公布日：2023.02.03
申請(qǐng)日：2022.11.16
分類號(hào)：C02F3/00(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;B01D53/52(2006.01)I;B01D53/84(2006.01)I;C02F1/20(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)和方法，其中一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，包括：依次連接的一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器、中間穩(wěn)流罐、好氧氧化池、沉淀池以及二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器；其中，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器均為厭氧上流式污泥床反應(yīng)器，所述厭氧上流式污泥床反應(yīng)器內(nèi)自下而上分別設(shè)有污泥區(qū)、反應(yīng)區(qū)以及三相分離區(qū)，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的含硫化氫廢氣通過廢氣管道一送入好氧氧化池內(nèi)，所述二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣通過廢氣管道二送入一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行吹脫。
權(quán)利要求書
1.一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：依次連接的一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）、中間穩(wěn)流罐（2）、好氧氧化池（3）、沉淀池（4）以及二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5），所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）均為厭氧上流式污泥床反應(yīng)器，所述厭氧上流式污泥床反應(yīng)器內(nèi)自下而上分別設(shè)有污泥區(qū)、反應(yīng)區(qū)以及三相分離區(qū)，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）產(chǎn)生的含硫化氫廢氣通過廢氣管道一送入好氧氧化池（3）內(nèi)，所述二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）產(chǎn)生的沼氣通過廢氣管道二送入一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）內(nèi)進(jìn)行吹脫；所述沉淀池（4）池底安裝有污泥攪動(dòng)單元，所述污泥攪動(dòng)單元包括：固定連接于所述沉淀池（4）池底的底安裝殼（11），頂安裝殼（12）升降式連接于所述底安裝殼（11）上，污泥�？颗_(tái)（13）安裝于所述頂安裝殼（12）頂端，安裝橫板（14）固定連接于所述頂安裝殼（12）內(nèi)，升降組件（15）安裝于所述底安裝殼（11）內(nèi)，并與所述安裝橫板（14）連接，兩個(gè)攪動(dòng)葉片（16）對(duì)向設(shè)置于所述頂安裝殼（12）側(cè)端，兩個(gè)動(dòng)作組件（17）對(duì)稱安裝于所述底安裝殼（11）和頂安裝殼（12）內(nèi)，并一一對(duì)應(yīng)與所述攪動(dòng)葉片（16）連接，所述升降組件（15）驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)作組件（17）動(dòng)作；所述升降組件（15）包括：固定安裝于所述安裝橫板（14）底端的豎筒（18），限位環(huán)（19）安裝于所述豎筒（18）遠(yuǎn)離安裝橫板（14）端，導(dǎo)向柱（10）豎直安裝于所述底安裝殼（11）內(nèi)底部，所述豎筒（18）套設(shè)于所述導(dǎo)向柱（10）上，復(fù)位彈簧（21）套設(shè)于所述導(dǎo)向柱（10）上，所述復(fù)位彈簧（21）抵設(shè)于所述底安裝殼（11）內(nèi)底部和限位環(huán)（19）之間，兩個(gè)傳動(dòng)桿（25）對(duì)稱鉸接于所述豎筒（18）上，所述傳動(dòng)桿（25）遠(yuǎn)離豎筒（18）端與所述動(dòng)作組件（17）連接；所述動(dòng)作組件（17）包括：轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述底安裝殼（11）內(nèi)底部的轉(zhuǎn)軸一（22），橫移桿（23）通過支撐架固定連接于所述底安裝殼（11）內(nèi)底部，橫移套筒（24）套設(shè)于所述橫移桿（23）上，所述傳動(dòng)桿（25）遠(yuǎn)離豎筒（18）端與所述橫移套筒（24）鉸接，傳動(dòng)齒條（26）安裝于所述橫移套筒（24）上，齒輪一（27）和齒輪二（28）同軸安裝于所述轉(zhuǎn)軸一（22）上，所述齒輪一（27）與所述傳動(dòng)齒條（26）嚙合，動(dòng)作箱（29）通過支桿安裝于所述安裝橫板（14）上，所述動(dòng)作箱（29）內(nèi)嚙合有一對(duì)斜齒輪，攪動(dòng)葉片（16）安裝于轉(zhuǎn)軸三上，所述轉(zhuǎn)軸三轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述頂安裝殼（12）上，所述轉(zhuǎn)軸三伸入所述動(dòng)作箱（29）內(nèi)，并與其中一個(gè)所述斜齒輪連接，長齒輪（20）通過轉(zhuǎn)軸二安裝于安裝橫板（14）上，所述長齒輪（20）與齒輪二（28）嚙合，所述轉(zhuǎn)軸二伸入所述動(dòng)作箱（29）內(nèi)，并與其中另一個(gè)所述斜齒輪連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）均為雙層夾套結(jié)構(gòu)，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）的外層為恒溫保溫層，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）內(nèi)部溫度控制在30-35℃，pH控制在6.0-7.0之間，水力停留時(shí)間控制在6-12h，所述二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