CN217868518U

CN217868518U - 一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备

Info

Publication number: CN217868518U
Application number: CN202121067121.XU
Authority: CN
Inventors: 张春悦; 佟淑环; 曹亚楠; 高超; 陈荣; 杨悦靖; 宗福宝
Original assignee: Hebei Shoulang New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Hebei Shoulang New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2031-05-18

Abstract

本实用新型公开了一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，所述设备包括：预处理装置，用于收集含中长链脂肪酸的有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；臭氧氧化装置，用于将所述预处理有机废水和臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物；厌氧反应装置，用于将所述中长链脂肪酸降解物进行厌氧反应，获得第一处理液；硝化反硝化装置，用于将所述第一处理液进行硝化反硝化反应，获得第二处理液；混凝装置，用于将第二处理液进行除磷，获得低中长链脂肪酸含量的纯净水。本实用新型应用臭氧高效氧化技术，降解废水中中长链脂肪酸，再进行生化反应，降解率高，且降低了废水处理厂的运行成本，确保了污水处理的稳定达标运行。

Description

一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备

技术领域

本实用新型实施例涉及含中长链脂肪酸有机废水处理技术领域，尤其涉及一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备。

背景技术

含脂废水在动物加工、食用油加工以及餐厨垃圾处理废水中非常常见，而且浓度很高，在一些发酵废水中，也会有低浓度的酯类，如果不经处理，或者妥善降解，会严重污染环境，给企业造成不小的损失。该种废水可以是一氧化碳或/和二氧化碳气体发酵制醇的有机废水，或者餐厨垃圾为底物的发酵工艺，或者其他发酵生产工艺产生废水。中长链脂肪酸是一类由碳、氢、氧三种元素构成的化合物。通常所说的中长链脂肪酸是指碳链中含碳原子数在7以上的脂肪酸，例如庚酸、辛酸、癸酸、油酸等等。这类废水特点是COD高(惰性COD高)，同时因这些脂肪酸对微生物活性有抑制作用，会影响生化反应去除效率。最终结果就是厌氧和好氧反应污泥活性下降，去除效果差，导致频繁投加活性高的污泥，生产成本和劳动强度很大，污水处理运行指标很不稳定。

在实际工程案例中，成功的处理油脂废水的厌氧反应器几乎没有，已有实验研究证明，中长链脂肪酸在厌氧反应器内会吸附在污泥表面，严重影响了传质，导致污泥活性下降，处理效率下降，更严重的，中长链脂肪酸破坏了细菌细胞膜的运输功能，到一定程度对厌氧污泥产生明显的毒性。

这类含脂废水并不少见，但是如何降低中长链脂肪酸对厌氧污泥的抑制并没有实际工程案例，往往都是通过大量投加新的厌氧污泥，确保污水处理的运行，即便这样，指标也是很不稳定。

因此，如何研究出一套适合含中长链脂肪酸废水的处理工艺，确保了污水处理的稳定达标运行。成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，降解废水中中长链脂肪酸，再进行生化反应，确保了污水处理的稳定达标运行。

本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，包括：

预处理装置，用于收集含中长链脂肪酸的有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；

臭氧氧化装置，用于将所述预处理有机废水和臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物；

厌氧反应装置，用于将所述中长链脂肪酸降解物进行厌氧反应，获得第一处理液；

硝化反硝化装置，用于将所述第一处理液进行硝化反硝化反应，获得第二处理液；

混凝装置，用于将所述第二处理液进行除磷，获得低中长链脂肪酸含量的纯净水；

所述预处理装置、所述臭氧氧化装置、所述厌氧反应装置、所述硝化反硝化装置和所述混凝装置依次相连通。

进一步地，所述臭氧氧化装置包括：

臭氧发生单元，用于获得臭氧；

催化氧化塔，用于将所述预处理有机废水和臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物；所述催化氧化塔与所述臭氧发生单元相连通；

