CN106477802B - 高浓度有机废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高浓度有机废水处理系统，该高浓度有机废水处理系统包括一厌氧处理装置和一好氧处理装置；所述厌氧处理装置包括一个厌氧反应罐或由管路串联的多个厌氧反应罐，每一厌氧反应罐上均设置有与所述厌氧反应罐相通的进水管和出水管，每一厌氧反应罐内安装有生物巢填料装置，每一厌氧反应罐的罐口处安装有沼气回收装置；所述好氧处理装置包括一个曝气池或由管路串联的多个曝气池，以及用于向所述曝气池中泵入空气的曝气系统。根据本发明的高浓度有机废水处理系统，能够将有机废水中的有机固体废弃物、悬浮物以及其它有机负荷拦截在厌氧反应罐中降解，然后再由好氧处理装置进一步处理，以得到干净的中水。

Description

高浓度有机废水处理系统

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别是涉及一种高浓度有机废水处理系统。

背景技术

现行生活污水等有机废水处理工艺主要由沉淀和曝气两道工艺构成(相应的废水处理系统包括沉淀池和曝气池)，这种工艺和系统在处理高含固率、高含悬浮物的高浓度有机废水(如养殖场废水、屠宰场废水或食品加工厂废水)时由于污泥产量大、有机负荷高使得废水处理非常困难、处理成本非常高；而且废水处理站臭气污染特别严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的有机废水处理系统废水处理困难、处理成本高的缺陷，提供一种高浓度有机废水处理系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种高浓度有机废水处理系统，其中包括一厌氧处理装置和一好氧处理装置；其中，

所述厌氧处理装置包括一个厌氧反应罐或由管路串联的多个厌氧反应罐，每一厌氧反应罐上均设置有与所述厌氧反应罐相通的进水管和出水管，每一厌氧反应罐内安装有生物巢填料装置，每一厌氧反应罐的罐口处安装有沼气收集装置；

所述好氧处理装置包括一个曝气池或由管路串联的多个曝气池，以及用于向所述曝气池中泵入空气的曝气系统；

所述曝气系统包括风机、输气管和曝气头；所述风机连接在所述输气管的一端，所述曝气头连接在所述输气管的另一端并置于所述曝气池内。

进一步地，每一厌氧反应罐上的出水管入水口与进水管出水口有一高度差，所述填料装置的填料层处在该高度差内。

进一步地，相邻两个厌氧反应罐内流经填料层的水流方向相反。

进一步地，所述沼气收集装置与所述厌氧反应罐可分离，并采用水密封和水压输气。

进一步地，所述生物巢填料装置包括填料架和安装在所述填料架上的填料层，所述填料架包括固定在厌氧反应罐内壁上部的上填料架和固定在厌氧反应罐内壁下部或底部的下填料架。

进一步地，至少第一级厌氧反应罐内的填料层由系在所述上填料架与下填料架之间的悬挂式生物巢填料构成。

进一步地，最后一级厌氧反应罐内的填料层是由放置在上填料架与下填料架之间的密实的纤维或颗粒状材料构成的。

进一步地，所述沼气收集装置通过一沼气输气管与一沼气脱硫装置和一沼气储存装置相连。

进一步地，所述曝气池后连接有至少一个生物接触氧化池。

进一步地，最后一级触氧化池后连接有至少一个沉淀池。

进一步地，所述进水管和出水管均是由上至下插入厌氧反应罐的。

进一步地，所述高浓度有机废水处理系统还包括污水池及放置于所述污水池中并与第一级厌氧反应罐的进水管相连的进料泵，第一级厌氧反应罐的进水管上设置有单向阀。

本发明的高浓度有机废水处理系统，能够将有机废水中的有机固体废弃物、悬浮物以及其它有机负荷拦截在厌氧反应罐中降解，然后再由好氧处理装置进一步处理，以得到干净的中水。该高浓度有机废水处理系统适合于食品加工厂、养殖场、屠宰场或化粪池等高浓度有机废水的处理。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的高浓度有机废水处理系统的示意图；

图2是本发明实施例1提供的高浓度有机废水处理系统其生物巢填料装置的示意图；

图3是本发明实施例1提供的高浓度有机废水处理系统其填料装置的填料架的结构示意图；

图4是本发明实施例2提供的高浓度有机废水处理系统的示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、厌氧处理装置；

