申请日2015.04.17
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开一种生物废水处理系统，包括依次相连的厌氧生物反应器、过滤装置、膜生物反应器、中间池和终端过滤装置，所述的厌氧生物反应器包括筒体，筒体内由上至下依次设置有：固液分离区、第二内循环区、第一内循环区、完全混合区等结构。本发明将生物废水处理器中的厌氧反应器的生物膜载体循环特性加以改进，并添加过滤装置，以避免从厌氧反应器中流出的生物膜载体污染进行后续处理的生物膜反应器。便于生物质载体的循环，从而促进反应器内微生物的遗传进化，增强处理能力。
权利要求书
1.一种生物废水处理系统，其特征在于，包括依次相连的厌氧生物反应器、过滤装置、膜生物反应器、中间池和终端过滤装置，所述的厌氧生物反应器包括包括筒体(1)，筒体内由上至下依次设置有：固液分离区、第二内循环区、第一内循环区、完全混合区;
所述完全混合区底部设置有集泥板(22)，集泥板(22)上方设置有进水管(16)，所述进水管(16)在所述完全混合区底部向上延伸出若干进水支管(21)，所述完全混合区顶部还设置有第一导气板(3)和第一导泥板(2);
所述第一内循环区由上至下依次设置有第二导气板(5)、第一反射锥(6)、第一内循环套筒(4)、所述第一内循环套筒(4)的下端向下收缩并延伸穿过所述第一导泥板(2)形成喷口(20)，所述喷口(20)一直向下延伸至所述完全混合区的底部，并指向所述集泥板(22)的中央;
所述第二内循环区由上至下依次设置有集气室(10)、第二反射锥(9)、第二导泥板(8)、第二内循环套筒(7);
所述厌氧生物反应器筒体顶部还设置有联通集气室(10)顶部的沼气引出管(13);
所述固液分离区设置有排水管(14);
所述第一导气板(3)为圆锥筒状，且圆锥筒尖部朝下，尖部设置有通孔，并引导物料沿第一内循环套筒(4)外侧上升，所述第一反射锥(6)再反射引导物料沿第一内循环套筒(4)内侧下降，并流动至所述喷口(20)向下喷出;
所述第二导气板(5)为圆锥筒状，且圆锥筒尖部向上，尖部设置有通孔，并将还有气体的物料引导至第二内循环套筒(7)的内侧，流至第二反射锥(9)处时，物料流反射沿第二内循环套筒(7)的外侧向下流动;
所述过滤装置的滤网尺寸为10～45微米;
所述终端过滤装置的滤网尺寸为5～75纳米。
2.根据权利要求1所述的生物废水处理系统，其特征在于，所述中间池内还配置酸碱调节系统。
3.根据权利要求1所述的生物废水处理系统，其特征在于，所述固液分离区排水管(14)入口处还设置有滤网(19)，所述滤网(19)为一平面滤网，所述滤网(19)向筒体(1)内部倾斜设置;所述第二导气板(5)靠近排水管(14)的一侧设置有生物质传导口(23);所述的生物质传导口(23)下方设置有生物质传导口隔气板(24)，所述生物质传导口隔气板(24)设置于所述生物质传导口(24)的下方的筒体(1)内壁处，并向筒体(1)内部向上倾斜设置，以防止物料由下向上冲击生物质传导口(24);所述第一内循环区域内设置有加药管(17)。
4.根据权利要求1所述的生物废水处理系统，其特征在于，所述的第二导泥板(8)为圆锥筒状，圆锥筒尖部朝上，正对集气室(10)的底部，且所述集气室(10)的底部截面面积大于所述第二导泥板(8)尖部截面面积;所述第一导泥板(2)为圆锥筒状，圆锥筒尖部朝上，圆锥筒侧壁与水平面倾角范围为20度～70度;通孔面积为筒体(1)横截面积的1%～10%，圆锥筒侧壁与水平面的倾角为20～70°，第一导气板(3)的最大外径小于筒体对应位置的内径;所述第一内循环套筒(4)管内径为筒体对应位置内径的60%～90%;所述第二导气板(5)的通孔面积为筒体对应位置横截面面积的0.1～5%，圆锥筒侧壁与水平面的倾角为20～70°;所述第二内循环套筒(7)管内径为筒体(1)对应位置内径的10%～50%;第二导泥板(8)为圆锥筒状，且圆锥筒尖部朝上，尖部设有通孔，通孔面积为筒体(1)横截面积的0.1%～5%，圆锥筒侧壁与水平面的倾角为20～70;所述集气室(10)为锥状气斗，尖部朝上且设有通孔连通沼气引出管(13)。
