一种厌氧消化装置及其在处理有机废水中的应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种厌氧消化装置及其在处理有机废水中的应用，包括一大一小依次串联的第一反应器和第二反应器；第一反应器分为水解酸化和厌氧消化两个功能区，通过溢流方式相连；第一反应器的底部设有进水管，通过进水泵控制进水流速；第一反应器的厌氧消化区上部侧壁设有回流管道，并与第一反应器的水解消化区底部进水管相连，通过回流泵控制回流流速；第一反应器的上反应区的溢流口与第二反应器的底部进水管道相连，经第一反应器处理后的废水进入第二反应器再次处理，处理结束后通过位于第二反应器上反应区的出水口排出。本发明专利技术装置工艺启动速度快，抗冲击能力强，处理效率高，处理成本低。

ANAEROBIC DIGESTION DEVICE AND ITS APPLICATION IN ORGANIC WASTEWATER TREATMENT

The invention discloses an anaerobic digestion device and its application in treating organic wastewater, including a first reactor and a second reactor in series, one reactor is divided into two functional areas, hydrolytic acidification and anaerobic digestion, which are connected by overflow mode; a water inlet pipe is arranged at the bottom of the first reactor, and the water inlet speed is controlled by a water inlet pump; and the first reactor is anaerobic. The upper side wall of the digestion zone is equipped with a reflux pipe, which is connected with the bottom intake pipe of the hydrolysis and digestion zone of the first reactor, and the reflux flow rate is controlled by a reflux pump. The overflow port of the upper reaction zone of the first reactor is connected with the bottom intake pipe of the second reactor, and the waste water treated by the first reactor is re-treated in the second reactor. After treatment, the waste water is disposed by the second reactor. The outlet of the reaction zone is discharged. The device has the advantages of fast start-up speed, strong shock resistance, high treatment efficiency and low treatment cost.