氧化缓冲罐，用于收集中长链脂肪酸降解物，所述氧化缓冲罐与所述催化氧化塔相连通。

进一步地，所述臭氧发生单元包括：

空压机，用于对空气进行压缩，获得压缩空气；

制氧机，用于将所述压缩空气进行制备获得氧气；所述制氧机与所述空压机相连通；

臭氧发生器，用于将所述压缩空气进行氧化反应，获得臭氧混合气；所述臭氧发生器与所述制氧机相连通。

进一步地，所述预处理装置包括：

调节池，所述调节池内设有用于投入所述调节池内的絮凝剂和助凝剂；

臭氧进水罐，一端与所述调节池相连通，另一端与所述臭氧氧化装置相连通。

进一步地，所述厌氧反应装置包括：

厌氧反应器，用于将所述中长链脂肪酸降解物进行厌氧生化反应，获得第一混合液；

斜板沉淀器，用于将所述第一混合液进行第一过滤，获得第一处理液；

所述臭氧氧化装置、所述厌氧反应器、所述斜板沉淀器和所述硝化反硝化装置依次相连通。

进一步地，所述硝化反硝化装置包括依次连通的硝化反硝化池、二沉池和过滤器，所述过滤器包括砂滤器和活性炭过滤器中的至少一种。

进一步地，所述混凝装置包括混凝沉淀池和用于加入所述混凝沉淀的铁盐和絮凝剂。

进一步地，所述含中长链脂肪酸的有机废水处理设备还包括反渗透装置和蒸发浓缩装置，所述混凝装置、所述反渗透装置和所述蒸发浓缩装置依次连通。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少含有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例公开了一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，所述设备包括：预处理装置，用于收集含中长链脂肪酸的有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；臭氧氧化装置，用于将所述预处理有机废水和臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物；厌氧反应装置，用于将所述中长链脂肪酸降解物进行厌氧反应，获得第一处理液；硝化反硝化装置，用于将所述第一处理液进行硝化反硝化反应，获得第二处理液；混凝装置，用于将所述第二处理液进行除磷，获得低中长链脂肪酸含量的纯净水。本申请应用臭氧高效氧化技术，降解废水中中长链脂肪酸，再进行生化反应，降解率高，且降低了废水处理厂的运行成本，确保了污水处理的稳定达标运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备的结构示意图；

附图标记说明如下：

1-预处理装置、11-调节池、12-臭氧进水罐；

2-臭氧氧化装置；21-臭氧发生单元；211-空压机；212-制氧机；213-臭氧发生器；22-催化氧化塔；23-氧化缓冲罐；

3-厌氧反应装置、31-厌氧反应器、32-斜板沉淀器、33-厌氧进水泵；

4-硝化反硝化装置、41-硝化反硝化池；42-二沉池；43-过滤器；

5-混凝装置；51-混凝沉淀池；

6-反渗透装置；

7-蒸发浓缩装置。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本实用新型实施例，本实用新型实施例的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本实用新型实施例，而非限制本实用新型实施例。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型实施例所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本实用新型实施例中用到的各种原材料、试剂、仪器和装置等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本申请实施例通过提供一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，解决了现有技术中缺乏适合含中长链脂肪酸废水的处理工艺的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

作为本申请实施例的一种典型的实施方式，提供了一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，如图1所示，包括：

预处理装置1，用于收集含中长链脂肪酸的有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；

臭氧氧化装置2，用于将所述预处理有机废水和臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物；

厌氧反应装置3，用于将所述中长链脂肪酸降解物进行厌氧反应，获得第一处理液；

硝化反硝化装置4，用于将所述第一处理液进行硝化反硝化反应，获得第二处理液；

混凝装置5，用于将所述第二处理液进行除磷，获得低中长链脂肪酸含量的纯净水；

本申请实施例应用臭氧高效氧化技术，降解废水中中长链脂肪酸，再进行生化反应，降解率高，且降低了废水处理厂的运行成本，确保了污水处理的稳定达标运行。

现有技术中还没有含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，本申请实用新型人通过大量创新性实验发现含中长链脂肪酸的有机废水处理中存在以下技术难点：

