一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备及方法，其中：所述用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备包括废水pH调节系统、培养基配制系统、扩大发酵系统和温度控制系统，以高盐废水配制发酵原液，配合带有培养基的营养液，用以培养专门用于高盐废水生化处理的微生物，提高了最终发酵液中微生物的活性和成活率，进而使得高盐废水处理效率大幅度提高。

A semi open microbial fermentation equipment and method for high salt wastewater treatment

【技术实现步骤摘要】
一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备及方法
本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备及方法。
技术介绍
高盐废水是指总含盐质量分数大于1％的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等，含有盐、油、有机重金属和放射性物质等多种物质，是目前国内外废水处理领域公认的难处理工业废水之一。生物强化技术目前已成为污水治理领域，尤其是高盐废水处理领域的不可或缺的一个重要手段。高盐废水处理过程中，由于废水中营养物质的缺乏以及有毒物质、盐分的影响等不利因素，使得废水中菌群数量少，普通的菌群难以生存，杂菌污染及成活几率很低，影响废水处理效果。选育高性能菌种，并对选育出的高性能菌种的扩大培养是实现生物强化技术工业化应用的基础，因此，工业微生物发酵工艺的设计及应用直接关系到生物强化技术在高盐废水治理领域的使用效率。现有工业微生物发酵系统中：一方面，存在扩大生产微生物的效率低、能耗高；另一方面，即使是选育出的高性能菌种，将其投入高盐废水的生化反应池中后，其活性及成活率都难以保持稳定。因此，以上两方面都会影响生物强化技术的效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备及方法，以解决生物强化技术在高盐废水处理领域使用效率低的问题。第一方面，本专利技术提供的一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备，包括废水pH调节系统、培养基配制系统、扩大发酵系统和温度控制系统，其中：废水pH调节系统包括高盐废水池、管道混合器和pH调节罐，高盐废水池用以存放待处理的高盐废水，高盐废水池中设置有原水泵，原水泵的排水口通过废水管道连接管道混合器的进水口，酸剂存放装置的排酸口通过酸剂管道连接管道混合器的进酸口，管道混合器的排水口连接pH调节罐的进水口，pH调节罐中设置有发酵原液泵，发酵原液泵的排液口通过发酵原液管道连接发酵罐的发酵原液入口；酸剂管道上设置有酸泵，管道混合器和pH调节罐之间设置有发酵原液调节pH计，发酵原液调节pH计通信连接酸泵，pH调节罐上设置有发酵原液液位计，发酵原液液位计通信连接原水泵、酸泵和发酵原液泵，发酵原液管道上设置有发酵原液显示pH计。培养基配制系统包括营养液罐，营养液罐用以存放培养微生物的培养基，营养液罐上设置有曝气管，营养液罐的排液口通过营养液管道连接发酵罐的营养液入口；营养液管道上设置有营养液泵。扩大发酵系统包括发酵罐和搅拌器，发酵罐中存放有专门用于高盐废水生化处理的微生物，发酵罐底部设置有曝气管，搅拌器设置于发酵罐内，发酵罐的排液口通过发酵液管道连接生化反应池，发酵液管道上设置有发酵液泵。温度控制系统包括加热棒和温度计，加热棒设置于发酵罐内，用以加热发酵罐内的发酵液，发酵液温度计设置于发酵罐内；发酵液温度计通信连接加热棒的电加热器。可选地，发酵罐上设置有发酵液显示pH计和发酵液液位计；发酵液液位计通信连接发酵原液泵、营养液泵和发酵液泵。可选地，还包括PLC控制系统，PLC控制系统包括依次连接的用户端、交换机和控制器，控制器的信号输入端通信连接用户端、发酵原液调节pH计、发酵原液液位计、发酵原液显示pH计、发酵液显示pH计、发酵液液位计和温度计，信号输出端通信连接原水泵、发酵原液泵、酸泵、营养液泵、发酵液泵、搅拌器和电加热器。可选地，温度控制系统还包括热水夹层和热水循环槽，热水夹层设置于发酵罐外部，热水循环槽连接工业厂区的蒸汽管道，热水循环槽的出口通过进水管道连接热水夹层的入口，热水循环槽的入口通过出水管道连接热水夹层的出口，进水管道上设置有热水循环泵；蒸汽管道上设置有蒸汽开关，热水循环槽上设置有热水循环温度计，控制器的信号输出端通信连接蒸汽开关，控制器的信号输入端通信连接热水循环温度计。可选地，发酵原液调节pH计反馈控制酸泵的转速；发酵液温度计反馈控制电加热器；热水循环温度计反馈控制蒸汽开关。可选地，发酵罐上还设置有溶解氧浓度计，用以测定发酵液所溶解的氧浓度。可选地，发酵原液调节pH计的给定pH值为6.8～7.5。第二方面，本专利技术还提供了一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵方法，其特征在于，营养液罐和发酵罐均设置有曝气管，包括以下步骤：步骤S010，发酵罐内原料进料：启动营养液泵，将培养基由营养液罐进入发酵罐，营养液泵运行到设定时间后，关闭营养液泵。启动电加热器，通过加热棒对发酵罐内液体进行加热，同时发酵液温度计实时监测罐内液体的温度，反馈控制电加热器，使罐内液体温度保持在设定温度范围之内。启动高盐废水池中的原水泵，使高盐废水由高盐废水池进入管道混合器，随即启动酸泵，使酸剂由酸剂存放装置进入管道混合器，与高盐废水混合，降低高盐废水的pH值，形成发酵原液；管道混合器和pH调节罐之间的发酵原液调节pH计实时监测发酵原液的pH值，反馈控制酸泵的转速，使进入pH调节罐内的发酵原液的pH值保持在设定pH范围之内。pH调节罐中的发酵原液液位计实时监测罐内液位，当罐内液位到达设定高位值时，关闭原水泵和酸泵，启动发酵原液泵，使发酵原液由pH调节罐进入发酵罐；当罐内液位到达设定低位值时，关闭发酵原液泵。步骤S020，发酵罐内发酵液发酵：启动设置于发酵罐中的搅拌器，由pH调节罐来的发酵原液、营养液罐来的营养液和发酵罐中的专门用于高盐废水生化处理的微生物充分混合、发酵，形成发酵液。