【技术实现步骤摘要】
一种厌氧消化装置及其在处理有机废水中的应用
本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种厌氧消化装置及其在处理有机废水中的应用。
技术介绍
随着世界能源的日益短缺和废水污染负荷及废水中污染物种类的日趋复杂化，废水厌氧生物处理技术以其投资省、能耗低、可回收利用沼气能源、负荷高、产泥少、耐冲击负荷等诸多优点而再次受到环保界人士的重视。废水的生物处理以有机物为分解对象，搭载于微生物的代谢过程，获得简单分子的无机物，以此去除污水中的有机污染。自然界范围内常见各类厌氧处理过程，又被称为厌氧消化(发酵)，通常理解为厌氧体系中在厌氧型以及兼性厌氧型微生物的共同作用下，将有机物分解为CH4、CO2和水的过程。法国生物学LouisMouras于19世纪80年代专利技术了“自净化装置”用以处理污水污泥，开启了人类利用厌氧生物处理废水废物的历史。其后人们逐渐开展应用厌氧过程来处理活性污泥工艺中产生的剩余污泥(如各种厌氧消化池等)和城市污水(如双层沉淀池、化粪池等)的过程。20世纪60年代，厌氧型污泥床反应器(UASB)以及厌氧型接触膜膨胀床反应器(AAFEB)等反应器逐渐出现。这几类反应器的共同之处在于可以将固相停留阶段与水力停留阶段分离，其固相停留阶段甚至可以达到数千小时。这一特性使得对高浓度污水的厌氧处理停留阶段从之前数天至数十天缩短至数小时或数天。在目前已经开发研制的高效厌氧处理体系中，UASB工艺在各类生产性装置上得到非常广泛的成功应用。厌氧型微生物处理体系相对于传统型活性污泥处理系统，设备能够承载的负荷更高，占地面积更少，运行费用及管理费用更低，产生污泥更低，对于能量和营养的要求也更低，而且可以获得有价值的副产物。对于湿地等土地型处理系统，虽然二者运行费用都比较低廉，但厌氧型微生物处理体系占地面积更少，负荷更高的优点更为突出。由此可以判定，厌氧型微生物处理体系是一种低成本的废水净化处理技术，同时还能回收利用能源。全球范围内，大多数发展中国家都在面临严重的环境问题，而且能源相对短缺、资金严重不足，亟待有效、简单而且费用低廉的净水技术，因此，厌氧微生物处理技术非常适合我国国情，有很高的研究价值。淀粉糖工业是发酵工业的分支产业，它是以淀粉质为原料，经过不同程度水解的深加工衍生物。它作为甜味剂，主要包括葡萄糖、麦芽糖、高麦芽糖、果葡糖、麦芽精、各种低聚糖、各种糖醇、麦芽糊精等品种。我国的淀粉糖工业近几十年来取得了迅速的发展，全国淀粉及淀粉糖生产企业数量急速增加。随着淀粉糖工业的发展，年产量不断提高，淀粉糖废水的排放量也在不断增加，严重威胁着环境和人的健康。淀粉糖加工工艺废水的主要来源包括加工工艺废水、各种设备的冲洗水、洗涤水及液化和糖化阶段的冷却水等。其综合排水水质特点是COD特别高，其数值一般可达几千至几万，同时固含量(SS)很高，属于高浓度有机废水，低成本高效处理十分困难。目前我国淀粉糖废水治理较为成功的工业应用仍然不多，处理成本高昂，有一大部分生产废水仍在继续排放，造成周边严重的环境污染，因此治理淀粉糖生产废水已成为当务之急。而厌氧消化技术在处理高浓度有机废水方面有着得天独道的优势，但一般厌氧消化装置处理效率较低，但工艺不稳定，因此在实际应用中效果很不理想。同时，淀粉糖废水中存在的大量有机物固含，不易分解，且沉降在厌氧反应器底部极易造成酸化，导致厌氧工艺的失效，因此，厌氧消化技术在淀粉糖废水处理的实际应用的存在诸多问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种厌氧消化装置，以解决现有技术处理高有机负荷废水工艺不稳定，处理效果不佳等问题，特别是处理淀粉糖这类高COD及高SS的废水。为了解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种厌氧消化装置，包括一大一小依次串联的第一反应器和第二反应器；第一反应器和第二反应器均包括上反应区和下反应区，在上反应区内均设有三相分离器；第一反应器的底部设有进水管，通过进水泵控制进水流速，第一反应区内部分为水解酸化区和厌氧消化区两个功能区，且两个功能区之间通过溢流通道隔开，所述溢流通道连通水解酸化区的顶部和厌氧消化区的底部，进水管从水解酸化区底部进水，然后从水解酸化区顶部溢流至厌氧消化区内；第一反应器的上反应区和下反应区均位于厌氧消化区内，上反应区侧壁设有回流口和溢流口；回流口通过回流管道与第一反应器的底部进水管相连，通过回流泵控制回流流速，回流至水解酸化区内进一步水解酸化，以降低水中固含；溢流口与第二反应器的底部进水管道相连，经第一反应器处理后的废水进入第二反应器再次处理，处理结束后通过位于第二反应器上反应区的出水口排出。进一步地，所述第一反应器的上反应区的三相分离器通过上方的气管道与水解酸化区底部连通，且气管道位于水解酸化区内的端部设有曝气盘，水解酸化区顶部设有排气口；通过三相分离器分离厌氧消化区内固液气，厌氧消化产生的气体经分离后通过三相分离器上方的气管道进入水解酸化区，气体通过曝气盘后形成微小的气泡，充分搅动水解酸化区，增加水解酸化区的固液混合程度；最后气体经水解酸化区顶部的排气口排出收集；进一步的，所述第一反应器的水解酸化区的内径为第一反应器内径的1/6～1/4，溢流通道内径为第一反应器内径的1/15。优选的，水解酸化区的内径为第一反应器的内径的1/6。优选的，所述第一反应器的水解酸化区内的曝气盘直径为水解酸化区内径的2/3～4/5。优选的，曝气盘直径为水解酸化区内径的4/5。所述第二反应器不进行分区，也无回流装置和曝气装置，体积为第一反应器体积的1/4～1/3，优选1/3。优选地，所述第一反应器的水解酸化区的溢流挡板高度高于厌氧消化区的溢流口，排气口的下端位于水解酸化区的液面上方；所述第一反应器的上反应区侧壁上的回流口位置高于第一反应器内三相分离器底部的高度；上反应区侧壁上的溢流口高度大于回流口的高度；通过液位差将液体由第一反应器溢流至第二反应器内。进一步地，所述第一反应器和第二反应器的下反应区外部包裹有水浴保温夹套，且外壁的上中下位置分别留有穿过保温夹套的取样监测口。本专利技术进一步要求保护上述厌氧消化装置在处理有机废水中的应用，尤其是处理淀粉糖工业废水的应用。厌氧消化技术经过多年的发展，技术已经相应成熟，出现了许多处理能力不同的厌氧反应器，但是工艺不稳定及处理效率低，仍是制约厌氧技术发展的关键。特别是在处理淀粉糖这类高COD及高SS废水时情况更加不理想，极易出现酸化现象，一部分主要原因是淀粉糖废水的高COD对厌氧消化工艺负担较重，更重要的原因是淀粉糖废水SS高，一般厌氧反应器无法通过布水系统将废水中的SS全部带入反应器上方，因此造成反应器底部沉积大量固含物，而此类固含物都是有机物，长期受到水解酸化菌的侵袭，会慢慢降解，而导致反应器底部COD急剧上升，从而引发反应器底物局部酸化，进而影响整个厌氧工艺，造成出水水质严重超标。同时，因淀粉糖废水COD极高，一级厌氧消化装置几乎无法将出水水质处理至可进入下一系统的能力。针对此类问题，本专利技术中对传统的EGSB反应器结构做出相应的调整，减少其中一条外循环，降低能耗。同时将反应器分成两个功能区，将厌氧消化的水解酸化与产甲烷两个阶段分开，增强厌氧反应器消化效率，并通过自身产生的沼气循环利用，使得反应器底部的SS完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厌氧消化装置，其特征在于，包括依次串联的第一反应器(1)和第二反应器(2)；第一反应器(1)和第二反应器(2)均包括上反应区和下反应区，在上反应区内均设有三相分离器；所述第一反应器(1)的底部设有进水管(13)，通过进水泵(11)控制进水流速，第一反应区(1)内部分为水解酸化区(4)和厌氧消化区(3)两个功能区，且两个功能区之间通过溢流通道隔开，所述溢流通道连通水解酸化区(4)的顶部和厌氧消化区(3)的底部，进水管(13)从水解酸化区(4)底部进水，然后从水解酸化区(4)顶部溢流至厌氧消化区(3)内；第一反应器(1)的上反应区和下反应区均位于厌氧消化区(3)内，上反应区侧壁设有回流口(15)和溢流口(16)；回流口(15)通过回流管道(7)与第一反应器(1)的底部进水管(13)相连，通过回流泵(12)控制回流流速；溢流口(16)与第二反应器(2)的底部进水管道(14)相连，经第一反应器(1)处理后的废水进入第二反应器(2)再次处理，处理结束后通过位于第二反应器(2)上反应区的出水口(18)排出。

