CN109437496B - 一种节能型啤酒废水处理系统 - Google Patents

一种节能型啤酒废水处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种节能型啤酒废水处理系统,属于工业废水处理技术领域,包括原水收集池、水力筛、调节池和至少一个高效旋流厌氧处理装置,所述原水收集池上部连接有废水进管,内部设有正对所述废水进管的粗格栅,底部设有原水提升泵,所述原水提升泵通过第一管道与所述水力筛相连,所述水力筛设于所述调节池顶部,所述调节池底部设有厌氧进水泵,所述厌氧进水泵通过第二管道与所述高效旋流厌氧处理装置相连,所述高效旋流厌氧处理装置分别连接有沼气回收机构、内循环回流机构和出水管。本发明流程简洁、处理效果好、环保节能。

Description

一种节能型啤酒废水处理系统
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域,具体涉及一种节能型啤酒废水处理系统。
背景技术
我国的啤酒产量已连续多年居世界首位,近年来啤酒产量的年增幅超过14%,啤酒行业进入快速发展阶段。但是,啤酒是酿酒行业中废水和污染物的排放大户,国内啤酒生产厂家的耗水量一般为10-20m3/t啤酒,较好的厂家耗水量为8-12m3/t啤酒。据统计,啤酒废水占全国工业废水排放总量的1.3%,COD排放量占全国工业废水COD排放总量的0.5%。
按照来源,啤酒废水可分为两类:一是高浓度废水,主要来自麦汁制备、糖化和发酵工序,废水量占总废水量的25%-35%;二是低浓度废水,主要来自麦芽制备阶段的浸麦水、罐装车间冲洗水和洗瓶水,废水量占总废水量的65%-75%。目前大部分啤酒厂都将各股废水混合后一并处理,混合后的废水水质指标一般为pH:5-6,CODCr:2500-3500mg/L,BOD5:1500-2000mg/L,SS:600-1200mg/L,TN:25-85mg/L,TP:5-7mg/L,属于中等浓度有机废水,废水本身无毒性,但含有大量有机物,可生化性好,如未经处理直接排入天然水体,易造成水体缺氧,导致水质发黑发臭。
国内常见的啤酒废水处理系统存在如下主要问题:(1)排放标准落后,现行的《啤酒工业污染物排放标准》(GB19821-2005)一级排放标准限值为:pH:6-9,CODCr:80mg/L,BOD5:20mg/L,SS:70mg/L,NH3-N:15mg/L,TP:3mg/L,随着我国各大收纳水体的污染趋势日益严重,这一系列限值已不能满足的排放要求。(2)工艺路线长,典型的啤酒废水处理工艺为:格栅+初沉池+调节池+厌氧反应池+接触氧化池+二沉池+深度处理。该路线流程较长,涉及设备较多,需要多次提升,运行管理复杂。(3)厌氧处理装置运行不稳定,啤酒废水的主要污染物为有机物,针对较高浓度的有机物,厌氧处理系统的高效运行是保证出水稳定达标的关键因素,目前国内正在运行的厌氧反应器大多存在各种问题,比如:布水不均匀,上升流速过大,颗粒污泥不易形成,污泥流失严重;随着设备的运行,反应器内温度、pH值较低,厌氧反应不充分,厌氧菌不活跃;厌氧反应器沼气产气量不足,浓度偏低,杂质较多,无法有效利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种节能型啤酒废水处理系统,流程简洁、处理效果好、环保节能。
本发明提供了如下的技术方案:
一种节能型啤酒废水处理系统,包括原水收集池、水力筛、调节池和至少一个高效旋流厌氧处理装置,所述原水收集池上部连接有废水进管,内部设有正对所述废水进管的粗格栅,底部设有原水提升泵,所述原水提升泵通过第一管道与所述水力筛相连,所述水力筛设于所述调节池顶部,所述调节池底部设有厌氧进水泵,所述厌氧进水泵通过第二管道与所述高效旋流厌氧处理装置相连,所述高效旋流厌氧处理装置分别连接有沼气回收机构、内循环回流机构和出水管。
