CN206014899U - 同时去除有机污染物和硫的废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，包括：厌氧反应器；生物洗涤塔，生物洗涤塔与厌氧反应器的排气口相连；沼气稳压柜沼；生物反应器，生物反应器内设有曝气装置，生物反应器与生物洗涤塔相连，用于向生物洗涤塔内供给洗涤液以洗涤从厌氧反应器内供给到生物洗涤塔内的气体；硫沉淀器，硫沉淀器具有进液口，出液口和单质硫污泥出口，进液口和出液口与生物反应器相连，从生物反应器排出的洗涤液的一部分供给到硫沉淀器内以从洗涤液中分离出单质硫；和泥水分离器，泥水分离器与厌氧反应器相连，用于对从厌氧反应器的出水口排出的泥水混合物进行分离。

Description

同时去除有机污染物和硫的废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体地，涉及一种能够同时去除废水中的有机污染物和硫的废水处理系统。

背景技术

对于同时含有高浓度COD和高硫酸根的废水，如果硫酸根被还原成亚硫酸硫酸根或游离硫化氢后超过产甲烷菌的抑制浓度，将对产甲烷菌产生抑制作用，产甲烷速度降低或者停止。如果抑制时间达到一定的程度，产甲烷菌的活性不能恢复。

此外，总硫化物对硫酸盐还原菌同样存在毒性。如果废水中的总硫化物浓度超过一定的阈值，硫酸盐还原菌的活性也会受到抑制，硫酸盐还原也无法继续进行，因此，需要去除废水中的硫酸根和有机污染物。

相关技术中采用以下方法去除废水中的硫酸根和有机污染物：一种方法是对废水中的硫酸根进行预处理。例如，采用投加钙离子形成石膏的方法去除部分硫酸根，将进入厌氧处理系统的硫酸根浓度降低至安全浓度以下。但是这种方法需要投加的药剂量大且产生二次污染。另一种方法是对厌氧处理后的厌氧出水进行吹脱，将形成的硫化氢吹脱掉后，再将吹脱后的厌氧出水返回到厌氧反应器进水，稀释厌氧反应器中的总硫化物浓度。但是，如果硫酸根浓度高，吹脱反应器的容积大，吹脱的能耗高，而且吹脱采用惰性气体，消耗量大，成本高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个方面提出一种能够同时去除废水中的硫酸根和有机污染物的废水处理系统。

根据本实用新型的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，包括：厌氧反应器，所述厌氧反应器包括厌氧反应室，气提管和供气管，所述厌氧反应室具有废水进口、出水口和排气口，所述气提管设在所述厌氧反应室内，所述气提管的上端具有出气口且所述气提管的下端具有进气口，所述供气管与所述气提管的进气口相连，用于向所述气提管内供给用于气提的气体；生物洗涤塔，所述生物洗涤塔与所述厌氧反应器的排气口相连，用于对从所述厌氧反应器排出的气体进行洗涤；沼气稳压柜，所述沼气稳压柜与所述生物洗涤塔和所述气提管的进气口相连，用于稳压从所述生物洗涤塔排出的沼气且将一部分沼气供给到所述气提管内；生物反应器，所述生物反应器内设有曝气装置，所述生物反应器与所述生物洗涤塔相连，用于向所述生物洗涤塔内供给洗涤液以洗涤从所述厌氧反应器内供给到所述生物洗涤塔内的气体，洗涤气体后的洗涤液返回到所述生物反应器内；硫沉淀器，所述硫沉淀器具有进液口，出液口和单质硫污泥出口，所述进液口和所述出液口与所述生物反应器相连，从所述生物反应器排出的洗涤液的一部分供给到所述硫沉淀器内以从洗涤液中分离出单质硫；和泥水分离器，所述泥水分离器与所述厌氧反应器相连，用于对从所述厌氧反应器的出水口排出的泥水混合物进行分离。

根据本实用新型的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，将厌氧反应器与能够进行脱硫处理的生物脱硫处理装置结合在一起，通过合理的设计、控制吹脱沼气中的硫化氢含量以及吹脱沼气的量，最终废水和沼气中的硫化氢浓度将达到一个稳定的平衡，使装置内的脱除COD和脱硫反应能够持续稳定的进行，起到了同时去除有机污染物和硫酸根的效果。

根据本实用新型的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述同时去除有机污染物和硫的废水处理系统还包括消能器，所述消能器连接在所述厌氧反应器与所述泥水分离器之间，用于对从所述厌氧反应器供给到所述泥水分离器的泥水混合物进行消能。

根据本实用新型的一个实施例，所述消能器具有与所述厌氧反应器的排气口相连的出气口。

根据本实用新型的一个实施例，所述泥水分离器的污泥出口与所述厌氧反应器相连，从所述泥水分离器排出的一部分污泥供给到所述厌氧反应器内，所述厌氧反应器还具有剩余污泥出口。

