CN220976700U - 一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，属于污水处理技术领域。包括集水箱，集水箱输出端连接有厌氧消化池，固定架侧壁设置有与贯穿槽一相匹配的冷凝管，固定架前方外壁还开设有卡接槽一，过滤板下方开设有蓄水腔，改进后的系统能源利用率有明显提高，并且使用简化脱硫工艺，降低脱硫成本，并且经过厌氧消化池内部生物脱硫工艺处理后得到的单质硫呈块状固体，可更好的进行回收利用，可通过活性炭过滤网进行过滤，过滤完成后的烟雾则利用多个水泵配合喷洒器进行循环喷淋，更好的避免烟雾中的有害气体和颗粒物对环境造成污染。

Description

一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置。

背景技术

高浓度有机废水是指含有较高浓度有机物的废水，有机物是指由碳和氢组成的化合物，包括石油、煤炭、化学品、食品加工废水等。高浓度有机废水的处理是一项重要的环境保护工作，需要采取适当的处理方法来降低有机物的浓度，以保护水环境和人类健康。

在针对高浓度有机废水进行处理时，在此就会使用到污水处理装置，方便对污水进行更好的处理。

现有的污水处理装置，依然存在下列问题：国内污水厂对沼气的主要利用方式是热电联产，将发酵产生的沼气用于燃烧发电供自身生产使用，同时通过余热回收设备将发电机组产生的余热进行回收用于高浓度有机废水厌氧消化，当余热不能满足系统需热量时开启辅助热源，形成气、热、电共联系统，但系统自产电量一般较低，余热回收过程中，烟气利用方式有效能损失较大，排烟温度较高，烟气热量未被充分回收利用，系统能源利用率整体较低，传统的沼气脱硫工艺采用化学法，但是化学法脱硫工艺存在脱硫剂再生困难、运行成本高和产生二次污染等缺点，因此制约了化学法脱硫技术的进一步发展，目前通常的化能型沼气生物脱硫技术是将沼气从厌氧消化池中引入单独的脱硫装置进行沼气脱硫，这也就意味着需要增加额外的设备投资和运行费用，导致成本较高；

并且在利用在对污水进行处理时，由于甲醛的燃烧依然会产生一些有害物质和颗粒物在排出时依然会存在较多的颗粒物或有害气体，如一氧化碳、氮氧化物和细颗粒物等，这些物质极易对环境和人体健康都有一定的影响。

鉴于此，我们提出一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，以解决上述背景技术中提出的运行成本高和产生二次污染等以及烟雾处理效果差的问题。

2.技术方案

一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，包括集水箱，所述集水箱输出端连接有厌氧消化池，所述厌氧消化池外壁设置有输出管一和输出管二，所述输出管一和输出管二末端分别连接有沼气罐和分水箱，所述沼气罐设置有输出管道一和输出管道二，所述输出管道一连接有内燃机，所述输出管道二连接有沼气锅炉，所述内燃机外壁分别连接有管式换热器一和ORG机组，所述ORG机组输出端连接有冷凝器，所述冷凝器输出端在所述集水箱外壁，所述沼气锅炉输出端连接有管式换热器二，所述分水箱设置有管道一和管道二，所述管道一末端连接管式换热器一，所述管道二连接管式换热器二，所述管式换热器一和所述管式换热器二输出端均与所述集水箱输入端连接；

冷凝器，所述冷凝器包括外壳，所述外壳内部设置有固定架，所述固定架侧壁连接有烟气进入管，所述固定架另一侧外壁开设有贯穿槽一，所述固定架侧壁设置有与贯穿槽一相匹配的冷凝管，所述固定架前方外壁还开设有卡接槽一，所述卡接槽一内部设置有卡接板一，所述卡接板一内部设置有陶瓷蜂窝板；

固定箱，多个所述冷凝管末端连接有固定箱，所述固定箱侧壁开设有与冷凝管相匹配的贯穿圆槽二，所述固定箱前方外壁开设有卡接槽二，所述卡接槽二内部卡接有卡接板二，所述固定箱内壁还卡接有过滤板，所述过滤板下方开设有蓄水腔，所述蓄水腔内部设置有水泵。

优选地，多个所述水泵输出端连接有水管，所述水管末端贯穿固定箱外壁延伸至内部后连接有喷洒器。

优选地，所述固定箱顶部设置有排风管，所述排风管圆周外壁套接有排风泵。

优选地，所述卡接板二内部设置有活性炭过滤网，所述卡接板二顶部和底部设置有导向块一，所述卡接板二前方外壁设置有把手一，所述卡接槽二内壁开设有与导向块一相匹配的导向槽一。

