CN107739096A - 工业废水节能恒温生化处理设备 - Google Patents

Abstract

一种工业废水节能恒温生化处理设备，由高温厌氧反应系统、厌氧沉淀系统、常温好氧反应系统、好氧沉淀系统、恒温污泥回流系统组成，高温厌氧反应系统保持在第一温度的水温；厌氧沉淀系统用于避免在厌氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，常温好氧反应系统在恒温污泥回流系统的对曝气装置的降温作用下，保持在第二温度的水温；好氧沉淀系统用于避免在好氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，好氧菌种污泥将在沉淀斜管的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在好氧污泥沉淀系统底部的斜面中；恒温污泥回流系统利用低能耗热泵主机同时制冷和制热的功能。

Description

工业废水节能恒温生化处理设备

技术领域

本发明属于工业废水处理领域，尤其涉及一种工业废水节能恒温生化处理设备。

背景技术

在经过预处理后的工业废水，其他的特殊重金属污染物等均已经去除，在达标排放前主要是针对高浓度的COD的去除处理。对于高浓度的COD工业废水，一般会使用厌氧和好氧生物处理工艺，该工艺主要是利用厌氧污泥菌种和好氧污泥菌种对COD的分解效果，但厌氧污泥菌种和好氧污泥菌种的处理效果对水质温度极为敏感。厌氧菌种需要保持在50度以上的水温水质才能有最佳的处理效果，而好氧菌种则需要控制在常温25～30度的水温水质才能有最佳的处理效果。因此，原有工艺在季节变化、使用环境发生变化的时候，生化处理工艺的效果将变得不可控制。如果使用一般的电加热或者蒸汽加热的方式，污泥菌种将无发承受骤变的高温而死亡。多年以来，在行业中一直并未出现一种能够有效实现恒温控制的生化处理设备。

发明内容

鉴于上述背景技术中存在的问题，因而本发明提供了一种一种工业废水节能恒温生化处理设备以解决上述问题。

本发明采用的技术方案为：

工业废水节能恒温生化处理设备，由高温厌氧反应系统、厌氧沉淀系统、常温好氧反应系统、好氧沉淀系统、恒温污泥回流系统组成，所述高温厌氧反应系统让经过预处理后的高浓度COD工业废水进入厌氧反应系统中，保持在第一温度的水温；所述厌氧沉淀系统用于避免在厌氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，厌氧污泥菌种在沉淀斜管填料的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在厌氧污泥沉淀系统底部的斜面中，所述厌氧沉淀系统由第一导流管、第一沉淀斜管填料组合而成。其主要功能是避免在厌氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，厌氧污泥菌种在沉淀斜管填料的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在厌氧污泥沉淀系统底部的斜面中，工业废水经过导流管流入好氧反应系统中；所述常温好氧反应系统用于让好氧菌种污泥将在常温曝气装置下充分与工业废水发生反应，在恒温污泥回流系统的对曝气装置的降温作用下，保持在第二温度的水温，所述常温好氧反应系统由第二导流管、常温曝气装置组合而成。其主要功能是让好氧菌种污泥将在常温曝气装置下充分与工业废水发生反应，在恒温污泥回流系统的对曝气装置的降温作用下，保持在25～30度的水温，在该水温控制下好氧菌种能对COD去除实现最佳的处理效果。经过处理后的低浓度工业废水与好氧菌种污泥经过导流管进入好氧沉淀系统中；所述好氧沉淀系统用于避免在好氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，好氧菌种污泥将在沉淀斜管的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在好氧污泥沉淀系统底部的斜面中，所述好氧沉淀系统由第三导流管、第二沉淀斜管填料、排水管组合而成。其主要作用是避免在好氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，好氧菌种污泥将在沉淀斜管的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在好氧污泥沉淀系统底部的斜面中。通过沉淀斜管后的工业废水已经去除了95％以上的COD，最终经过排水管进入后续处理设备中；所述恒温污泥回流系统利用低能耗热泵主机同时制冷和制热的功能，所述恒温污泥回流系统由厌氧排水管、厌氧污泥回流管、好氧排水管、好氧污泥回流管、好氧循环泵、厌氧循环泵、鼓风机、热源换热器、低能耗热泵主机、冷源换热器、设备支架组合而成。其主要作用是利用低能耗热泵主机同时制冷和制热的功能。实现长时间，低能耗的对生化厌氧、好氧系统恒温保证。

