热电联供的造纸废水处理系统技术方案

本发明专利技术涉及造纸污水处理技术领域，具体涉及热电联供的造纸废水处理系统，其包括依次连接的污水收集池、格栅池、高效浅层气浮装置、水解酸化池、厌氧塔、接触氧化池、二沉池以及热电发生装置，水解酸化池的出水口通过污水泵与厌氧塔的底部进水口连通，厌氧塔的上部设置有三相分离器，三相分离器的沼气出口连接沼气回收装置；热电发生装置包括甲醇水存储器、甲醇水制氢重整器、换热器、燃料电池、空气余气混合器和控制装置。本发明专利技术采用高效浅层气浮‑水解酸化‑厌氧‑好氧的综合处理方法，有效去除造纸污水中的SS、COD和BOD，同时利用沼气‑甲醇水‑重整制氢反应‑燃料电池的过程实现了系统内电能、热能的高效转化和利用。

【技术实现步骤摘要】
热电联供的造纸废水处理系统
本专利技术涉及造纸污水处理
，具体涉及热电联供的造纸废水处理系统。
技术介绍
造纸业是传统的污染大户，也是造成水污染的重要污染源之一。造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。由于造纸污水的SS、COD浓度较高，COD则由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成，通常非溶解性COD占COD组成总量的大部分，当污水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，造纸污水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。现有技术中，主要采用气浮或沉淀的物化方法，通过投加混凝剂，其COD去除率高于制浆中段水的COD去除率，通常能达到70%～85%，出水水质指标可达到或接近国家排放标准。但是，对于吨纸污水排放量较低、COD含量较高的大中型废纸造纸企业，通过气浮或沉淀的物化方法达到国家一级排放标准有较大的难度，因废水中的可溶性COD、BOD5主要需通过生化方法才能有效去除。生化法包括好氧法和厌氧法，然而，造纸废水中的纤维素、木素等主要污染物是难以降解的大分子有机物，可生化性差。目前采用的单一好氧法或者厌氧法，其出水效果较差，达不到排放的标准，而且用水量大，不能直接回用；采用厌氧法处理过程产生沼气，这部分沼气任其排放到空大气，不仅造成能源的浪费，还会对空气造成热污染。此外，现有的造纸污水处理设备的运行主要依靠外部城市电网集中供电，电能消耗巨大，加上污水处理的清水用量大，以上问题造成造纸污水处理效果差，能耗大，成本高，不利于节能环保。
技术实现思路
针对现有技术存在上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种综合处理效果好、节能环保的热电联供的造纸废水处理系统。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：提供热电联供的造纸废水处理系统，包括依次连接的污水收集池、格栅池、高效浅层气浮装置、水解酸化池、厌氧塔、接触氧化池和二沉池，所述水解酸化池的出水口通过污水泵与所述厌氧塔的底部进水口连通，所述厌氧塔的上部设置有三相分离器，所述三相分离器的沼气出口连接沼气回收装置；所述造纸废水处理系统还包括热电发生装置，所述热电发生装置包括甲醇水存储器、甲醇水制氢重整器、换热器、燃料电池、空气余气混合器和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有重整室、分离室和供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：所述甲醇水存储器内的甲醇与水的混合溶液通过输送泵输送至所述重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得氢气和高温余气的混合气，然后混合气经分离室分离出的氢气经所述换热器降温后输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为系统内所有用电设备供电；经分离室分离出的高温余气与外界空气经所述空气余气混合器混合后形成所需温度的混合气并为所述水解酸化池、厌氧塔和接触氧化池供热。