步骤S030，发酵罐内发酵液出料：关闭搅拌器，开启发酵液泵，将发酵液由发酵罐进入生化反应池。可选地，步骤S030替换为：步骤S030’，关闭搅拌器，开启发酵液泵，使发酵液由发酵罐进入生化反应池；发酵罐中的发酵液液位计实时监测罐内液位，当罐内液位到达设定低位值时，关闭发酵液泵。可选地，步骤S010替换为：步骤S010’，启动营养液泵，将培养基由营养液罐进入发酵罐，营养液泵运行到设定时间后，关闭营养液泵。启动热水循环泵，将热水循环槽中的循环水注入热水夹层，其中，热水循环槽连接工业厂区的蒸汽管道，热水夹层设置于所述发酵罐外部，热水夹层和热水循环槽循环连接；热水夹层对发酵罐内液体进行加热，同时热水循环温度计实时循环水的温度，反馈控制蒸汽管道的蒸汽开关，使热水循环槽和热水夹层中的循环水温度保持在设定温度范围之内。启动高盐废水池中的原水泵，使高盐废水由高盐废水池进入管道混合器，随即启动酸泵，使酸剂由酸剂存放装置进入管道混合器，与高盐废水混合，降低高盐废水的pH值，形成发酵原液；管道混合器和pH调节罐之间的发酵原液调节pH计实时监测发酵原液的pH值，反馈控制酸泵的转速，使进入pH调节罐内的发酵原液的pH值保持在设定pH范围之内。pH调节罐中的发酵原液液位计实时监测罐内液位，当罐内液位到达设定高位值时，关闭原水泵和酸泵，启动发酵原液泵，使发酵原液由pH调节罐进入发酵罐；当罐内液位到达设定低位值时，关闭发酵原液泵。本专利技术具有以下有益效果：(1)以高盐废水配制发酵原液，配合带有培养基的营本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备，其特征在于，包括废水pH调节系统(1)、培养基配制系统(2)、扩大发酵系统(3)和温度控制系统(4)，其中：/n所述废水pH调节系统(1)包括高盐废水池(11)、管道混合器(12)和pH调节罐(13)，所述高盐废水池(11)用以存放待处理的高盐废水，所述高盐废水池(11)中设置有原水泵(14)，所述原水泵(14)的排水口通过废水管道(15)连接所述管道混合器(12)的进水口，酸剂存放装置的排酸口通过酸剂管道(16)连接所述管道混合器(12)的进酸口，所述管道混合器(12)的排水口连接所述pH调节罐(13)的进水口，所述pH调节罐(13)中设置有发酵原液泵(17)，所述发酵原液泵(17)的排液口通过发酵原液管道(18)连接发酵罐(31)的发酵原液入口；所述酸剂管道(16)上设置有酸泵(19)，所述管道混合器(12)和pH调节罐(13)之间设置有发酵原液调节pH计(110)，所述发酵原液调节pH计(110)通信连接所述酸泵(19)，所述pH调节罐(13)上设置有发酵原液液位计(111)，所述发酵原液液位计(111)通信连接所述原水泵(14)、酸泵(19)和发酵原液泵(17)，所述发酵原液管道(18)上设置有发酵原液显示pH计(112)；/n所述培养基配制系统(2)包括营养液罐(21)，所述营养液罐(21)用以存放培养微生物的培养基，所述营养液罐(21)上设置有曝气管，所述营养液罐(21)的排液口通过营养液管道(22)连接所述发酵罐(31)的营养液入口；所述营养液管道(22)上设置有营养液泵(23)；/n所述扩大发酵系统(3)包括所述发酵罐(31)和搅拌器(32)，所述发酵罐(31)中存放有专门用于高盐废水生化处理的微生物，所述发酵罐(31)底部设置有曝气管，所述搅拌器(32)设置于所述发酵罐(31)内，所述发酵罐(31)的排液口通过发酵液管道(33)连接生化反应池，所述发酵液管道(33)上设置有发酵液泵(34)；/n所述温度控制系统(4)包括加热棒(41)和发酵液温度计(42)，所述加热棒设置于所述发酵罐(31)内，用以加热所述发酵罐(31)内的发酵液，所述发酵液温度计(42)设置于所述发酵罐(31)内；所述发酵液温度计(42)通信连接所述加热棒(41)的电加热器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备，其特征在于，包括废水pH调节系统(1)、培养基配制系统(2)、扩大发酵系统(3)和温度控制系统(4)，其中：
所述废水pH调节系统(1)包括高盐废水池(11)、管道混合器(12)和pH调节罐(13)，所述高盐废水池(11)用以存放待处理的高盐废水，所述高盐废水池(11)中设置有原水泵(14)，所述原水泵(14)的排水口通过废水管道(15)连接所述管道混合器(12)的进水口，酸剂存放装置的排酸口通过酸剂管道(16)连接所述管道混合器(12)的进酸口，所述管道混合器(12)的排水口连接所述pH调节罐(13)的进水口，所述pH调节罐(13)中设置有发酵原液泵(17)，所述发酵原液泵(17)的排液口通过发酵原液管道(18)连接发酵罐(31)的发酵原液入口；所述酸剂管道(16)上设置有酸泵(19)，所述管道混合器(12)和pH调节罐(13)之间设置有发酵原液调节pH计(110)，所述发酵原液调节pH计(110)通信连接所述酸泵(19)，所述pH调节罐(13)上设置有发酵原液液位计(111)，所述发酵原液液位计(111)通信连接所述原水泵(14)、酸泵(19)和发酵原液泵(17)，所述发酵原液管道(18)上设置有发酵原液显示pH计(112)；
所述培养基配制系统(2)包括营养液罐(21)，所述营养液罐(21)用以存放培养微生物的培养基，所述营养液罐(21)上设置有曝气管，所述营养液罐(21)的排液口通过营养液管道(22)连接所述发酵罐(31)的营养液入口；所述营养液管道(22)上设置有营养液泵(23)；
所述扩大发酵系统(3)包括所述发酵罐(31)和搅拌器(32)，所述发酵罐(31)中存放有专门用于高盐废水生化处理的微生物，所述发酵罐(31)底部设置有曝气管，所述搅拌器(32)设置于所述发酵罐(31)内，所述发酵罐(31)的排液口通过发酵液管道(33)连接生化反应池，所述发酵液管道(33)上设置有发酵液泵(34)；
所述温度控制系统(4)包括加热棒(41)和发酵液温度计(42)，所述加热棒设置于所述发酵罐(31)内，用以加热所述发酵罐(31)内的发酵液，所述发酵液温度计(42)设置于所述发酵罐(31)内；所述发酵液温度计(42)通信连接所述加热棒(41)的电加热器。


