公布日：2022.05.13
申請日：2021.12.24
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F103/32(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)及工藝，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。包括首尾依次連通的用于食品加工車間的廢水初濾的格柵、用于廢水油脂回收的隔油池、用于溶解狀態(tài)油脂去除的氣浮機(jī)、用于調(diào)節(jié)廢水酸堿度的調(diào)節(jié)池、用于廢水厭氧處理的厭氧反應(yīng)器、將廢水中的總氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦龅膮捬醢毖趸磻?yīng)器；本發(fā)明采用厭氧氨氧化法處理高氨氮廢水，可以大大降低運(yùn)行費(fèi)用和污泥的產(chǎn)量，并且可以產(chǎn)生具有經(jīng)濟(jì)價值的厭氧氨氧化菌種，同時，由于厭氧氨氧化菌屬于自養(yǎng)型，不需要額外碳源，節(jié)省了投加碳源的費(fèi)用；較低的溶解氧會大幅降低曝氣風(fēng)機(jī)的能耗，完善的檢測裝置及精確控制保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求書
1.一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，其特征在于，包括首尾依次連通的用于食品加工車間的廢水初濾的格柵(1)、用于廢水油脂回收的隔油池(2)、用于溶解狀態(tài)油脂去除的氣浮機(jī)(3)、用于調(diào)節(jié)廢水酸堿度的調(diào)節(jié)池(4)、用于廢水厭氧處理的厭氧反應(yīng)器(5)、將廢水中的總氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦龅膮捬醢毖趸磻?yīng)器(6)；所述格柵(1)處設(shè)有撈渣組件(10)，所述隔油池(2)與所述氣浮機(jī)(3)的連接處、氣浮機(jī)(3)與所述調(diào)節(jié)池(4)的連接處以及調(diào)節(jié)池(4)與所述厭氧反應(yīng)器(5)之間設(shè)有均設(shè)有進(jìn)水泵(7)；所述厭氧氨氧化反應(yīng)器(6)內(nèi)由上至下依次設(shè)有厭氧菌培養(yǎng)組件(60)、布?xì)饨M件(61)、布水組件(62)，所述布?xì)饨M件(61)通過連接管連接有空氣鼓風(fēng)機(jī)(610)，所述布水組件(62)通過連接管與厭氧反應(yīng)器(5)連接，厭氧氨氧化反應(yīng)器(6)內(nèi)部設(shè)有與循環(huán)泵(630)連接的射流噴射器(63)，厭氧氨氧化反應(yīng)器(6)側(cè)壁設(shè)有排氣口(64)；所述厭氧菌培養(yǎng)組件(60)包括水平設(shè)于厭氧氨氧化反應(yīng)器(6)內(nèi)的輔助安裝框(600)、與所述輔助安裝框(600)活動連接的厭氧菌培養(yǎng)床(601)，所述厭氧菌培養(yǎng)床(601)內(nèi)由上至下設(shè)有多個水平網(wǎng)架(602)，每個所述水平網(wǎng)架(602)上沿水平方向設(shè)有多個相互交叉并形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的安裝桿(603)，所述安裝桿(603)各個側(cè)壁均設(shè)有多個培養(yǎng)主桿(604)，且每個培養(yǎng)主桿(604)外壁設(shè)有用于培養(yǎng)厭氧氨氧菌的多個波浪型培養(yǎng)外溝(6040)，各個波浪型培養(yǎng)外溝(6040)之間設(shè)有相互貫通的培養(yǎng)內(nèi)溝(6041)，波浪型培養(yǎng)外溝(6040)和培養(yǎng)內(nèi)溝(6041)的內(nèi)壁均設(shè)有纖維簇(6042)，各個培養(yǎng)內(nèi)溝(6041)入口處設(shè)有微型濾網(wǎng)(6043)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器(6)內(nèi)污泥濃度為8000-10000mg/l，溶解氧低于0.1％，pH為7.5±0.