公布日：2023.02.03
申请日：2022.11.16
分类号：C02F3/00(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;B01D53/52(2006.01)I;B01D53/84(2006.01)I;C02F1/20(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统和方法，其中一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，包括：依次连接的一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器、中间稳流罐、好氧氧化池、沉淀池以及二级产甲烷相厌氧反应器；其中，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器和二级产甲烷相厌氧反应器均为厌氧上流式污泥床反应器，所述厌氧上流式污泥床反应器内自下而上分别设有污泥区、反应区以及三相分离区，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器产生的含硫化氢废气通过废气管道一送入好氧氧化池内，所述二级产甲烷相厌氧反应器产生的沼气通过废气管道二送入一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器内进行吹脱。
权利要求书
1.一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，其特征在于，包括：依次连接的一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）、中间稳流罐（2）、好氧氧化池（3）、沉淀池（4）以及二级产甲烷相厌氧反应器（5），所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）和二级产甲烷相厌氧反应器（5）均为厌氧上流式污泥床反应器，所述厌氧上流式污泥床反应器内自下而上分别设有污泥区、反应区以及三相分离区，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）产生的含硫化氢废气通过废气管道一送入好氧氧化池（3）内，所述二级产甲烷相厌氧反应器（5）产生的沼气通过废气管道二送入一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）内进行吹脱；所述沉淀池（4）池底安装有污泥搅动单元，所述污泥搅动单元包括：固定连接于所述沉淀池（4）池底的底安装壳（11），顶安装壳（12）升降式连接于所述底安装壳（11）上，污泥停靠台（13）安装于所述顶安装壳（12）顶端，安装横板（14）固定连接于所述顶安装壳（12）内，升降组件（15）安装于所述底安装壳（11）内，并与所述安装横板（14）连接，两个搅动叶片（16）对向设置于所述顶安装壳（12）侧端，两个动作组件（17）对称安装于所述底安装壳（11）和顶安装壳（12）内，并一一对应与所述搅动叶片（16）连接，所述升降组件（15）驱动所述动作组件（17）动作；所述升降组件（15）包括：固定安装于所述安装横板（14）底端的竖筒（18），限位环（19）安装于所述竖筒（18）远离安装横板（14）端，导向柱（10）竖直安装于所述底安装壳（11）内底部，所述竖筒（18）套设于所述导向柱（10）上，复位弹簧（21）套设于所述导向柱（10）上，所述复位弹簧（21）抵设于所述底安装壳（11）内底部和限位环（19）之间，两个传动杆（25）对称铰接于所述竖筒（18）上，所述传动杆（25）远离竖筒（18）端与所述动作组件（17）连接；所述动作组件（17）包括：转动安装于所述底安装壳（11）内底部的转轴一（22），横移杆（23）通过支撑架固定连接于所述底安装壳（11）内底部，横移套筒（24）套设于所述横移杆（23）上，所述传动杆（25）远离竖筒（18）端与所述横移套筒（24）铰接，传动齿条（26）安装于所述横移套筒（24）上，齿轮一（27）和齿轮二（28）同轴安装于所述转轴一（22）上，所述齿轮一（27）与所述传动齿条（26）啮合，动作箱（29）通过支杆安装于所述安装横板（14）上，所述动作箱（29）内啮合有一对斜齿轮，搅动叶片（16）安装于转轴三上，所述转轴三转动安装于所述顶安装壳（12）上，所述转轴三伸入所述动作箱（29）内，并与其中一个所述斜齿轮连接，长齿轮（20）通过转轴二安装于安装横板（14）上，所述长齿轮（20）与齿轮二（28）啮合，所述转轴二伸入所述动作箱（29）内，并与其中另一个所述斜齿轮连接。
2.根据权利要求1所述的一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，其特征在于，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）和二级产甲烷相厌氧反应器（5）均为双层夹套结构，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）和二级产甲烷相厌氧反应器（5）的外层为恒温保温层，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）内部温度控制在30-35℃，pH控制在6.0-7.0之间，水力停留时间控制在6-12h，所述二级产甲烷相厌氧反应器（5）内部温度控制在33-37℃，pH控制在7.5-8.5之间，水力停留时间控制在12-24h。
