CN212246656U - 一种糖蜜酒精废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种糖蜜酒精废水处理装置，属于环保技术领域。所述装置包括一级厌氧反应器、沉淀池、好氧脱硫反应器和二级厌氧反应器，所述好氧脱硫装置和二级厌氧反应器之间设有气浮装置；所述装置沿糖蜜酒精废水处理方向依次设置厌氧反应器、沉淀池、好氧脱硫反应器、气浮装置和二级厌氧反应器；所述一级厌氧反应器设有侧搅拌机和导流管，所述侧搅拌机固定于一级厌氧反应器罐壁上，侧搅拌机搅拌桨位于导流管的出口处。侧搅拌机采用推流搅拌器，对废水形成切线旋流水力搅拌作用，以增加废水与菌种的接触。在好氧脱硫装置和二级厌氧反应器之间设有气浮装置，可降低硫化物对产甲烷菌的毒害作用，提高有机物质的降解效率和沼气产量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种糖蜜酒精废水处理装置，属于环保技术领域。
背景技术
糖蜜酒精废水是以糖厂制糖副产品-糖蜜为原料，在发酵生产酒精过程中产生的废水，具有高浓度的COD和硫酸盐，若未经处理而排放到自然环境中将产生严重的环境危害。
目前，糖蜜酒精废水的处理方法主要包括氧化塘法、厌氧生物法、好氧法和化学絮凝法等，其中，厌氧生物法具有处理负荷高、占地面积小、能耗低等优点，在废水处理上得到了广泛的应用。但是，现有的处理技术在处理糖蜜酒精废水的过程中通常会面临以下问题：
(1)高浓度硫酸盐的存在，导致硫酸盐还原菌与产甲烷菌产生基质竞争，沼气产率低(＜0.3m3/kg COD)，甚至不产生沼气；
(2)硫酸盐还原菌的代谢产物硫化物对产甲烷菌存在毒害作用，抑制产甲烷菌活性，导致COD去除率降低(小于50％)；
(3)硫酸盐还原菌的代谢产物硫化物的累积抑制硫酸盐还原过程，破坏处理系统的运行稳定性。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型采用一级厌氧+生物脱硫+二级厌氧的组合装置分阶段培养不同的菌群，达到去除硫酸盐并将有机物质转化为沼气的目的；并在好氧脱硫装置和二级厌氧反应器之间设有气浮装置，通过气浮将硫单质浮于液面，由刮渣板刮除硫单质，强化废水中硫化物的去除率，以降低厌氧生物法处理糖蜜酒精废水过程中硫化物对产甲烷菌的毒害作用，提高有机物质的降解效率和沼气产量。
本实用新型提供一种糖蜜酒精废水处理装置，包括一级厌氧反应器、沉淀池、好氧脱硫反应器、气浮装置和二级厌氧反应器；所述装置沿糖蜜酒精废水处理方向依次设置厌氧反应器、沉淀池、好氧脱硫反应器、气浮装置和二级厌氧反应器；所述一级厌氧反应器采用全混式发酵模式，培养硫酸盐还原菌，利用硫酸盐还原菌将进水中的硫酸根还原成硫化物；所述好氧脱硫反应器是培养无色硫细菌，利用无色硫细菌在曝气的条件下将一级厌氧出水中的硫化物氧化成单质硫；所述二级厌氧反应器是培养产甲烷菌，利用产甲烷菌深度降解生物脱硫出水中的COD。在好氧脱硫装置和二级厌氧反应器之间设有气浮装置，可降低硫化物对产甲烷菌的毒害作用，提高有机物质的降解效率和沼气产量。
在本实用新型的一种实施方式中，所述一级厌氧反应器前还包括依次连通的调节池和配水池，即沿糖蜜酒精废水处理方向依次设置调节池、配水池、一级厌氧反应器、沉淀池、好氧脱硫反应器、气浮装置和二级厌氧反应器；其中，气浮装置与配水池之间设有回流泵。将生产车间的糖蜜酒精废水统一收集至调节池，调节池的进水渠上设置格栅去除糖蜜酒精废水中的较大的无机杂物，栅条间隙为≤5mm；通过潜水搅拌机混合均匀。配水池的作用是收集调节池来水及后端工艺回流稀释水。
在本实用新型的一种实施方式中，所述糖蜜酒精废水处理装置还包括依次连通的水封罐和沼气储存罐；所述水封罐与一级厌氧反应器连通，一级厌氧反应器产生的沼气经水封罐进入沼气储存罐，储存后的沼气可用于锅炉燃烧产热等资源化利用。