101、厌氧反应罐；

1011、罐体；

1012、生物巢填料装置；

10121、填料架；101211、上填料架；101212、下填料架；101213、上方形孔；

101214、下方形孔；

10122、填料层；101221、填料串；

1013、沼气收集装置；

1014、进水管；10141、进水管入水口；10142、进水管出水口；10143、进水管导气口；

1015、出水管；10151、出水管入水口；10152、出水管出水口；10153、出水管导气口；

1016、法兰；

1017、单向阀；

2、好氧处理装置；

201、曝气池；202、风机；203、输气管、204、曝气头；205、生物接触氧化池；

2051、好氧生物巢填料层；206、沉淀池；2061、沉淀池填料层；

3、沼气脱硫装置；

4、沼气储气装置；

5、沼气泵；

6、沼气炉；

7、进料泵；

8、污水池。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1至图3所示，本发明一实施例提供的高浓度有机废水处理系统，包括一厌氧处理装置1、一好氧处理装置2、一沼气脱硫装置3、一沼气储气装置4和一沼气泵5。

厌氧处理装置1由三个由管路串通的厌氧反应罐101构成。厌氧反应罐101由混凝土罐体1011、生物巢填料装置1012和沼气收集装置1013构成。生物巢填料装置1012安装在混凝土罐体1011内，沼气收集装置1013安装在混凝土罐体1011的罐口内并采用水密封。在混凝土罐体1011上分别安装有进水管1014和出水管1015。一厌氧反应罐的出水管1015与下一级厌氧反应罐的进水管1014通过一法兰1016相连通。

好氧处理装置2包括两个混凝土曝气池201、三个生物接触氧化池205、一个沉淀池206以及由风机202、输气管203和曝气头204构成的曝气系统。

这二个曝气池201、三个生物接触氧化池205和一个沉淀池206通过管路(池壁上开的过水孔)相互串通。

生物接触氧化池205内填充有好氧生物巢填料层2051；沉淀池206内填充有斜管填料层2061。

输气管203对应于两个曝气池201相应地形成两个分支，每一分支的末端连接一曝气头204，曝气头204位于曝气池201内。输气管203的另一端连接风机202。风机202工作时，通过输气管203和曝气头204将空气泵入曝气池201内。

为方便描述，图1中，厌氧反应罐101从左至右依次称为第一级厌氧反应罐、第二级厌氧反应罐及第三级厌氧反应罐。同样，曝气池201从左至右依次称为第一级曝气池和第二级曝气池。

由图1可见，最后一级(第二级)曝气池201后通过管路串通有一个生物接触氧化池205和一个沉淀池206。

由图1可见，在每一级厌氧反应罐101内安装有生物巢填料装置1012，在每一级厌氧反应罐101的上部安装有沼气收集装置1013，沼气收集装置1013用于收集厌氧反应罐101内所产生的沼气。

由图1可见，每一厌氧反应罐101上均设置有与所述厌氧反应罐101相通的进水管1014和出水管1015，进水管1014和出水管1015大致水平。在2个相邻厌氧反应罐之间一个厌氧反应罐的出水管1015与其相邻的下一级厌氧反应罐的进水管1014通过一法兰1016相连通，即，第一级厌氧反应罐的出水管1015与第二级厌氧反应罐的进水管1014通过一法兰1016水平相连通；第二级厌氧反应罐的出水管1015与第三级厌氧反应罐的进水管1014通过一法兰1016水平相连通。

进水管1014上的两端分别为进水管入水口10141及进水管出水口10142。出水管1015的两端分别为出水管入水口10151出水管出水口10152。第一级厌氧反应罐的进水管入水口10141通过管路与放置于污水池8中的进料泵7连接，进水管1014上设置有单向阀1017，以确保厌氧反应罐101中的水不会流回污水池8。第三级厌氧反应罐上的出水管出水口10152与曝气池201通过管路相连通。

由图1可见，每一厌氧反应罐101上的出水管入水口10151与进水管出水口10142有一高度差，厌氧反应罐101内的生物巢填料装置1012的填料层10122处在该高度差内，所以由进水管出水口10142进入厌氧反应罐的废水必经过生物巢填料装置1012的填料层10122，然后再经出水管入水口10151流出当前的厌氧反应罐。污水在流经填料层10122时，污水所含的固体物(如粪便、食物残渣或其它有机残渣)将被填料层10122截留在厌氧反应罐101内进行厌氧反应处理，直至其完全分解为无机盐、水、沼气和沉底沼渣。由于填料层10122上的填料附着大量厌氧菌，污水在经过填料层10122时将与附着在填料上的厌氧菌大面积接触，污水所含的微小有机颗粒和营养物会被这些厌氧菌分解和吞噬，因此污水的有机负荷将大幅度下降。