(1)其存在抑制微生物活性，如不进行处理，需要大量补充微生物；

(2)如果在预处理单元处理不当，会抑制后续微生物活性；

(3)悬浮物太高会影响臭氧催化氧化的效果；

针对以上技术难点，本申请的策略为在废水进入生化处理之前将中长链脂肪酸进行氧化断链降解，通过臭氧高效催化氧化技术解决了上述技术问题，并在臭氧催化氧化之前去除悬浮物。

本实用新型实施例提供的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备的工作流程为：

预处理装置1收集含中长链脂肪酸的有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；

臭氧氧化装置2将所述预处理有机废水和臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物；

厌氧反应装置3将所述中长链脂肪酸降解物进行厌氧反应，获得第一处理液；

硝化反硝化装置4将所述第一处理液进行硝化反硝化反应，获得第二处理液；

混凝装置5将所述第二处理液进行除磷，获得低中长链脂肪酸含量的纯净水。

本申请实施例中，所述预处理装置1包括：

调节池11，所述调节池内设有用于投入所述调节池内的絮凝剂和助凝剂；

臭氧进水罐12，一端与所述调节池11相连通，另一端与所述臭氧氧化装置相连通。

本申请实施例中，所述臭氧氧化装置2包括：

臭氧发生单元21，用于获得臭氧；

催化氧化塔22，用于将所述预处理有机废水和臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物；所述催化氧化塔22与所述臭氧发生单元21相连通；

氧化缓冲罐23，用于收集中长链脂肪酸降解物，所述氧化缓冲罐23与所述催化氧化塔22相连通。

本申请实施例中，所述臭氧发生单元21包括：

空压机211，用于对空气进行压缩，获得压缩空气；

制氧机212，用于将所述压缩空气进行制备获得氧气；所述制氧机与所述空压机相连通；

臭氧发生器213，用于将所述压缩空气进行氧化反应，获得臭氧混合气；所述臭氧发生器与所述制氧机相连通。

所述臭氧发生单元21还包括：高效除油器214和冷冻式压缩空气干燥机215，

所述空压机211、所述高效除油器214和所述冷冻式压缩空气干燥机215依次相连通。环境中的空气被空压机压缩至7bar以上，经脱水脱油(脱油采用高效除油器，脱水采用冷冻式压缩空气干燥机，)后进行分子筛提纯，氧气含量达到90％以上后输送至臭氧发生器213制备浓度100g/Nm³以上的臭氧混合气；

本申请实施例中，所述厌氧反应装置3包括：

厌氧反应器31，用于将所述中长链脂肪酸降解物进行厌氧生化反应，获得第一混合液；

斜板沉淀器32，用于将所述第一混合液进行第一过滤，获得第一处理液；

本申请实施例中，所述催化氧化塔22设有进料口、臭氧进气口、出料口和出气口，所述进料口与所述预处理装置相连通；所述臭氧进气口与所述臭氧发生单元21的出口相连通。所述催化氧化塔22内设有分布器和催化剂，使得所述含中长链脂肪酸的有机废水和所述臭氧混合气在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物。

所述分布器具体包括气体分布器和液体分布器，催化剂用于加快杂醇油的氧化分解，所述催化剂具体可以为铁基催化剂。催化剂的量，根据催化剂的厂家不同而不同，本实用新型实施方式中采用的铁基催化剂可于市场上购买，铁基催化剂的加入量为1立方。

所述催化氧化反应的反应式或者反应机理具体为：臭氧能够氧化大多数有机物，特别是难以生化降解的物质，水中有机物可能直接与O₃反应或与O₃在水中分解产生的羟基自由基反应，在催化剂作用下，更容易产生羟基自由基。羟基自由基非常活泼，与大多数有机物反应时速率很快，能将难分解的醇、酮、有机酸和脂类物质继续氧化分解或者断链成短链。

