CN102531163A - 一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器，包括：混合区：用于将反应器底部的进水、颗粒污泥以及气液分离区回流的泥水混合物混合；厌氧发生区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，有机物转化为沼气，泥水混合物被沼气提升至气液分离区；气液分离区：被提升混合物中的沼气在此与泥水分离，沼气被储存起来，泥水混合物则沿着回流管返回至混合区，沉淀区：厌氧发生区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离；所述混合区包括罐体，在所述罐体内设置多个连接有进水管的旋流布水器，所述旋流布水器设置有多个喷嘴，且每个喷嘴的出水方向均与罐体内壁的切线方向相同。改善了反应器中的传质效果，优化了反应器的处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种厌氧处理器，更准确地说，涉及一种用于处理大豆蛋白分水的厌氧处理器。
背景技术
废水厌氧生物技术由于其巨大的处理能力和潜在的应用前景，一直是水处理技术研究的热点。从传统的厌氧接触工艺发展到现今广泛流行的UASB工艺，废水厌氧处理技术已日趋成熟。随着生产发展与资源、能耗、占地等因素间矛盾的进一步突出，现有的厌氧工艺又面临着严峻的挑战，尤其是如何处理生产发展带来的大量高浓度有机废水，使得研发技术经济更优化的厌氧工艺非常必要。内循环厌氧处理技术(以下简称IC厌氧技术)就是在这一背景下产生的高效处理技术，它是20世纪80年代中期由荷兰PAQUES公司研发成功，并推入国际废水处理工程市场，目前已成功应用于土豆加工、啤酒、食品和柠檬酸等废水处理中。实践证明，该技术去除有机物的能力远远超过普通厌氧处理技术(如UASB)，而且IC反应器容积小、投资少、占地省、运行稳定，是一种值得推广的高效厌氧处理技术。
以UASB工艺为代表的第2代厌氧反应器，依靠颗粒污泥的形成和三相分离器的作用，使污泥在反应器中滞留，实现了SRT＞HRT(SRT：Sludge Retention Time，污泥停留时间，也就是污泥泥龄；HRT：Hydraulic Retention Time，水力停留时间，是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。)，从而提高了反应器内污泥浓度，但是反应器的传质过程并不理想。要改善传质效果，最有效的方法就是提高表面水力负荷和表面产气负荷[4]。然而高负荷产生的剧烈搅动又会使反应器内污泥处于完全膨胀状态，使原本SRT＞HRT向SRT＝HRT方向转变，污泥过量流失，处理效果变差。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器，改善了反应器中的传质效果，优化了反应器的处理效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器，包括：
混合区：用于将反应器底部的进水、颗粒污泥以及气液分离区回流的泥水混合物混合；
厌氧发生区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，有机物转化为沼气，泥水混合物被沼气提升至气液分离区；
气液分离区：被提升混合物中的沼气在此与泥水分离，沼气被储存起来，泥水混合物则沿着回流管返回至混合区，
沉淀区：厌氧发生区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离；
所述混合区包括罐体，在所述罐体内设置多个连接有进水管的旋流布水器，所述旋流布水器设置有多个喷嘴，且每个喷嘴的出水方向均与罐体内壁的切线方向相同。
优选的是，旋流布水器的个数为4个，且平均分布在所述罐体内，每个旋流布水器各连接一条进水管。
优选的是，所述每个旋流布水器设有6个喷嘴，且对称地分布在所述旋流布水器上。
优选的是，所述回流管的出口设置在旋流布水器的正上方。
优选的是，所述厌氧发生区分为第一厌氧区和第二厌氧区，有机物在第一厌氧区转化为沼气，所述沼气将泥水混合物提升至气液分离区；剩余部分进入第二厌氧区进行反应。
本发明的有益效果在于：提高了混合区布水的均匀性，提高了厌氧运行的有机负荷，IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。
提高厌氧运行的抗冲击负荷能力，处理低浓度废水(COD＝2000～3000mg/L)时，反应器内循环流量可达进水量的2～3倍；处理高浓度废水(COD＝10000～15000mg/L)时，内循环流量可达进水量的10～20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。
稳定出水水质利于好氧运行，利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中Ks高产生的不利影响。反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应更加稳定、充分。
附图说明
图1示出了本发明厌氧处理器的工作流程示意图。
图2示出了本发明旋流布水器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
参考图1、图2，本发明的厌氧处理器，由第一UASB反应器3和第二UASB反应器4串联而成。按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区16、第1厌氧区10、第2厌氧区11、沉淀区12和气液分离区1。