由图1可见，相邻两个厌氧反应罐内流经填料层10122的水流方向是相反的，即第一级厌氧罐内的水是由下至上流过填料层10122，第二级厌氧反应罐内的水是由上至下流过填料层10122的，而第三级厌氧罐内的水是由下至上流过填料层10122的。如此设计的目的是为了将有机废水中的悬浮物(如油脂或其它比水轻的有机物)和沉底有机物(比水重的有机物)都截留在厌氧反应罐内进行处理，而不让这些有机悬浮物和沉底物进入到好氧处理装置2中，从而减轻好氧处理的难度。由于好氧处理是需消耗能源的(曝气需耗电)，减轻好氧处理的难度就可以节约电能和提高出水指标。

由图1可见，废水由底部进入第一级厌氧反应罐后，大部分沉底有机物将沉淀在第一级反应罐的底部，悬浮物将悬浮在第一级厌氧反应罐的上部。第一级厌氧反应罐上部的悬浮物通过连接第一级厌氧反应罐和第二级厌氧反应罐的连接管(即第一级厌氧反应罐的出水管1015与第二级厌氧反应罐的进水管1014)进入到第二级厌氧反应罐内并滞留在第二级厌氧反应罐的上部。由于第二级厌氧反应罐上的出水管入水口10151位于第二级厌氧反应罐的下部，因而，第二级厌氧反应罐内的悬浮物不能够进入到第三级厌氧反应罐内(除了少量溶入水中的有机物如油脂或血)。经过三级厌氧反应罐的填料层10122过滤后，废水中的悬浮物、沉底有机物以及大尺寸的固体有机物将被截留在厌氧反应罐101中进一步处理，废水的有机负荷(COD、BOD等)将大大下降，从而大大减轻了下一步好氧处理的难度。

如图1所示，所述沼气收集装置1013的主体是由玻璃钢或金属材料制成的，与混凝土结构的罐体1011是可分离的，也就是说沼气收集装置1013是可以揭开的。另外，沼气收集装置1013与混凝土罐体1011之间采用水密封，并采用水压向外输气(混凝土罐体1011内的水位高于沼气收集装置1013的底缘)。沼气收集装置1013通过固定装置固定在混凝土罐体1011的罐口内，使得沼气收集装置内有沼气时也不能够浮起，当沼气进入到沼气收集装置1013时，沼气收集装置1013内的液体将被排挤出至沼气收集装置的顶部空间从而使得沼气收集装置1013内的沼气形成一定的气压。

沼气收集装置1013与混凝土罐体1011设计为可分离的结构并采用水密封的好处之一是便于生物巢填料装置1012的安装以及以后厌氧反应罐101的维护。

如图1所示，每一厌氧反应罐101内所安装的生物巢填料装置1012是由填料架10121和填料层10122构成。填料架10121包括分别固定在混凝土罐体1011内壁上部和下部的上填料架101211以及下填料架101212；第一级厌氧反应罐和第二级厌氧反应罐内的填料层10122由系在上填料架101211与下填料架101212之间的悬挂式生物巢填料串101221构成(如图2所示)。第三级厌氧反应罐内的填料层10122由更为密实的填料(如密实的高分子纤维填料)构成。第一级厌氧反应罐和第二级厌氧反应罐内的生物巢填料装置1012的填料层10122采用悬挂式生物巢填料的目的是减少填料的运输体积和节约成本。如图2所示，悬挂式生物巢填料为由绳子串起来的填料串101221。所述填料架10121为由不锈钢或镀锌扁钢做成的壁挂式填料架，由上填料架101211与下填料架101212构成。在填料架10121上等距离开有很多个安装孔用于系填料串101221，和用于将填料架10121固定在混凝土罐体1011的内壁上。如图3所示，上填料架101211与下填料架101212都是分割成多块(本实施例为三块)部件，而且每块部件的尺寸都足够小，使得每块部件都能通过混凝土罐体1011的罐口，以确保都可以进入到罐体1011内安装。由图2可见，上填料架101211和下填料架101212位于中间的部件上分别开有上方形孔101213和下方形孔101214以方便安装人员的进出。通过上方形孔101213及下方形孔101214安装人员可将一楼梯放在罐体1011的底部，安装人员可进入罐体1011内将悬挂式填料的填料串101221两端分别系在上填料架101211与下填料架101212上。

如图1所示，第三级厌氧反应罐(最后一级厌氧反应罐)生物巢填料装置1012的填料层10122由密实的纤维或颗粒状材料构成。之所以在最后一级厌氧反应罐内安装密实的纤维或颗粒状材料构成的填料层，为的是将废水中的小颗粒有机物截留在该厌氧反应罐内继续由厌氧微生物分解，以提高厌氧反应罐的出水指标。