根据本实用新型的一个实施例，所述同时去除有机污染物和硫的废水处理系统还包括第一换热器，所述第一换热器用于与将被通过所述废水进口供给到所述厌氧反应器内的废水进行热交换。

根据本实用新型的一个实施例，所述同时去除有机污染物和硫的废水处理系统还包括第二换热器，所述第二换热器用于与从所述生物反应器供给到所述生物洗涤塔的一部分洗涤液进行热交换，热交换后的洗涤液返回到所述生物反应器内，所述生物反应器还具有碱液和微量元素加入口，用于添加消泡剂的消泡剂加入口。

根据本实用新型的一个实施例，所述硫沉淀器的单质硫污泥出口排出的一部分污泥返回到所述生物反应器内。

根据本实用新型的一个实施例，所述厌氧反应器还包括沉淀分离器，所述沉淀分离器设在所述厌氧反应室内且位于所述气提管上方，所述沉淀分离器具有与所述出水口相连的分离器出水口。

根据本实用新型的一个实施例，所述沉淀分离器包括：箱体，所述箱体内形成有脱气沉淀腔，所述脱气沉淀腔的底部具有污泥出口，所述脱气沉淀腔的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小；隔板，所述隔板设在所述脱气沉淀腔的上部，所述隔板将所述脱气沉淀腔的上部分隔成脱气区和沉淀区，所述脱气区的底部与所述沉淀区的底部连通以便废水从所述厌氧反应室溢流到所述脱气区内进而从所述脱气区的底部流到所述沉淀区内；沉淀斜板，所述沉淀斜板设在所述沉淀区内；溢流堰，所述溢流堰设在所述沉淀区内且所述溢流堰形成具有所述分离器出水口的溢流槽。

根据本实用新型的一个实施例，与所述隔板限定出所述脱气区的箱体部分的上沿低于所述隔板的上沿以及与所述隔板限定出所述沉淀区的箱体部分的上沿，所述箱体为长方体，所述箱体的下部的第一纵侧壁的下端向下延伸超过所述箱体的下部的第二纵侧壁的下端，且所述第一纵侧壁的下端与所述第二纵侧壁的下端在上下方向上重叠。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统的厌氧反应器的结构示意图。

图2是根据本实用新型一个可选实施例的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统的厌氧反应器的结构示意图。

图3是根据本实用新型一个可选实施例的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统的厌氧反应器的沉淀分离器的结构示意图。

图4是根据本实用新型实施例的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统的结构示意图。

附图标记：

厌氧反应器10、

厌氧发酵罐体100、厌氧反应室110、废水进口111、出水口112、排气口113、安全气口114、

气提管200、直管段210、进气口211、弧形段220、出气口221、

供气管300、

沉淀分离器400、箱体410、脱气沉淀腔411、污泥出口412、分离器出水口413、第一纵侧壁414、第二纵侧壁415、隔板420、脱气区421、沉淀区422、沉淀斜板430、溢流堰440、溢流槽441、

消能器61、出气口611、

污泥回流管600、

污泥排出管700、

生物洗涤塔20、沼气稳压柜30、生物反应器40、补水单元401、硫沉淀器50、泥水分离器60、冷凝水箱70、第一换热器80、第二换热器90。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

只有当污泥适应了复杂的(难以被降解的)基质后这些物质才能被转化。适应基质的时间与所需降解基质专门的微生物的生长密切相关。

厌氧消化过程可划分为四个相对独立但密不可分的步骤：水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。

酸化细菌完成厌氧消化过程的前两个步骤，即水解和酸化。它们通过胞外酶将聚合物如蛋白质、脂肪和碳水化合物水解为能进入细胞内部的小分子物质，在细胞内部氧化降解而形成二氧化碳(CO₂)、氢(H₂)和主要产物－挥发性脂肪酸(VFA)。

第二组微生物，产氢产乙酸菌在酸化过程中把上述产物转化为乙酸盐、氢及二氧化碳。

第三组微生物是产甲烷菌，它们将乙酸盐或氢和二氧化碳转化为甲烷。

其他可能存在而被产甲烷菌利用的基质诸如甲酸盐(HCOOH)，甲醇(CH3OH)、一氧化碳(CO)和甲胺等，在厌氧废水处理厂中处于次等重要地位。

水解反应可定义为复杂的不溶于水的基质被微生物所分泌的胞外酶转化为较小的可溶于水的基质的过程。有机物被水解的过程是一个相当缓慢的过程，其反应速率与许多参数有关，其中pH值(最佳pH＝6)、生物浓度和基质的亲和性最为重要。总的来说颗粒越大亲和力越低。

虽然大多数的生物聚合物是可生化降解的，但高度木质化的物质纤维素(草、木材等)极难水解，最初与纤维素的酶的反应取决于选择性微生物的活性。与纤维素不同的半纤维素可被许多微生物所降解；第三种纤维素物质的主要成分－木质素在厌氧条件下是不能被降解的。

