CN102101744A - 一种沼气工程沼液处理系统 - Google Patents

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本发明涉及一种沼气工程沼液处理系统，属于废水处理技术领域。一种沼气工程沼液处理系统，它包括沉淀池、调节池、厌氧反应装置，沉淀池与调节池、调节池与厌氧反应装置顺次连接，其特征在于，还设置有与厌氧反应装置相连的生化陶瓷后处理装置，所述的厌氧反应装置由厌氧反应器组成，厌氧反应器内部设置有螺旋状生物填料，该螺旋状生物填料由设置有孔眼的PVC板固定，厌氧反应器的侧壁下部设置有进水口，侧壁上部设置有出水口和取样口，顶部设置有出气口。本发明具有处理效率高、占地面积小、造价低、维护使用方便等特点。

Description

一种沼气工程沼液处理系统
技术领域
本发明涉及一种沼气工程沼液处理系统，属于废水处理技术领域。
背景技术
随着我国的畜牧养殖业向着规模化、集约化的方向发展，大中型沼气工程的数量也与日俱增，截止到2009年底，我国已建成畜禽粪便等农业废弃物为原料的大中型沼气工程22892座，其中大型沼气工程3717座，总池容284.9万立方米。沼气工程运转过程中除产生新能源-沼气外，还产生大量的沼液。沼液是很好的有机肥料，含有作物生长所需的氮、磷、钾等营养元素，同时，沼液中存留了丰富的氨基酸、B族维生素、各种水解酶、某些植物生长素、对病虫害有抑制作用的物质或因子，因此它还可用来养鱼、喂猪、喂牛、防治作物的某些病虫害，具有广泛的综合利用前景，当前很多大中型沼气工程的沼液都用作液体肥料，但因全国沼气工程多，每天产生的沼液量大，而作液体肥料具有运输困难、农民不易接受等问题，仅作肥料不能消纳沼气工程每天产生的大量的沼液，因此寻找一种沼气工程沼液处理系统势在必行。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种沼气工程沼液处理系统，实现沼气工程沼液达标排放。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种沼气工程沼液处理系统，它包括沉淀池、调节池、厌氧反应装置，沉淀池与调节池、调节池与厌氧反应装置顺次连接，其特征在于，还设置有与厌氧反应装置相连的生化陶瓷后处理装置，所述的厌氧反应装置由厌氧反应器组成，厌氧反应器内部设置有螺旋状生物填料，该螺旋状生物填料由设置有孔眼的PVC板固定，厌氧反应器的侧壁下部设置有进水口，侧壁上部设置有出水口和取样口，顶部设置有出气口。
所述螺旋状生物填料是由圆柱螺旋面中的拱形结构正反折叠构成的长螺旋带状结构；所述的拱形结构的圆心角为60～120°。
所述的圆柱螺旋面宽度为1.0～2.0cm，厚度为0.10～0.20mm。
所述的螺旋状生物填料比表面积为2800～3000m2/m3。螺旋状生物填可由灰色PVC管棒削制而成，灰色PVC管棒可购自无锡市大邦塑胶棒材厂。
所述的孔眼直径为10～15mm，孔眼间间距为10～20mm。
所述的厌氧反应器内固定有两层螺旋状生物填料，螺旋状生物填料上部的PVC板与该螺旋状生物填料下部的PVC板之间的间距为厌氧反应器高度的1/6，厌氧反应器最底层的PVC板距厌氧反应器底部距离为厌氧反应器高度的1/5，厌氧反应器最上层的PVC板距厌氧反应器上部出水口距离20cm。
所述的厌氧反应装置由两个厌氧反应器组成，前一个厌氧反应器的出水口通过连通管与后一个厌氧反应器的进水口相连通。
所述的生化陶瓷后处理装置为圆柱体结构，内部设置两层，上层为由设置有孔的PVC板固定的螺旋状生物填料，下层为由设置有孔的PVC板固定的生化陶瓷，生化陶瓷下部设置曝气装置，生化陶瓷后处理装置的侧壁下部设置有进水口，生化陶瓷后处理装置的侧壁上部设置有出水口和取样口；优选的，所述的孔的直径为8～12mm，孔间的间距为10～15mm。
优选的，所述的生化陶瓷后处理装置中的螺旋状生物填料上部的PVC板与螺旋状生物填料下部的PVC板之间的间距为生化陶瓷后处理装置高度的1/7，生化陶瓷上部的PVC板与下部的PVC板之间的间距为生化陶瓷后处理装置高度的1/3，位于下部的PVC板距生化陶瓷后处理装置底部距离为生化陶瓷后处理装置高度的1/5，位于最上部的PVC板距上部出水口距离20cm。
所述的生化陶瓷结构可参考公告号为CN201305555Y(专利号为200820226933.2)的中国专利，制备方法可参考公开号为CN101475362A(申请号为200810238351.0)的中国专利。
所述的曝气装置，可购自北京思源水处理技术开发有限责任公司生产的产品。
所述的沉淀池和调节池可按本领域惯用技术设计，优选地下式砖混结构。
上述的沼气工程沼液处理系统，大小根据沼气工程沼液量的多少设计，本领域的技术人员根据常识都可以实施该设计。
本发明具有以下优点：
1、本发明的厌氧反应器内部填有螺旋状生物填料作为沼气微生物载体，有很大的表面积，有利于菌群的吸附及生长，增加了反应器中微生物量及微生物活性，从而提高了厌氧发酵效率，实现了厌氧反应器的小型高效；
2、本发明螺旋状生物填料厌氧反应器反应速度快，水力停留时间仅为20h，发酵效率高；
3、本发明在厌氧发酵系统后配备生化陶瓷后处理装置，该装置有机物去除效果好；
4、厌氧反应器是一种以螺旋状生物材料作为载体的新型高效厌氧反应器，生化陶瓷后处理装置是一种以基质吸附和微生物协同通过物理、化学和生物作用进行处理的新型好氧处理系统；这两种系统组合的新型高效反应器系统具有处理效率高、占地面积小、造价低、维护使用方便等特点；
5、本发明组合反应器系统处理沼气工程沼液效率高、节省投资、维护使用方便，适合大中型沼气工程沼液的处理；
