CN210892806U

CN210892806U - 一种污水处理用连续式碳源生产装置

Info

Publication number: CN210892806U
Application number: CN201921735801.7U
Authority: CN
Inventors: 王建伟
Original assignee: Tianjin Boshi Chemical Technology Co ltd
Current assignee: Tianjin Boshi Chemical Technology Co ltd
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2029-10-16

Abstract

本实用新型涉及一种污水处理用连续式碳源生产装置，包括管体和位于管体内的管板、换热管，所述管体上设有冷介质入口、预热介质出口、预热介质入口、碱液入口和产品出口，所述管体内靠近两侧的位置各设置一管板，分别形成冷介质存储空间和预热介质存储空间；若干所述换热管并行设置；所述冷介质入口、冷介质存储空间、换热管、预热介质存储空间、预热介质出口、连接管、预热介质入口顺次连通；所述碱液入口与预热介质入口紧邻设置。本实用新型的连续式碳源生产装置，酸碱中和反应热作为发酵的热源，发酵结束后通过原料液的逆流换热实现原料液预热及产品液的降温，即实现中和反应热的综合循环利用。

Description

一种污水处理用连续式碳源生产装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种污水处理用连续式碳源生产装置。

背景技术

在众多的污水处理方法中，生物处理法因为工艺简单、成效显著、成本低廉、纯天然环保、无二次公害等优点，在全世界都是最主要的污水处理工艺。污水具备微生物生长和繁殖的条件，因而微生物能从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。废水生物处理是利用微生物的生命活动，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。

由于生活习惯的原因，我国污水中COD含量较低，C/N比(COD/总氮)失衡，造成脱氮效果较差，随着我国污水排放法规限值的进一步严格，原污水碳源含量低成了成为污水处理厂能否达标排放的掣肘，外加碳源成为污水处理厂的必然选择。

常用的污水处理外加碳源有甲醇、乙酸、乙酸钠和葡萄糖等。甲醇属于易被微生物代谢，反硝化速率高是非常理想的碳源，但是因其高毒性、易燃易爆、运输安全及成本等问题限制了其广泛应用。乙酸能直接参加微生物体内的生化循环，缩短长链碳源的生化循环过程，是较好的备选碳源，由于其本身显酸性，实际工程中会降低生化过程中的碱度，造成微生物脱氮除磷过程中碱度不足现象。醋酸钠作为碳源，反硝化速率较快，目前市场使用最为广泛，但成本高仍是其限制条件。葡萄糖作为碳源，反硝化速率相对乙酸钠和甲醇较慢，但其COD有效值高，仍作为重要的碳源在普遍使用。单一成分的碳源在使用过程中有诸多弊端，一方面固体粉剂需要在现场进行化料，增加了污水厂的运行成本，而且化工材料现场的撒漏，粉尘严重影响了运行环境。长期大量投加单一成分的碳源，会造成污泥微生物种类失衡，造成整个污水处理工艺效率下降。

据报道，我国每年因霉变造成的粮食产后损失高达2100万吨，占全国粮食总产量的4.2％，霉变大量产生真菌毒素，主要是黄曲霉毒素和镰刀菌毒素。霉变的粮食无法进入食用及养殖行业，但可以用来加工工业产品。霉变粮食的主要成分是淀粉，通过发酵及水解可以生产污水处理碳源。另外，粮食在产前受潮发芽，低品质，以及在加工粉磨过程中出现落地，污染，卫生指标不合格也会产生大量食品废料，一部分进入饲料行业，一部分也可以加工制作成污水处理碳源。

利用微生物发酵食品行业淘汰的米面、淀粉、葡萄糖等物质，将大分子有机物梯级降解成小分子物质，利于污水处理过程中微生物利用，同时，通过对发酵过程微生物菌种的优选，在发酵过程中菌种得以大量繁殖，通过加热、碱化将有益菌种休眠在发酵菌液中，当菌液以碳源的形式添加到污水处理系统中后，有益菌种可以复活并补充驯化原污水系统的菌种。