）內(nèi)部溫度控制在33-37℃，pH控制在7.5-8.5之間，水力停留時(shí)間控制在12-24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）中均接種絮狀厭氧污泥，污泥濃度為10-20g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧氧化池（3）中投加疏水性生物填料，填料投加比為30-40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧氧化池（3）中接種好氧絮狀污泥，污泥濃度為4-6g/L，所述好氧氧化池（3）底部設(shè)置曝氣盤，池內(nèi)溶解氧濃度為1-1.5mg/L，所述好氧氧化池（3）內(nèi)溫度為20-32℃，pH為7-8之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀池（4）底部通過帶泵管道與好氧氧化池（3）連接，所述沉淀池（4）表面負(fù)荷為1.0-1.8m³/(㎡*h)。
7.一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理方法，用于如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的所述高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：步驟1、打開一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）的進(jìn)水泵，含高濃硫酸鹽的廢水自進(jìn)水池經(jīng)過進(jìn)水管道和布水器送入一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）內(nèi)；步驟2、打開一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）的出水閥，出水自流至中間穩(wěn)流罐（2），所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）產(chǎn)生的含硫化氫廢氣通過廢氣管道一送入好氧氧化池（3）內(nèi)；步驟3、打開好氧氧化池（3）的進(jìn)水泵，廢水從中間穩(wěn)流罐（2）經(jīng)過管道和泵提升至好氧氧化池（3）內(nèi)，打開好氧氧化池（3）出水閥，泥水混合液自流至沉淀池（4）；步驟4、打開沉淀池（4）的出水閥和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）的進(jìn)水泵，上清液經(jīng)過進(jìn)水管道和布水器送入二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）內(nèi)，底部污泥通過污泥回流泵送入好氧氧化池（3）內(nèi)；步驟5、打開二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）的出水閥，出水自流流出，二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器（5）的沼氣經(jīng)過廢氣管道二排入到一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器（1）內(nèi)進(jìn)行吹脫。
發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，包括：
依次連接的一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器、中間穩(wěn)流罐、好氧氧化池、沉淀池以及二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器；
其中，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器均為厭氧上流式污泥床反應(yīng)器，所述厭氧上流式污泥床反應(yīng)器內(nèi)自下而上分別設(shè)有污泥區(qū)、反應(yīng)區(qū)以及三相分離區(qū)，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的含硫化氫廢氣通過廢氣管道一送入好氧氧化池內(nèi)，所述二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣通過廢氣管道二送入一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行吹脫。
優(yōu)選的，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器均為雙層夾套結(jié)構(gòu)，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器的外層為恒溫保溫層，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器內(nèi)部溫度控制在30-35℃，pH控制在6.0-7.0之間，水力停留時(shí)間控制在6-12h，所述二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器內(nèi)部溫度控制在33-37℃，pH控制在7.5-8.5之間，水力停留時(shí)間控制在12-24h。
優(yōu)選的，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器中均接種絮狀厭氧污泥，污泥濃度為10-20g/L。
優(yōu)選的，所述好氧氧化池中投加疏水性生物填料，填料投加比為30-40％。
優(yōu)選的，所述好氧氧化池中接種好氧絮狀污泥，污泥濃度為4g-6g/L，所述好氧氧化池底部設(shè)置曝氣盤，池內(nèi)溶解氧濃度為1-1.5mg/L，所述好氧氧化池內(nèi)溫度為20-32℃，pH為7-8之間。
優(yōu)選的，所述沉淀池底部通過帶泵管道與好氧氧化池連接，所述沉淀池表面負(fù)荷為1.0-1.8m3/(m2*h)。
優(yōu)選的，所述沉淀池池底安裝有污泥攪動(dòng)單元，所述污泥攪動(dòng)單元包括：
底安裝殼，所述底安裝殼固定連接于所述沉淀池池底；
頂安裝殼，所述頂安裝殼升降式連接于所述底安裝殼上；
污泥停靠臺(tái)，所述污泥�？颗_(tái)安裝于所述頂安裝殼頂端；
安裝橫板，所述安裝橫板固定連接于所述頂安裝殼內(nèi)；
升降組件，所述升降組件安裝于所述底安裝殼內(nèi)，并與所述安裝橫板連接；
攪動(dòng)葉片，兩個(gè)所述攪動(dòng)葉片對(duì)向設(shè)置于所述頂安裝殼側(cè)端；