其中，所述水解酸化池和厌氧塔的侧壁均设置有用于通入加热介质的夹层，所述夹层通过第一加热管路与所述空气余气混合器的出气口连接，所述第一加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述水解酸化池和厌氧塔内设置有与控制器连接的温度传感器。其中，所述接触氧化池的池底设置有用于通入加热盘管，所述加热盘管通过第二加热管路与所述空气余气混合器的出气口连接，所述第二加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述接触氧化池内设置有与控制器连接的温度传感器。其中，所述沼气回收装置包括甲烷提取装置和甲醇合成装置，所述甲烷提取装置包括依次连接的固液分离器、脱硫塔、二氧化碳吸收塔和氨气吸收塔，所述甲醇合成装置包括依次连接的压缩机、甲醇合成塔和气液分离器，所述氨气吸收塔输出的甲烷气体以及氧气分别通过输送管道与压缩机的进气口连通，所述气液分离器的出液口与所述甲醇水溶液存储器连接，所述气液分离器的出气口通过循环管路与压缩机的进气口连通；所述甲醇水溶液存储器和循环管路均设置有与控制器电连接的气体流量控制阀。其中，所述甲醇合成塔设置有第三加热管路，所述第三加热管路与所述空气余气混合器连接，所述第三加热管路上设置有调节阀，所述甲醇合成塔设置有温度传感器和压力传感器，所述调节阀、所述温度传感器和所述压力传感器分别与所述控制器电连接。其中，所述接触氧化池设置有微生物填料，所述接触氧化池的底部设置有曝气装置，所述曝气装置包括射流曝气器、与所述射流曝气器通过管路连接的鼓风机，所述管路上设置有与控制器连接的气体流量控制阀。其中，所述造纸废水处理系统还包括生物滤池和清水池，所述生物滤池内由下至上依次设置有三层填料层，其中最下层的填料层设置有布水管，所述布水管与所述二沉池的出水口连通，最上层的填料层通过出水管与所述清水池的进水口连通。其中，所述三层填料层由下至上依次为碎石填料层、沸石填料层、煤渣填料层和细砂填料层，所述碎石填料层的厚度为20~25cm，所述沸石填料层的厚度为25~30cm，所述煤渣填料层和所述填料细砂层的厚度均为15~25cm。其中，所述甲醇水制氢重整器设置有启动装置，所述启动装置在甲醇水制氢重整器启动过程中为所述电加热器和输送泵供电。本专利技术的有益效果：本专利技术的热电联供的造纸废水处理系统，包括依次连接的污水收集池、格栅池、高效浅层气浮装置、水解酸化池、厌氧塔、接触氧化池和二沉池，水解酸化池的出水口通过污水泵与厌氧塔的底部进水口连通，厌氧塔的上部设置有三相分离器，三相分离器的沼气出口连接沼气回收装置。工作时，污水收集池内收集的造纸废水依次经过格栅池除去较大的颗粒物和悬浮物，然后经过高效浅层气浮装置，利用微小气泡使污水中的杂质浮出水面被清除，可去除绝大部分SS和COD，接着污水进入水解酸化池调节水质pH为弱酸性，将其中难生化讲解的大分子有机物转化成易生化的小分子物质，然后进入厌氧塔在一定温度下进行厌氧发酵，利用厌氧微生物作用将大部分有机污染物分解为沼气（主要成分为CH4和CO2等），然后污水、沼气和污泥经三相分离器分离的沼气经沼气回收装置进行回收再利用，处理后的污水进入接触氧化池，在一定温度和曝气条件下进行为好氧微生物的氧化分解而去除BOD，处理后的水质可达到排放标准。同时，热电发生装置以甲醇与水的混合溶液作为原料，输送至甲醇水制氢重整器进行甲醇水重整制氢反应，经分离获得氢气和高温余气，其中的氢气再输送至燃料电池产生电能，该电能为系统中的所有用电设备供电，其中的高温余气的温度高达300~600℃，这部分高品质的热能为水解酸化池、厌氧塔和接触氧化池提供生化反应所需的热能，由此实现系统内电能和热能的高效转化和利用。