如图1所示，由于所述的沼气收集装置1013容积较小，为了保证沼气(臭气)不泄露而污染周边空气，所述沼气收集装置1013通过沼气输气管与一沼气脱硫装置3和一沼气储气袋4相连，这样沼气收集装置1013收集的沼气就可以储存在沼气储气袋4内。储存在沼气储气袋4内的沼气可通过一沼气泵5输送到沼气炉6等沼气用具中燃烧。

如图1所示，在最后一级曝气池201后还接有沉淀池206，以提高出水质量。

如图1所示，所述第一个曝气池201之后连接有两个生物接触氧化池205。生物接触氧化池205为安装有生物巢填料层2051的池子。由于生物巢填料层2051上附着有大量好氧微生物菌，当污水经过填料层2051时与附着在填料层上的好氧微生物菌大面积接触，好氧微生物通过吞噬污水中的营养物而将污水净化。如图1所示，由于污水经过第一级曝气池曝气201后，污水中的含氧量增加，因此污水在经过接触氧化池205时可将污水中的氧气提供给附着在填料层2051上的好氧菌。好氧菌依靠污水中的氧气和营养物而成活。污水从接触氧化池205出来时，其氧气的含量大大降低，所以有必要再次给污水充氧气。设置在接触氧化池205后的曝气池201可给污水补充氧气；富含氧气的污水经过下一个接触氧化池205时又被进一步净化。

本发明实施例1提供的高浓度有机废水处理系统其工作流程如下：

由浮球阀控制的进料泵7将废水(污水)泵入第一级厌氧反应罐的底部，废水由下至上流经第一级厌氧反应罐的填料层10122，然后从位于第一级厌氧反应罐上部的出水管1015流出并进入第二级厌氧反应罐的上部，再由上至下流经第二级厌氧反应罐的填料层10122，然后从位于第二级厌氧反应罐底部的出水管1015流出并进入第三级厌氧反应罐的底部，再由下至上流经第三级厌氧反应罐的填料层10122，然后从位于第三级厌氧反应罐上部的出水管1015流出并进入第一级曝气池201，依次经过第一级曝气池、两个生物接触氧化池205及第二级曝气池，最后由沉淀池206流出。由沉淀池206流出的水就是比较干净的中水了。

厌氧反应罐101产生的沼气由沼气收集装置1013收集，并经输气管输至沼气脱硫装置3，经脱硫处理后储存在沼气储气袋4内备用。使用沼气时开启沼气泵5即可将储气袋内的沼气输送至沼气炉具6燃烧。

实施例2

如图4所示，实施例2与实施例1不同之处在于所述厌氧反应罐101上的进水管1014及出水管1015都是由上至下插入厌氧反应罐101内的。

由图4可见，进水管1014上设置有进水管入水口10141、进水管出水口10142及进水管导气口10143。出水管1015上设置有出水管入水口10151、出水管出水口10152及出水管导气口10153。第一级厌氧反应罐的进水管1014的进水管入水口10141通过管路与放置于污水池8中的进料泵7连接。第一级厌氧反应罐上的出水管出水口10152与第二级厌氧反应罐上的进水管入水口10151通过管路连接。第二级厌氧反应罐上的出水管出水口10152与第三级厌氧反应罐上的进水管入水口10151通过管路连接。第三级厌氧反应罐上的出水管出水口10152通过管路与曝气池201连接。

由于进水管1014及出水管1015都是由上至下插入厌氧反应罐101内的，所以可以将真空泵(或抽粪车)的吸管经进水管导气口10143插入进水管1014并深入到厌氧反应罐内，或经出水管导气口10153插入出水管1015并深入到厌氧反应罐内。因此聚集在厌氧反应罐101底部的沉渣可以定期由真空泵(或抽粪车)从伸入到厌氧反应罐101底部的进水管104及出水管105抽出，聚集在厌氧反应罐101上部的悬浮物可定期由真空泵(或抽粪车)从伸入到厌氧反应罐上部的进水管104及出水管105抽出。

为了避免虹吸现象，实施例2中，所有进水管1014及出水管1015都分别开有导气口(进水管上开有进水管导气口10143，出水管105上开有出水管导气口10153)以确保与大气相通。

另外，进水时由于进料泵7的压力较大，为了避免进水时水从进水管导气口10143冒出，在第一级厌氧反应罐进水管导气口10143上安装有一单向阀1017。单向阀1017的作用是确保水不能从进水管导气口10143流出，但空气可以从进水管导气口10143流入。