说明书
生物废水处理系统
技术领域
本发明涉及一种生物废水处理系统，属于环境保护的技术领域。
背景技术
燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化 合物的排放，是可再生能源的重要组成部分，在替代能源、改善环境，促进农业 产业化，实现农业增效、农民增收等方面具有重要作用。目前，国家发展燃料乙 醇战略规划要求“不与人争粮，不与粮争地”，积极科学发展非粮燃料乙醇，坚持 以非粮为主，鼓励原料多元化，成为燃料乙醇技术发展趋势。薯类淀粉质燃料乙 醇主要包括木薯和红薯等根生淀粉质原料，由于它有加工性能良好，已被应用于 大规模燃料乙醇生产的理想替代原料，薯类非粮淀粉质燃料乙醇生产过程中产生 大量酸性高温高浓度有机废水，每生产1t燃料乙醇可产生11～15t工艺废水，废 水温度在60℃以上，pH为4～5，COD(化学需氧量)为40000～80000mg/L，粘 度大，悬浮物含量高且不易固液分离，然而在非粮淀粉质原料生产燃料乙醇过程 中产生的废水在达标排放的处理过程中也面对着众多问题：如悬浮物含量高，处 理难度大，处理成本高，很难应用于大规模产业化发展等。厌氧-好氧组合工艺 是燃料乙醇废水处理的经典工艺。传统的燃料乙醇废水一般经固液分离后，采用 “一级厌氧+好氧”工艺处理，但传统工艺存在前处理费用高、投资大、不稳定， 从而对后续厌氧处理带来不便，容易对系统进行冲击，另外由于该类废水的悬浮 固体含量较高，应用高效厌氧反应器UASB、EGSB存在不利因素，且存在着木 薯等残渣进入处理系统引起的堵塞问题，大型全混厌氧发酵不易搅拌均匀、污泥 流失问题(消化污泥不易沉淀回收)等，同时一级厌氧出水黏度大，液固分离困难， 全糟废水厌氧操作容积负荷通常在2.5KgCOD/m3·d左右，影响燃料乙醇生产和 经济效益，传统方法需将高温厌氧消化液进行污泥分离后回流至一级高温厌氧 罐，造成能耗及投资大大增加，不适用于大型处理系统。同时进入二级厌氧前悬 浮物不能有效去除，SS含量仍高达6000～12000mg/，严重影响后续UASB等厌 氧反应器的连续高效运行。不能最大限度的提取废水中的能量(沼气)，同时通过 传统好氧工艺处理后氨氮、总氮不能有效去除，氮磷的去除率难以达到稳定的效 果。专利《薯类非粮淀粉质燃料乙醇糟液处理方法》公开了一种燃料乙醇废水处 理的方法，但是该方法中二级厌氧反应器采用UASB，气体搅拌强度较弱，水动 力学较差，再加上水质黏度大，导致传质效果不佳，COD去除率仅为50%左右。 后续好氧生化工艺由于缺乏优质碳源，导致脱氮效率下降。
针对上述缺陷专利一种用于燃料乙醇废水二级厌氧处理的高效厌氧反应器 公开了一种燃料乙醇废水处理装置，以提升厌氧处理效率，兼顾提升后续脱氮效 果。但是该燃料乙醇废水处理装置在使用过程中容易在反应器的顶部出现生物膜 载体的聚集，并且采用多段分隔的区域设计，不利于生物膜载体的循环，导致流 化床中的微生物不能实现多代循环选择，不利于生物膜内微生物向着更适应待处 理物料的方向进行遗传演化。并且该反应器内输出的物料内经常会带有厌氧生物 膜的生物膜载体，污染后续的膜生物反应器。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种便于生物膜载体循环并避免堵塞下游 的膜生物反应器的生物废水处理系统。