其中，第一温度为50～55度，该温度下控制下厌氧菌种能对COD实现最优的一级预处理效果；

第二温度为25～30度，该温度下控制下好氧菌种能对COD去除实现最佳的处理效果。

工业废水节能恒温生化处理设备主要是应用于传统的生化处理工艺中，该设备能保证生化菌种在不同的环境温度和水温变化的情况下，能通过低能耗的方式长时间保持恒温功能，确保生化菌种的反应效果能在稳定的前提下实现最佳处理效果。本设备可按照废水项目的不同而调整实现方式。对于新建的工业废水项目，本设备可按照一体化结构方式，与厌氧反应系统、好氧反应系统一同安装实施，实现最大的空间利用率。对于以构建的生化项目，可在原有的池体结构上加装恒温污泥回流系统，从而实现恒温的生化处理功效。

在一个优选的实施方式中，所述高温厌氧反应系统由进水管道、高温厌氧菌种填料组合而成。其主要功能是让经过预处理后的高浓度COD工业废水进入厌氧反应系统中，保持在50～55度的水温，实现最优的COD一级预处理效果，在本工艺环节中COD由原有的大分子结构被菌种降解为小分子结构，高效的厌氧降解能为后续的好氧处理提供良好的基础。经过处理后的工业废水经过导流管流入厌氧污泥沉淀系统中。

该设备主要利用低能耗的热泵主机能同时制热和制冷的原理加以回收利用，对厌氧反应系统中的污泥实现加热加温功能。而一般传统的鼓风机所产生的热源空气均在60度以上，传统的鼓风空气会夹着高温传输入好氧反应系统，本设备同时利用热泵主机的制冷功能，对鼓风空气换热为常温空气。通过本设备的恒温处理后，能有效将厌氧反应系统稳定控制在50度～55度，好氧反应系统稳定控制在25～30度。确保生化系统可不受环境温度或水质温度变化产生波动的同时，能最大化的实现生化处理对高浓度COD的降解效果，经过本装置恒温处理后的生化系统COD去除率一般在95％以上。

本发明所带来的有益的技术效果：

首先，本发明提供了一种可以长期低能耗对生化厌氧、好氧进行恒温处理的设备，能保证生化菌种在不同的环境温度和水温变化的情况下，能通过低能耗的方式长时间保持恒温功能，确保生化菌种的反应效果能在稳定的前提下实现最佳处理效果；此外本发明充分利用了热源和冷源在生化厌氧、好氧系统中的不同应用位置，提高了能源的利用率，与传统工艺相比其能效节省约70％以上；同时还对原有生化工艺进行改良的处理设备方案，优化其处理功效，通过本发明设备对生化系统的恒温控制后，生化处理COD的去除率达到95％以上。

附图说明

附图1是本发明的的设备的结构图；

附图2是本发明的结构框架图；

具体实施方式

以下，通过附图对本发明进行详细说明。以下，同一构件使用同一符号。

如图1和2所示，本发明提供了一种工业废水节能恒温生化处理设备，由高温厌氧反应系统、厌氧沉淀系统、常温好氧反应系统、好氧沉淀系统、恒温污泥回流系统组成，所述高温厌氧反应系统让经过预处理后的高浓度COD工业废水进入厌氧反应系统中，保持在第一温度的水温；所述厌氧沉淀系统用于避免在厌氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，厌氧污泥菌种在沉淀斜管填料的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在厌氧污泥沉淀系统底部的斜面中，所述常温好氧反应系统用于让好氧菌种污泥将在常温曝气装置下充分与工业废水发生反应，在恒温污泥回流系统的对曝气装置的降温作用下，保持在第二温度的水温；所述好氧沉淀系统用于避免在好氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，好氧菌种污泥将在沉淀斜管的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在好氧污泥沉淀系统底部的斜面中；所述恒温污泥回流系统利用低能耗热泵主机同时制冷和制热的功能。