在本实用新型的一种实施方式中，所述一级厌氧反应器设有侧搅拌机和导流管，所述侧搅拌机固定于一级厌氧反应器罐壁上，侧搅拌机搅拌桨位于导流管的出口处；侧搅拌机采用推流搅拌器，对废水形成切线旋流水力搅拌作用，以增加废水与菌种的接触。
在本实用新型的一种实施方式中，所述搅拌桨倾斜插入导流管内。
在本实用新型的一种实施方式中，所述侧搅拌机的搅拌轴中心相对于罐体侧壁角度α为95-100°；搅拌桨相对于搅拌轴角度β为7-15°。
在本实用新型的一种实施方式中，所述侧搅拌机的数量为一台或多台。
在本实用新型的一种实施方式中，所述一级厌氧反应器采用圆柱形罐体结构，沿圆周均匀布置侧搅拌机。
在本实用新型的一种实施方式中，所述一级厌氧反应器采用圆柱形罐体结构，直径D1为8-15m，高度H1为10-20m；沿圆周均匀布置3台侧搅拌机，侧搅拌机的搅拌轴中心相对于罐体侧壁角度α为95-100°，搅拌桨相对于搅拌轴角度β为7-15°，侧搅拌机距离罐体底部距离H2为1.0-1.5m；同时，在侧搅拌机的位置安装导流管，导流管入口直径D2为0.5-0.8m，出口直径D3为0.8-1.0m，导流管顶部距离罐体顶部高度H4为0.5-1.0m，导流管底部距离罐体底部高度H5为0.5-1.0m。所述全混式厌氧反应器在罐壁设置侧搅拌机，对废水形成推流水力搅拌作用，以增加废水与菌种的接触。
在本实用新型的一种实施方式中，沉淀池采用竖流沉淀的模式并接收一级厌氧反应器的出水，沉淀下来的厌氧污泥中的一部分回流至一级厌氧反应器，用于维持产甲烷菌和硫酸盐还原菌的数量。
在本实用新型的一种实施方式中，好氧脱硫反应器采用曝气生物滤池(BAF)的模式，曝气和进水平行向上流，可防止气泡在滤料层中凝结和气堵现象；好氧脱硫反应器内部设置纤维填料，作为微生物生长的载体，向脱硫反应器中接种无色硫细菌(CSB)，在曝气作用下，无色硫细菌将硫化物氧化为单质硫。
在本实用新型的一种实施方式中，气浮装置采用的是加压溶气气浮设备，通过加压溶气气浮设备去除好氧脱硫反应器出水中的单质硫，加压溶气气浮设备的出水的一部分回流至配水池。
在本实用新型的一种实施方式中，二级厌氧反应器采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。
在本实用新型的一种实施方式中，所述装置还包括污泥脱水装置，所述污泥脱水装置与一级厌氧反应器、沉淀池、气浮装置和二级厌氧反应器连通，可将一级厌氧反应器、沉淀池和二级厌氧反应器中的剩余污泥和气浮装置中的浮渣进行脱水处理。
在本实用新型的一种实施方式中，所述加压溶气气浮设备中的清水通过回流泵回流到配水池中，浮渣与剩余污泥一起进行脱水处理。
有益效果：
(1)本实用新型采用一级厌氧+生物脱硫+二级厌氧的组合装置对糖蜜酒精废水进行处理并生产沼气，首先在一级厌氧反应器中培养硫酸盐还原菌，将进水中的硫酸根还原成硫化物，再通过无色硫细菌将硫化物氧化为单质硫，然后再接种具有产甲烷活性的厌氧颗粒污泥进行厌氧消化反应，可大大降低硫酸盐还原过程中产生的硫化物对沼气生产的抑制，使得废水中有机物质得到充分降解；
(2)本实用新型在一级厌氧反应器罐壁上设置侧搅拌机，对废水形成切线旋流水力搅拌作用，现有的搅拌器多设置在反应器中央，这样设置较大程度上能增加废水与菌种的接触机会，减少搅拌死区，提高微生物与物料的生化反应效果，有机物质的降解效率可提高30％，沼气产量增加30％。
(3)本实用新型在好氧脱硫装置和二级厌氧反应器之间设有气浮装置，硫化物的去除效率可提高50％，大大降低了硫化物对产甲烷菌的毒害作用。
附图说明
图1为本实用新型糖蜜酒精废水处理装置的结构示意图；
图2为一级厌氧反应器结构图；
图3为一级厌氧反应器中测搅拌机分布示意图；