3.根据权利要求1所述的一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，其特征在于，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）和二级产甲烷相厌氧反应器（5）中均接种絮状厌氧污泥，污泥浓度为10-20g/L。
4.根据权利要求1所述的一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，其特征在于，所述好氧氧化池（3）中投加疏水性生物填料，填料投加比为30-40%。
5.根据权利要求1所述的一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，其特征在于，所述好氧氧化池（3）中接种好氧絮状污泥，污泥浓度为4-6g/L，所述好氧氧化池（3）底部设置曝气盘，池内溶解氧浓度为1-1.5mg/L，所述好氧氧化池（3）内温度为20-32℃，pH为7-8之间。
6.根据权利要求1所述的一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，其特征在于，所述沉淀池（4）底部通过带泵管道与好氧氧化池（3）连接，所述沉淀池（4）表面负荷为1.0-1.8m³/(㎡*h)。
7.一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理方法，用于如权利要求1至6中任一项的所述高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、打开一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）的进水泵，含高浓硫酸盐的废水自进水池经过进水管道和布水器送入一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）内；步骤2、打开一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）的出水阀，出水自流至中间稳流罐（2），所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）产生的含硫化氢废气通过废气管道一送入好氧氧化池（3）内；步骤3、打开好氧氧化池（3）的进水泵，废水从中间稳流罐（2）经过管道和泵提升至好氧氧化池（3）内，打开好氧氧化池（3）出水阀，泥水混合液自流至沉淀池（4）；步骤4、打开沉淀池（4）的出水阀和二级产甲烷相厌氧反应器（5）的进水泵，上清液经过进水管道和布水器送入二级产甲烷相厌氧反应器（5）内，底部污泥通过污泥回流泵送入好氧氧化池（3）内；步骤5、打开二级产甲烷相厌氧反应器（5）的出水阀，出水自流流出，二级产甲烷相厌氧反应器（5）的沼气经过废气管道二排入到一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器（1）内进行吹脱。
发明内容
为达到上述目的，本发明公开了一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，包括：
依次连接的一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器、中间稳流罐、好氧氧化池、沉淀池以及二级产甲烷相厌氧反应器；
其中，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器和二级产甲烷相厌氧反应器均为厌氧上流式污泥床反应器，所述厌氧上流式污泥床反应器内自下而上分别设有污泥区、反应区以及三相分离区，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器产生的含硫化氢废气通过废气管道一送入好氧氧化池内，所述二级产甲烷相厌氧反应器产生的沼气通过废气管道二送入一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器内进行吹脱。
优选的，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器和二级产甲烷相厌氧反应器均为双层夹套结构，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器和二级产甲烷相厌氧反应器的外层为恒温保温层，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器内部温度控制在30-35℃，pH控制在6.0-7.0之间，水力停留时间控制在6-12h，所述二级产甲烷相厌氧反应器内部温度控制在33-37℃，pH控制在7.5-8.5之间，水力停留时间控制在12-24h。
