申请日2018.03.12
公开(公告)日2018.08.07
IPC分类号C02F9/14; C12M1/107; C02F103/30
摘要
本发明涉及一种印染废水和作物秸秆处理装置，包括秸秆沼液池、脱氮池、除磷池、调节池、厌氧池、循环沟和清水池;秸秆沼液池上部设有进料管、秸秆沼液池集气管;脱氮池设有搅拌室和沉淀室;除磷池包括混合区和分离区;厌氧池包括通过折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段;循环沟包括通过椭圆形外围墙、弧形隔流墙和圆形内围墙分隔成的厌氧区、缺氧区、兼氧区、曝气区、沉淀区和砂滤区，厌氧区位于循环沟的最里部，缺氧区位于圆形内围墙和弧形隔流墙之间，兼氧区位于圆形内围墙和椭圆形外围墙之间，曝气区位于弧形隔流墙和椭圆形外围墙之间，沉淀区位于椭圆形外围墙的外侧、曝气区的末端，砂滤区位于椭圆形外围墙的外侧。
权利要求书
1.一种印染废水和作物秸秆处理装置，其特征在于：包括秸秆沼液池(1)、脱氮池(2)、除磷池(3)、调节池、厌氧池(4)、循环沟和清水池;
所述的秸秆沼液池(1)设有进料管(1-1)，进料管(1-1)用于补充作物秸秆和水，秸秆沼液池设有圆锥形上盖，圆锥形上盖顶端设有秸秆沼液池集气管(1-2);秸秆沼液池中部设有秸秆沼液池三相分离器(1-3)，秸秆沼液池三相分离器的上部设有秸秆沼液池溢水堰(1-4)，秸秆沼液池溢水堰连通秸秆沼液池出水管;秸秆沼液池底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有秸秆沼液池排放阀(1-5);
所述的脱氮池(2)包括搅拌室(2-1)和沉淀室(2-2)，搅拌室底部设有脱氮池进水管(2-3)，脱氮池进水管(2-3)连通秸秆沼液池出水管;搅拌室中上部设有脱氮剂添加计量器(2-4)，在搅拌室中下部设置有脱氮池搅拌器(2-5);搅拌室和沉淀室之间设有分室板(2-6);沉淀室的出口处设有脱氮池三相分离器(2-7)，沉淀室的出口上部设有脱氮池溢水堰(2-8)，脱氮池溢水堰(2-8)连通脱氮池出水管;沉淀室底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有脱氮池排放阀(2-9);脱氮剂添加计量器(2-4)添加的脱氮剂为磷酸氢二钠溶液和硫酸镁溶液;
所述的除磷池(3)包括混合区(3-1)和分离区(3-2)，混合区底部设有除磷池进水管(3-3)，除磷池进水管(3-3)连通脱氮池出水管;混合区中上部设有除磷剂添加计量器(3-4)，在混合区中下部设置有除磷池搅拌器(3-5);混合区和分离区之间设有隔板(3-6);分离区的出口处设有除磷池三相分离器(3-7)，分离区的出口上部设有除磷池溢水堰(3-8)，除磷池溢水堰(3-8)连通除磷池出水管;分离区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有除磷池沉淀物排放阀(3-9);除磷剂添加计量器(3-4)添加的除磷剂为磷酸钙溶液;
所述的调节池包括调节池进水管和调节池出水管，用于调节废水的水质、水量和pH值;调节池进水管连通生产车间排水管和除磷池出水管;
所述厌氧池(4)包括通过折流板(4-1)分隔成的兼氧段(4-2)、缺氧段(4-3)和厌氧段(4-4)，所述兼氧段(4-2)首端设有用于供入废水的厌氧池进水 管(4-5)，厌氧池进水管(4-5)连通调节池出水管;兼氧段(4-2)末端与缺氧段(4-3)首端连通，缺氧段(4-3)末端与厌氧段(4-4)首端连通;所述缺氧段(4-3)和厌氧段(4-4)的进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用;厌氧段(4-4)末端设有厌氧池三相分离器(4-6)和厌氧池溢水堰(4-7)，厌氧池溢水堰(4-7)连接厌氧池出水管;所述兼氧段(4-2)、缺氧段(4-3)和厌氧段(4-4)的底部设计成锥形结构，锥形结构连接厌氧池污泥排放阀(4-8);所述厌氧池的兼氧段、缺氧段和厌氧段设有的上盖(4-9)为圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有厌氧池集气管(4-10);所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内设有厌氧池填料(4-11);