将面粉、米粉、淀粉、葡萄糖粉等原料溶于水中，搅拌，向其中接种由酵母菌属、乳酸菌属、丁酸梭菌属、醋酸杆菌属中优选菌种组成的复合菌剂，在合适的pH及温度下，大分子有机物被逐渐降解，在酵母菌属和乳酸菌属微生物的作用下，淀粉类物质被逐渐降解成麦芽糖、戊糖、葡萄糖、乳糖等小分子糖类成分，继而在丁酸梭菌属和醋酸杆菌属微生物的作用下发生丁酸发酵和醋酸发酵，进一步降解成丙酮酸、丁醇、丙酮、乙醇、CO₂、H₂、乙酸和丁酸等小分子。在发酵过程中，有益菌大量繁殖，为防止过度发酵造成有机物质大量损失，当pH值下降到3-4时，向发酵液中投加碱性物质，一方面提高pH值提高盐度，另一方面酸碱中和放出大量热将发酵液温度提高至40-50度，之后，发酵过程停滞，微生物休眠。最终生成的发酵液可以作为污水处理用功能性碳源，主要由小分子的丁酸、乙酸、丙酮酸、乳酸、葡萄糖酸的盐及丁醇、丙酮、乙醇，以及一部分葡萄糖，果糖，少量的麦芽糖、淀粉组成，含有大量的有益微生物组成。组分的多样性可以满足不同菌种的特性，保证污水厂菌种的多样性健康性。小分子可以更快速的参与微生物的新陈代谢，启动迅速。长期使用可起到接种、优化、驯化有益菌种的效果，提高污水厂运行效果。

该小分子的碳源在生产过程中仍存在如下问题：(1)在酸碱中和放热过程中，可能会出现发酵液温度过高导致菌种死亡的问题；(2)需要探索一种可连续生产模式，且可配合运输车随来随生产随灌装。

本实用新型即是在上述技术问题的基础上进行的改进。

发明内容

本实用新型针对背景技术中的相关问题，提供一种污水处理用连续式碳源生产装置，可实现对中和反应热的综合循环利用，并实现连续生产模式。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种污水处理用连续式碳源生产装置，包括管体和位于管体内的管板、换热管，所述管体上设有冷介质入口、预热介质出口、预热介质入口、碱液入口和产品出口，所述管体内靠近两侧的位置各设置一管板，分别形成冷介质存储空间和预热介质存储空间；若干所述换热管并行设置；

所述冷介质入口、冷介质存储空间、换热管、预热介质存储空间、预热介质出口、连接管、预热介质入口顺次连通；

所述碱液入口与预热介质入口紧邻设置，并位于所述管体上部；所述产品出口位于所述管体的下部；

所述换热管内流体流向与换热管外流体流向方向相反。

进一步，所述管体内还设有折流板，其上设有若干供所述换热管通过的通孔；若干所述折流板位于两个所述管板之间，并相对错位设置。

进一步，所述折流板为优弧圆板结构。

进一步，所述换热管与所述预热介质存储空间连通的一端内部设有缓冲件。

进一步，所述缓冲件包括第一挡板、第二挡板、T型堵头和弹簧，所述第一挡板上设有第一过流中孔和环向位于该第一过流中孔外围的过流孔，所述第一过流中孔位于所述第一挡板中部，所述第二挡板中部设有第二过流中孔，所述T型堵头由第一过流中孔穿过，所述弹簧位于第一、二挡板之间，并压制所述T型堵头封堵所述第一过流中孔和过流孔。

进一步，所述第一挡板、第二挡板与换热管间为焊接固定或粘接固定。

本实用新型的有益效果：一方面实现中和反应热的综合循环利用，酸碱中和反应热作为发酵的热源，发酵结束后通过原料液的逆流换热实现原料液预热及产品液的降温；另一方面，本生产系统为连续生产模式，可以实现即时出料，无需设置庞大的产品库，运输车随来随生产随灌装，有利于库存优化管理。

附图说明

图1为实施例中连续式碳源生产装置的平面透视结构示意图；

图2为实施例中连续式碳源生产装置的立体透视结构示意图；

图3为实施例中缓冲件的截面示意图。

图中：1、管体；11、冷介质入口；12、预热介质出口；13、预热介质入口；14、碱液入口；15、产品出口；16、冷介质存储空间；17、预热介质存储空间；2、管板；3、换热管；4、折流板；5、缓冲件；51、第一挡板；511、第一过流中孔；512、过流孔；52、第二挡板；521、第二过流中孔；53、T型堵头；54、弹簧。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。本实用新型中未明确说明的固定连接关系，可以是焊接、粘接、螺栓连接、卡接中的一种。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种污水处理用连续式碳源生产装置，包括管体1和位于管体1内的管板2、换热管3，所述管体1上设有冷介质入口11、预热介质出口12、预热介质入口13、碱液入口14和产品出口15，所述管体1内靠近两侧的位置各设置一管板2，分别形成冷介质存储空间和预热介质存储空间，若干所述换热管3并行设置；