脂肪的转化是一个相当缓慢的过程，由于废水中含有大量的脂肪物质，水解就成为整个转化过程的速率限制。在20℃时脂肪的转化率几乎为零。其他缓慢而复杂的过程涉及许多不同种类的厌氧微生物对蛋白质的转化。

淀粉物质同样难以被水解。当处理淀粉厂废水时，在废水进入厌氧反应器之前必须首先除去废水中的颗粒物质或使之适当的水解，否则淀粉物质会在反应器内积累，酸化并引起对反应器极其有害的pH下降。通过控制足够的水力停留时间和控制废水pH值在6左右可获得适当的水解度。

在酸化过程中，溶解性有机物被主要转化为挥发性脂肪酸。在本步骤所形成的脂肪酸的类型主要取决于环境因素、起始物质及活性微生物种群。

在酸化反应器中转化葡萄糖(在酸化阶段和产甲烷阶段分别在不同的反应器内进行的两相系统的第一相)生成丁酸、乙酸、丙酸、乳酸、乙醇、氢和二氧化碳的混合物，接着有机脂肪酸和二氧化碳混合物产生之后，如果氨基酸被转化成氨就成为最终产物之一。

酸化细菌具有很宽的pH耐受性，随着酸性物质的不断形成，最终pH可降至4左右。产甲烷菌有它最佳的pH适应范围：pH6.5～7.5。一旦超出该pH范围会导致酸化产物氢的消耗的减慢。

产酸菌的产物被产氢产乙酸菌转化为乙酸盐最终被产甲烷菌转化为氢和二氧化碳。在标准状态下乙醇、丁酸盐、丙酸盐转化为乙酸盐和氢的过程中并不产生能量(自由能变化为负值表示有能量产生)。只有在产甲烷菌和硫酸盐还原菌的作用下液体中乙酸盐的浓度，更重要的是液体中的氢分压足够低时则产氢产乙酸菌才进行这些反应。

氢的转移时间仅仅在几分之一秒内，比如由于酸化作用和产甲烷作用之间的不平衡而导致的氢的积累会急速地抑制挥发性脂肪酸的转化。丙酸盐的转化会最先受到影响，因为丙酸盐的降解从热力学上来说最不容易进行。

这一点很清楚，无论是水解还是酸化和还是产氢产乙酸阶段都未发生的COD显著减少，事实上仅仅是发生了COD从一种形式转化为另一种COD形式的转化反应，最终的COD去除发生在产甲烷阶段，在这里COD转化为甲烷而从水中去除。

产甲烷菌属严格的厌氧菌且与其他大多数厌氧菌相比产甲烷菌的生长需要更低的氧化还原电位(<－330mV)。

产甲烷菌属可分为两个主要的种群：乙酸分解菌和氢利用菌(嗜氢菌)。另一小种群既能利用乙酸盐又能利用氢和二氧化碳产生甲烷。一些嗜氢产甲烷菌也能把甲酸盐转化为甲烷。

在厌氧消化复杂的废水中，产酸菌和产乙酸菌协同作用，使产甲烷反应的底物乙酸盐和氢形成的比例相当恒定。所形成的甲烷有70～75％由乙酸盐转化而来其余的则由氢和二氧化碳转化而来。

许多工业排放含硫酸盐和/或亚硫酸盐的废水，在厌氧处理过程中，硫酸盐(SO₄ ^2－)和亚硫酸盐(SO₃ ^2-)被还原为硫化氢(H₂S)。

在厌氧处理过程中硫酸盐(SO₄ ^2－)和/或亚硫酸盐(SO₃ ^2－)的还原具有许多缺点：例如异味问题、降低COD的转化效率、水与空气界面的腐蚀问题、降低沼气的质量、由于硫化氢的毒性使污泥活性降低等。

硫酸盐本身是一相对没有毒性的化合物。硫酸盐经厌氧菌的作用后还原的产物硫化氢对产甲烷菌具有毒性。且当硫酸盐的浓度过高时，高渗透压就会对微生物有害。故不希望废水中含有过量的硫酸盐。

亚硫酸盐是有毒性的化合物。厌氧消化过程会减少系统中该毒性化合物的总量，因为所形成的硫化氢大部分随沼气而排出。

一般来说当亚硫酸盐浓度达到150～250ppm时，50％的产甲烷活性受到抑制(会随底物的种类而有所不同)。然而产甲烷菌可以逐渐适应亚硫酸盐的毒性。当污泥适应之后其毒性比原来小70倍。

通常反应器连续暴露于亚硫酸盐对反应器的性能并无危害，但大幅度波动就具有危害性。有时会推荐在进入厌氧反应器之前设置一预酸化池，使得亚硫酸盐在进入厌氧反应器之前得到还原。