优选的,所述沼气回收机构包括伸入所述高效旋流厌氧处理装置内部的沼气收集管,以及与所述沼气收集管依次相连的脱水装置、脱硫装置和加热锅炉,所述加热锅炉连接有蒸汽管道,所述蒸汽管道的末端伸入所述调节池内部,并与设于所述调节池下部的穿孔蒸汽管相连通。
优选的,所述蒸汽管道上设有电动阀门,所述高效旋流厌氧处理装置内设有温度计。
优选的,所述内循环回收机构安装于所述高效旋流厌氧处理装置内部,结构包括吸水管、内回流泵、管道式混合器和回流管,所述吸水管为穿孔管且横向伸入所述高效旋流厌氧处理装置的内部,所述吸水管与所述内回流泵的进口端相连,所述内回流泵的出口端与所述管道式混合器相连,所述管道式混合器连接所述回流管的一端,所述回流管的另一端从所述高效旋流厌氧处理装置上部插入,所述高效旋流厌氧处理装置内设有pH监测仪。
优选的,所述高效旋流厌氧处理装置包括厌氧反应器壳体,所述厌氧反应器壳体内部中央设有旋流式切向布水机构,所述厌氧反应器壳体内部还设有呈上下两层排布的上三相分离器和下三相分离器,所述吸水管设于所述上三相分离器和所述下三相分离器之间,所述厌氧反应器壳体上部设有三角集水堰。
优选的,所述旋流式切向布水机构包括顶部密封且下部敞口的中心筒以及设于所述中心筒正下方的伞形的反射板,所述第二管道从所述中心筒顶部一侧沿切线方向进入,所述回流管从所述中心筒顶部的另一侧沿切线方向进入。
优选的,所述反射板的下方中央连接有转轴,所述转轴末端套有第一皮带轮,所述厌氧反应器壳体上固定设有电机,所述电机的电机输出轴末端设有第二皮带轮,所述第一皮带轮与所述第二皮带轮间连接有皮带。
优选的,水力筛为转鼓式不锈钢格栅,栅隙0.5-1mm。
优选的,所述粗格栅的栅隙为8-12mm。
本发明的有益效果是:
(1)利用水力筛代替现有技术中的预沉池,高效旋流厌氧处理装置具有混合充分、混合液呈悬浮状态、停留时间长等优点,保证了厌氧反应的高效稳定性,无需预酸化池,简化了传统工艺流程,啤酒废水经本发明提供的废水处理系统处理后,效果显著,COD可降解85%以上,出水可以直接进入后续好氧系统。
(2)利用内循环回流机构,可实时调节高效旋流厌氧处理装置中的pH,提高厌氧反应效率;利用沼气回收机构可将高效旋流厌氧处理装置中产生的沼气回收,并用于为本发明的系统提供热能,符合精细化管理和循环经济的理念,节能环保。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的结构示意图;
图2是沼气回收机构的结构示意图;
图3是高效旋流厌氧处理装置的主视结构示意图;
图4是高效旋流厌氧处理装置的内部俯视结构示意图。
图中标记为:1、废水进管;2、原水收集池;3、调节池;4、水力筛;5、高效旋流厌氧处理装置;51、厌氧反应器壳体;52、上三相分离器;53、下三相分离器;54、中心筒;55、反射板;56、三角集水堰;57、pH监测仪;58、温度计;6、沼气回收机构;61、脱水装置;62、脱硫装置;63、加热锅炉;7、内循环回流机构;71、吸水管;72、内回流泵;73、管道式混合器;74、回流管;8、出水管;9、粗格栅;10、原水提升泵;11、第一管道;12、厌氧进水泵;13、第二管道;14、蒸汽管道;15、穿孔蒸汽管;16、电动阀门;17、沼气收集管;18、电机输出轴;19、皮带;20、转轴;21、电机。
具体实施方式
如图1至图4所示,一种节能型啤酒废水处理系统,包括原水收集池2、水力筛4、调节池3和至少一个高效旋流厌氧处理装置5,原水收集池2上部连接有废水进管1,内部设有正对废水进管1的粗格栅9,底部设有原水提升泵10,原水提升泵10通过第一管道11与水力筛4相连,水力筛4设于调节池3顶部,调节池3底部设有厌氧进水泵12,厌氧进水泵12通过第二管道13与高效旋流厌氧处理装置5相连,高效旋流厌氧处理装置5分别连接有沼气回收机构6、内循环回流机构7和出水管8。
