申請日2016.06.12

　　公開(公告)日2016.08.31

　　IPC分類號C02F3/28

　　摘要

　　本發(fā)明公開一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)及方法，包括：水解酸化裝置;厭氧反應(yīng)器;污泥處理裝置，包括第二沉淀池、第二溢水堰、進(jìn)水管、溶氧儀;脫硫塔;沼氣發(fā)電裝置;第二溢水堰通過回流管與水解酸化池連通，進(jìn)水管上設(shè)有射流孔和調(diào)節(jié)閥，方法包括依次進(jìn)行的水解酸化、厭氧發(fā)酵、污泥處理、脫硫發(fā)電。本發(fā)明通過在污泥處理裝置上設(shè)置射流孔調(diào)節(jié)反應(yīng)液面的溶氧量，保證反應(yīng)產(chǎn)生亞硝酸鹽，并將形成的亞硝酸鹽回流至水解酸化池內(nèi)，從而避免了酸化處理的污水酸性過高，提高了污水處理的整體處理效率，另一方面通過設(shè)置一沼氣發(fā)電裝置將厭氧反應(yīng)階段形成的沼氣進(jìn)行發(fā)電，供污水處理能耗需求，有利于降低能源消耗。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括，

　　一水解酸化裝置，其包括水解酸化池、蓋設(shè)于所述水解酸化池上端開口的第一沉淀池、設(shè)置于所述第一沉淀池內(nèi)的第一溢水堰、及連通所述第一溢水堰和所述水解酸化池的溢水管;

　　一厭氧反應(yīng)器，其包括一與所述水解酸化池連接的筒體、設(shè)于所述筒體頂部的三相分離器、及驅(qū)動所述筒體內(nèi)混合液循環(huán)流動的內(nèi)循環(huán)裝置;

　　一污泥處理裝置，其包括第二沉淀池、設(shè)于所述第二沉淀池內(nèi)的第二溢水堰、連接所述第二沉淀池和所述筒體的進(jìn)水管、及一用于檢測所述第二沉淀池內(nèi)液面溶氧量的溶氧儀;

　　一與所述三相分離器連接的脫硫塔;及

　　一與所述脫硫塔連接的沼氣發(fā)電裝置，所述沼氣發(fā)電裝置配置用于為所述高濃度污水處理系統(tǒng)供電;

　　其中，所述第二溢水堰通過一回流管與所述水解酸化池連通，所述進(jìn)水管上設(shè)置有射流孔和控制所述射流孔內(nèi)混合液噴射速度和噴射高度的調(diào)節(jié)閥。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)水管包括豎直設(shè)置于所述沉淀池內(nèi)的射流管及連接所述射流管與所述筒體的連接管，所述射流孔設(shè)置于所述射流管上。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述三相分離器包括集氣罩、沉淀室、排水管、排氣室和反射板，所述集氣罩外緣與所述筒體頂部開口端配合連接，所述沉淀室上端同軸連接于所述集氣罩下表面、下端通過多個固定柱與所述反射板連接，且所述沉淀室內(nèi)壁與集氣罩之間形成沉淀空間、所述沉淀室外壁與所述集氣罩之間形成集氣空間，所述排水管一端與所述沉淀空間連通、另一端延伸至所述筒體外并與所述進(jìn)水管連接，所述排氣室一端與所述集氣空間連通另一端與脫硫塔連接。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高濃度污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)循環(huán)裝置包括靠近筒體頂端設(shè)置的內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管、靠近所述筒體底端設(shè)置的內(nèi)循環(huán)出水管、驅(qū)動水流由所述內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管向所述內(nèi)循環(huán)出水管運動的內(nèi)循環(huán)管道泵、及一控制所述內(nèi)循環(huán)管道泵作間歇性驅(qū)動的控制器。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高濃度污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述筒體內(nèi)設(shè)置有一進(jìn)水布水器，所述進(jìn)水布水器一端靠近所述筒體底部設(shè)置、另一端穿過所述筒體側(cè)壁并通過一提升管與所述水解酸化池連接。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濃度污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述射流孔位于所述第二沉淀池池口端面所在平面下方20～50cm。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高濃度污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一沉淀池和所述第二沉淀池內(nèi)分別設(shè)置有第一斜板和第二斜板，所述第一斜板和所述第二斜板分別合圍形成有第一沉淀區(qū)和第二沉淀區(qū)，所述第二沉淀區(qū)呈方形且橫截面由下至上逐漸增加。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高濃度污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述集氣罩呈傘狀、沉淀室呈筒狀、反射板呈錐形且所述集氣罩、沉淀室、反射板同軸設(shè)置。