6、沼气工程沼液经本发明组合反应器系统处理后，出水COD、BOD、TSS、NH3-N和总P达国家二级排放标准，可达标排放或回用，有效解决了目前大中型沼气工程沼液因无法处理造成的严重污染问题。
附图说明
图1是本发明的组合反应器系统工艺流程示意图；
图2是螺旋状生物填料圆柱螺旋面的结构示意图；
图3是拱形结构的结构示意图；
其中：1、沉淀池，2、调节池，3、厌氧反应器，4、生化陶瓷后处理装置，5、曝气装置，6、沼气灶，7、泵，8、进水管，9、连通管，10、出气口，11、沼气管，12、取样口，13、螺旋状生物填料，14、拱形结构，15、圆心角，16、生化陶瓷，17、进水口，18、出水口。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步描述，但本发明保护范围不限于此。
实施例中所述的灰色PVC管棒购自无锡市大邦塑胶棒材厂。
实施例1
如图1所示的沼气工程沼液处理系统，它包括沉淀池1、调节池2、厌氧反应装置和生化陶瓷后处理装置4，沉淀池1与调节池2、调节池2与厌氧反应装置、厌氧反应装置与生化陶瓷后处理装置4顺次连接，厌氧反应装置由两个厌氧反应器3组成，前一个厌氧反应器3的出水口通过连通管9与后一个厌氧反应器3的进水口相连通；厌氧反应器3内填有螺旋状生物填料13，厌氧反应器3的侧壁下部设置有进水管8，厌氧反应器3的侧壁上部设置有取样口12，厌氧反应器3的顶部设置有出气口10；厌氧反应器3中产生的沼气，通过与出气口连通的沼气管进入沼气灶，供人们日常使用。厌氧反应器3内部设置有两层螺旋状生物填料，螺旋状生物填料上部的PVC板与该螺旋状生物填料下部的PVC板之间的间距为厌氧反应器高度的1/6，厌氧反应器最底层的PVC板距厌氧反应器底部距离为厌氧反应器高度的1/5，厌氧反应器最上层的PVC板距厌氧反应器上部出水口距离20cm，所述的PVC板上设置有直径15mm，间距10mm的孔眼。
所述的生化陶瓷后处理装置4为圆柱体结构，内部设置有位于上层的螺旋状生物填料13和位于下层的生化陶瓷16，螺旋状生物填料13和生化陶瓷16分别由PVC板固定，生化陶瓷16下部设置曝气装置5，装置侧壁下部设置有进水口17，侧壁上部设置有出水口18；所述的PVC板上设置有直径10mm，间距12mm的孔；所述的生化陶瓷后处理装置中的螺旋状生物填料13上部的PVC板与螺旋状生物填料13下部的PVC板之间的间距为生化陶瓷后处理装置4高度的1/7，生化陶瓷16上部的PVC板与下部的PVC板之间的间距为生化陶瓷后处理装置4高度的1/3，位于下部的PVC板距生化陶瓷后处理装置4底部距离为生化陶瓷后处理装置4高度的1/5，位于最上部的PVC板距上部出水口18距离20cm。所述的PVC板上设置有直径15mm，间距10mm的孔。
所述的生化陶瓷主要由污水处理厂的剩余污泥通过新配方和新的烧制工艺烧制而成，具有可收缩的孔隙和固定微生物的功能。在废水处理过程中具有非常好的效果。可自动固定细菌，无需人工固定。成本低，易于工业化规模生产。该生化陶瓷采用公开号为CN101475362A(申请号为200810238351.0)的中国专利中所述的制备制得，结构按照公告号为CN201305555Y(专利号为200820226933.2)的中国专利加工而成。
所述的螺旋状生物填料13由圆柱螺旋面中的拱形结构15正反折叠构成的长螺旋带状结构组成。所述的拱形结构14的圆心角15为60°(如图3所示)。所述的圆柱螺旋面宽度为1.6cm，厚度为0.12mm。所述的螺旋状生物填料13比表面积为2800m2/m3，由灰色PVC管棒削制而成。
上述沼气工程沼液处理系统针对每天产生100m3猪粪沼气工程沼液的相关设计参数如下：
每天需要处理的沼液量为100m3，具体装置设计尺寸如下：
(1)沉淀池1材质为砖混，容积为150m3，尺寸为长×宽×高＝10.0m×3.0m×5.0m；
(2)调节池2材质为砖混，容积为120m3，尺寸为长×宽×高＝10.0m×6.0m×2.0m；
(3)厌氧反应器3设计水力停留时间为20h，每个反应器设计容积为45m3；
(4)设计生化陶瓷后处理装置4容积为30m3。
进水水质指标为COD、BOD、NH3-N、TSS和总P为5000-10000mg/L、3000-7000mg/L、20-100mg/L、1000-4000mg/L和10-30mg/L，经该新型沼气工程沼液处理系统后，出水指标COD、BOD、NH3-N、TSS和总P分别能达到100mg/L、50mg/L、24mg/L、150mg/L和1.0mg/L以下，出水可达到污水排放二级标准。
实施例2
如实施例1所述的沼气工程沼液处理系统，不同之处在于，所述的拱形结构14的圆心角15为75°(如图3所示)。所述的圆柱螺旋面宽度为1.8cm，厚度为0.15mm。
上述沼气工程沼液处理系统针对每天产生200m3牛粪原料沼液的相关设计参数如下：
每天需要处理的沼液量为200m3，具体装置设计尺寸如下：
(1)沉淀池1材质为砖混，容积为300m3，尺寸为长×宽×高＝10.0m×6.0m×5.0m；
(2)调节池2材质为砖混，容积为240m3，尺寸为长×宽×高＝10.0m×4.0m×6.0m；
(3)厌氧反应器3为设计水力停留时间为20h，每个反应器设计容积为90m3；
(4)设计生化陶瓷后处理装置4容积为60m3。
进水水质指标为COD、BOD、NH3-N、TSS和总P为6000-11000mg/L、3000-7500mg/L、22-110mg/L、1200-4300mg/L和12-24mg/L，经该新型沼气工程沼液处理系统后，出水指标COD、BOD、NH3-N、TSS和总P分别能达到100mg/L、50mg/L、25mg/L、150mg/L和1.0mg/L以下，出水可达到污水排放二级标准。