因此，与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）热电发生装置利用甲醇水-重整制氢反应-燃料电池的过程实现了电能、热能的高效转化和利用，所产生的电能直接为所有用电设备供电，实现自给自足，无需外来供电，而且该系统输出的电能为直流电，无需转换即可直接供直流电机使用，相比目前城市电网的集中式供电方式，具有随用随发、不受场地限制以及节能环保的优点；（2）甲醇水重整制氢反应过程所产生大量高品质的热能（高温余气的温度高达300~600℃），这部分热能完全满足水解酸化池、厌氧塔和接触氧化池内生化反应所需的温度（约25~35℃），由此充分利用了甲醇水重整制氢过程中产生的余热实现系统给内部供热的目的，相比现有技术依靠电加热或者锅炉燃烧供热的方式，大大降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热电联供的造纸废水处理系统，其特征在于：包括依次连接的污水收集池、格栅池、高效浅层气浮装置、水解酸化池、厌氧塔、接触氧化池和二沉池，所述水解酸化池的出水口通过污水泵与所述厌氧塔的底部进水口连通，所述厌氧塔的上部设置有三相分离器，所述三相分离器的沼气出口连接沼气回收装置；所述造纸废水处理系统还包括热电发生装置，所述热电发生装置包括甲醇水存储器、甲醇水制氢重整器、换热器、燃料电池、空气余气混合器和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有重整室、分离室和供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：所述甲醇水存储器内的甲醇与水的混合溶液通过输送泵输送至所述重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得氢气和高温余气的混合气，然后混合气经分离室分离出的氢气经所述换热器降温后输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为系统内所有用电设备供电；经分离室分离出的高温余气与外界空气经所述空气余气混合器混合后形成所需温度的混合气并为所述水解酸化池、厌氧塔和接触氧化池供热。

【技术特征摘要】
1.热电联供的造纸废水处理系统，其特征在于：包括依次连接的污水收集池、格栅池、高效浅层气浮装置、水解酸化池、厌氧塔、接触氧化池和二沉池，所述水解酸化池的出水口通过污水泵与所述厌氧塔的底部进水口连通，所述厌氧塔的上部设置有三相分离器，所述三相分离器的沼气出口连接沼气回收装置；所述造纸废水处理系统还包括热电发生装置，所述热电发生装置包括甲醇水存储器、甲醇水制氢重整器、换热器、燃料电池、空气余气混合器和控制装置，所述甲醇水制氢重整器设置有重整室、分离室和供甲醇水重整制氢反应所需温度的电加热器，所述控制装置包括控制器和用于向外输出电能的电力输出端口，其中：所述甲醇水存储器内的甲醇与水的混合溶液通过输送泵输送至所述重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得氢气和高温余气的混合气，然后混合气经分离室分离出的氢气经所述换热器降温后输送至燃料电池产生电能，该电能通过电力输出端口为系统内所有用电设备供电；经分离室分离出的高温余气与外界空气经所述空气余气混合器混合后形成所需温度的混合气并为所述水解酸化池、厌氧塔和接触氧化池供热。2.根据权利要求1所述的热电联供的造纸废水处理系统，其特征在于：所述水解酸化池和厌氧塔的侧壁均设置有用于通入加热介质的夹层，所述夹层通过第一加热管路与所述空气余气混合器的出气口连接，所述第一加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述水解酸化池和厌氧塔内设置有与控制器连接的温度传感器。3.根据权利要求1所述的热电联供的造纸废水处理系统，其特征在于：所述接触氧化池的池底设置有用于通入加热盘管，所述加热盘管通过第二加热管路与所述空气余气混合器的出气口连接，所述第二加热管路设置有与控制器连接的调节阀，所述接触氧化池内设置有与控制器连接的温度传感器。4.根据权利要求1所述的热电联供的造纸废水处理系统，其特征在于：所述沼气回收装置包括甲烷提取装置和甲醇合成装置，所述甲烷提取装置包括依次连...

【专利技术属性】
技术研发人员：向华，
申请(专利权)人：广东合即得能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44