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器(6)上裝配有DO檢測儀(65)、pH計(jì)(66)、溫度計(jì)(67)、氨氮檢測組件(68)、硝酸根及亞硝酸根檢測組件(69)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，其特征在于，每個所述培養(yǎng)主桿(604)外壁呈放射狀設(shè)有多個微細(xì)枝條(6044)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助安裝框(600)與水平網(wǎng)架(602)連接處設(shè)有拆卸連接組件(8)，所述拆卸連接組件(8)包括設(shè)于所述水平網(wǎng)架(602)四角處且內(nèi)部貫穿設(shè)有螺紋孔(800)的固定調(diào)節(jié)座(80)、底端貫穿所述螺紋孔(800)的T型操作桿(81)、設(shè)于水平網(wǎng)架(602)底端且與T型操作桿(81)一一對應(yīng)并相互平行的插接桿(82)、設(shè)于輔助安裝框(600)上端且與所述固定調(diào)節(jié)座(80)相對的彈簧抵接座(83)，T型操作桿(81)外壁設(shè)有與螺紋孔(800)連接的外螺紋段(811)，彈簧抵接座(83)上設(shè)有相對放置的固定抵接塊(830)和移動抵接塊(831)，所述固定抵接塊(830)和移動抵接塊(831)通過彈簧桿(832)連接，且固定抵接塊(830)和移動抵接塊(831)上端設(shè)有對稱分布的抵接槽(833)，T型操作桿(81)底端設(shè)有與所述抵接槽(833)對應(yīng)的壓塊(834)，移動抵接塊(831)側(cè)壁設(shè)有嵌入插桿(835)，插接桿(82)上設(shè)有與所述嵌入插桿(835)對應(yīng)的插孔(836)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助安裝框(600)、水平網(wǎng)架(602)、固定調(diào)節(jié)座(80)、T型操作桿(81)、彈簧抵接座(83)、固定抵接塊(830)、移動抵接塊(831)、抵接槽(833)、壓塊(834)以及嵌入插桿(835)外壁均噴涂有聚四氟乙烯膜防水材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助安裝框(600)底端四角處設(shè)有與厭氧氨氧化反應(yīng)器(6)內(nèi)壁連接的加強(qiáng)筋(6000)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，其特征在于，還包括冷卻池(9)，所述冷卻池(9)設(shè)有與調(diào)節(jié)池(4)連接且對水質(zhì)進(jìn)行軟化的電化學(xué)處理區(qū)(90)、用于連接所述電化學(xué)處理區(qū)(90)和厭氧反應(yīng)器(5)的冷卻區(qū)(91)，所述電化學(xué)處理區(qū)(90)內(nèi)設(shè)有電化學(xué)處理裝置，電化學(xué)處理區(qū)(90)與冷卻區(qū)(91)的連接處設(shè)有用于檢測水質(zhì)硬度的水質(zhì)檢測儀(92)和電磁閥(93)，所述冷卻區(qū)(91)設(shè)有冷卻管組(910)和冷卻器(911)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)的食品加工廢水處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1、食品加工車間來水首先進(jìn)入格柵(1)進(jìn)行初濾，除去大顆粒雜物的水體后進(jìn)入隔油池(2)，同時，通過撈渣組件(10)定期對格柵(1)內(nèi)部的雜物進(jìn)行打撈；S2、當(dāng)水體進(jìn)入隔油池(2)后，對水體中的油脂進(jìn)行回收，當(dāng)隔油池(2)內(nèi)油脂聚集超標(biāo)時，對浮油進(jìn)行清運(yùn)；S3、經(jīng)過油脂回收的水體經(jīng)進(jìn)水泵(7)抽至氣浮機(jī)(3)內(nèi)，利用氣浮工藝將水體中溶解狀態(tài)的油脂進(jìn)一步去除后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池(4)，通過向調(diào)節(jié)池(4)內(nèi)添加酸堿試劑來調(diào)節(jié)水體pH值；S4、經(jīng)調(diào)節(jié)池(4)中和處理后的水體先進(jìn)入電化學(xué)處理區(qū)(90)進(jìn)行電化學(xué)處理，使陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