所述的循环沟包括通过椭圆形外围墙(11)、弧形隔流墙(12)和圆形内围墙(13)分隔成的厌氧区(5)、缺氧区(6)、兼氧区(7)、曝气区(8)、沉淀区(9)和砂滤区(10);所述厌氧区(5)位于循环沟的最里部、圆形内围墙(13)的内侧，厌氧区底部设有循环沟进水管和循环沟污泥回流管，循环沟进水管连通厌氧池出水管;圆形内围墙上、朝向缺氧区的一侧的水面下设有厌氧区出水口(5-1)，厌氧区(5)设计有圆锥形上盖，所述圆锥形上盖的顶端设有循环沟集气管，所述厌氧区设有废水搅拌装置;所述缺氧区(6)位于圆形内围墙(13)和弧形隔流墙(12)之间，所述缺氧区(6)设有废水搅拌和推流装置(6-1);所述兼氧区(7)位于圆形内围墙(13)和椭圆形外围墙(11)之间;所述曝气区(8)位于弧形隔流墙(12)和椭圆形外围墙(11)之间;所述曝气区(8)设有表曝机(8-1)，一方面对废水进行曝气，另一方面推动废水流动;所述曝气区(8)的下部设有曝气调控系统，所述曝气调控系统包括曝气盘(8-2)、鼓风机和溶解氧测量调控装置;进一步，所述的曝气盘(8-2)是设置有微孔的微孔式曝气盘，所述曝气盘(8-2)连接鼓风机，鼓风机设置在循环沟外，曝气区的废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据废水中的氧气含量调控鼓风机工作;所述沉淀区(9)位于椭圆形外围墙(10)的外侧和曝气区(8)的末端;沉淀区的中部、椭圆形外围墙上设有沉淀区进水口(9-1)，沉淀区的两端设有沉淀区出水口，沉淀区的出水口处设有循环沟三相分离器(9-2)，沉淀区出水口上部设有循环沟溢水堰(9-3)，沉淀区底部设计成锥形结构，锥形结构的下端设置有循环沟污泥排放阀(9-4)，循环沟污泥排放阀(9-4)连接循环沟剩余污泥排放管和循环沟污泥回流管;所述砂滤区(10)位于椭圆形外围墙(11)的外侧和沉淀区出水口的外侧;
砂滤区(10)过滤处理后的水进入清水池，清水池的水一部分进入秸秆沼液池的进料管(1-1)，多余的水排放。
说明书
一种印染废水和作物秸秆处理装置
技术领域
本发明涉及废水和固废处理技术领域，具体涉及一种印染废水和作物秸秆处理装置。
背景技术
我国纺织工业产生的废水数量多，浓度高，是对水环境污染构成严重威胁的工业污染源之一。在纺织工业废水中，以印染废水污染最为严重。
印染废水的治理技术主要有化学法、热处理法和生物法等。目前，印染废水的主要处理工艺为传统的物化和生物法联合工艺，其中广泛应用活性污泥法，但是经活性污泥法处理后的印染废水的COD、氨氮、色度等一些指标仍然偏高，很难继续稳定达到现行的排放标准，原因之一是印染废水的成分复杂，可生化性差，活性污泥法无法直接利用废水中的有机物大量繁殖，需要补充碳源，这也带来处理成本高等问题。
随着现代农业的发展，作物秸秆数量大幅增加，我国农作物秸秆年产量约7亿吨标煤。同时，随着我国产业结构的不断调整，生活中使用秸秆大幅度减少，导致大量农用秸秆剩余而被田间焚烧或随地丢弃。目前，我国秸秆的常规利用途径包括：秸秆还田、能源利用、饲料利用、工业利用等。因此，开发新技术，提高农业秸秆的有效利用率，实现废弃物资源化利用，对改善资源紧缺问题和保护生态环境具有深远的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述印染废水和作物秸秆处理问题，本发明提供一种印染废水和作物秸秆处理装置，包括秸秆沼液池、脱氮池、除磷池、调节池、厌氧池、循环沟和清水池。