硫化氢的毒性是必须重视的相当重要的因素。在含有硫酸盐的废水中，当废水中有足够的COD且停留时间足够长，硫酸盐就会被还原为硫化氢。硫化氢的毒性主要由其非离解状态的硫化氢引起的(溶解的H₂S)，这是因为它能渗透过细胞膜，而HS^－和S^2－不具备这种能力。

在30摄氏度时一级解离平衡(H₂S/HS^－)的平衡常数pKa为6.9，这意味着即当pH为6.9时H₂S和HS^－数量相等。厌氧过程也在pH为6.9左右进行，pH微小的变化会对反应器效率产生重要的影响。当有150mg/L非解离的硫化氢存在时，通常负责70～75％产甲烷量的产甲烷菌的最大比产甲烷活性会下降50％。

pH变化对S平衡的影响如下：当pH上升时，未解离未离解的溶解的H₂S毒性影响较低，沼气中H₂S浓度较低，反应器出水中硫化物浓度较高；当pH下降时，可能存在未离解的溶解的H₂S毒性影响，沼气中H₂S浓度较高，反应器出水中硫化物浓度较低。

在第一种情形下，如果预计含有硫酸盐的进水会有问题，可用COD：SO₄ ^2－(重量)比来估计。反应器按某一污泥负荷率(kgCOD/kgVSS/d)设计，COD：SO₄ ^2－越高，则硫化氢负荷(H₂S/kgVSS/d)越低，相应的毒性影响也就越低。如果这个比值在10:1左右则毒性作用可忽略，对于已驯化的污泥，这个比率甚至可高达5:1而无明显问题。

在某些情况下提高进水的pH对减少H₂S的毒性影响会有帮助。如前所述，液相中未解离的硫化氢(有毒形式)的量在pH较高下会减少。

对于同时含有高浓度COD和高硫酸根的废水，如果硫酸根被还原成亚硫酸硫酸根或者游离硫化氢后超过产甲烷菌的抑制浓度，将对产甲烷菌产生抑制作用，产甲烷速度降低或者停止。如果抑制的时间达到一定的程度，产甲烷菌的活性不能恢复。

此外，总硫化物对硫酸盐还原菌同样存在毒性。如果废水中的总硫化物浓度超过一定的阀值，硫酸盐还原菌的活性也会受到抑制，硫酸盐还原也无法继续进行，厌氧反应器中的硫酸根和有机污染物均将得不到有效去除。

考虑到上述技术问题，本实用新型提出一种能够同时去除废水中的硫酸根和有机污染物的废水处理系统1。

下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统1。

如图1至图4所示，根据本实用新型实施例的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统1包括厌氧反应器10、生物洗涤塔20、沼气稳压柜30、生物反应器40、硫沉淀器50和泥水分离器60。

具体而言，厌氧反应器10包括厌氧发酵罐体100、气提管200和供气管300。厌氧发酵罐体100内具有厌氧反应室110，厌氧反应室110具有废水进口111、出水口112和排气口113。气提管200管设在厌氧反应室110内，气提管200的上端具有出气口221，且气提管200的下端具有进气口211。供气管300与气提管200的进气口211相连，用于向气提管200内供给用于气提的气体。该用于气提的气体可以为缺氧气体或惰性气体，优选为沼气。

生物洗涤塔20与厌氧反应器10的排气口113相连，用于对从厌氧反应器10排出的气体进行洗涤，沼气稳压柜30与生物洗涤塔20和气提管200的进气口211相连，用于稳压从生物洗涤塔20排出的沼气且将一部分沼气供给到气提管200内。生物反应器40内设有曝气装置41，生物反应器40与生物洗涤塔20相连，用于向生物洗涤塔20内供给洗涤液以洗涤从厌氧反应器10内供给到生物洗涤塔20内的气体，洗涤气体后的洗涤液返回到生物反应器40内。硫沉淀器50具有进液口51，出液口52和单质硫污泥出口53，进液口51和出液口52与生物反应器40相连，从生物反应器40排出的洗涤液的一部分供给到硫沉淀器50内以从洗涤液中分离出单质硫，泥水分离器60与厌氧反应器10相连，用于对从厌氧反应器10的出水口112排出的泥水混合物进行分离。

由此，根据本实用新型实施例的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统1，将厌氧反应器10与能够进行脱硫处理的生物脱硫处理装置结合在一起，通过合理的设计、控制吹脱沼气中的硫化氢含量以及吹脱沼气的量，最终废水和沼气中的硫化氢浓度将达到一个稳定的平衡，使装置内的脱除COD和脱硫反应能够持续稳定的进行，起到了同时去除有机污染物和硫酸根的效果。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的厌氧反应器10。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的厌氧反应器10包括厌氧发酵罐体100、气提管200和供气管300。