粗格栅9的栅隙为8-12mm,可以去除大颗粒杂质;水力筛4为转鼓式不锈钢格栅,栅隙0.5-1mm,可以有效截留粗格栅9无法去除的麦槽液、剩余酵母、酒泥和滤酒渣等杂质,最大限度地降低进水SS对厌氧活性污泥的影响。
沼气回收机构6包括伸入高效旋流厌氧处理装置5内部的沼气收集管17,以及与沼气收集管17依次相连的脱水装置61、脱硫装置62和加热锅炉63,加热锅炉63连接有蒸汽管道14,蒸汽管道14的末端伸入调节池3内部,并与设于调节池3下部的穿孔蒸汽管15相连通。蒸汽管道14上设有电动阀门16,高效旋流厌氧处理装置5内设有温度计58。高效旋流厌氧处理装置5内发生厌氧反应后产生的沼气从沼气收集管17输出,然后经过脱水装置61脱水、经脱硫装置62脱硫后,引至加热锅炉63内燃烧,产生的蒸汽经蒸汽管道14和穿孔蒸汽管15输入调节池3内进行加热,在北方冬季气温较低时,可以维持厌氧反应所需的水温;温度计58和电动阀门16分别连接控制器,温度计58实时监测高效旋流厌氧处理装置5内混合液的温度,并实时调节电动阀门16的开度,从而维持废水处理所需要的温度。
内循环回收机构7安装于高效旋流厌氧处理装置5内部,结构包括吸水管71、内回流泵72、管道式混合器73和回流管74,吸水管71为穿孔管且横向伸入高效旋流厌氧处理装置5的内部,吸水管71与内回流泵72的进口端相连,内回流泵72的出口端与管道式混合器73相连,管道式混合器73连接回流管74的一端,回流管74的另一端从高效旋流厌氧处理装置5上部插入,高效旋流厌氧处理装置5内设有pH监测仪57,pH监测仪57和内回流泵72分别与控制器相连。pH监测仪57实时监测装置内的pH,当pH过高或过低时,内回流泵72启动,吸水管71从装置内部吸附水流,然后经管道式混合器73加入碱液或酸液,并经回流管74重新注入装置内部,实现pH的调节,提高厌氧反应效率。
高效旋流厌氧处理装置5包括厌氧反应器壳体51,为钢制塔式设备,厌氧反应器壳体51内部中央设有旋流式切向布水机构,为进水区,厌氧反应器壳体51内部还设有呈上下两层排布的上三相分离器52和下三相分离器53,为反应区,吸水管71设于上三相分离器52和下三相分离器53之间,厌氧反应器壳体51上部设有三角集水堰56,为沉淀过滤区。
旋流式切向布水机构包括顶部密封且下部敞口的中心筒54以及设于中心筒54正下方的伞形的反射板55,第二管道13从中心筒54顶部一侧沿切线方向进入,回流管74从中心筒54顶部的另一侧沿切线方向进入。进水与回流的厌氧活性污泥在中心筒54内沿筒壁一并螺旋向下旋流,充分搅拌混合,混合液到达中心筒54底部时,通过伞形的反射板55向上折流进入反应区,旋流式切向布水装置将厌氧反应器分割成中心高速混合区和四周悬浮反应区,在中心高速混合区内,进水和厌氧活性污泥能快速混合,在四周悬浮反应区内,混合液呈悬浮状态,低速上升,停留时间长,这种布水方式克服了现有厌氧反应器直径大,进水分布不均,反应器底部存在污泥死角等问题。
反射板55的下方中央连接有转轴20,转轴20末端套有第一皮带轮,厌氧反应器壳体51上固定设有电机21,电机21的电机输出轴18末端设有第二皮带轮,第一皮带轮与第二皮带轮间连接有皮带19。电机21转动,通过皮带19带动转轴20和反射板55转动,通过调节电机21转速,可以调节反射板55向上折流的力度。