所述的秸秆沼液池上部设有进料管，进料管用于补充作物秸秆和水，秸秆沼液池设有圆锥形上盖，圆锥形上盖顶端设有秸秆沼液池集气管。秸秆沼液池中部设有秸秆沼液池三相分离器，秸秆沼液池三相分离器的上部设有秸秆沼液池溢水堰，秸秆沼液池溢水堰连通秸秆沼液池出水管;秸秆沼液池底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有秸秆沼液池排放阀。
所述的脱氮池设有搅拌室和沉淀室，搅拌室底部设有脱氮池进水管，脱氮池进水管连通秸秆沼液池出水管;搅拌室中上部设有脱氮剂添加计量器，在搅拌室中下部设置有脱氮池搅拌器;搅拌室和沉淀室之间设有分室板，沉淀室的出口处设有脱氮池三相分离器，沉淀室的出口上部设有脱氮池溢水堰，脱氮池溢水堰连通脱氮池出水管;沉淀室底部设计成锥形结构，在沉淀室底部设置有脱氮池排放阀。脱氮剂添加计量器添加的脱氮剂为磷酸氢二钠溶液和硫酸镁溶液。
所述的除磷池包括混合区和分离区，混合区底部设有除磷池进水管，除磷池进水管连通脱氮池出水管;混合区中上部设有除磷剂添加计量器，在混合区中下部设置有除磷池搅拌器;混合区和分离区之间设有隔板，分离区的出口处设有除磷池三相分离器，分离区的出口上部设有除磷池溢水堰，除磷池溢水堰连通除磷池出水管;分离区底部设计成锥形结构，在分离区底部设置有除磷池沉淀物排放阀。除磷剂添加计量器添加的除磷剂为磷酸钙溶液。
所述的调节池包括调节池进水管和调节池出水管，用于调节废水的水质、水量和pH值。调节池进水管连通生产车间排水管和除磷池出水管。
所述厌氧池包括通过折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段，所述兼氧段首端设有用于供入废水的厌氧池进水管，厌氧池进水管连通调节池出水管，兼氧段末端与缺氧段首端连通，缺氧段末端与厌氧段首端连通，所述缺氧段和厌氧段进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用;厌氧段末端设有厌氧池三相分离器和厌氧池溢水堰，厌氧池溢水堰连接厌氧池出水管;所述兼氧段、缺氧段和厌氧段底部设计成锥形结构，锥形结构连接厌氧池污泥排放阀;所述厌氧池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的厌氧池上盖设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有厌氧池集气管;所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有厌氧池填料。
所述循环沟包括通过椭圆形外围墙、弧形隔流墙和圆形内围墙分隔成的厌氧区、缺氧区、兼氧区、曝气区、沉淀区和砂滤区。所述厌氧区位于循环沟的最里部，圆形内围墙的内侧，厌氧区底部设有循环沟进水管和循环沟污泥回流管，循环沟进水管连通厌氧池出水管;圆形内围墙上、朝向缺氧区的一侧的水面下设有厌氧区出水口，所述厌氧区设计有圆锥形上盖，所述圆锥形上盖顶端设有循环沟集气管，所述厌氧区设有循环沟搅拌器。所述缺氧区位于圆形内围墙和弧形隔流墙之间，缺氧区的水面下设有废水搅拌和推流器。所述兼氧区位于圆形内围墙和椭圆形外围墙之间。所述曝气区位于弧形隔流墙和椭圆形外围墙之间。所述曝气区设有表曝机，一方面对废水进行曝气，另一方面推动废水流动。所述曝气区下部设有曝气调控系统，所述曝气调控系统包括曝气盘、鼓风机和溶解氧测量调控装置;进一步，所述的曝气盘是设置有微孔的微孔式曝气盘。所述曝气盘通过曝气管连接鼓风机，鼓风机设置在循环沟外，曝气区的废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据废水中的氧气含量调控鼓风机工作。所述沉淀区位于椭圆形外围墙的外侧、曝气区的末端;沉淀区的中部、椭圆形外围墙上设有沉淀区进水口，沉淀区的两端设有沉淀区出水口，沉淀区的出水口处设有循环沟三相分离器，沉淀区出水口上部设有循环沟溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，锥形结构的下端设置有循环沟污泥排放阀，污泥排放阀连接循环沟剩余污泥排放管和循环沟污泥回流管。所述砂滤区位于椭圆形外围墙的外侧、沉淀区出水口的外侧。