本发明实施例2提供的高浓度有机废水处理系统其工作流程如下：

由浮球阀控制的进料泵7将废水(污水)泵入第一级厌氧反应罐的底部，废水由下至上流经第一级厌氧反应罐的填料层10122，然后从位于第一级厌氧反应罐上部的出水管1015流出并进入第二级厌氧反应罐的上部，再由上至下流经第二级厌氧反应罐的填料层10122，然后从位于第二级厌氧反应罐底部的出水管1015流出并进入第三级厌氧反应罐的底部，再由下至上流经第三级厌氧反应罐的填料层10122，然后从位于第三级厌氧反应罐上部的出水管1015流出并进入第一级曝气池201，依次经过第一级曝气池、两个生物接触氧化池205及第二级曝气池，最后由沉淀池206流出。由沉淀池206流出的水就是比较干净的中水了。

厌氧反应罐101产生的沼气由沼气收集装置1013收集，并经输气管输至沼气脱硫装置，经脱硫处理后储存在沼气储气袋4内备用。使用沼气时开启沼气泵5即可将储气袋内的沼气输送至沼气炉具燃烧。

聚集在每一厌氧反应罐101底部的沉渣定期由真空泵(或抽粪车)从伸入到反应罐底部的进水管1014及出水管1015抽出，聚集在厌氧反应罐101上部的悬浮物可定期由真空泵(或抽粪车)从伸入到厌氧反应罐上部的进水管1014及出水管1015抽出。

本发明上述实施例的高浓度有机废水处理系统，能够将有机废水中的有机固体废弃物、悬浮物以及其它有机负荷拦截在厌氧反应罐中降解，然后再由好氧处理装置进一步处理，以得到干净的中水。该高浓度有机废水处理系统适合于食品加工厂、养殖场、屠宰场或化粪池等高浓度有机废水的处理。

图1所示的实施例中，厌氧处理装置1具有三个厌氧反应罐101，当然在其它实施例中，也可以是一个、两个或四个以上的厌氧反应罐101。

图1所示的实施例中，好氧处理装置具有两个曝气池201，当然在其它实施例中，也可以是一个或三个以上的曝气池201。

另外，在其它实施例中，也可以取消沉淀池205。

另外，在其它实施例中，也可以取消生物接触氧化池206。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种高浓度有机废水处理系统，其特征在于，包括一厌氧处理装置和一好氧处理装置；其中，

所述厌氧处理装置包括一个厌氧反应罐或由管路串通的多个厌氧反应罐，每一厌氧反应罐上均设置有与所述厌氧反应罐相通的进水管和出水管，每一厌氧反应罐内安装有生物巢填料装置，每一厌氧反应罐的罐口处安装有沼气收集装置；

所述好氧处理装置包括一个曝气池或由管路串通的多个曝气池，以及用于向所述曝气池中泵入空气的曝气系统；

所述曝气系统包括风机、输气管和曝气头；所述风机连接在所述输气管的一端，所述曝气头连接在所述输气管的另一端并置于所述曝气池内；

所述沼气收集装置与所述厌氧反应罐可分离，并采用水密封和水压输气。

2.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，每一厌氧反应罐上的出水管入水口与进水管出水口有一高度差，所述填料装置的填料层处在该高度差内。

3.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，相邻两个厌氧反应罐内流经填料层的水流方向相反。

4.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述生物巢填料装置包括填料架和安装在所述填料架上的填料层，所述填料架包括固定在厌氧反应罐内壁上部的上填料架和固定在厌氧反应罐内壁下部或底部的下填料架。

5.根据权利要求4所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，至少第一级厌氧反应罐内的填料层由系在所述上填料架与下填料架之间的悬挂式生物巢填料构成。

6.根据权利要求4或5所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，最后一级厌氧反应罐内的填料层是由放置在上填料架与下填料架之间的密实的纤维或颗粒状材料构成的。

7.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述沼气收集装置通过一沼气输气管与一沼气脱硫装置和一沼气储存装置相连。

8.根据权利要求1所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述曝气池后连接有至少一个生物接触氧化池。

9.根据权利要求8所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，最后一级生物接触氧化池后连接有至少一个沉淀池。

10.根据权利要求1或2所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述进水管和出水管均是由上至下插入厌氧反应罐的。

11.根据权利要求10所述的高浓度有机废水处理系统，其特征在于，所述高浓度有机废水处理系统还包括污水池及放置于所述污水池中并与第一级厌氧反应罐的进水管相连的进料泵，第一级厌氧反应罐的进水管上设置有单向阀。