱度；如果外回流+吹脱的方式仍不足以维持产甲烷相反应器内适宜的pH值，可在pH调节池内添加适量的液碱。
而如果采用内循环的方式，沉淀池出水和回流水在密闭管道内混合，所产生的二氧化碳无法释放，将全部进入产甲烷相反应器，不但不能补充碱度，反而会消耗碱度，需要添加较多的液碱才能维持适宜的pH值。
为了提高吹脱效果，避免因鼓气吹脱带入水中的氧气影响产甲烷相严格的厌氧条件，所述吹脱池包括吹脱区、脱氧区和pH调节区，吹脱区位于脱氧区上方，pH调节区与吹脱区、脱氧区分隔，脱氧区底部连通pH调节区顶部；所述吹脱区顶部设有沿四周分布的溢流槽，所述溢流槽连通中间沉淀池的出水管及产甲烷相反应器的回水管；pH调节区底端通过设有泵体的管道连通产甲烷相反应器。吹脱空气自吹脱区下部进入，废水进入吹脱区顶部，空气与水逆向流动，可取得最大的吹脱效果。
中间沉淀池出水和产甲烷相反应器回流水混合后，水中的碱度和有机酸发生反应，生产有机酸盐和二氧化碳。混合后的废水水首先进入到吹脱区顶部的溢流槽，再溢流跌落到吹脱区顶部。在跌落过程中，废水中二氧化碳即有部分挥发到大气中，随后在吹脱区，废水中二氧化碳通过传质继续转移到空气中，废水的pH值得以提升。
在吹脱过程中，也有部分氧气溶解于废水中，如果进入到产甲烷相反应器，可能破坏其厌氧环境。为此，在吹脱区下面设置脱氧区，废水在此适当停留，消耗其溶解的氧气。
废水吹脱后，如果pH值仍达不到产甲烷相反应器的进水要求，可投加碱液。为保证碱液与废水的充分混合，特故设置pH调节区，吹脱后的废水与碱液在此混合后，再提升到产甲烷相反应器。
吹脱区和脱氧区恒定水位运行，脱氧后的废水自脱氧区底部通过管道进入到pH调节区，确保吹脱和脱氧时间。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种用于尾菜浆液处理的多级厌氧***，其特征在于，包括预处理单元、乙醇发酵型产酸相反应器、中间沉淀池、污泥脱水***、吹脱池、产甲烷相反应器和好氧处理单元；所述预处理单元通过管道连接乙醇发酵型产酸相反应器，管道内设有泵体提供动力；所述乙醇发酵型产酸相反应器连通中间沉淀池；所述中间沉淀池底部连通污泥脱水***，中间沉淀池顶部连通吹脱池，所述吹脱池通过管道连通产甲烷相反应器，管道内设有泵体提供动力，吹脱池与产甲烷相反应器之间设有回流管；所述产甲烷相反应器连通好氧处理单元。
2.根据权利要求1所述的用于尾菜浆液处理的多级厌氧***，其特征在于，所述吹脱池包括吹脱区、脱氧区和pH调节区；吹脱区位于脱氧区上方，pH调节区与吹脱区、脱氧区分隔，脱氧区底部连通pH调节区顶部；所述吹脱区顶部设有沿四周分布的溢流槽，所述溢流槽连通中间沉淀池的出水管及产甲烷相反应器的回水管；pH调节区底端通过设有泵体的管道连通产甲烷相反应器。
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