一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置製造方法
2023-05-17 09:02:06 1
一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置，包括納米鐵層、改性填料層、碳纖維泥床、隔柵、折流板、封頭、分離柵、集氣罩、排氣閥、出氣口、導氣罩、氣室、釋氣閥、控流閥、導氣管、活性汙泥區、儲泥區和殼體；所述殼體為筒形，底層置有納米鐵層、內部圓周設有多層改性填料層；所述改性填料層內側圓周設有多層由折流板與碳纖維泥床疊加結構；所述殼體頂部設有集氣罩、分離柵、排氣閥、導氣罩；所述氣室上部設有導氣罩、底部中心設有釋氣閥、底部周邊設有多個與導氣管相通的進氣孔；所述儲泥區與汙泥回流區之間，設有多組帶有旁路的導氣管，所述導氣管旁路上安裝有控流閥。實現了氣體與流體的可控回流，提高了厭氧反應裝置的處理效率。
【專利說明】一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高濃度有機廢水處理【技術領域】，具體涉及有機廢水氨氮厭氧處理技術設備，特別涉及一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的快速發展，工業生產中產生了大量的高濃度廢水，其中的高濃度氨氮往往成為處理難點，對環境汙染造成了嚴重影響，也制約了相關行業的發展。如處理不當，這些廢水的排放往往導致水體的物理、化學及生物性質發生變化，造成水中溶解氧下降，水生生物大量死亡，並產生腐臭氣味，不僅給環境造成極大危害，也給經濟和社會造成巨大損失。
[0003]目前處理高氨氮的方法主要有物化法和生物法。物化法能耗較高，並且存在二次汙染問題；由於好氧硝化的供氧以及反硝化的有機碳需求，加之產生的剩餘汙泥，傳統生物脫氮運行成本往往較高。厭氧氨氧化技術的優點是:在缺氧條件下將氨氮氧化成氮氣，不需要投加外部碳源；不需曝氣，節省60%發上能耗，運行成本大大降低；汙泥產量低，可減少剩餘汙泥處理負荷。缺點是:厭氧反應器中，厭氧細菌生長速率較低，微生物的反應速度慢，對於高濃度有機廢水和高BOD汙水的處理周期比較長，因此，如何提高厭氧細菌的反應活性和反應效率，特別是合理設計厭氧反應器的結構，以此來增加微生物與有機汙染物的接觸機率，就成為高濃度有機廢水處理的關鍵問題。
[0004]現有技術中，關於利用厭氧反應器中產生的氣體動力，來推動厭氧反應裝置的內循環技術，已經有公開專利；利用厭氧反應中產生的氣體來攪動或混合反應器內部物質的技術，也有相關公開技術報導。我公司已經就氣體反作用力來實現活性汙泥的回流，從而避免了厭氧反應裝置活性汙泥的流失問題，存在的問題是:在用氣體作用力來實現活性汙泥的回流時，需要依靠氣體產生的量，也就是氣體的壓力控制氣體對厭氧反應裝置中活性汙泥的回流速度；無法實現可控的和理想狀態下的活性汙泥的回流。
實用新型內容
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置，通過設計厭氧處理裝置的結構與氣體、液體在厭氧處理裝置中的運行壓力，來實現對活性汙泥回流的可控運行，從而進一步完善高濃度有機廢水厭氧處理裝置，提高活性汙泥的效率和厭氧反應的速度。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置，包括進水口、單向泥閥、布水器、納米鐵層、循環入口、改性填料層、碳纖維泥床、隔柵、折流板、循環出口、封頭、分離柵 、集氣罩、排氣閥、出氣口、導氣罩、氣室、釋氣閥、出水口、控流閥、導氣管、活性汙泥區、儲泥區、殼體和排泥閥，其特徵在於:
[0007]所述的納米鐵層為納米零價鐵,粒徑為10---100納米，比表面積為9.5m2/g;而普
通鐵粉粒徑為150 μ m，比表面積為2.53X10_3m2/g ;兩者比表面積相差近IO4倍數量級，提高微生物的生長與活化的作用。
[0008]所述的改性填料層為填充有經過納米二氧化鈦改性活化的網狀蜂窩填料、網狀球形填料、粒狀懸浮填料或多孔球形填料；改性填料經過納米二氧化鈦的改性處理，在填料的孔隙內外表面上，均勻沉降有納米二氧化鈦粒子，在納米微觀環境中，將對厭氧菌的生化反應起到活化中心的作用，降低厭氧菌的分解電位能，加速降解反應的進行，從而提高厭氧反應器的速度，減少汙水或廢水的處理周期。
