CN110921973A - 一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉污水处理技术领域，提供了一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法，包括装置塔，所述装置塔内由上往下依次设置有调节池、多级吸附滤池、一级生物炭基厌氧反应器、二级生物炭基厌氧反应器、生物炭基好氧反应器、辐流式沉淀池以及塔底的污泥排空管。本发明在沼液中混入粉末状生物炭可吸附沼液中悬浮物形成团状絮体增强吸附效果，同时有助于生化体系内菌胶团生长并促进污泥生长与生物膜形成；本发明还采用固化沼渣作为吸附填料，可吸附沼液中的悬浮物与重金属，吸附饱和后与剩余污泥混合可作为粘结剂，制成高效生物质活性炭,强化生物质活性炭的粘结性与强度，实现了沼渣的资源化利用，节省吸附剂成本，同时固化沼渣中的重金属并减少污泥排放。

Description

一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法。
背景技术
随着养殖业与农产品加工业的蓬勃发展，我国沼气工程朝着大型化、产业化方向发展。但在大力发展沼气工程的同时也产生了大量的沼液与沼渣，如果处理不当将对生态环境造成严重影响。沼液因含有大量营养物质而被常用于农田灌溉，但是也存在诸多问题：由于沼液的直接农业利用受季节性影响，且土地消纳容量有限，大量沼液直接外排严重污染环境；沼液中含有大量的致病病菌和重金属，不易直接用于农田灌溉；沼液沼渣在农田施用时没有规范的技术指导，一旦施量过大，超过土地承载能力和作物利用能力，便会影响作物生长并造成二次污染；因此，需对沼液进行妥善处理，并实现对沼渣的资源化利用。而现有技术中，采用厌氧、好氧工艺是处理沼液的常用方法，其中，厌氧处理可去除沼液可溶性有机物，并且可以杀死传染性病毒，但由于沼液致病病菌含量大，采用简单的厌氧、好氧工艺达不到完全杀死致病病菌的效果。
据统计，我国农村每年产生的农作物秸秆废料多达15亿顿，秸秆的处理是我国面临的一大难题。其有效的处理方式之一就是在绝氧条件下将其热解炭化，形成具有疏松多孔结构的生物炭粉，将生物炭粉造粒后可制成生物质活性炭。另外，生物炭粉可辅助生化系统中污泥的生长与絮体的生成，若在沼液中混入生物炭粉不仅可以吸附沼液中的悬浮物使其聚集成团强化吸附效果，而且可强化生化处理效果。风干固化的沼渣具有孔隙结构，可吸附悬浮物与重金属，且达吸附饱和后可与剩余污泥混合后作为粘结剂，强化生物质活性炭粘结性与强度，在实现沼渣资源化利用的同时固化了沼液、沼渣中的重金属，减少其危害。
以此说明在处理沼液的同时实现沼渣的资源化利用的可行性，但该技术存在以下几个方面的问题：1.沼液中存在的大量致病病菌难以有效去除，若直接用于灌溉与肥料使用具有很大风险；2.沼液中含有大量悬浮物与重金属，不经吸附处理容易对土壤造成严重污染；3.沼渣中的含有的重金属难以处理；4.沼液污染物浓度较大、对生化系统负担较大；5.生化系统中，剩余污泥所造成的固废污染难以解决；6.生化处理中污泥的生长与驯化较慢，耗时较长。
发明内容
针对这种情况，本发明提供了一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法，可有效解决现有技术存在的问题。本发明所述装置中两级厌氧加好氧的设计可有效杀死沼液中的致病病毒，并去除有机物，加强生化处理效果。在沼液中混入的生物炭粉，吸附沼液中的悬浮物为团状絮体增强吸附效果，同时辅助生化体系内菌胶团生长并促进污泥生长与生物膜形成。将固化沼渣作为吸附填料去除悬浮物及重金属，实现废物利用。