优选地，所述卡接板一顶部和底部设置有导向块二，所述卡接槽一内壁开设有与导向块二相匹配的导向槽二，所述卡接板一前方设置有把手二。

优选的，所述外壳顶部开设有进水管，所述外壳前方外壁设置有排水管。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：改进后的系统首先利用ORC机组回收内燃机排放的高温烟气进行发电，之后再对烟气热量进行二次利用，烟气余热回收更彻底，利用方式更合理，使得能源利用率有明显提高，并且使用简化脱硫工艺，降低脱硫成本，由于，脱硫过程在厌氧消化池内部进行，从而省却了在传统生物脱硫工艺中需要单独设置的脱硫设备，此外由于脱硫是在消化池微好氧气相中进行，因此可以避免湿式生物脱硫工艺液相中有机物对氧气的消耗，并且经过厌氧消化池内部生物脱硫工艺处理后得到的单质硫呈块状固体，可更好的进行回收利用；

在利用冷凝器对烟雾中热量进行冷凝和排出时，可利用陶瓷蜂窝板对烟雾中的颗粒进行过滤，在过滤的同时陶瓷蜂窝板可以对高温烟雾进行更好的导热，使其依然可以对外壳内部的冷却水进行加热，并且烟雾处理冷却后，可通过活性炭过滤网进行过滤，过滤完成后的烟雾则利用多个水泵配合喷洒器进行循环喷淋，在喷淋净化后，最后使用排风泵进行排出，更好的避免烟雾中的有害气体和颗粒物对环境造成污染。

附图说明

图1为本实用新型的整体流程结构示意图；

图2为本实用新型的冷凝器结构示意图；

图3为本实用新型的固定架结构示意图；

图4为本实用新型的固定箱结构示意图；

图中标号说明：100、集水箱；200、厌氧消化池；210、沼气罐；220、内燃机；221、管式换热器一；300、ORG机组；400、冷凝器；410、外壳；420、进水管；430、排水管；440、烟气进入管；450、固定架；451、贯穿槽一；452、卡接槽一；453、卡接板一；454、陶瓷蜂窝板；460、冷凝管；470、固定箱；471、排风管；472、排风泵；473、过滤板；474、蓄水腔；475、水泵；476、水管；477、喷洒器；480、卡接槽二；481、贯穿圆槽二；482、卡接板二；483、活性炭过滤网；500、沼气锅炉；600、管式换热器二；700、分水箱。

具体实施方式

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”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设备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。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，包括集水箱100，集水箱100输出端连接有厌氧消化池200；

在一些实施例中：厌氧消化池200内含有生物脱硫，原理为中温厌氧发酵，厌氧消化工艺类型之一，发酵温度维持在30～35℃的厌氧消化。厌氧消化指有机质在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将可生物降解的有机物分解为CH4、CO2、H2O和H2S的消化技术。厌氧消化被广泛应用于污水畜禽粪便和城市有机废弃物处理等方面沼气工程技术有可以实现循环经济发展、环境保护、减少温室气体排放和生产可再生能源等目标，生物脱硫是经脱硫细菌的代谢作用将沼气中的H2S氧化为单质硫或硫酸盐。关于生物脱硫过程中参与反应的脱硫细菌，其分类方法不尽相同，综合起来可将脱硫细菌大致分为2类:有色硫细菌和无色硫细菌。有色硫细菌体因光合色素的存在可进行光合作用，主要为光能自养型脱硫菌极少部分为光能异养型，如红螺菌科细菌无色硫细菌体内不含光合色素，不能进行光合作用，主要为化能自养型脱硫菌。

在一些实施例中：该装置生物脱硫是在传统厌氧消化反应器的基础上改造而成，主要增加了空气管路和脱硫菌床。在脱硫时空气首先通过空气管路及布气装置进入消化池上部的气相空间，使得消化池上部的气相空间变成一个微好氧环境，之后气相中的O2和H2S再通过扩散作用进入到脱硫菌床并在菌床中硫氧化细菌的作用下完成生物脱硫。H2S的生物脱硫产物以单质硫的形式沉积于菌床之上，脱硫后的沼气从厌氧消化池200上部排出.