某啤酒废水进水指标如下:水量6500m3/d,pH 4-6,CODCr≤3500mg/L,BOD5≤1700mg/L,SS≤1000mg/L,TN≤50mg/L,TP4-12mg/L。该啤酒废水利用本发明提供的节能型啤酒废水处理系统进行处理。啤酒废水自废水进管1通入原水收集池2,先经粗格栅9去除大颗粒杂质,原水收集池2底部的原水提升泵10加压后,沿第一管道11进入水力筛4,水力筛4截留粗格栅9无法去除的麦槽液、剩余酵母、酒泥和滤酒渣等杂质,水力筛4安装在调节池3池顶,出水自流进入调节池3,调节池3内安装的厌氧进水泵12均匀地将调节池3中的废水通过第二管道13输送至高效旋流厌氧处理装置5,经过一系列厌氧反应后从出水管8输出。出水水质检测结果如下:pH:6-9,CODCr:400-450mg/L,BOD5:100-150mg/L,SS:150-200mg/L,满足进入后续接触氧化池的要求。
将上述处理后的水样再通入接触氧化池进一步去除剩余污染物,尾水水质指标可达到如下数值:CODCr≤50mg/L,BOD5≤10mg/L,SS≤20mg/L,TN≤5mg/L,TP≤2mg/L,满足直接排放或厂区冲洗绿化用水要求。此外,经本发明提供的节能型啤酒废水的厌氧处理方法处理后,该啤酒企业每年可回收利用废碱液(60%)200t左右,将2500m3左右的沼气回收利用,除保证厌氧反应所需温度外,还可提供大量余热用于企业生产或采暖。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种节能型啤酒废水处理系统,其特征在于,包括原水收集池、水力筛、调节池和至少一个高效旋流厌氧处理装置,所述原水收集池上部连接有废水进管,内部设有正对所述废水进管的粗格栅,底部设有原水提升泵,所述原水提升泵通过第一管道与所述水力筛相连,所述水力筛设于所述调节池顶部,所述调节池底部设有厌氧进水泵,所述厌氧进水泵通过第二管道与所述高效旋流厌氧处理装置相连,所述高效旋流厌氧处理装置分别连接有沼气回收机构、内循环回流机构和出水管,所述内循环回收机构安装于所述高效旋流厌氧处理装置内部,结构包括吸水管、内回流泵、管道式混合器和回流管,所述吸水管为穿孔管且横向伸入所述高效旋流厌氧处理装置的内部,所述吸水管与所述内回流泵的进口端相连,所述内回流泵的出口端与所述管道式混合器相连,所述管道式混合器连接所述回流管的一端,所述回流管的另一端从所述高效旋流厌氧处理装置上部插入,所述高效旋流厌氧处理装置内设有pH监测仪,所述高效旋流厌氧处理装置包括厌氧反应器壳体,所述厌氧反应器壳体内部中央设有旋流式切向布水机构,所述厌氧反应器壳体内部还设有呈上下两层排布的上三相分离器和下三相分离器,所述吸水管设于所述上三相分离器和所述下三相分离器之间,所述厌氧反应器壳体上部设有三角集水堰,所述旋流式切向布水机构包括顶部密封且下部敞口的中心筒以及设于所述中心筒正下方的伞形的反射板,所述第二管道从所述中心筒顶部一侧沿切线方向进入,所述回流管从所述中心筒顶部的另一侧沿切线方向进入。
2.根据权利要求1所述的一种节能型啤酒废水处理系统,其特征在于,所述沼气回收机构包括伸入所述高效旋流厌氧处理装置内部的沼气收集管,以及与所述沼气收集管依次相连的脱水装置、脱硫装置和加热锅炉,所述加热锅炉连接有蒸汽管道,所述蒸汽管道的末端伸入所述调节池内部,并与设于所述调节池下部的穿孔蒸汽管相连通。
3.根据权利要求2所述的一种节能型啤酒废水处理系统,其特征在于,所述蒸汽管道上设有电动阀门,所述高效旋流厌氧处理装置内设有温度计。
4.根据权利要求1所述的一种节能型啤酒废水处理系统,其特征在于,所述反射板的下方中央连接有转轴,所述转轴末端套有第一皮带轮,所述厌氧反应器壳体上固定设有电机,所述电机的电机输出轴末端设有第二皮带轮,所述第一皮带轮与所述第二皮带轮间连接有皮带。
5.根据权利要求1所述的一种节能型啤酒废水处理系统,其特征在于,水力筛为转鼓式不锈钢格栅,栅隙0.5-1mm。
6.根据权利要求1所述的一种节能型啤酒废水处理系统,其特征在于,所述粗格栅的栅隙为8-12mm。
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