　　9.一種能源自給的高濃度污水處理方法，其特征在于，包括如下步驟，

　　(1)將污水過濾沉淀后進(jìn)行水解酸化處理;

　　(2)將水解酸化處理后的污水進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理;

　　(3)將厭氧發(fā)酵處理后的含有甲烷的厭氧污泥與污水的混合物通過射流孔噴射出來，調(diào)節(jié)噴射的速度及高度使反應(yīng)液面的含氧量為0～0.5mg/L，收集噴射后的固液混合物、沉淀，并將沉淀后的上清液部分加入步驟(1)的水解酸化處理工藝中;

　　(4)將厭氧發(fā)酵處理形成的沼氣進(jìn)行脫硫、干燥處理，然后進(jìn)行沼氣發(fā)電供所述高濃度污水處理方法中電能消耗。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高濃度污水處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中液面的含氧量為0.4～0.5mg/L。

　　說明書

　　能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)及方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)及方法。

　　背景技術(shù)

　　常規(guī)的厭氧污泥反應(yīng)器有UASB、EGSB、IC等，其廢水處理原理基本為，待處理的污水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器，進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的污水與顆粒狀或絮狀污泥接觸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的部分沼氣(主要為甲烷和二氧化碳)附著于污泥上，隨著沼氣向上運動，并撞擊三相分離器實現(xiàn)固、液、氣的三相分離。厭氧污泥反應(yīng)器也因其針對性不同而在不同領(lǐng)域的污水處理中得到廣泛應(yīng)用。

　　但是，上述厭氧污泥反應(yīng)器依然存在以下缺點：一方面污水進(jìn)入?yún)捬跷勰喾磻?yīng)器之前需要通過水解酸化處理，而水解酸化處理易導(dǎo)致污水酸性較高，從而抑制厭氧污泥反應(yīng)器甲烷菌的生長，不利于厭氧污泥反應(yīng)器中污水的處理效率的提高，繼而導(dǎo)致整體處理效率降低，雖然可通過在水解酸化處理過程中進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)降低酸性解決，但是易導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加，不利于污水處理成本的降低;另一方面厭氧污泥反應(yīng)器污水處理能耗大，不利于節(jié)省能源。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提出一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)及方法，其一方面可實現(xiàn)對污水的甲烷化、氨氮化和氧化處理，通過氧化處理形成的亞硝酸鹽進(jìn)行水解酸化前的污水進(jìn)行預(yù)處理，從而避免了酸化處理的污水酸性過高，另一方面可將厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行利用，以供污水處理過程中的能源消耗，實現(xiàn)能源自給。

　　為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案一方面提供一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)，包括，

　　一水解酸化裝置，其包括水解酸化池、蓋設(shè)于所述水解酸化池上端開口的第一沉淀池、設(shè)置于所述第一沉淀池內(nèi)的第一溢水堰、及連通所述第一溢水堰和所述水解酸化池的溢水管;

　　一厭氧反應(yīng)器，其包括一與所述水解酸化池連接的筒體、設(shè)于所述筒體頂部的三相分離器、及驅(qū)動所述筒體內(nèi)混合液循環(huán)流動的內(nèi)循環(huán)裝置;

　　一污泥處理裝置，其包括第二沉淀池、設(shè)于所述第二沉淀池內(nèi)的第二溢水堰、連接所述第二沉淀池和所述筒體的進(jìn)水管、及一用于檢測所述第二沉淀池內(nèi)液面溶氧量的溶氧儀;

　　一與所述三相分離器連接的脫硫塔;及

　　一與所述脫硫塔連接的沼氣發(fā)電裝置，所述沼氣發(fā)電裝置配置用于為所述高濃度污水處理系統(tǒng)供電;