所述厌氧沉淀系统由第一导流管(4)、第一沉淀斜管填料(5)组合而成。其主要功能是避免在厌氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，厌氧污泥菌种在沉淀斜管填料的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在厌氧污泥沉淀系统底部的斜面中。工业废水经过导流管流入好氧反应系统中。

所述常温好氧反应系统由第二导流管(7)、常温曝气装置(8)组合而成。其主要功能是让好氧菌种污泥将在常温曝气装置下充分与工业废水发生反应，在恒温污泥回流系统的对曝气装置的降温作用下，保持在25～30度的水温，在该水温控制下好氧菌种能对COD去除实现最佳的处理效果。经过处理后的低浓度工业废水与好氧菌种污泥经过导流管进入好氧沉淀系统中。

所述好氧沉淀系统由第三导流管(10)、第二沉淀斜管填料(11)、排水管(13)组合而成。其主要作用是避免在好氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，好氧菌种污泥将在沉淀斜管的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在好氧污泥沉淀系统底部的斜面中。通过沉淀斜管后的工业废水已经去除了95％以上的COD，最终经过排水管进入后续处理设备中。

所述恒温污泥回流系统由厌氧排水管(3)、厌氧污泥回流管(6)、好氧排水管(9)、好氧污泥回流管(12)、好氧循环泵(14)、厌氧循环泵(15)、鼓风机(16)、热源换热器(17)、低能耗热泵主机(18)、冷源换热器(19)、设备支架(20)组合而成。其主要作用是利用低能耗热泵主机同时制冷和制热的功能。实现长时间，低能耗的对生化厌氧、好氧系统恒温保证。

其中，第一温度为50～55度，由此实现最优的COD一级预处理效果；

第二温度为25～30度，该温度下控制下好氧菌种能对COD去除实现最佳的处理效果。

在一个优选的实施方式中，所述高温厌氧反应系统由进水管道(1)、高温厌氧菌种填料(2)组合而成。其主要功能是让经过预处理后的高浓度COD工业废水进入厌氧反应系统中，保持在50～55度的水温，实现最优的COD一级预处理效果，在本工艺环节中COD由原有的大分子结构被菌种降解为小分子结构，高效的厌氧降解能为后续的好氧处理提供良好的基础。经过处理后的工业废水经过导流管流入厌氧污泥沉淀系统中。

工作原理：

工业废水节能恒温生化处理设备主要应用于工业废水处理后期的高浓度COD去除工艺。高浓度COD的工业废水通过进水管道流入高温厌氧反应系统中，由高温厌氧反应系统的底部开始与高温厌氧菌种填料进行降解反应。高温厌氧反应系统在恒温污泥回流系统的加热作用下，保持在50～55度的水温，实现最优的COD一级预处理效果，在本工艺环节中COD由原有的大分子结构被菌种降解为小分子结构，高效的厌氧降解能为后续的好氧处理提供良好的基础。经过处理后的工业废水经过第一导流管流入厌氧污泥沉淀系统中。厌氧污泥沉淀系统的主要作用是避免在厌氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，从而影响厌氧和好氧菌种的繁殖效果。因此含有厌氧菌种污泥的工业废水经过第一导流管流入厌氧污泥沉淀系统中，厌氧污泥菌种在第一沉淀斜管填料的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在厌氧污泥沉淀系统底部的斜面中。工业废水经过第二导流管流入好氧反应系统中。在本工艺环节中，好氧菌种污泥将在常温曝气装置下充分与工业废水发生反应，在恒温污泥回流系统的对曝气装置的降温作用下，保持在25～30度的水温，在该水温控制下好氧菌种能对COD去除实现最佳的处理效果。经过处理后的低浓度工业废水与好氧菌种污泥经过第三导流管进入好氧沉淀系统中。好氧菌种污泥将在第二沉淀斜管的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在好氧污泥沉淀系统底部的斜面中。通过第二沉淀斜管后的工业废水已经去除了95％以上的COD，最终经过排水管进入后续处理设备中。