厌氧发酵罐体100内具有厌氧反应室110，厌氧反应室110具有废水进口111、出水口112和排气口113。气提管200管设在厌氧反应室110内，气提管200的上端具有出气口221，且气提管200的下端具有进气口211。供气管300与气提管200的进气口211相连，用于向气提管200内供给用于气提的气体。该用于气提的气体可以为缺氧气体或惰性气体，优选为沼气。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的厌氧反应器10的厌氧发酵净化过程。

废水由废水进口111进入厌氧反应室110，供气管300向气提管200供气，厌氧反应室110内形成厌氧环境，同时，气提管200通过向厌氧反应室110内输出提升气体，起到搅拌废水和厌氧污泥的作用，由此，厌氧反应室110内的废水与厌氧污泥迅速混合，废水与厌氧污泥的剧烈接触使废水中的有机污染物降解，经厌氧发酵净化后的废水由出水口112流出厌氧反应室110，厌氧反应室110内多余的气体由排气口113排出。

根据本实用新型实施例的厌氧反应器10，通过设置气提管200和供气管300，可以利用供气管300向气提管200内提供气体，且可以利用气提管200向厌氧反应室110内输出气体进行气提，由气提管200输出的气体能够搅拌厌氧反应室110内的废水和厌氧污泥的混合物，使废水和厌氧污泥充分、迅速接触，且搅拌范围大、搅拌效果好，能够大幅提高COD处理效果。

并且，通过设置气提管200，可以取消气浮结构以及气浮结构需配备的电机和搅拌元件，简化了厌氧反应器10的结构，降低了厌氧反应器10的成本。

此外，根据本实用新型实施例的厌氧反应器10取消了浮选室以及浮选室需配备的电机和清洁元件，进一步简化了厌氧反应器10的结构，并进一步降低了厌氧反应器10的成本。

根据本实用新型实施例的厌氧反应器10，具有结构简单、成本低、COD处理效果好等优点，采用根据本实用新型实施例的厌氧反应器10的纤维素制乙醇废水处理系统能够将废水中的COD处理到100mg/L以下。

下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的厌氧反应器10。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的厌氧反应器10包括厌氧发酵罐体100、气提管200和供气管300。

有利地，如图1、图2所示，气提管200的下端邻近厌氧反应室110的底部，且气提管200的上端延伸到厌氧反应室110的上部，出水口112设在厌氧反应室110的上部且高于气提管200的上端。供气管300提供的气体通过气提管200，由厌氧反应室110的底部被输送至厌氧反应室110的上部，并从出气口221输出以对厌氧反应室110内的废水和厌氧污泥混合物进行搅拌，由此，不仅可以便于供气管300向气提管200内提供气体，而且可以进一步提高气提管200的搅拌范围和搅拌效果，且由气提管200输出的气体不会干扰出水口112的出水。

可选地，如图1、图2所示，气提管200的上端面敞开以形成出气口221，气提管200的下端面敞开以形成进气口211，这样可以最大限度的增大进气口211和出气口221的有效流通面积，从而提高气提管200单位时间内气体的输出量。

在根据本实用新型的一些具体实施例中，如图1、图2所示，气提管200包括直管段210和弧形段220。直管段210沿竖直方向延伸，弧形段220与直管段210的上端相连，出气口221的开口方向与竖直向下的方向之间的夹角α大于等于零度且小于180度，即0°≤α＜180°。

优选地，如图2所示，弧形段220为倒U形，出气口221的开口方向竖直向下，换言之，α＝0°。这样由气提管200输出的气体从厌氧反应室110的上部向下搅拌废水和厌氧污泥的混合物，进一步提高了搅拌范围和搅拌效果，从而进一步提高厌氧反应器10的COD处理效果。

为了更进一步地提高废水与厌氧污泥混合的剧烈程度和速度，气提管200可以为多个，供气管300可以一个或多个且在厌氧反应室110的底部水平设置，多个气提管200在水平面内间隔设置且下端与同一供气管300相连或分别与多个供气管300相连。

在本实用新型的一些具体示例中，如图2所示，厌氧反应器10还包括沉淀分离器400，沉淀分离器400设在厌氧反应室110内且位于气提管200上方，沉淀分离器400具有与出水口112相连的分离器出水口413。经厌氧发酵净化后的废水溢流到沉淀分离器400内，由此气体与水和厌氧污泥分离，分离后的气体由排气口113排出，然后，水与厌氧污泥分离，分离后的厌氧污泥从沉淀分离器400返回厌氧反应室110内循环使用，分离后的水分离器出水口413被输送至出水口112，排出厌氧反应室110并输送至后续处理工序。