厌氧消化池200外壁设置有输出管一和输出管二，输出管一和输出管二末端分别连接有沼气罐210和分水箱700，沼气罐210设置有输出管道一和输出管道二，输出管道一连接有内燃机220；

在一些实施例中：内燃机220是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机，广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的喷气式发动机，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。

输出管道二连接有沼气锅炉500，内燃机220外壁分别连接有管式换热器一221和ORG机组300；

在一些实施例中：ORG机组300主要由蒸发器(或余热锅炉)、膨胀机、冷凝器和工质泵四大部套组成。有机工质在蒸发器、预热器中从余热中吸收热量，生成具有一定压力和温度的有机工质蒸汽，蒸汽进入膨胀机械膨胀做功，从而带动发电机发电或拖动其它动力机械，从膨胀机排出的蒸汽在凝汽器中被冷却水冷却，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到预热器和蒸发器，如此不断地循环下去，属于现有技术。

ORG机组300输出端连接有冷凝器400，冷凝器400输出端在集水箱100外壁，沼气锅炉500输出端连接有管式换热器二600；

在一些实施例中：沼气锅炉500是以燃烧沼气为燃料的锅炉，适用于屠宰厂、养殖厂的新型能源锅炉，利用动物粪便、屠宰后污物及树枝、树叶等进行发酵反应，收集所产生沼气。沼气锅炉是一种新型的无运行成本的锅炉。既解决环境污染问题，又不会产生污染物。同时配备自动控制，运行使用方便，属于现有技术。

在一些实施例中：管式换热器一221和管式换热器二600亦称为热交换器或热交换设备，是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用，换热器可以按不同的方式分类，属于现有技术。

分水箱700设置有管道一和管道二，管道一末端连接管式换热器一221，管道二连接管式换热器二600，管式换热器一221和管式换热器二600输出端均与集水箱100输入端连接；

冷凝器400，冷凝器400包括外壳410，外壳410内部设置有固定架450，固定架450侧壁连接有烟气进入管440，固定架450另一侧外壁开设有贯穿槽一451，固定架450侧壁设置有与贯穿槽一451相匹配的冷凝管460，固定架450前方外壁还开设有卡接槽一452，卡接槽一452内部设置有卡接板一453，卡接板一453内部设置有陶瓷蜂窝板454；

固定箱470，多个冷凝管460末端连接有固定箱470，固定箱470侧壁开设有与冷凝管460相匹配的贯穿圆槽二481，固定箱470前方外壁开设有卡接槽二480，卡接槽二480内部卡接有卡接板二482，固定箱470内壁还卡接有过滤板473，过滤板473下方开设有蓄水腔474，蓄水腔474内部设置有水泵475，过滤板473内部过滤网也使用活性炭网。

在一些实施例中：高浓度有机废水进行中温厌氧发酵处理后，产生的沼气先经过生物脱硫后，供燃气内燃机220燃烧并带动ORG机组300进行发电，所发电能用于满足厂内部分设备的用电需求，内燃机220燃烧沼气后排出540～590℃的高温烟气，首先进入ORC机组300进行发电，之后ORC机组300排出温度为130℃的烟气，为充分利用烟气潜在热量，采用冷凝器400回收烟气热量加热外循环水，最终排烟温度为40℃，内燃机220缸套水余热采用管式换热器一221与外循环水进行换热，冷却水进入ORC机组300吸收冷凝器400放出的热量，最终所有完成换热的外循环水在集水箱100中混合，之后进入套管及消化池满足中温厌氧发酵需热负荷，先利用高温热源发电，即利用高品位能生产高品位能，再利用发电装置的低温余热提供热量，符合能量梯级利用原则，当余热回收量不能满足污泥发酵需热量时，开启沼气锅500炉补充热量，详见工艺流程图如图1所示。

具体的，多个水泵475输出端连接有水管476，水管476末端贯穿固定箱470外壁延伸至内部后连接有喷洒器477，方便对排出的烟雾进行喷淋，使其可以通过冲击和湿化作用，有效地捕捉和去除烟气中的颗粒物，减少颗粒物对环境和人体的影响。

进一步的，固定箱470顶部设置有排风管471，排风管471圆周外壁套接有排风泵472，方便对净化完成后的烟雾进行排出。

再进一步的，卡接板二482内部设置有活性炭过滤网483，卡接板二482顶部和底部设置有导向块一，卡接板二482前方外壁设置有把手一，卡接槽二480内壁开设有与导向块一相匹配的导向槽一，方便对冷凝后的烟雾进行吸附过滤净化，并且更换活性炭过滤网483时更加便捷。

更进一步的，卡接板一453顶部和底部设置有导向块二，卡接槽一452内壁开设有与导向块二相匹配的导向槽二，卡接板一453前方设置有把手二，方便更好的对陶瓷蜂窝板454进行清洁更换。

值得说明的是，外壳410顶部开设有进水管420，外壳410前方外壁设置有排水管430。

除此之外，本实用新型中涉及到电路和电子元器件以及模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本实用新型保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进。