[0009]所述的碳纖維泥床為是碳纖維密集網層狀結構，即有利於活性汙泥的透過，又有利於活性汙泥中厭氧菌的著床繁殖、生長、反應。
[0010]所述的圓筒形殼體，內部底層設置有納米鐵層；沿所述的殼體內部圓周設置有多層改性填料層，所述的改性填料層內側圓周設置有多層由折流板與碳纖維泥床疊加結構，是活性汙泥區和儲泥區的主體部分；所述的殼體的頂部設置有封頭，在所述的封頭內設置有集氣罩、分離柵、排氣閥、導氣罩。
[0011]在所述的圓形殼體的中心部分，是本實用新型的關鍵系統，集中設置了圓形殼體各厭氧反應層的氣控與流控結構；所述的高濃度有機廢水進入活性汙泥區，在折流板的導流下，進入儲泥區，廢水中的有機汙染物在活性汙泥區和儲泥區被有效降解，經過碳纖維泥床、隔柵後進入改性填料層，與改性填料層中的微生物細菌反應；有機廢水經過第一層處理後，進入到上一層級的活性汙泥區，以此循環下去，直到厭氧處理裝置的頂層，變成淨水經出水口流出；所述的厭氧反應層至少設置有二層以上。
[0012]所述的氣體流程是:各個厭氧反應層所產生的氣體，停留在儲泥區頂部，各儲泥區頂部設置有導氣管，各組導氣管與氣室底部連通；所述的氣室底部設置有釋氣閥，用於配合排氣閥同步或提前開起，以便推送活性汙泥經過單向泥閥排出回流的活性汙泥。所述的各層儲泥區的導氣管均設置有旁路出口，所述的旁路出口上均設置有自動閥門，稱為控流閥，用於調節控制儲泥區中的活性汙泥；
[0013]隨著厭氧反應裝置的運行，微生物細菌與有機汙染物反應，會產生大量的氣體，所述的氣體經過各層導氣管進入到氣室中，所述的氣室中的氣體會逐漸增多，壓力也會逐漸增高；當氣室中的氣體壓力達到並超過排氣閥預設的壓力限度值時，自動控制系統會首先打開釋氣閥門，釋放出壓力，所釋放出來的氣體，會推動回流區內的活性汙泥打開單向泥閥，與進水口的汙水匯合，並被分散到布水器中，進而進入到體系的循環中去；
[0014]隨著釋氣閥放出氣室中的氣體，氣室中的壓力降低，並達到一定壓力值時，釋氣閥關閉；各厭氧反應層進一步產生氣體，並匯合進入氣室，當壓力第二次升高並達到一定壓力時，釋氣閥第二次開起，但這時，汙泥回流區內基本上已經沒有需要回流的汙泥了，所以氣室的壓力會進一步上升，並達到某一設定值，控制系統會開起排氣閥，同時打開各個反應層的控流閥門，氣室與回流區中的高壓氣體會向出氣口釋放全部的氣體壓力，隨著壓力的快速降低，在氣體流動慣性作用和各個反應層中流體壓力的共同作用下，各個反應層中儲存的活性汙泥，經過控流閥快速流入汙泥回流區中，隨著氣室內壓力的降低，控制系統依次關閉各組控流閥，關閉釋氣閥，關閉排氣閥；整個體系又進入下一輪循環。
[0015]所述的控流閥有多組，每組至少有二個，均等設置於同一厭氧反應層的導氣管旁路上；所述的導氣管有多組，每組導氣管至少有二個，所述的釋氣閥設置有一個，所述的排氣閥有一個，所述的單向泥閥至少一個。[0016]所述殼體外徑為300012000mm;總高度為450018000mm ;各個厭氧反應層高為5001200mm;改性填料層內徑為20003000mm ;氣室外徑為5001000mm，所述殼體
與內部結構支承件為鋼質材料或工程塑料製造。
[0017]通過上述技術方案，本實用新型技術方案的有益效果是:通過優選的圓筒形殼體，更加有利於厭氧處理相關組件的功能發揮，縱向多層與橫向折流的結構，提高了微生物與有機汙染物的接觸面積，圓形筒體的配置，使汙水的流動均勻、各向同性；採用了多個自動閥組，實現氣體與流體的控制問題，從而提高活性汙泥的受控循環；採用壓力傳感器實現了對各個厭氧反應裝置局部壓力的測控；循環活性汙泥與總進水口實現並流，更加有效的分散活性汙泥。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型實施例所公開的一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置結構示意圖。
[0020]圖中數字和字母所表示的相應部件名稱: [0021]1.進水口 2.單向泥閥 3.布水器 4.納米鐵層