氧根離子，降低濃水硬度，處理后通過水質(zhì)檢測儀(92)檢測水質(zhì)硬度，當(dāng)不滿足要求時，繼續(xù)處理，直至滿足要求后，打開電磁閥(93)流出至冷卻區(qū)(91)，利用冷卻管組(910)對水體冷卻；S5、冷卻后的水體通過進(jìn)水泵(7)抽至厭氧反應(yīng)器(5)進(jìn)行厭氧處理，去除水體中絕大部分COD去除，并將總氮轉(zhuǎn)換成氨氮；S6、從厭氧反應(yīng)器(5)流出的水體通過布水組件(62)均勻布置在厭氧氨氧化反應(yīng)器(6)底端，通過循環(huán)泵(630)保證反應(yīng)器內(nèi)整體布水均勻，射流噴射器(63)使菌種在反應(yīng)器內(nèi)有一個較高的流速，在厭氧氨氧化菌的作用下，將總氮以氮?dú)庑问脚欧�，達(dá)到去除總氮的效果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)的工藝，其特征在于，所述步驟S3中，通過向調(diào)節(jié)池(4)內(nèi)添加酸堿試劑來調(diào)節(jié)水體pH值，直至水體pH為>7。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有食品加工廢水處理中所存在的問題，本發(fā)明專利提供了一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)及工藝，能夠大幅降低水處理系統(tǒng)整體的運(yùn)行費(fèi)用與污泥產(chǎn)量。此外，還可以生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價值的厭氧氨氧化菌種作為附加產(chǎn)品，由于厭氧氨氧化菌屬于自養(yǎng)型無需額外碳源，因此還可以省去相應(yīng)的碳源投加費(fèi)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)，包括首尾依次連通的用于食品加工車間的廢水初濾的格柵、用于廢水油脂回收的隔油池、用于溶解狀態(tài)油脂去除的氣浮機(jī)、用于調(diào)節(jié)廢水酸堿度的調(diào)節(jié)池、用于廢水厭氧處理的厭氧反應(yīng)器、將廢水中的總氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦龅膮捬醢毖趸磻?yīng)器；
所述格柵處設(shè)有撈渣組件，所述隔油池與所述氣浮機(jī)的連接處、氣浮機(jī)與所述調(diào)節(jié)池的連接處以及調(diào)節(jié)池與所述厭氧反應(yīng)器之間設(shè)有均設(shè)有進(jìn)水泵；
所述厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)由上至下依次設(shè)有厭氧菌培養(yǎng)組件、布?xì)饨M件、布水組件，所述布?xì)饨M件通過連接管連接有空氣鼓風(fēng)機(jī)，所述布水組件通過連接管與厭氧反應(yīng)器連接，厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有與循環(huán)泵連接的射流噴射器，厭氧氨氧化反應(yīng)器側(cè)壁設(shè)有排氣口；
所述厭氧菌培養(yǎng)組件包括水平設(shè)于厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)的輔助安裝框、與所述輔助安裝框活動連接的厭氧菌培養(yǎng)床，所述厭氧菌培養(yǎng)床內(nèi)由上至下設(shè)有多個水平網(wǎng)架，每個所述水平網(wǎng)架上沿水平方向設(shè)有多個相互交叉并形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的安裝桿，所述安裝桿各個側(cè)壁均設(shè)有多個培養(yǎng)主桿，且每個培養(yǎng)主桿外壁設(shè)有用于培養(yǎng)厭氧氨氧菌的多個波浪型培養(yǎng)外溝，各個波浪型培養(yǎng)外溝之間設(shè)有相互貫通的培養(yǎng)內(nèi)溝，波浪型培養(yǎng)外溝和培養(yǎng)內(nèi)溝的內(nèi)壁均設(shè)有纖維簇，各個培養(yǎng)內(nèi)溝入口處設(shè)有微型濾網(wǎng)。