由此，可以在厌氧反应室110内利用沉淀分离器400先分离出气体、水和厌氧污泥，再将分离后的产物各自输送至不同的区域，提高出水的纯净。

具体而言，如图3所示，沉淀分离器400包括箱体410、隔板420、沉淀斜板430和溢流堰440。

箱体410内形成有脱气沉淀腔411，脱气沉淀腔411的底部具有污泥出口412，脱气沉淀腔411的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小。隔板420设在脱气沉淀腔411的上部，隔板420将脱气沉淀腔411的上部分隔成脱气区421和沉淀区422，脱气区421的底部与沉淀区422的底部连通以便废水从厌氧反应室110溢流到脱气区421内进而从脱气区421的底部流到沉淀区422内。沉淀斜板430设在沉淀区422内。溢流堰440设在沉淀区422内且溢流堰440形成具有分离器出水口413的溢流槽441。

下面参考图3描述沉淀分离器400对水、气体和厌氧污泥的分离过程。

经厌氧污泥降解后的水中夹带气体和厌氧污泥，夹带气体和厌氧污泥的水溢流至脱气沉淀腔411的脱气区421，其中气体从脱气区421逸出，由排气口113排出，完成气体分离。与气体分离后的夹带厌氧污泥的水由脱气区421的底部流向沉淀区422，此时厌氧污泥沉淀下沉并在脱气沉淀腔411下部倾斜的内壁的引导下至污泥出口412，由污泥出口412排出沉淀分离器400进入厌氧反应室110，继续用于废水降解，在脱气沉淀腔411内与厌氧污泥分离后的水溢流至溢流堰440的溢流槽441内，并依次由分离器出水口413和出水口112排出厌氧反应室110，进行后续处理。厌氧污泥与水上升过程中，厌氧污泥在沉淀斜板430上沉降并滑落到脱气沉淀腔411底部，有助于厌氧污泥与水分离，至此，完成水、厌氧污泥和气体的分离。

有利地，如图3所示，与隔板420限定出脱气区421的箱体410的上沿低于隔板420的上沿以及与隔板420限定出沉淀区422的箱体410部分的上沿。换言之，箱体410的限定出脱气区421的部分的上沿，低于箱体410的限定出沉淀区422的部分上沿，且低于隔板420的上沿。溢流堰440的上沿可以与箱体410的限定出脱气区421的部分的上沿平齐或高于箱体410的限定出脱气区421的部分的上沿，并且溢流堰440的上沿低于箱体410的限定出沉淀区422的部分上沿以及隔板420的上沿。由此可以防止脱气区421内的水从上方溢流至沉淀区422，保证脱气区421内的水从脱气区421底部流至沉淀区422，进而使厌氧污泥充分分离，并且沉淀区422内的水通过溢流至溢流槽441内，避免了溢流槽441内的水中夹带厌氧污泥。

可选地，如图3所示，箱体410为长方体，箱体410的下部的第一纵侧壁414的下端向下延伸超过箱体410的下部的第二纵侧壁415的下端，且第一纵侧壁414的下端与第二纵侧壁415的下端在上下方向上重叠。由此可以有利地避免厌氧反应室110内的厌氧污泥通过污泥出口412进入沉淀分离器400的脱气沉淀腔411内。

例如，箱体410的四个纵向侧壁中，沿水平方向长度较长的两个纵向侧壁分别为第一纵侧壁414和第二纵侧壁415，第一纵侧壁414的下端和第二纵侧壁415的下端相对于第一纵侧壁414的上端和第二纵侧壁415的上端相互邻近，第一纵侧壁414的下端位于第二纵侧壁415的下端的下方，且第一纵侧壁414的下端和第二纵侧壁415的下端在水平面内的投影重叠，第一纵侧壁414的下端与第二纵侧壁415的下端之间的间隙构成污泥出口412，由此一方面可以保证脱气沉淀腔411内的厌氧污泥沉淀后能够通过污泥出口412顺利返回厌氧反应室110，且另一方面该污泥出口412的结构能够阻挡厌氧反应室110内的厌氧污泥从污泥出口412进入脱气沉淀腔411，保证沉淀分离器400的厌氧污泥分离效果。

有利地，如图1、图2所示，厌氧反应器10还包括水封罐800，厌氧发酵罐体100的顶部设有安全气口114，安全气口114与水封罐800相连。由此可以利用水封罐800隔绝空气，维持厌氧反应室110的压力，且可以起到阻火作用，此外还可以对沼气起到一定的净化效果。

可选地，也可以采用安全阀代替水封罐800。

从厌氧沼气中去除硫化氢的工艺分四个单元，包括气液分离器、生物洗涤塔20、生物反应器40、硫沉淀器50。其中，为了去除沼气中的游离水以及可能含有的固体颗粒物杂质，沼气需先经气液分离罐后才能进入生物洗涤塔20进行硫化氢脱除。在本申请中，气液分离的过程在厌氧反应器10中即可完成，厌氧反应器10可充当气液分离的作用，将沼气中的游离水去除。厌氧反应器10产生的沼气经过气液分离后进入生物洗涤塔20进行脱除硫化氢反应。