其中，1：调节池；2：配水池；3：一级厌氧反应器；4：沉淀池；5：好氧脱硫反应器；6：气浮装置；7：二级厌氧反应器；8：污泥脱水装置；9：回流泵；10：水封罐；11：沼气储存罐；12：导流管；13：侧搅拌机。
具体实施方式
实施例1：一种糖蜜酒精废水处理装置
一种糖蜜酒精废水处理装置，如图1-3所示，所述装置包括调节池1、配水池2、一级厌氧反应器3、沉淀池4、好氧脱硫反应器5、气浮装置6和二级厌氧反应器7；所述装置沿糖蜜酒精废水处理方向依次设置调节池1、配水池2、一级厌氧反应器3、沉淀池4、好氧脱硫反应器5、气浮装置6和二级厌氧反应器7；所述一级厌氧反应器3设有侧搅拌机13和导流管12，所述侧搅拌机13固定于一级厌氧反应器3罐壁上，侧搅拌机13的搅拌桨位于导流管的出口处；所述侧搅拌机采用推流搅拌器，对废水形成切线旋流水力搅拌作用，以增加废水与菌种的接触。
所述装置还包括污泥脱水装置8，所述污泥脱水装置8与沉淀池4和二级厌氧反应器7连通，可将沉淀池4和二级厌氧反应器7中的剩余污泥和气浮装置中的浮渣进行脱水处理。
所述装置还包括依次连通的水封罐10和沼气储存罐11；所述水封罐10与一级厌氧反应器3连通，一级厌氧反应器3产生的沼气经水封罐进入沼气储存罐，储存后的沼气可用于锅炉燃烧产热等资源化利用。
调节池1的进水渠处设置格栅，栅条间隙为≤5mm，以去除糖蜜酒精废水中的较大的无机杂物。
所述一级厌氧反应器3采用圆柱形罐体结构，直径D1为8-15m，高度H1为10-20m；沿圆周均匀布置3台侧搅拌机13，侧搅拌机13的搅拌轴中心相对于罐体侧壁角度α为95-100°，搅拌桨相对于搅拌轴角度β为7-15°，侧搅拌机距离罐体底部距离H2为1.0-1.5m；同时，在侧搅拌机13的位置安装导流管12，导流管12入口直径D2为0.5-0.8m，出口直径D3为0.8-1.0m，导流管12顶部距离罐体顶部高度H4为0.5-1.0m，导流管12底部距离罐体底部高度H5为0.5-1.0m。所述全混式厌氧反应器在罐壁设置侧搅拌机，对废水形成推流水力搅拌作用，以增加废水与菌种的接触。
好氧脱硫反应器5采用曝气生物滤池(BAF)的模式，曝气和进水平行向上流，可防止气泡在滤料层中凝结和气堵现象；好氧脱硫反应器5内部设置纤维填料，作为微生物生长的载体，向脱硫反应器中接种无色硫细菌(CSB)，在曝气作用下，无色硫细菌将硫化物氧化为单质硫。二级厌氧反应器7采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。
气浮装置6采用的是加压溶气气浮设备，通过加压溶气气浮设备去除好氧脱硫反应器出水中的单质硫，气浮装置6与配水池2之间设有回流泵9，所述加压溶气气浮设备中的清水通过回流泵回流到配水池2中，浮渣与剩余污泥一起进行脱水处理。
实施例2：利用实施例1所述装置处理糖蜜酒精废水
采用实施例1所述的装置处理糖蜜酒精废水，进出水水质参数见表1，具体运行过程如下：
(1)调节池
将生产车间的糖蜜酒精废水统一收集至调节池，调节池的进水渠上设置格栅去除糖蜜酒精废水中的较大的无机杂物，栅条间隙为≤5mm；加碱调节pH至6.5-8.0，并通过潜水搅拌机混合均匀；糖蜜酒精废水在调节池的水力停留时间为8-12h。
(2)配水池
收集调节池来水及后端工艺回流稀释水，水力停留时间为1-2h。
(3)一级厌氧反应器