饱和固化沼渣吸附填料通过更换闸门更换并收集，二级生物炭基厌氧反应器内剩余污泥通过更换闸门排出并收集，辐流式沉淀池内的剩余污泥通过排空管排出并收集。以生物炭粉为原料，以饱和固化沼渣填料与剩余污泥混合物为粘结剂，通过造粒制成高效生物质活性炭，实现沼渣的资源化利用，同时固化沼液与沼渣中的重金属并减少因排泥造成的固废污染。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法，包括装置塔，其特征在于：所述装置塔内由上往下依次设置有调节池、多级吸附滤池、一级生物炭基厌氧反应器、二级生物炭基厌氧反应器、生物炭基好氧反应器、辐流式沉淀池以及塔底的污泥排空管；
所述调节池顶部为布水板，所述布水板上面设置有与其垂直的T型挡水板；
所述多级吸附滤池内部设置有可移动吸附组件，所述可移动吸附组件内部设置有固化沼渣吸附填料，所述多级吸附滤池相邻的塔外侧设置有第一更换闸门；
所述一级生物炭基厌氧反应器内部设置有组合生物填料；
所述二级生物炭基厌氧反应器内部设置有三相分离器和第一锥形板，所述三相分离器与第一锥形板形成斗状池底结构，所述二级生物炭基厌氧反应器相邻的塔外侧设置有第二更换闸门，所述二级生物炭基厌氧反应器底部设置有过滤口，所述过滤口连通二级生物炭基厌氧反应器和生物炭基好氧反应器；
所述生物炭基好氧反应器内设置有曝气管，所述曝气管进气端设置有曝气泵，所述生物炭基好氧反应器底部中间设置有污水流通的管道；
所述辐流式沉淀池内顶部设置有溢流堰，所述溢流堰设置有出水管，所述出水管穿过塔壁延伸至塔底，所述辐流式沉淀池内底部设置有第二锥形板，所述第二锥形板底部出口设置有污泥排空管；
所述污泥排空管一侧设置有污泥回流管，所述污泥回流管与进水管并线成混合水管，所述混合水管与循环泵入口端相连，所述循环泵出口端设置有循环水管，所述循环水管与塔顶入口端相连。
进一步的，所述多级吸附滤池内部设置有层布水板，所述多级吸附滤池内每层固化沼渣吸附填料从上至下粒径依次减小。
进一步的，所述二级生物炭基厌氧反应器内部填充生化活性污泥。
进一步的，所述溢流堰呈环状。
进一步的，所述布水板为具多孔通道的PVC材料。
一种一体化沼液、沼渣污水处理方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)将沼渣干燥后通过初步造粒制成固化沼渣吸附填料；
2)在沼液中加入生物炭粉，并吸附悬浮物形成团状絮体，辅助生化体系内菌胶团生长促进污泥生长与生物膜形成；
3)打开循环泵，将混有生物炭粉的沼液泵入反应体系；
4)打开曝气泵进行周期性曝气；
5)沼渣吸附填料达到吸附饱和后，更换多级吸附组件内的吸附填料，并收集饱和固化沼渣吸附填料；
6)停止进水后将反应体系内液体排空，并通过第二闸门定期排出并收集二级生物炭基厌氧反应器剩余污泥，通过排空管收集好氧剩余污泥；
7)将饱和固化沼渣填料与剩余污泥混合作为粘结剂，强化生物质活性炭粘结性与强度；
8)在生物炭粉中添加由固化沼渣与剩余污泥混合而成的粘结剂，通过造粒制成高效生物质活性炭。
本发明所具有的有益效果为：
1.本发明通过在沼液中混入生物炭粉末吸附悬浮物形成团状絮体，增强吸附效果，同时辅助生化体系内菌胶团生长促进污泥生长与生物膜形成，强化生化处理效果。
2.T型挡水板减少了进水水力冲击，降低了水力冲击对吸附填料及生化系统污泥的影响。
3.将固化沼渣作为多级吸附滤池中的吸附填料，可有效去除悬浮物与重金属，节省吸附剂成本。
4.通过第一更换闸门，可定期更换并收集饱和固化沼渣吸附填料。
5.通过第二更换闸门，可定期排出并收集二级生物炭基厌氧反应器剩余污泥。
6.辐流式沉淀池排泥为好氧剩余污泥。
7.将收集的饱和固化沼渣吸附填料与剩余污泥混合后可作为粘结剂，强化生物质活性炭粘结性与强度。