[0022]5.循環入口 6.改性填料層 7.碳纖維泥床8.隔柵
[0023]9.折流板 10.循環出口 11.封頭12.分離柵
[0024]13.集氣罩 14.排氣閥15.出氣口 16.導氣罩
[0025]17.氣室 18.釋氣閥19.出水口 20.控流閥
[0026]21.導氣管 22.活性汙泥區23.儲泥區 24.殼體
[0027]25.排泥閥 A.活性汙泥區 B.儲泥區
【具體實施方式】
[0028]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0029]本實用新型提供了一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置，包括進水口 1、單向泥閥
2、布水器3、納米鐵層4、循環入口 5、改性填料層6、碳纖維泥床7、隔柵8、折流板9、循環出口 10、封頭11、分離柵12、集氣罩13、排氣閥14、出氣口 15、導氣罩16、氣室17、釋氣閥18、出水口 19、控流閥20、導氣管21、活性汙泥區22、儲泥區23、殼體24和排泥閥25，其特徵在於:
[0030]所述的納米鐵層4為納米零價鐵,粒徑為10---100納米，比表面積為9.5m2/g;而
普通鐵粉粒徑為150 μ m，比表面積為2.53X10_3m2/g ;兩者比表面積相差近IO4倍數量級，提高微生物的生長與活化的作用。[0031]所述的改性填料層6為填充有經過納米二氧化鈦改性活化的網狀蜂窩填料；改性填料經過納米二氧化鈦的改性處理，在填料的孔隙內外表面上，均勻沉降有納米二氧化鈦粒子，在納米微觀環境中，將對厭氧菌的生化反應起到活化中心的作用，降低厭氧菌的分解電位能，加速降解反應的進行，從而提高厭氧反應器的速度，減少汙水或廢水的處理周期。
[0032]所述的碳纖維泥床7為是碳纖維密集網層狀結構，即有利於活性汙泥的透過，又有利於活性汙泥中厭氧菌的著床繁殖、生長、反應。
[0033]所述的圓筒形殼體24，內部底層設置有納米鐵層4 ;沿所述的殼體24內部圓周設置有多層改性填料層6，所述的改性填料層6內側圓周設置有多層由折流板9與碳纖維泥床7疊加的結構，是活性汙泥區22和儲泥區23的主體部分；所述的殼體24的頂部設置有封頭11，在所述的封頭11內設置有集氣罩13、分離柵12、排氣閥14、導氣罩16。
[0034]在所述的圓形殼體24的中心部分，是本實用新型的關鍵系統，集中設置了圓形殼體24各厭氧反應層的氣控與流控結構；所述的高濃度有機廢水進入活性汙泥區22，在折流板9的導流下，進入儲泥區23，廢水中的有機汙染物在活性汙泥區22和儲泥區23被有效降解，經過碳纖維泥床7、隔柵8後進入改性填料層6，與改性填料層6中的微生物細菌反應；有機廢水經過第一層處理後，進入到上一層級的活性汙泥區22，以此循環下去，直到厭氧處理裝置的頂層，變成淨水經出水口 19流出；所述的厭氧反應層至少設置有二層以上。
[0035]所述的氣體流程是:各個厭氧反應層所產生的氣體，停留在儲泥區23頂部，各儲泥區23頂部設置有導氣管21，各組導氣管21與氣室底部連通；所述的氣室底部設置有釋氣閥18，用於配合排氣閥14同步或提前開起，以便推送活性汙泥經過單向泥閥2排出回流的活性汙泥。所述的各層儲泥區23的導氣管21均設置有旁路出口，所述的旁路出口上均設置有自動閥門，稱為控流閥20，用於調節控制儲泥區23中的活性汙泥；
[0036]隨著厭氧反應裝置的運行，微生物細菌與有機汙染物反應，會產生大量的氣體，所述的氣體經過各層導氣管21進入到氣室17中，所述的氣室17中的氣體會逐漸增多，壓力也會逐漸增高；當氣室17中的氣體壓力達到並超過排氣閥14預設的壓力限度值時，自動控制系統會首先打開釋氣閥18門，釋放出壓力，所釋放出來的氣體，會推動汙泥回流區內的活性汙泥打開單向泥閥2，與進水口 I的汙水匯合，並被分散到布水器3中，進而進入到體系的循環中去；