混合区16：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区充分混合后再进入到厌氧反应区。底部设有豆清水的进水管7，通过进料泵和电磁流量计4对其进料进行控制，在其进料的管线上还可以增设一个厌氧罐进料混合器2，进行预混合；第一厌氧发生区10设有厌氧回流水管5，连接着厌氧罐进料混合器2，多余的出水通过厌氧回流水管5进入到厌氧罐进料混合器2中，实现了循环回流。所述混合区16包括罐体9，在所述罐体内设置多个连接有进水管90的旋流布水器91，所述旋流布水器91设置有多个喷嘴92，且每个喷嘴92的出水方向均与罐体9内壁的切线方向相同。本发明设有4根进水管90，分别从罐体9的前后两个位置均匀地进入到罐内，4根进水管分别连接4个旋流布水器91，其在罐内各占四分之一的面积。每个布水器上设有6个旋流喷嘴92，每个喷嘴92的出水口均与罐体9内壁成切线方向，进水沿着切线方向进入到罐内，并带动旋流布水器旋转喷流。优选的是，气液分离区引出的回流管15的出口设置在旋流布水器的正上方，这样回流管15中的流水落下来后就与进水充分的混合，达到了均匀布水的目的。
第1厌氧发生区10：混合区16形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥的作用下，大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水的表面接触，污泥由此而保持着较高的活性。随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区1，剩余的部分可以通过三相分离器13进行气、液、固三相分离，以进入第2厌氧发生区11。
气液分离区1：被提升混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，沼气通过储存起来，泥水混合物则沿着回流管15返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。
第2厌氧发生区11：经第1厌氧发生区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器13进入第2厌氧区。该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧发生区被降解，因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区1，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。
沉淀区14：第2厌氧发生区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧发生区的污泥床。
从IC反应器工作原理中可见，反应器通过2层来实现SRT＞HRT，获得高污泥浓度；通过大量沼气和内循环的剧烈扰动，使泥水充分接触，获得良好的传质效果。
反应器产生的生物气纯度高，CH4为70％～80％，CO2为20％～30％，其它有机物为1％～5％，可作为燃料用于发电。提高了混合区布水的均匀性，提高了厌氧运行的有机负荷，IC反应器内污泥浓度高，微生物量大，且存在内循环，传质效果好，进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。
提高厌氧运行的抗冲击负荷能力，处理低浓度废水(COD＝2000～3000mg/L)时，反应器内循环流量可达进水量的2～3倍；处理高浓度废水(COD＝10000～15000mg/L)时，内循环流量可达进水量的10～20倍。大量的循环水和进水充分混合，使原水中的有害物质得到充分稀释，大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。
稳定出水水质利于好氧运行，利用二级UASB串联分级厌氧处理，可以补偿厌氧过程中Ks高产生的不利影响。反应器分级会降低出水VFA浓度，延长生物停留时间，使反应更加稳定、充分。
综上所述仅为发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
Claims (5)
1.一种新型的大豆蛋白废水高效厌氧处理器，包括：
混合区：用于将反应器底部的进水、颗粒污泥以及气液分离区回流的泥水混合物混合；
厌氧发生区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，有机物转化为沼气，泥水混合物被沼气提升至气液分离区；
气液分离区：被提升混合物中的沼气在此与泥水分离，沼气被储存起来，泥水混合物则沿着回流管返回至混合区，
沉淀区：厌氧发生区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离；
其特征是：所述混合区包括罐体，在所述罐体内设置多个连接有进水管的旋流布水器，所述旋流布水器设置有多个喷嘴，且每个喷嘴的出水方向均与罐体内壁的切线方向相同。
2.根据权利要求1所述的处理器，其特征是：旋流布水器的个数为4个，且平均分布在所述罐体内，每个旋流布水器各连接一条进水管。
3.根据权利要求1-2任一项所述的处理器，其特征是：所述每个旋流布水器设有6个喷嘴，且对称地分布在所述旋流布水器上。
4.根据权利要求3所述的处理器，其特征是：所述回流管的出口设置在旋流布水器的正上方。
5.根据权利要求1所述的处理器，其特征是：所述厌氧发生区分为第一厌氧区和第二厌氧区，有机物在第一厌氧区转化为沼气，所述沼气将泥水混合物提升至气液分离区；剩余部分进入第二厌氧区进行反应。
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