8.以生物炭粉为原料，以饱和固化沼渣填料与剩余污泥混合物为粘结剂，通过造粒制成高效生物质活性炭，实现沼渣的资源化利用的同时固化沼液与沼渣中的重金属并减少因排泥造成的固废污染。
9.通过两级厌氧处理有效杀死沼液中的致病病菌，降低沼液在农田灌溉中因致病病菌所造成的风险，同时有效去除了沼液中的有机物，减少生化负担；经两级厌氧加好氧处理后，沼液出水效果良好。
10.二级生物炭基厌氧反应器内的三相分离器可减少污泥流失，同时利用体系内的气体减缓污泥下沉。
11.辐流式沉淀池下部为斗状池低存储污泥，通过污泥回流管将污泥回流到反应器内，缩短污泥的生长周期，进一步提升沼液处理效果。
附图说明
图1为本发明的步骤流程图；
图2为本发明装置的结构示意图
图中：1装置塔、2T型挡水板、3调节池、3.1布水板、4多级吸附滤池、4.1可移动吸附组件、4.1.1固化沼渣吸附填料、4.2第一更换闸门、5一级生物炭基厌氧反应器、5.1组合生物填料、6二级生物炭基厌氧反应器、6.1三相分离器、6.2第二更换闸门、6.3第一锥形板、6.4过滤口、7生物炭基好氧反应器、7.1曝气管、7.2曝气泵、8辐流式沉淀池、8.1溢流堰、8.2出水管、8.3第二锥形板、9污泥排空管、9.1污泥回流管、9.2进水管、9.3混合水管、10循环泵、10.1循环水管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图所示，本发明包括进水系统、缓冲系统、调节池3、多级吸附滤池4、一级生物炭基厌氧反应器5、二级生物炭基厌氧反应器6、生物炭基好氧反应器7和辐流式沉淀池8。进水系统由进水管9.2、污泥回流管9.1、混合水管9.3，循环泵10和循环水管10.1组成。泥水混合物由循环泵10经循环水管10.1泵入反应体系，沼液经过T型挡水板2、布水板3.1进入调节池3，再依次通过多级吸附滤池4、一级生物炭基厌氧反应器5、二级生物炭基厌氧反应器6、生物炭基好氧反应器7和辐流式沉淀池8，最后由出水管8.2排出，回流的污泥与进水管汇合后，重新进入反应体系。
缓冲系统由T型挡水板2和布水板3.1组成，T型挡水板2可以减少进水水力冲击；调节池3可以调节进水水质水量；通过第一更换闸门4.2更换可移动多级吸附组件4.1内的固化沼渣吸附填料4.1.1；二级生物炭基厌氧反应器6内的三相分离器6.1可减少污泥损失；通过第二更换闸门6.2排出并收集二级生物炭基厌氧反应器6内的剩余污泥；通过污泥排空管9排出并收集好氧剩余污泥；通过污泥回流管9.1将使污泥回流，缩短污泥的生化与驯化周期。
本发明在沼液中混入生物炭粉，吸附沼液中悬浮物形成团状絮体增强吸附效果，一级生物炭基厌氧反应器5内的组合生物填料5.1、二级生物炭基厌氧反应器6内的活性污泥以及生物炭基好氧反应器7内的活性污泥均吸附沼液中的活性炭粉，强化菌胶团生长并促进污泥生长与生物膜形成，提高生化处理效果；将固化沼渣作为填料吸附沼渣中的悬浮物与重金属，可节省吸附剂成本；将饱和固化沼渣吸附填料与剩余污泥混合后作为粘结剂，提高生物质活性炭的粘结性与强度；以生物炭粉为原料，以固化沼渣吸附填料与剩余污泥混合物为粘结剂，通过造粒制成高效生物质活性炭，实现沼渣的资源化利用的同时固化沼液沼渣中的重金属并减少固废污染。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法，包括装置塔(1)，其特征在于：所述装置塔(1)内由上往下依次设置有调节池(3)、多级吸附滤池(4)、一级生物炭基厌氧反应器(5)、二级生物炭基厌氧反应器(6)、生物炭基好氧反应器(7)、辐流式沉淀池(8)以及塔底的污泥排空管(9)；
所述调节池(3)顶部为布水板(3.1)，所述布水板(3.1)上方设置有与其垂直的T型挡水板(2)；