本文中涉及的装置或设备型号可选用如下：

内燃机200型号为：CA488；

管式换热器一221和管式换热器二600型号为：CA-2000系列，品牌品牌为穆茨。

工作原理：首先高浓度有机废水进行中温厌氧发酵处理后，产生的沼气先经过生物脱硫后，供燃气内燃机220燃烧并带动ORG机组300进行发电，所发电能用于满足厂内部分设备的用电需求，内燃机220燃烧沼气后排出540～590℃的高温烟气，首先进入ORC机组300进行发电，之后ORC机组300排出温度为130℃的烟气，为充分利用烟气潜在热量，采用冷凝器400回收烟气热量加热外循环水，最终排烟温度为40℃，并且内燃机220缸套水余热采用管式换热器一221与外循环水进行换热，冷却水进入ORC机组300吸收冷凝器400放出的热量，最终所有完成换热的外循环水在集水箱100中混合，之后进入套管及消化池满足中温厌氧发酵需热负荷，先利用高温热源发电，即利用高品位能生产高品位能，再利用发电装置的低温余热提供热量，符合能量梯级利用原则，当余热回收量不能满足污泥发酵需热量时，开启沼气锅500炉补充热量，其中在利用冷凝器400对烟雾中热量进行冷凝和排出时，可利用陶瓷蜂窝板454对烟雾中的颗粒进行过滤，在过滤的同时陶瓷蜂窝板454可以对高温烟雾进行更好的导热，使其依然可以对外壳100内部的冷却水进行加热，并且烟雾处理冷却后，可通过活性炭过滤网483进行过滤，过滤完成后的烟雾则利用多个水泵475配合喷洒器477进行循环喷淋，在喷淋净化后，最后使用排风泵472进行排出，更好的避免烟雾中的有害气体和颗粒物对环境造成污染。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，包括集水箱(100)，其特征在于：所述集水箱(100)输出端连接有厌氧消化池(200)，所述厌氧消化池(200)外壁设置有输出管一和输出管二，所述输出管一和输出管二末端分别连接有沼气罐(210)和分水箱(700)，所述沼气罐(210)设置有输出管道一和输出管道二，所述输出管道一连接有内燃机(220)，所述输出管道二连接有沼气锅炉(500)，所述内燃机(220)外壁分别连接有管式换热器一(221)和ORG机组(300)，所述ORG机组(300)输出端连接有冷凝器(400)，所述冷凝器(400)输出端在所述集水箱(100)外壁，所述沼气锅炉(500)输出端连接有管式换热器二(600)，所述分水箱(700)设置有管道一和管道二，所述管道一末端连接管式换热器一(221)，所述管道二连接管式换热器二(600)，所述管式换热器一(221)和所述管式换热器二(600)输出端均与所述集水箱(100)输入端连接；

冷凝器(400)，所述冷凝器(400)包括外壳(410)，所述外壳(410)内部设置有固定架(450)，所述固定架(450)侧壁连接有烟气进入管(440)，所述固定架(450)另一侧外壁开设有贯穿槽一(451)，所述固定架(450)侧壁设置有与贯穿槽一(451)相匹配的冷凝管(460)，所述固定架(450)前方外壁还开设有卡接槽一(452)，所述卡接槽一(452)内部设置有卡接板一(453)，所述卡接板一(453)内部设置有陶瓷蜂窝板(454)；

固定箱(470)，多个所述冷凝管(460)末端连接有固定箱(470)，所述固定箱(470)侧壁开设有与冷凝管(460)相匹配的贯穿圆槽二(481)，所述固定箱(470)前方外壁开设有卡接槽二(480)，所述卡接槽二(480)内部卡接有卡接板二(482)，所述固定箱(470)内壁还卡接有过滤板(473)，所述过滤板(473)下方开设有蓄水腔(474)，所述蓄水腔(474)内部设置有水泵(475)。

2.根据权利要求1所述的一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，其特征在于：多个所述水泵(475)输出端连接有水管(476)，所述水管(476)末端贯穿固定箱(470)外壁延伸至内部后连接有喷洒器(477)。

3.根据权利要求2所述的一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，其特征在于：所述固定箱(470)顶部设置有排风管(471)，所述排风管(471)圆周外壁套接有排风泵(472)。

4.根据权利要求3所述的一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，其特征在于：所述卡接板二(482)内部设置有活性炭过滤网(483)，所述卡接板二(482)顶部和底部设置有导向块一，所述卡接板二(482)前方外壁设置有把手一，所述卡接槽二(480)内壁开设有与导向块一相匹配的导向槽一。

5.根据权利要求4所述的一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，其特征在于：所述卡接板一(453)顶部和底部设置有导向块二，所述卡接槽一(452)内壁开设有与导向块二相匹配的导向槽二，所述卡接板一(453)前方设置有把手二。

6.根据权利要求5所述的一种基于高浓度有机废水碳减排污水处理装置，所述外壳(410)顶部开设有进水管(420)，所述外壳(410)前方外壁设置有排水管(430)。