動(dòng)作組件，兩個(gè)所述動(dòng)作組件對(duì)稱安裝于所述底安裝殼和頂安裝殼內(nèi)，并一一對(duì)應(yīng)與所述攪拌葉片連接，所述升降組件驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)作組件動(dòng)作。
優(yōu)選的，所述升降組件包括：
豎筒，所述豎筒固定安裝于所述安裝橫板底端；
限位環(huán)，限位環(huán)安裝于所述豎筒遠(yuǎn)離安裝橫板端；
導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱豎直安裝于所述底安裝殼內(nèi)底部，所述豎筒套設(shè)于所述導(dǎo)向柱上；
復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧套設(shè)于所述導(dǎo)向柱上，所述復(fù)位彈簧抵設(shè)于所述底安裝殼內(nèi)底部和限位環(huán)之間；
傳動(dòng)桿，兩個(gè)所述傳動(dòng)桿對(duì)稱鉸接于所述豎筒上，所述傳動(dòng)桿遠(yuǎn)離豎筒端與所述動(dòng)作組件連接。
優(yōu)選的，所述動(dòng)作組件包括：
轉(zhuǎn)軸一，所述轉(zhuǎn)軸一轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述底安裝殼內(nèi)底部；
橫移桿，所述橫移桿通過支撐架固定連接于所述底安裝殼內(nèi)底部；
橫移套筒，所述橫移套筒套設(shè)于所述橫移桿上，所述傳動(dòng)桿遠(yuǎn)離豎筒端與所述橫移套筒鉸接；
傳動(dòng)齒條，所述傳動(dòng)齒條安裝于所述橫移套筒上；
齒輪一、齒輪二，所述齒輪一和齒輪二同軸安裝于所述轉(zhuǎn)軸一上，所述齒輪一與所述傳動(dòng)齒條嚙合；
動(dòng)作箱，所述動(dòng)作箱通過支桿安裝于所述安裝橫板上，所述動(dòng)作箱內(nèi)嚙合有一對(duì)斜齒輪，攪動(dòng)葉片安裝于轉(zhuǎn)軸三上，所述轉(zhuǎn)軸三轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述頂安裝殼上，所述轉(zhuǎn)軸三伸入所述動(dòng)作箱內(nèi)，并與其中一個(gè)所述斜齒輪連接；
長齒輪，所述長齒輪通過轉(zhuǎn)軸二安裝于安裝橫板上，所述長齒輪與齒輪二嚙合，所述轉(zhuǎn)軸二伸入所述動(dòng)作箱內(nèi)，并與其中另一個(gè)所述斜齒輪連接。
本發(fā)明另公開了一種高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理方法，用于如上的所述高濃硫酸鹽有機(jī)廢水及過程廢氣綜合處理系統(tǒng)，包括如下步驟：
步驟1、打開一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水泵，含高濃硫酸鹽的廢水自進(jìn)水池經(jīng)過進(jìn)水管道和布水器送入一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器內(nèi)；
步驟2、打開一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器的出水閥，出水自流至中間穩(wěn)流罐，所述一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的含硫化氫廢氣通過廢氣管道一送入好氧氧化池內(nèi)；
步驟3、打開好氧氧化池的進(jìn)水泵，廢水從中間穩(wěn)流罐經(jīng)過管道和泵提升至好氧氧化池內(nèi)，打開好氧氧化池出水閥，泥水混合液自流至沉淀池；
步驟4、打開沉淀池的出水閥和二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水泵，上清液經(jīng)過進(jìn)水管道和布水器送入二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器內(nèi)，底部污泥通過污泥回流泵送入好氧氧化池3內(nèi)；
步驟5、打開二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器的出水閥，出水自流流出，二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器的沼氣經(jīng)過廢氣管道二排入到一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行吹脫。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
其一，本發(fā)明通過兩級(jí)厭氧反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)厭氧消化過程中產(chǎn)酸相、硫酸鹽還原相與產(chǎn)甲烷相的分離，有效避免廢水中高濃度硫酸鹽和硫化物對(duì)產(chǎn)甲烷微生物系統(tǒng)功能的抑制性破壞，進(jìn)而改善了厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
其二，本發(fā)明利用二級(jí)產(chǎn)甲烷相厭氧反應(yīng)器中產(chǎn)生的沼氣作為一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器的吹脫惰性氣源，節(jié)約能源，通過氣體吹脫可以將一級(jí)產(chǎn)酸、硫酸鹽還原相厭氧反應(yīng)器中大部分硫化物轉(zhuǎn)化成H2S溢出釋放，降低厭氧反應(yīng)體系的生物毒性。
其三，本發(fā)明采用好氧氧化工藝對(duì)厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的含硫化氫廢氣以及含硫化物廢水進(jìn)行生物氧化處理，可實(shí)現(xiàn)廢水和廢氣中含硫有毒物質(zhì)的同步去除，同時(shí)通過控制工藝條件，可以實(shí)現(xiàn)單質(zhì)硫的資源化回收利用。
其四，本發(fā)明采用了生化法處理高硫酸鹽廢水及過程中產(chǎn)生的廢氣，運(yùn)行成本低，抗沖擊性強(qiáng)，能有效保證出水能達(dá)到行業(yè)要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。降低企業(yè)成本，符合環(huán)保要求的同時(shí)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，符合可持續(xù)發(fā)展的需求。
（發(fā)明人：董穎;趙選英;楊峰;戴建軍;胡靜）