Claims (10)

1.一种沼气工程沼液处理系统，它包括沉淀池、调节池、厌氧反应装置，沉淀池与调节池、调节池与厌氧反应装置顺次连接，其特征在于，还设置有与厌氧反应装置相连的生化陶瓷后处理装置，所述的厌氧反应装置由厌氧反应器组成，厌氧反应器内部设置有螺旋状生物填料，该螺旋状生物填料由设置有孔眼的PVC板固定，厌氧反应器的侧壁下部设置有进水口，侧壁上部设置有出水口和取样口，顶部设置有出气口。
2.如权利要求1所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述螺旋状生物填料是由圆柱螺旋面中的拱形结构正反折叠构成的长螺旋带状结构；所述的拱形结构的圆心角为60～120°。
3.如权利要求2所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述的圆柱螺旋面宽度为1.0～2.0cm，厚度为0.10～0.20mm。
4.如权利要求1所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述的螺旋状生物填料比表面积为2800～3000m2/m3。
5.如权利要求1所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述的孔眼直径为10～15mm，孔眼间间距为10～20mm。
6.如权利要求1所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述的厌氧反应器内固定有两层螺旋状生物填料，螺旋状生物填料上部的PVC板与该螺旋状生物填料下部的PVC板之间的间距为厌氧反应器高度的1/6，厌氧反应器最底层的PVC板距厌氧反应器底部距离为厌氧反应器高度的1/5，厌氧反应器最上层的PVC板距厌氧反应器上部出水口距离20cm。
7.如权利要求1所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述的厌氧反应装置由两个厌氧反应器组成，前一个厌氧反应器的出水口通过连通管与后一个厌氧反应器的进水口相连通。
8.如权利要求1所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述的生化陶瓷后处理装置为圆柱体结构，内部设置两层，上层为由设置有孔的PVC板固定的螺旋状生物填料，下层为由设置有孔的PVC板固定的生化陶瓷，生化陶瓷下部设置曝气装置，生化陶瓷后处理装置的侧壁下部设置有进水口，生化陶瓷后处理装置的侧壁上部设置有出水口和取样口。
9.如权利要求8所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述的孔的直径为8～12mm，孔间的间距为10～15mm。
10.如权利要求8所述的沼气工程沼液处理系统，其特征在于，所述的生化陶瓷后处理装置中的螺旋状生物填料上部的PVC板与螺旋状生物填料下部的PVC板之间的间距为生化陶瓷后处理装置高度的1/7，生化陶瓷上部的PVC板与下部的PVC板之间的间距为生化陶瓷后处理装置高度的1/3，位于下部的PVC板距生化陶瓷后处理装置底部距离为生化陶瓷后处理装置高度的1/5，位于最上部的PVC板距上部出水口距离20cm。
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