优选的，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器和二级产甲烷相厌氧反应器中均接种絮状厌氧污泥，污泥浓度为10-20g/L。
优选的，所述好氧氧化池中投加疏水性生物填料，填料投加比为30-40％。
优选的，所述好氧氧化池中接种好氧絮状污泥，污泥浓度为4g-6g/L，所述好氧氧化池底部设置曝气盘，池内溶解氧浓度为1-1.5mg/L，所述好氧氧化池内温度为20-32℃，pH为7-8之间。
优选的，所述沉淀池底部通过带泵管道与好氧氧化池连接，所述沉淀池表面负荷为1.0-1.8m3/(m2*h)。
优选的，所述沉淀池池底安装有污泥搅动单元，所述污泥搅动单元包括：
底安装壳，所述底安装壳固定连接于所述沉淀池池底；
顶安装壳，所述顶安装壳升降式连接于所述底安装壳上；
污泥停靠台，所述污泥停靠台安装于所述顶安装壳顶端；
安装横板，所述安装横板固定连接于所述顶安装壳内；
升降组件，所述升降组件安装于所述底安装壳内，并与所述安装横板连接；
搅动叶片，两个所述搅动叶片对向设置于所述顶安装壳侧端；
动作组件，两个所述动作组件对称安装于所述底安装壳和顶安装壳内，并一一对应与所述搅拌叶片连接，所述升降组件驱动所述动作组件动作。
优选的，所述升降组件包括：
竖筒，所述竖筒固定安装于所述安装横板底端；
限位环，限位环安装于所述竖筒远离安装横板端；
导向柱，所述导向柱竖直安装于所述底安装壳内底部，所述竖筒套设于所述导向柱上；
复位弹簧，所述复位弹簧套设于所述导向柱上，所述复位弹簧抵设于所述底安装壳内底部和限位环之间；
传动杆，两个所述传动杆对称铰接于所述竖筒上，所述传动杆远离竖筒端与所述动作组件连接。
优选的，所述动作组件包括：
转轴一，所述转轴一转动安装于所述底安装壳内底部；
横移杆，所述横移杆通过支撑架固定连接于所述底安装壳内底部；
横移套筒，所述横移套筒套设于所述横移杆上，所述传动杆远离竖筒端与所述横移套筒铰接；
传动齿条，所述传动齿条安装于所述横移套筒上；
齿轮一、齿轮二，所述齿轮一和齿轮二同轴安装于所述转轴一上，所述齿轮一与所述传动齿条啮合；
动作箱，所述动作箱通过支杆安装于所述安装横板上，所述动作箱内啮合有一对斜齿轮，搅动叶片安装于转轴三上，所述转轴三转转动安装于所述顶安装壳上，所述转轴三伸入所述动作箱内，并与其中一个所述斜齿轮连接；
长齿轮，所述长齿轮通过转轴二安装于安装横板上，所述长齿轮与齿轮二啮合，所述转轴二伸入所述动作箱内，并与其中另一个所述斜齿轮连接。
本发明另公开了一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理方法，用于如上的所述高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统，包括如下步骤：
步骤1、打开一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器的进水泵，含高浓硫酸盐的废水自进水池经过进水管道和布水器送入一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器内；
步骤2、打开一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器的出水阀，出水自流至中间稳流罐，所述一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器产生的含硫化氢废气通过废气管道一送入好氧氧化池内；
步骤3、打开好氧氧化池的进水泵，废水从中间稳流罐经过管道和泵提升至好氧氧化池内，打开好氧氧化池出水阀，泥水混合液自流至沉淀池；
步骤4、打开沉淀池的出水阀和二级产甲烷相厌氧反应器的进水泵，上清液经过进水管道和布水器送入二级产甲烷相厌氧反应器内，底部污泥通过污泥回流泵送入好氧氧化池3内；
步骤5、打开二级产甲烷相厌氧反应器的出水阀，出水自流流出，二级产甲烷相厌氧反应器的沼气经过废气管道二排入到一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器内进行吹脱。
本发明具有如下优点：
其一，本发明通过两级厌氧反应器实现厌氧消化过程中产酸相、硫酸盐还原相与产甲烷相的分离，有效避免废水中高浓度硫酸盐和硫化物对产甲烷微生物系统功能的抑制性破坏，进而改善了厌氧系统的稳定性。
其二，本发明利用二级产甲烷相厌氧反应器中产生的沼气作为一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器的吹脱惰性气源，节约能源，通过气体吹脱可以将一级产酸、硫酸盐还原相厌氧反应器中大部分硫化物转化成H2S溢出释放，降低厌氧反应体系的生物毒性。
其三，本发明采用好氧氧化工艺对厌氧系统产生的含硫化氢废气以及含硫化物废水进行生物氧化处理，可实现废水和废气中含硫有毒物质的同步去除，同时通过控制工艺条件，可以实现单质硫的资源化回收利用。
其四，本发明采用了生化法处理高硫酸盐废水及过程中产生的废气，运行成本低，抗冲击性强，能有效保证出水能达到行业要求的排放标准。降低企业成本，符合环保要求的同时，产生良好的经济效益，符合可持续发展的需求。
（发明人：董颖;赵选英;杨峰;戴建军;胡静）