2.根据权利要求1所述的用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备，其特征在于，所述发酵罐(31)上设置有发酵液显示pH计(35)和发酵液液位计(36)；所述发酵液液位计(36)通信连接所述发酵原液泵(17)、营养液泵(23)和发酵液泵(34)。


3.根据权利要求2所述的用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备，其特征在于，还包括PLC控制系统(5)，所述PLC控制系统(5)包括依次连接的用户端(51)、交换机(52)和控制器(53)，所述控制器(53)的信号输入端通信连接所述用户端(51)、发酵原液调节pH计(110)、发酵原液液位计(111)、发酵原液显示pH计(112)、发酵液显示pH计(35)、发酵液液位计(36)和发酵液温度计(42)，信号输出端通信连接原水泵(14)、发酵原液泵(17)、酸泵(19)、营养液泵(23)、发酵液泵(34)、搅拌器(32)和电加热器。


4.根据权利要求3所述的用于高盐废水处理的半开放式微生物发酵设备，其特征在于，所述温度控制系统(4)还包括热水夹层(43)和热水循环槽(44)，所述热水夹层(43)设置于所述发酵罐(31)外部，所述热水循环槽(44)连接工业厂区的蒸汽管道，所述热水循环槽(44)的出口通过进水管道(45)连接所述热水夹层(43)的入口，所述热水循环槽(44)的入口通过出水管道(46)连接所述热水夹层(43)的出口，所述进水管道(45)上设置有热水循环泵(47)；所述蒸汽管道上设置有蒸汽开关(48)，所述热水循环槽(44)上设置有热水循环温度计(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓光，赵建芳，沙蓓蓓，辛旺，高学峰，刘轩彤，高鲁兵，姜竹彬，任宪诚，
申请(专利权)人：山东昱泰环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37