厌氧反应器10产生的沼气经气液分离器后进入生物洗涤塔20，沼气在生物洗涤塔20内与自上而下的洗涤液逆流接触，此过程中H₂S被洗涤液吸收，净化(脱硫)之后的沼气从洗涤塔顶部自流进入沼气稳压柜30。

经过生物脱硫工艺净化之后的沼气自流进入沼气稳压柜30，部分沼气由沼气增压风机返回厌氧反应器10内进行沼气气提搅拌，其余沼气进入后续的沼气利用系统或者燃烧。

沼气稳压柜30由一个具防腐涂料的钢罐和一个浮顶组成。浮顶顶部的配重将设定气体系统产生一个2.5-3.0KPa的表压，浮顶和罐体通过一个可伸缩的聚酯织物的膜相连，所以浮顶可上下移动。这样沼气稳压柜30的容积可增大或减小而无需改变气体系统的内压。沼气稳压柜30的气位与压力由物位计与压力变送器连续监测。

含有硫化物的洗涤液从生物洗涤塔20底部重力流入生物反应器40中。生物反应器40液相中含有硫杆菌，在此硫化物转化为单质硫。反应器中无固定微生物的载体，生物硫磺本身充当了载体的角色。生物反应器40中有布气系统，通过布气系统给微生物提供氧气，以将反应器中的硫化物转化为单质硫，同时碱得到生物再生。

生物反应器40中含有生物再生碱的混合液循环喷淋至生物洗涤塔20，以去除厌氧沼气中所含H₂S。

硫沉淀器50的单质硫污泥出口排出的一部分污泥返回到生物反应器40内。具体地，部分工艺硫液由生物反应器40连续泵入硫沉淀器50，在该单元中产物硫与洗涤液分离，产物硫由泵输送至污泥处理系统处理后收集利用。

采用沼气生物脱硫系统的优点是：可以从生物反应器40中回收碱，运行费用低，并且H₂S去除率高，抗负荷冲击性如气量变化或H₂S含量变化的能力强，启动容易，时间短，自控系统简单，操作方便。

从厌氧反应器10产生的沼气及沼气增压风机进气管道的沼气饱和着水气，当沼气温度下降时水会冷凝析出。这些凝结水由冷凝水箱70中分离收集，在冷凝水箱70中设有至少700mm深度的水封来用于防止沼气从排水管泄漏(排水来自沼气管路)。冷凝水箱70中水封液位由一液位开关和厂区供水系统来提供保证。

由于生物脱硫反应器中采用的是硫氧化菌，需要维持反应器内微生物所事宜的温度，而在生物脱硫过程中会产生热量，沼气也有一定的热量。因此在循环泵出口上设计了换热器，必要时将这部分循环的生物溶液进行加热或者冷却，保证生物脱硫反应器中的适宜温度。

具体地，同时去除有机污染物和硫的废水处理系统1还包括第一换热器80和第二换热器90，第一换热器80用于与将被通过废水进口111供给到厌氧反应器10内的废水进行热交换。第二换热器90用于与从生物反应器40供给到生物洗涤塔20的一部分洗涤液进行热交换，热交换后的洗涤液返回到生物反应器40内，生物反应器40还具有碱液和微量元素加入口，用于添加消泡剂的消泡剂加入口。

生物反应器40排液与硫沉淀器50硫污泥均排至硫贮槽暂存，通过硫供料泵打入硫脱水系统予以脱水处理。沼气生物系统设置碱加药泵用于向生物反应器40投加NaOH以控制其pH。

为防止生物反应器40中产生过量泡沫，造成微生物漂浮而流失。优选地，生物反应器40中部分溶液将由循环泵泵至生物反应器40顶部进行喷淋，在该管线上留有接口与消泡剂投加单元相连，用于外加消泡剂进行消泡。

另外，生物反应器40还具有补水单元401，补水单元401可以冲洗生物洗涤塔20顶部的除雾器，还可以冲洗循环泵管道、剩余硫污泥泵管道、硫污泥泵管道，防止管道结垢或堵塞。同时可以冷却生物反应器40鼓风机出口风的空气，防止生物反应器40中温度过高。

根据本实用新型一个实施例的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统1，还包括消能器61，消能器61连接在厌氧反应器10与泥水分离器60之间，用于对从厌氧反应器10供给到泥水分离器60的泥水混合物进行消能，优选地，消能器61具有与厌氧反应器10的排气口113相连的出气口611。

如图4所示，同时去除有机污染物和硫的废水处理系统1还包括消能器61，消能器61连接在厌氧反应室110的出水口112与泥水分离器60之间。这样可以利用消能器61消耗和分散由厌氧发酵罐体100流出的水的能量，防止或减轻由厌氧发酵罐体100流出的水对泥水分离器60的冲刷破坏。另外，泥水分离器60的结构与连接方式可以与上述沉淀分离器400的结构和连接方式类似，因此不再详细描述。