在上述的生化处理工艺的过程中，恒温污泥回流系统是保证各个工艺环节能实现水温稳定的关键。恒温污泥回流系统主要利用低能耗热泵主机同时制冷和制热的功能。将厌氧污泥和好氧污泥通过独立的回流管道、循环泵接入热源交换器中，热泵的常规制热在70度以下，两者在热源交换器中发生热交换，从而对厌氧污泥实现加温为50～55度，而对好氧污泥可实现保温功能，当环境温度较低的时候能通过感温控制装置加大其温度调整，实现保温效果。同时，好氧系统所需要的鼓风空气是属于高温气体，常规工艺中该气体没有经过有效的降温，直接的高温鼓风空气将对好氧系统的污泥产生冲击，并且随着长期的曝气，也会逐步提高好氧系统中的处理温度，影响其生物菌种的反应效果。因此恒温污泥回流系统也利用了其热泵的制冷效果，将高温鼓风空气降为常温空气，避免了对好氧系统的温度冲击的同时，也充分利用了低能耗热泵的换热效果。实现长时间，低能耗的对生化厌氧、好氧系统恒温保证。通过本设备处理后，与传统的加热制冷设备相比，其能效节省约70％以上。

上述详细说明是针对本发明之一可实行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利法范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.工业废水节能恒温生化处理设备，由高温厌氧反应系统、厌氧沉淀系统、常温好氧反应系统、好氧沉淀系统、恒温污泥回流系统组成，

所述高温厌氧反应系统让经过预处理后的高浓度COD工业废水进入厌氧反应系统中，保持在第一温度的水温；

所述厌氧沉淀系统用于避免在厌氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，厌氧污泥菌种在沉淀斜管填料的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在厌氧污泥沉淀系统底部的斜面中，由第一导流管(4)、第一沉淀斜管填料(5)组合而成；

所述常温好氧反应系统用于让好氧菌种污泥将在常温曝气装置下充分与工业废水发生反应，在恒温污泥回流系统的对曝气装置的降温作用下，保持在第二温度的水温，由第二导流管(7)、常温曝气装置(8)组合而成；

所述好氧沉淀系统用于避免在好氧反应系统中的污泥菌种随着水流流入后续的系统，好氧菌种污泥将在沉淀斜管的作业下实现沉降分离，大部分的污泥将沉积在好氧污泥沉淀系统底部的斜面中，由第三导流管(10)、第二沉淀斜管填料(11)、排水管(13)组合而成；

所述恒温污泥回流系统利用低能耗热泵主机同时制冷和制热的功能，由厌氧排水管(3)、厌氧污泥回流管(6)、好氧排水管(9)、好氧污泥回流管(12)、好氧循环泵(14)、厌氧循环泵(15)、鼓风机(16)、热源换热器(17)、低能耗热泵主机(18)、冷源换热器(19)、设备支架(20)组合而成。

2.如权利要求1所述的工业废水节能恒温生化处理设备，所述第一温度为50～55度。

3.如权利要求1所述的工业废水节能恒温生化处理设备，所述第二温度为25～30度。

4.如权利要求1所述的工业废水节能恒温生化处理设备，所述高温厌氧反应系统由进水管道(1)、高温厌氧菌种填料(2)组合而成。