一级厌氧反应器采用全混式厌氧反应器的模式，所述一级厌氧反应器采用全混式发酵模式，培养硫酸盐还原菌，利用硫酸盐还原菌将进水中的硫酸根还原成硫化物；在向反应器进料的过程中，通过推流搅拌器的混合搅拌作用，增加废水与菌种的接触以提高生化反应；在反应器运行前添加厌氧消化污泥，添加量为15-30kg/m3(按照罐体容积计算)。接种完成后，控制初始进水有机负荷为2-4kg COD/(m3·d)，通过提高进水流量逐步增加进水有机负荷，稳定运行条件下，有机负荷可达到15kg COD/(m3·d)。在向反应器进料的过程中，通过推流搅拌器的混合搅拌作用，增加废水与菌种的接触以提高生化反应。反应器的运行温度为30-40℃，反应产生的沼气经水封罐进入沼气储存罐，沼气经脱水和脱硫后进入沼气热水锅炉，沼气热水产生的热能用于对厌氧反应器进行增热保温。产生的沼气可用于发电或产热，提高废水的资源化利用程度，降低后续废水处理的有机负荷，节省建设成本和运行费用。
经过一定时间的稳定运行，COD去除率可达65％；进水硫酸根负荷在1.3kgSO42-/(m3·d)，去除率达60-70％。经过一级厌氧反应，原水中的硫酸根在硫酸盐还原菌(SRB)的作用下还原成硫化物。现有的搅拌器多设置在反应器中央，本实用新型在一级厌氧反应器罐壁上设置侧搅拌机，对废水形成切线旋流水力搅拌作用，这样设置较大程度上能增加废水与菌种的接触机会，减少搅拌死区，提高微生物与物料的生化反应效果，有机物质的降解效率可提高30％，沼气产量增加30％。
(4)沉淀池
沉淀池为竖流式沉淀池，接收一级厌氧反应器的出水，沉淀下来的厌氧污泥中的一部分回流至一级厌氧反应器，用于维持产甲烷菌和硫酸盐还原菌的数量；剩余污泥进入污泥脱水装置，脱水后的污泥运至焚烧厂进行终端处置。
(5)好氧脱硫反应器
好氧脱硫反应器采用曝气生物滤池(BAF)的模式，曝气和进水平行向上流，可防止气泡在滤料层中凝结和气堵现象。运行前，在脱硫反应器内部设置纤维填料，作为微生物生长的载体，向脱硫反应器中接种无色硫细菌(CSB)，在曝气作用下，无色硫细菌将硫化物氧化为单质硫。一级厌氧消化产生的硫化物在脱硫反应器中的无色硫细菌(CSB)的氧化作用下转变成单质硫，再经过加压溶气气浮设备气浮后，硫化物去除率为65-80％。
(6)气浮装置
通过加压溶气气浮设备去除好氧脱硫反应器出水中的单质硫，加压溶气气浮设备中的清水通过回流泵回流到配水池中，浮渣与剩余污泥一起进行脱水处理。如此，可降低硫化物对产甲烷菌的毒害作用，提高有机物质的降解效率和沼气产量。
(7)二级厌氧反应器
经气浮后的废水进入二级厌氧反应器，二级厌氧反应器采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)，所述二级厌氧反应器是培养产甲烷菌，利用产甲烷菌深度降解生物脱硫出水中的COD。在二级厌氧反应器中的产甲烷菌(MPB)的作用下，进水有机负荷逐步提高到6kgCOD/(m3·d)，COD去除率可达60％以上，对于硫酸根去除率可达30％，硫化物浓度基本不变。二级厌氧反应器的出水指标如表2所示，通过上述步骤的处理，废水的COD的总的去除率达90％以上，硫酸根去除率高于85％，系统运行稳定。与现有技术相比，在好氧脱硫装置和二级厌氧反应器之间设有气浮装置，硫化物的去除效率可提高50％，大大降低了硫化物对产甲烷菌的毒害作用。
表1进出水水质指标
| 参数 | COD<sub>Cr</sub>(mg/L) | TN(mg/L) | SS(mg/L) | SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>(mg/L) | 盐度(mg/L) | pH |
| 进水水质 | 12-15万 | 7000-8000 | 4800-6700 | 6000-8000 | 4000-6000 | 4.1-4.5 |
| 出水水质 | 1-1.5万 | 3000-5000 | 400-600 | 900-1200 | 700-800 | 6-9 |
虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种糖蜜酒精废水处理装置，包括一级厌氧反应器、沉淀池、好氧脱硫反应器和二级厌氧反应器，其特征在于，所述好氧脱硫反应器和二级厌氧反应器之间设有气浮装置；所述装置沿糖蜜酒精废水处理方向依次设置厌氧反应器、沉淀池、好氧脱硫反应器、气浮装置和二级厌氧反应器；所述一级厌氧反应器设有侧搅拌机和导流管，所述侧搅拌机固定于一级厌氧反应器罐壁上，侧搅拌机搅拌桨位于导流管的出口处。
2.根据权利要求1所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，所述搅拌桨倾斜插入导流管内。
3.根据权利要求2所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，所述侧搅拌机的搅拌轴中心相对于罐体侧壁角度α为95-100°；搅拌桨相对于搅拌轴角度β为7-15°。
4.根据权利要求1所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，所述侧搅拌机的数量为一台或多台。
5.根据权利要求4所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，所述一级厌氧反应器采用圆柱形罐体结构，沿圆周均匀布置侧搅拌机。
6.根据权利要求1所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，所述一级厌氧反应器前还包括依次连通的调节池和配水池；配水池与一级厌氧反应器连通。
7.根据权利要求6所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，调节池的进水渠处设置格栅，栅条间隙为≤5mm。
8.根据权利要求6所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，气浮装置与配水池之间设有回流泵。
9.根据权利要求1所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，所述糖蜜酒精废水处理装置还包括依次连通的水封罐和沼气储存罐；所述水封罐与一级厌氧反应器连通。
10.根据权利要求1所述的一种糖蜜酒精废水处理装置，其特征在于，所述装置还包括污泥脱水装置，所述污泥脱水装置与一级厌氧反应器、沉淀池、气浮装置和二级厌氧反应器连通。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115677027A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-02-03 | 江苏南大华兴环保科技股份公司 | 一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统和方法 |
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2020
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| CN115677027A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-02-03 | 江苏南大华兴环保科技股份公司 | 一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统和方法 |
| CN115677027B (zh) * | 2022-11-16 | 2023-10-13 | 江苏南大华兴环保科技股份公司 | 一种高浓硫酸盐有机废水及过程废气综合处理系统和方法 |
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