技术方案：本发明所述的生物废水处理系统，包括依次相连的厌氧生物反应 器、过滤装置、膜生物反应器、中间池和终端过滤装置，所述的厌氧生物反应器 包括筒体，筒体内由上至下依次设置有：固液分离区、第二内循环区、第一内循 环区、完全混合区;
所述完全混合区底部设置有集泥板，集泥板上方设置有进水管，所述进水管 在所述完全混合区底部向上延伸出若干进水支管，所述完全混合区顶部还设置有 第一导气板和第一导泥板;进水支管可以与喷口20和集泥板22的倒锥形结构相互 盆和，使得充分反应后的生物质载体可以与营养丰富的新待处理污水充分混合， 从而使微生物充分繁殖，增强处理能力。
所述第一内循环区由上至下依次设置有第二导气板、第一反射锥、第一内循 环套筒、所述第一内循环套筒的下端向下收缩并延伸穿过所述第一导泥板形成喷 口，所述喷口一直向下延伸至所述完全混合区的底部，并指向所述集泥板的中央; 这样可以避免生物膜载体在底部的过度沉积，造成局部生物膜载体浓度过高而反 应物料不足，避免微生物的繁殖和新陈代谢作用被抑制。
所述第二内循环区由上至下依次设置有集气室、第二反射锥、第二导泥板、 第二内循环套筒;
所述厌氧生物反应器筒体顶部还设置有联通集气室顶部的沼气引出管;
所述固液分离区设置有排水管;
所述第一导气板为圆锥筒状，且圆锥筒尖部朝下，尖部设置有通孔，并引导 物料沿第一内循环套筒外侧上升，所述第一反射锥再反射引导物料沿第一内循环 套筒内侧下降，并流动至所述喷口向下喷出;
所述第二导气板为圆锥筒状，且圆锥筒尖部向上，尖部设置有通孔，并将还 有气体的物料引导至第二内循环套筒的内侧，流至第二反射锥处时，物料流反射 沿第二内循环套筒的外侧向下流动。
进一步地，所述过滤装置的滤网尺寸为10～45微米。这样，可以再改进厌氧 反应器内生物膜载体循环路径的同时严格过滤厌氧反应器出水中混有的生物膜 载体，避免后续的生物膜反应器被污染。
进一步地，所述终端过滤装置的滤网尺寸为5～75纳米。
进一步地，所述中间池内还配置酸碱调节系统。
进一步地，所述固液分离区排水管入口处还设置有滤网，所述滤网为一平面 滤网，所述滤网向筒体内部倾斜设置;所述第二导气板靠近排水管的一侧设置有 生物质传导口;所述的生物质传导口下方设置有生物质传导口隔气板，所述生物 质传导口隔气板设置于所述生物质传导口的下方的筒体内壁处，并向筒体内部向 上倾斜设置，以防止物料由下向上冲击生物质传导口;所述第一内循环区域内设 置有加药管。
进一步地，所述的第二导泥板为圆锥筒状，圆锥筒尖部朝上，正对集气室的 底部，且所述集气室的底部截面面积大于所述第二导泥板尖部截面面积;所述第 一导泥板为圆锥筒状，圆锥筒尖部朝上，圆锥筒侧壁与水平面倾角范围为20度～70 度;通孔面积为筒体横截面积的1%～10%，圆锥筒侧壁与水平面的倾角为20～70°， 第一导气板的最大外径小于筒体对应位置的内径;所述第一内循环套筒管内径为 筒体对应位置内径的60%～90%;所述第二导气板的通孔面积为筒体对应位置横 截面面积的0.1～5%，圆锥筒侧壁与水平面的倾角为20～70°;所述第二内循环套筒 管内径为筒体对应位置内径的10%～50%;第二导泥板为圆锥筒状，且圆锥筒尖 部朝上，尖部设有通孔，通孔面积为筒体横截面积的0.1%～5%，圆锥筒侧壁与水 平面的倾角为20～70;所述集气室为锥状气斗，尖部朝上且设有通孔连通沼气引 出管。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明将生物废水处理器中的厌氧 反应器的生物膜载体循环特性加以改进，并添加过滤装置，以避免从厌氧反应器 中流出的生物膜载体污染进行后续处理的生物膜反应器。便于生物质载体的循 环，从而促进反应器内微生物的遗传进化，增强处理能力。