進(jìn)一步地，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度為8000-10000mg/l，溶解氧低于0.1％，pH為7.5±0.1，通過嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)，適時調(diào)整進(jìn)水溫度及曝氣量，既降低了空氣鼓風(fēng)機(jī)的能耗，有提高了除氮效果。
進(jìn)一步地，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器上裝配有DO檢測儀、pH計(jì)、溫度計(jì)、氨氮檢測組件、硝酸根及亞硝酸根檢測組件，方便更加直觀、精確的檢測并控制厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)，提高其運(yùn)行可靠性。
進(jìn)一步地，每個所述培養(yǎng)主桿外壁呈放射狀設(shè)有多個微細(xì)枝條，通過所述微細(xì)枝條對水流進(jìn)行打散緩沖，避免其直接沖擊培養(yǎng)主桿，造成厭氧氨氧化菌流失，同時，還能避免水流長時間沖擊水平網(wǎng)架，從而降低水平網(wǎng)架與輔助安裝框之間連接的牢靠性。
進(jìn)一步地，所述輔助安裝框與水平網(wǎng)架連接處設(shè)有拆卸連接組件，所述拆卸連接組件包括設(shè)于所述水平網(wǎng)架四角處且內(nèi)部貫穿設(shè)有螺紋孔的固定調(diào)節(jié)座、底端貫穿所述螺紋孔的T型操作桿、設(shè)于水平網(wǎng)架底端且與T型操作桿一一對應(yīng)并相互平行的插接桿、設(shè)于輔助安裝框上端且與所述固定調(diào)節(jié)座相對的彈簧抵接座，T型操作桿外壁設(shè)有與螺紋孔連接的外螺紋段，彈簧抵接座上設(shè)有相對放置的固定抵接塊和移動抵接塊，所述固定抵接塊和移動抵接塊通過彈簧桿連接，且固定抵接塊和移動抵接塊上端設(shè)有對稱分布的抵接槽，T型操作桿底端與所述抵接槽對應(yīng)的壓塊，移動抵接塊側(cè)壁設(shè)有嵌入插桿，插接桿上設(shè)有與所述嵌入插桿對應(yīng)的插孔，當(dāng)需要將水平網(wǎng)架安裝于輔助安裝框上時，可通過順時針旋擰使T型操作桿下移直至壓塊與抵接槽接觸，繼續(xù)旋擰，使壓塊向抵接槽施壓，在壓力的作用下彈簧桿被拉長，使移動抵接塊向移動抵接塊移動，直至嵌入插桿插入插孔內(nèi)即可將水平網(wǎng)架安裝于輔助安裝框上，當(dāng)需要拆卸時，可通過逆時針旋擰T型操作桿，使壓塊與抵接槽分離，此時，彈簧桿回彈，嵌入插桿從插孔中移出，使水平網(wǎng)架與輔助安裝框分離，通過上述方式，可方便對水平網(wǎng)架進(jìn)行拆卸和安裝，增加更換便捷性，保證厭氧氨氧化菌的活性，到達(dá)高效處理廢水的目的。
進(jìn)一步地，所述輔助安裝框、水平網(wǎng)架、固定調(diào)節(jié)座、T型操作桿、彈簧抵接座、固定抵接塊、移動抵接塊、抵接槽、壓塊以及嵌入插桿外壁均噴涂有聚四氟乙烯膜防水材料，避免水體長期腐蝕生銹，影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
進(jìn)一步地，所述輔助安裝框底端四角處設(shè)有與厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)壁連接的加強(qiáng)筋，增加厭氧菌培養(yǎng)組件的安裝穩(wěn)定性。
進(jìn)一步地，還包括冷卻池，所述冷卻池設(shè)有與調(diào)節(jié)池連接且對水質(zhì)進(jìn)行軟化的電化學(xué)處理區(qū)、用于連接所述電化學(xué)處理區(qū)和厭氧反應(yīng)器的冷卻區(qū)，所述電化學(xué)處理區(qū)內(nèi)設(shè)有電化學(xué)處理裝置，電化學(xué)處理區(qū)與冷卻區(qū)的連接處設(shè)有用于檢測水質(zhì)硬度的水質(zhì)檢測儀和電磁閥，所述冷卻區(qū)設(shè)有冷卻管組和冷卻器，當(dāng)需要對經(jīng)調(diào)節(jié)池處理后的水體進(jìn)行冷卻時，水體首先進(jìn)入電化學(xué)處理區(qū)，使陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氧根離子，降低濃水硬度，處理后通過水質(zhì)檢測儀檢測水質(zhì)硬度，當(dāng)不滿足要求時，繼續(xù)處理，直至滿足要求后，打開電磁閥即進(jìn)入冷卻區(qū)，利用冷卻管組對水體冷卻，通過對水體進(jìn)行冷卻，可避免系統(tǒng)運(yùn)行溫度過高，降低微生物活性，影響廢水處理效果。