所述冷介质入口11、冷介质存储空间16、换热管3、预热介质存储空间17、预热介质出口12、连接管、预热介质入口13顺次连通；

所述碱液入口14与预热介质入口13紧邻设置，并位于所述管体1上部；所述产品出口15位于所述管体1的下部；

所述换热管3内流体流向与换热管3外流体流向方向相反。

本实用新型的冷介质为加有菌种的原料液，该原料液在换热管中进行发酵，形成发酵液，当发酵液的pH为3-4时，该发酵液经由冷介质入口11、冷介质存储空间16、换热管3、预热介质存储空间17、预热介质出口12、连接管、预热介质入口13进入管体1内，与此同时，碱液经由碱液入口14进入管体1内，碱液与酸性的发酵液进行酸碱中和反应放热形成产品液，放出的热量在管体1内经由换热管3传递给换热管3内的原料液，对原料液进行预热(即提供发酵热源)，并同时对产品液进行降温；产品液经由产品出口15进入灌装车内运输至污水处理现场进行使用。

为使得碱液和酸性的发酵液充分进行混合，且使得其中和反应热充分被换热管3内冷介质吸收，管体1内还设置折流板4，具体的，所述折流板4为优弧圆板结构，其上设有若干供所述换热管3通过的通孔；若干所述折流板4位于两个所述管板2之间，并相对错位设置。

为使得换热管3内的冷介质充分进行换热，需要延长冷介质在换热管3内的停留时间，本实施例在所述换热管3与所述预热介质存储空间连通的一端内部设置缓冲件5，所述缓冲件5包括第一挡板51、第二挡板52、T型堵头53和弹簧54，所述第一挡板51上设有第一过流中孔511和环向位于该第一过流中孔511外围的过流孔512，所述第一过流中孔511位于所述第一挡板51中部，所述第二挡板52中部设有第二过流中孔521，所述T型堵头53由第一过流中孔511穿过，所述弹簧54位于第一、二挡板之间，并压制所述T型堵头53封堵所述第一过流中孔511和过流孔512。即，只有在换热管3内冷介质流体对T型堵头53形成一定的压力时，T型堵头53方可解除对第一过流中孔511和过流孔512的封堵。

另外，需要注意的是，该污水处理用连续式碳源生产装置，在使用前、后均需要用氮气进行吹扫，以保证装置内没有残存的余液及其他不明菌种。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种污水处理用连续式碳源生产装置，其特征在于，包括管体和位于管体内的管板、换热管，所述管体上设有冷介质入口、预热介质出口、预热介质入口、碱液入口和产品出口，所述管体内靠近两侧的位置各设置一管板，分别形成冷介质存储空间和预热介质存储空间；若干所述换热管并行设置；

所述换热管内流体流向与换热管外流体流向方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理用连续式碳源生产装置，其特征在于，所述管体内还设有折流板，其上设有若干供所述换热管通过的通孔；若干所述折流板位于两个所述管板之间，并相对错位设置。

3.根据权利要求2所述的一种污水处理用连续式碳源生产装置，其特征在于，所述折流板为优弧圆板结构。

4.根据权利要求1所述的一种污水处理用连续式碳源生产装置，其特征在于，所述换热管与所述预热介质存储空间连通的一端内部设有缓冲件。

5.根据权利要求4所述的一种污水处理用连续式碳源生产装置，其特征在于，所述缓冲件包括第一挡板、第二挡板、T型堵头和弹簧，所述第一挡板上设有第一过流中孔和环向位于该第一过流中孔外围的过流孔，所述第一过流中孔位于所述第一挡板中部，所述第二挡板中部设有第二过流中孔，所述T型堵头由第一过流中孔穿过，所述弹簧位于第一、二挡板之间，并压制所述T型堵头封堵所述第一过流中孔和过流孔。

6.根据权利要求5所述的一种污水处理用连续式碳源生产装置，其特征在于，所述第一挡板、第二挡板与换热管间为焊接固定或粘接固定。