所述多级吸附滤池(4)内部设置有可移动吸附组件(4.1)，所述可移动吸附组件(4.1)内部设置有固化沼渣吸附填料(4.1.1)，所述多级吸附滤池(4)相邻的塔外侧设置有第一更换闸门(4.2)；
所述一级生物炭基厌氧反应器(5)内部设置有组合生物填料(5.1)；
所述二级生物炭基厌氧反应器(6)内部设置有三相分离器(6.1)和第一锥形板(6.3)，所述三相分离器(6.1)与第一锥形板(6.3)形成斗状池底结构，所述二级生物炭基厌氧反应器(6)相邻的塔外侧设置有第二更换闸门(6.2)，所述二级生物炭基厌氧反应器(6)底部设置有过滤口(6.4)，所述过滤口(6.4)连通二级生物炭基厌氧反应器(6)和生物炭基好氧反应器(7)；
所述生物炭基好氧反应器(7)内设置有曝气管(7.1)，所述曝气管(7.1)进气端设置有曝气泵(7.2)，所述生物炭基好氧反应器(7)底部中间设置有污水流通的管道；
所述辐流式沉淀池(8)内顶部设置有溢流堰(8.1)，所述溢流堰(8.1)设置有出水管(8.2)，所述出水管(8.2)穿过塔壁延伸至塔底，所述辐流式沉淀池(8)内底部设置有第二锥形板(8.3)，所述第二锥形板(8.3)底部出口设置有污泥排空管(9)；
所述污泥排空管(9)一侧设置有污泥回流管(9.1)，所述污泥回流管(9.1)与进水管(9.2)并线成混合水管(9.3)，所述混合水管(9.3)与循环泵(10)入口端相连，所述循环泵(10)出口端设置有循环水管(10.1)，所述循环水管(10.1)与塔顶入口端相连。
2.根据权利要求1所述的一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法，其特征在于：所述多级吸附滤池(4)内部设置有3层布水板，所述多级吸附滤池(4)内每层固化沼渣吸附填料(4.1.1)从上至下粒径依次减小。
3.根据权利要求1所述的一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法，其特征在于：所述二级生物炭基厌氧反应器(6)内部填充生化活性污泥。
4.根据权利要求1所述的一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法，其特征在于：所述溢流堰(8.1)呈环状。
5.根据权利要求1所述的一种一体化沼液、沼渣处理装置及方法，其特征在于：所述布水板(3.1)为具多孔通道的PVC材料。
6.一种一体化沼液、沼渣污水处理方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)将沼渣干燥后通过初步造粒制成固化沼渣吸附填料(4.1.1)；
2)在沼液中加入生物炭粉，并吸附悬浮物形成团状絮体，辅助生化体系内菌胶团生长促进污泥生长与生物膜形成；
3)打开循环泵(10)，将混有生物炭粉的沼液泵入反应体系；
4)打开曝气泵(7.2)进行周期性曝气；
5)沼渣吸附填料达到吸附饱和后，更换多级吸附组件内的吸附填料，并收集饱和固化沼渣吸附填料(4.1.1)；
6)停止进水后将反应体系内液体排空，并通过第二闸门(6.2)定期排出并收集二级生物炭基厌氧反应器(6)剩余污泥，通过排空管(9)收集好氧剩余污泥；
7)将饱和固化沼渣填料与剩余污泥混合作为粘结剂，强化生物质活性炭粘结性与强度；
8)在生物炭粉中添加由固化沼渣与剩余污泥混合而成的粘结剂，通过造粒制成高效生物质活性炭。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200327

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