更進(jìn)一步地，所述冷卻管組包括由上至下分布于冷卻區(qū)內(nèi)多個安裝架、設(shè)于所述安裝架上且相互平行的多個冷卻子管，相鄰兩個安裝架上的冷卻子管的排布方向相互垂直，通過排布方向相互垂直的冷卻子管的設(shè)置，可增加水體與冷卻管組的接觸面積，從而縮短冷卻時間，提高冷卻效果。
上述食品加工廢水厭氧氨氧化法去除總氮系統(tǒng)的處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：
S1、食品加工車間來水首先進(jìn)入格柵進(jìn)行初濾，除去大顆粒雜物的水體后進(jìn)入隔油池，同時，通過撈渣組件定期對格柵內(nèi)部的雜物進(jìn)行打撈；
S2、當(dāng)水體進(jìn)入隔油池后，對水體中的油脂進(jìn)行回收，當(dāng)隔油池內(nèi)油脂聚集超標(biāo)時，可對浮油進(jìn)行清運(yùn)；
S3、經(jīng)過油脂回收的水體經(jīng)進(jìn)水泵抽至氣浮機(jī)內(nèi)，利用氣浮工藝將水體中溶解狀態(tài)的油脂進(jìn)一步去除后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池，通過向調(diào)節(jié)池內(nèi)添加酸堿試劑來調(diào)節(jié)水體pH值；
S4、經(jīng)調(diào)節(jié)池中和處理后的水體先進(jìn)入電化學(xué)處理區(qū)進(jìn)行電化學(xué)處理，使陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氧根離子，降低濃水硬度，處理后通過水質(zhì)檢測儀檢測水質(zhì)硬度，當(dāng)不滿足要求時，繼續(xù)處理，直至滿足要求后，打開電磁閥流出至冷卻區(qū)，利用冷卻管組對水體冷卻；
S5、冷卻后的水體通過進(jìn)水泵抽至厭氧反應(yīng)器進(jìn)行厭氧處理，可去除水體中絕大部分COD去除，并將總氮轉(zhuǎn)換成氨氮；
S6、從厭氧反應(yīng)器流出的水體通過布水組件均勻布置在厭氧氨氧化反應(yīng)器底端，通過循環(huán)泵保證反應(yīng)器內(nèi)整體布水均勻，射流噴射器使菌種在反應(yīng)器內(nèi)有一個較高的流速，在厭氧氨氧化菌的作用下，將總氮以氮?dú)庑问脚欧�，達(dá)到去除總氮的效果。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明采用厭氧氨氧化法處理高氨氮廢水，可以大大降低運(yùn)行費(fèi)用和污泥的產(chǎn)量，并且可以產(chǎn)生具有經(jīng)濟(jì)價值的厭氧氨氧化菌種，同時，由于厭氧氨氧化菌屬于自養(yǎng)型，不需要額外碳源，節(jié)省了投加碳源的費(fèi)用。
(2)本發(fā)明是針對總氮不超過500mg/l的食品加工廢水，同時，將厭氧氨氧化溶解氧一般控制在0.1％以內(nèi)，較低的溶解氧會大幅降低曝氣風(fēng)機(jī)的能耗，完善的檢測裝置及精確控制保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
(3)本發(fā)明的厭氧菌培養(yǎng)組件在使用時，可通過水平網(wǎng)架上設(shè)置的相互交叉并形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的安裝桿緩沖水流對厭氧菌培養(yǎng)床的直接沖擊作用，增加水平網(wǎng)架的安裝牢靠性，通過在培養(yǎng)主桿上設(shè)置波浪型培養(yǎng)外溝以及在各個波浪型培養(yǎng)外溝之間設(shè)置相互貫通的培養(yǎng)內(nèi)溝，可增加厭氧氨氧化菌培養(yǎng)面積，部分水體經(jīng)微型濾網(wǎng)過濾后會進(jìn)入培養(yǎng)內(nèi)溝，既避免了雜質(zhì)對培養(yǎng)內(nèi)溝的堵塞，又增加了水體與厭氧氨氧化菌的接觸面積，從而提高污水處理效果，因?yàn)椴ɡ诵团囵B(yǎng)外溝和培養(yǎng)內(nèi)溝的內(nèi)壁均設(shè)有纖維簇，為厭氧氨氧化菌提供依附，使厭氧氨氧化菌不易脫落。
(4)本發(fā)明通過對水體進(jìn)行冷卻，可避免水溫過高導(dǎo)致生化系統(tǒng)運(yùn)行溫度高，從而降低微生物活性，影響廢水處理效果，同時，由于冷卻池中存在電化學(xué)處理區(qū)，可對水體進(jìn)行電化學(xué)處理，降低水質(zhì)硬度，避免結(jié)垢。
（發(fā)明人：崔俊峰;王旭;黃晴;張正平;王林平）