砂滤区过滤处理后的水进入清水池，清水池的水一部分进入秸秆沼液池的进料管，多余的水排放。
采用上述印染废水和作物秸秆处理装置进行操作的步骤如下：
①来自清水池的水和作物秸秆通过进料管进入秸秆沼液池进行厌氧发酵，产生的沼液通过沼液池出水管进入脱氮池进水管。
②沼液通过脱氮池进水管进入脱氮池，与来自脱氮剂添加计量器的脱氮剂混合，利用脱氮池搅拌器进行搅拌;沼液中的氨氮与脱氮剂发生反应生成固体沉淀物，脱氮池三相分离器实现固液分离，固体沉淀物在重力的作用下下沉，通过底部的脱氮池排放阀排出;脱氮后的沼液通过脱氮池溢水堰和脱氮池出水管进入除磷池进水管。
③沼液通过除磷池进水管进入除磷池，与来自除磷剂添加计量器的除磷剂混合，利用除磷池搅拌器进行搅拌;沼液中的磷与除磷剂发生反应生成固体沉淀物，除磷池三相分离器实现固液分离，固体沉淀物在重力的作用下下沉，通过底部的除磷池排放阀排出;除磷后的沼液通过除磷池溢水堰和除磷池出水管进入调节池。
④来自生产车间的印染废水和来自除磷池出水管的沼液通过调节池进水管进入调节池，调节废水的水质、水量和pH值。
⑤调节后的废水进入厌氧池，废水进入厌氧池后沿折流板上下前进，依次通过兼氧段、缺氧段和厌氧段的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，厌氧池填料和折流板的阻挡作用与污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触。兼氧段的兼性菌、缺氧段和厌氧段的异养菌将废水中的有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物;厌氧反应后的废水在厌氧池三相分离器的作用下实现泥、水、甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到厌氧池的下部，多余的污泥通过底部的厌氧池污泥排放阀排出;厌氧池产生的甲烷废气通过厌氧池集气管收集排放;处理后的废水通过厌氧池溢水堰、厌氧池出水管进入循环沟进水管。
⑥废水进入循环沟的厌氧区，在厌氧区发生有机物的降解和有机氮的氨化作用，并进行磷的释放，厌氧区的废水搅拌装置避免污泥沉降，厌氧区产生的甲烷废气通过循环沟集气管收集利用;厌氧反应后的废水通过厌氧区出水口进入缺氧区，缺氧区设有的废水搅拌和推流装置使废水与其内的微生物群体充分混合，在缺氧状态下，以有机物为碳源,在反硝化菌的作用下硝态氮被还原为氮气而从水中去除;废水继续流动进入兼氧区，来自缺氧区和曝气区的废水在兼氧区内充分混合，兼性菌、异养菌将废水中的有机物进一步降解，然后混合反应后的废水在搅拌和推流装置的作用下一部分进入缺氧区，一部分进入曝气区;曝气区的曝气盘是设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保水中的溶解氧大于2mg/L，在曝气区内有机物被降解，氨氮氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮,还发生磷的吸收反应;在曝气区的末端，一部分废水流入兼氧区，一部分废水进入沉淀区，沉淀区的循环沟三相分离器实现泥水分离，污泥在重力的作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的循环沟污泥排放阀排出，循环沟污泥排放阀排出的沉淀污泥一部分通过循环沟污泥回流管回流到厌氧区，一部分作为剩余污泥通过循环沟剩余污泥排放管排放;废水通过循环沟溢水堰、循环沟出水管进入砂滤区。
⑦砂滤区过滤处理后的水进入清水池，清水池的水一部分进入秸秆沼液池的进料管，多余的水排放。
⑧厌氧池和循环沟排放的剩余污泥脱水后外运。
本发明的有益效果是利用作物秸秆发酵产生的沼液脱氮除磷后、混合到生化性差的印染废水中，提高废水的生化性和补充有效碳源，提升活性污泥的浓度，有效解决印染废水的处理和作物秸秆资源化利用的问题。