【技术特征摘要】
1.一种厌氧消化装置，其特征在于，包括依次串联的第一反应器(1)和第二反应器(2)；第一反应器(1)和第二反应器(2)均包括上反应区和下反应区，在上反应区内均设有三相分离器；所述第一反应器(1)的底部设有进水管(13)，通过进水泵(11)控制进水流速，第一反应区(1)内部分为水解酸化区(4)和厌氧消化区(3)两个功能区，且两个功能区之间通过溢流通道隔开，所述溢流通道连通水解酸化区(4)的顶部和厌氧消化区(3)的底部，进水管(13)从水解酸化区(4)底部进水，然后从水解酸化区(4)顶部溢流至厌氧消化区(3)内；第一反应器(1)的上反应区和下反应区均位于厌氧消化区(3)内，上反应区侧壁设有回流口(15)和溢流口(16)；回流口(15)通过回流管道(7)与第一反应器(1)的底部进水管(13)相连，通过回流泵(12)控制回流流速；溢流口(16)与第二反应器(2)的底部进水管道(14)相连，经第一反应器(1)处理后的废水进入第二反应器(2)再次处理，处理结束后通过位于第二反应器(2)上反应区的出水口(18)排出。2.根据权利要求1所述的厌氧消化装置，其特征在于，所述第一反应器(1)的上反应区的三相分离器(5)通过上方的气管道(10)与水解酸化区(4)底部连通，将产生的沼气重新导入水解酸化区(4)，且气管道(10)位于水解酸化区(4)内的端部设有曝气盘(9)；所述水解酸化区(4)顶部设有排气口(19)。3.根据权利要求1或2所述的厌氧消化装置，其特征在于，所述第一反应器(1)的水解酸化区(4)的内径为第一反应器的(1)内径的1/6～1/4，溢流通道内径为第一反应器(1)内径的1/15。4.根据权利要求2所述的厌氧消化装置，其特征在于，所述第一反应器(1)的水解酸化区(4)内的曝气盘(9)直径为水解酸化区(4)内径的2/3～4/5。5.根据权利要求3所述的厌氧消化装置，其特征在于，所述第一反应器(1)的上反应区侧壁上的回流口(15)位置高于第一反应器(1)内三相分离器(5)底部的高度；上反应区侧壁上的溢流口(16)高度大于回流口(15)的高度；通过液位差将液体由第一反应器(1)溢流...

【专利技术属性】
技术研发人员：应汉杰，朱杰，陈勇，刘桂文，甘诚，刘庆国，赵南，邹亚男，
申请(专利权)人：南京工业大学，江苏集萃工业生物技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32