　　其中，所述第二溢水堰通過一回流管與所述水解酸化池連通，所述進(jìn)水管上設(shè)置有射流孔和控制所述射流孔內(nèi)混合液噴射速度和噴射高度的調(diào)節(jié)閥。

　　優(yōu)選的，所述進(jìn)水管包括豎直設(shè)置于所述沉淀池內(nèi)的射流管及連接所述射流管與所述筒體的連接管，所述射流孔設(shè)置于所述射流管上。

　　優(yōu)選的，所述三相分離器包括集氣罩、沉淀室、排水管、排氣室和反射板，所述集氣罩外緣與所述筒體頂部開口端配合連接，所述沉淀室上端同軸連接于所述集氣罩下表面、下端通過多個固定柱與所述反射板連接，且所述沉淀室內(nèi)壁與集氣罩之間形成沉淀空間、所述沉淀室外壁與所述集氣罩之間形成集氣空間，所述排水管一端與所述沉淀空間連通、另一端延伸至所述筒體外并與所述進(jìn)水管連接，所述排氣室一端與所述集氣空間連通另一端與脫硫塔連接。

　　優(yōu)選的，所述內(nèi)循環(huán)裝置包括靠近筒體頂端設(shè)置的內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管、靠近所述筒體底端設(shè)置的內(nèi)循環(huán)出水管、驅(qū)動水流由所述內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管向所述內(nèi)循環(huán)出水管運動的內(nèi)循環(huán)管道泵、及一控制所述內(nèi)循環(huán)管道泵作間歇性驅(qū)動的控制器。

　　優(yōu)選的，所述筒體內(nèi)設(shè)置有一進(jìn)水布水器，所述進(jìn)水布水器一端靠近所述筒體底部設(shè)置、另一端穿過所述筒體側(cè)壁并通過一提升管與所述水解酸化池連接。

　　優(yōu)選的，所述射流孔位于所述第二沉淀池池口端面所在平面下方20～50cm。

　　優(yōu)選的，所述第一沉淀池和所述第二沉淀池內(nèi)分別設(shè)置有第一斜板和第二斜板，所述第一斜板和所述第二斜板分別合圍形成有第一沉淀區(qū)和第二沉淀區(qū)，所述第二沉淀區(qū)呈方形且橫截面由下至上逐漸增加。

　　優(yōu)選的，所述集氣罩呈傘狀、沉淀室呈筒狀、反射板呈錐形且所述集氣罩、沉淀室、反射板同軸設(shè)置。

　　本發(fā)明另一方面還提供一種能源自給的高濃度污水處理方法，包括如下步驟，

　　(1)將污水過濾沉淀后進(jìn)行水解酸化處理;

　　(2)將水解酸化處理后的污水進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理;

　　(3)將厭氧發(fā)酵處理后的含有甲烷的厭氧污泥與污水的混合物通過射流孔噴射出來，調(diào)節(jié)噴射的速度及高度使反應(yīng)液面的含氧量為0～0.5mg/L，收集噴射后的固液混合物、沉淀，并將沉淀后的上清液部分加入步驟(1)的水解酸化處理工藝中;

　　(4)將厭氧發(fā)酵處理形成的沼氣進(jìn)行脫硫、干燥處理，然后進(jìn)行沼氣發(fā)電供所述高濃度污水處理方法中電能消耗。

　　優(yōu)選的，所述步驟(3)中液面的含氧量為0.4～0.5mg/L。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)置一污泥處理裝置，其通過設(shè)置一射流孔調(diào)節(jié)反應(yīng)液面的溶氧量，保證反應(yīng)產(chǎn)生亞硝酸鹽，并將形成的亞硝酸鹽回流至水解酸化池內(nèi)，從而避免了酸化處理的污水酸性過高，提高了污水處理的整體處理效率，另一方面通過設(shè)置一沼氣發(fā)電裝置將厭氧反應(yīng)階段形成的沼氣進(jìn)行發(fā)電，供污水處理能耗需求，有利于降低能源消耗。