[0037]隨著釋氣閥18放出氣室17中的氣體，氣室17中的壓力降低，並達到一定壓力值時，釋氣閥18關閉；各厭氧反應層進一步產生氣體，並匯合進入氣室17，當壓力第二次升高並達到一定壓力時，釋氣閥18第二次開起，但這時，汙泥回流區內基本上已經沒有需要回流的汙泥了，所以氣室17的壓力會進一步上升，並達到某一設定值，控制系統會開起排氣閥14，同時打開各個反應層的控流閥20門，氣室17與汙泥回流區中的高壓氣體會向出氣口 15釋放全部的氣體壓力，隨著壓力的快速降低，在氣體流動慣性作用和各個厭氧反應層中流體壓力的共同作用下，各個厭氧反應層中儲存的活性汙泥，經過控流閥20快速流入汙泥回流區中，隨著氣室內壓力的降低，控制系統依次關閉各組控流閥20，關閉釋氣閥18，關閉排氣閥14 ;整個體系又進入下一輪循環。
[0038]所述的控流閥20有多組，每組至少有二個，均等設置於同一厭氧反應層的導氣管21旁路上；所述的導氣管21有多組，每組導氣管21至少有二個，所述的釋氣閥18設置有一個，所述的排氣閥14有一個，所述的單向泥閥2至少一個。[0039]所述殼體24外徑為300012000mm;總高度為450018000mm ;各個厭氧反應層高為5001200mm;改性填料層6內徑為20003000mm ;氣室17外徑為5001000mm,
所述殼體24與內部結構支承件為鋼質材料或工程塑料製造。
[0040]通過優選的圓筒形殼體，更加有利於厭氧處理相關組件的功能發揮，縱向多層與橫向折流的結構，提高了微生物與有機汙染物的接觸面積，圓形筒體的配置，使汙水的流動均勻、各向同性；採用了多個自動閥組，實現氣體與流體的控制問題，從而提高活性汙泥的受控循環；採用壓力傳感器實現了對各個厭氧反應裝置局部壓力的測控；循環活性汙泥與總進水口實現並流，更加有效的分散活性汙泥。
[0041]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置，其特徵在於，包括進水口、單向泥閥、布水器、納米鐵層、循環入口、改性填料層、碳纖維泥床、隔柵、折流板、循環出口、封頭、分離柵、集氣罩、排氣閥、出氣口、導氣罩、氣室、釋氣閥、出水口、控流閥、導氣管、活性汙泥區、儲泥區、殼體和排泥閥；所述的圓筒形殼體，內部底層設置有納米鐵層；沿所述的殼體內部圓周設置有多層改性填料層，所述的改性填料層內側圓周設置有多層由折流板與碳纖維泥床疊加結構；所述的殼體的頂部設置有封頭，在所述的封頭內設置有集氣罩、分離柵、排氣閥、導氣罩。所述的活性汙泥區、儲泥區、折流板、改性填料層、碳纖維泥床和隔柵構成了厭氧反應層。所述的氣室上部設置有導氣罩，所述的導氣罩出口處設置有排氣閥，所述的氣室底部中心設置的釋氣閥，所述的氣室底部周邊設置有多個與各厭氧反應層導氣管相通的進氣孔；所述的各個厭氧反應層的儲泥區與汙泥回流區之間，設置有多組導氣管，所述的導氣管帶有旁路，所述的旁路上安裝的控流閥；所述的汙泥回流區底部設置有單向泥閥。
2.根據權利要求1所述的一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置，其特徵在於，所述的納米鐵層為納米零價鐵，粒徑小於80納米，表面積大於9.0m2/g ;所述的改性填料層為填充有經過納米二氧化鈦改性活化的網狀蜂窩填料、網狀球形填料、粒狀懸浮填料或多孔球形填料。
3.根據權利要求1所述的一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置，其特徵在於，所述的厭氧反應層至少設置有二層；所述的控流閥有多組，每組至少有二個，均等設置於同一厭氧反應層的導氣管旁路上；所述的導氣管有多組，每組導氣管至少有二個；所述的釋氣閥設置有一個；所述的排氣閥有一個；所述的單向泥閥至少一個。
4.根據權利要求1所述的一種高濃度有機廢水厭氧處理裝置，其特徵在於，所述殼體外徑為3000mm—12000mm;總高度為4500mm—18000mm ;各個厭氧反應層高為500mm—1200mm;改性填料層內徑為2000mm—3000mm ;氣室外徑為500mm—IOOOmm ;所述殼體與內部結構支承件為鋼質材料或工程塑料製造。
【文檔編號】C02F101/30GK203683218SQ201320798998
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】陸文慶 申請人:蘇州市和源環保科技有限公司