在本实用新型的一些具体实施方式中，泥水分离器60的污泥出口与厌氧反应器10相连，从泥水分离器60排出的一部分污泥供给到厌氧反应器10内，厌氧反应器10还具有剩余污泥出口。

有利地，如图4所示，厌氧反应器10还包括污泥回流管600，污泥回流管600的一端与厌氧反应室110连通,泥水分离器60的污泥出口通过污泥排出管700与污泥回流管600相连，污泥回流管600上设有污泥回流泵，从污泥出口排出的厌氧污泥可以依次通过污泥排出管700和污泥回流管600返回厌氧反应室110，从而进行再利用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，包括：

厌氧反应器，所述厌氧反应器包括厌氧反应室，气提管和供气管，所述厌氧反应室具有废水进口、出水口和排气口，所述气提管设在所述厌氧反应室内，所述气提管的上端具有出气口且所述气提管的下端具有进气口，所述供气管与所述气提管的进气口相连，用于向所述气提管内供给用于气提的气体；

生物洗涤塔，所述生物洗涤塔与所述厌氧反应器的排气口相连，用于对从所述厌氧反应器排出的气体进行洗涤；

沼气稳压柜，所述沼气稳压柜与所述生物洗涤塔和所述气提管的进气口相连，用于稳压从所述生物洗涤塔排出的沼气且将一部分沼气供给到所述气提管内；

生物反应器，所述生物反应器内设有曝气装置，所述生物反应器与所述生物洗涤塔相连，用于向所述生物洗涤塔内供给洗涤液以洗涤从所述厌氧反应器内供给到所述生物洗涤塔内的气体，洗涤气体后的洗涤液返回到所述生物反应器内；

硫沉淀器，所述硫沉淀器具有进液口，出液口和单质硫污泥出口，所述进液口和所述出液口与所述生物反应器相连，从所述生物反应器排出的洗涤液的一部分供给到所述硫沉淀器内以从洗涤液中分离出单质硫；和

泥水分离器，所述泥水分离泥水分离器与所述厌氧反应器相连，用于对从所述厌氧反应器的出水口排出的泥水混合物进行分离。

2.根据权利要求1所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，还包括消能器，所述消能器连接在所述厌氧反应器与所述泥水分离器之间，用于对从所述厌氧反应器供给到所述泥水分离器的泥水混合物进行消能。

3.根据权利要求2所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，所述消能器具有与所述厌氧反应器的排气口相连的出气口。

4.根据权利要求2所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，所述泥水分离器的污泥出口与所述厌氧反应器相连，从所述泥水分离器排出的一部分污泥供给到所述厌氧反应器内，所述厌氧反应器还具有剩余污泥出口。

5.根据权利要求1所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，还包括第一换热器，所述第一换热器用于与将被通过所述废水进口供给到所述厌氧反应器内的废水进行热交换。

6.根据权利要求1所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，还包括第二换热器，所述第二换热器用于与从所述生物反应器供给到所述生物洗涤塔的一部分洗涤液进行热交换，热交换后的洗涤液返回到所述生物反应器内，所述生物反应器还具有碱液和微量元素加入口，用于添加消泡剂的消泡剂加入口。

7.根据权利要求1所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，所述硫沉淀器的单质硫污泥出口排出的一部分污泥返回到所述生物反应器内。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，所述厌氧反应器还包括沉淀分离器，所述沉淀分离器设在所述厌氧反应室内且位于所述气提管上方，所述沉淀分离器具有与所述出水口相连的分离器出水口。

9.根据权利要求8所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，所述沉淀分离器包括：

箱体，所述箱体内形成有脱气沉淀腔，所述脱气沉淀腔的底部具有污泥出口，所述脱气沉淀腔的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小；

隔板，所述隔板设在所述脱气沉淀腔的上部，所述隔板将所述脱气沉淀腔的上部分隔成脱气区和沉淀区，所述脱气区的底部与所述沉淀区的底部连通以便废水从所述厌氧反应室溢流到所述脱气区内进而从所述脱气区的底部流到所述沉淀区内；

沉淀斜板，所述沉淀斜板设在所述沉淀区内；

溢流堰，所述溢流堰设在所述沉淀区内且所述溢流堰形成具有所述分离器出水口的溢流槽。

10.根据权利要求9所述的同时去除有机污染物和硫的废水处理系统，其特征在于，与所述隔板限定出所述脱气区的箱体部分的上沿低于所述隔板的上沿以及与所述隔板限定出所述沉淀区的箱体部分的上沿，所述箱体为长方体，所述箱体的下部的第一纵侧壁的下端向下延伸超过所述箱体的下部的第二纵侧壁的下端，且所述第一纵侧壁的下端与所述第二纵侧壁的下端在上下方向上重叠。