本申请实施例中，所述厌氧反应装置3包括：

所述臭氧氧化装置2、所述厌氧反应器31、所述斜板沉淀器32和所述硝化反硝化装置4依次相连通。

本申请实施例中，所述硝化反硝化装置4包括依次连通的硝化反硝化池41、二沉池42和过滤器43，所述过滤器43包括砂滤器和活性炭过滤器中的至少一种。

本申请实施例中，所述混凝装置5包括混凝沉淀池51和用于加入所述混凝沉淀的铁盐和絮凝剂。

本申请实施例中，所述含中长链脂肪酸的有机废水处理设备还包括反渗透装置6和蒸发浓缩装置7，所述混凝装置5、所述反渗透装置6和所述蒸发浓缩装置7依次连通。

本申请实施例提供的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备的处理流程包括：

S1、采用所述预处理装置收集含中长链脂肪酸的有机废水并除去悬浮物，获得预处理有机废水；

所述预处理有机废水中悬浮物浓度低于100mg/L；

预处理装置中加入絮凝剂和助凝剂是为了去除部分悬浮物，絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂；无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。

S2、采用所述臭氧氧化装置将所述预处理有机废水和臭氧在催化剂的作用下进行催化氧化反应，获得中长链脂肪酸降解物；

所述臭氧混合气中臭氧的浓度为100-150mg/L(设备本身特性，基本上臭氧浓度不会很高)。

所述臭氧与所述预处理有机废水的质量比≥300ppm；在该范围内可以进行充分的催化氧化反应后，断链成小分子物质，从而可以成功获得中长链脂肪酸降解物，所述质量比若小于300ppm，催化氧化反应难以反应完全，难以充分降解中长链脂肪酸。

所述催化氧化反应的温度为30-40℃，所述催化氧化反应的时间为1-4h。所述温度过大或者过小，催化氧化反应难以反应完全，难以充分降解中长链脂肪酸。

S3、采用所述厌氧反应装置将所述中长链脂肪酸降解物进行厌氧反应，获得第一处理液；厌氧反应器内污泥可为絮状污泥或者颗粒污泥，厌氧反应的机理为：(1)水解阶段：在微生物体外通过胞外酶将大分子物质加以分解成小分子。(2)酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸(VFA)。(3)产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。(4)产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。

S4、采用所述硝化反硝化装置将所述第一处理液进行硝化反硝化反应，获得第二处理液；硝化反硝化反应是在好氧条件下，将NH⁴⁺转化为NO₂ ^-和NO₃ ^-的过程。硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。温度、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在有氧存在时，它会以O₂为电子受体进行呼吸；在无氧而有NO₃ ^-或NO₂ ^-存在时，则以NO₃ ^-或NO₂ ^-为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应，最终形成氮气。

S5、采用所述混凝装置将所述第二处理液进行除磷，获得低中长链脂肪酸含量的纯净水。

上述本申请实施例中的技术方案，至少含有如下的技术效果或优点：

本实用新型实施例的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，应用臭氧高效氧化技术，降解废水中中长链脂肪酸，再进行生化反应，降解率高，且降低了废水处理厂的运行成本，确保了污水处理的稳定达标运行。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，其特征在于，所述臭氧氧化装置包括：

臭氧发生单元，用于获得臭氧；

3.如权利要求2所述的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，其特征在于，所述臭氧发生单元包括：

空压机，用于对空气进行压缩，获得压缩空气；

4.如权利要求1所述的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，其特征在于，所述预处理装置包括：

5.如权利要求1所述的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，其特征在于，所述厌氧反应装置包括：

6.如权利要求1所述的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，其特征在于，所述硝化反硝化装置包括依次连通的硝化反硝化池、二沉池和过滤器，所述过滤器包括砂滤器和活性炭过滤器中的至少一种。

7.如权利要求1所述的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，其特征在于，所述混凝装置包括混凝沉淀池和用于加入所述混凝沉淀的铁盐和絮凝剂。

8.如权利要求1所述的一种含中长链脂肪酸的有机废水处理设备，其特征在于，所述含中长链脂肪酸的有机废水处理设备还包括反渗透装置和蒸发浓缩装置，所述混凝装置、所述反渗透装置和所述蒸发浓缩装置依次连通。