專利名稱：一種兩步發(fā)酵式厭氧消化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有機(jī)廢水的處理裝置，特別是一種兩步發(fā)酵式厭氧消化器。
有機(jī)廢水是生態(tài)環(huán)境的一大污染源。對(duì)有機(jī)廢水的處理，現(xiàn)有的好氧工藝處理廢水的方法是將廢水提升到好氧工藝處理塔內(nèi)，通過(guò)好氧微生物消耗有機(jī)物后，經(jīng)過(guò)濾、沉淀后排放(參見(jiàn)附圖4)。這種處理系統(tǒng)包括沉淀池、提升泵、好氧塔、射流混合器、斜管沉淀池、污泥濃縮池幾部分。有機(jī)廢水經(jīng)提料泵打入好氧塔內(nèi)，由射流泵和射流器組成射流混合器，射流器安裝在好氧塔的頂部，在好氧塔內(nèi)，料液經(jīng)射流泵提升到塔頂?shù)纳淞髌饕砸欢ǖ乃俣葒姵?，產(chǎn)生由上而下的液流充氧運(yùn)動(dòng)。以促使料液與污泥中的微生物和生物膜的充分接觸，消化后的污水，經(jīng)過(guò)斜管沉淀池、污泥濃縮池，使消化水與污泥、微生物和微生物消耗有機(jī)物后產(chǎn)生的廢棄物相互分離、排放。好氧工藝裝置的缺陷是(1)在好氧工藝條件下，一般只能處理COD含量在1000mg／l以下的有機(jī)廢水。而對(duì)高濃度有機(jī)廢水特別是屠宰廢水中由于含有大量的油脂、血、糞便、及其它廢棄物，COD含量平均在1500－7000mg／l之間，結(jié)殼層高達(dá)20000mg／l。對(duì)這類廢水處理后的排放是無(wú)法達(dá)標(biāo)的。(2)好氧處理裝置的射流混合器，至少需要四臺(tái)17千瓦以上的動(dòng)力。因而運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，能耗大。(3)好氧工藝處理的后續(xù)處理裝置斜管沉淀池和污泥濃縮池占地面積大，沉淀的濃縮污泥又造成“二次污染”。
研究證明，對(duì)處理高濃度有機(jī)廢水，在厭氧發(fā)酵過(guò)程中有產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌二大類微生物。但他們對(duì)溫度、壓力、酸堿度、氧化還原電勢(shì)等方面的要求都有明顯差異。在同一發(fā)酵環(huán)境中因各自的生存條件相互矛盾，則產(chǎn)生相互抑制，因而影響對(duì)有機(jī)物的消化處理效率。采取二步發(fā)酵工藝，即將產(chǎn)酸與產(chǎn)甲烷兩個(gè)發(fā)酵工段絕然分開(kāi)，根據(jù)這二類微生物的不同特性，讓其在兩種不同的裝置中充分發(fā)酵，從而達(dá)到提高處理效率的目的。
本實(shí)用新型的任務(wù)是要提供一種設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)合理、消化效率高的處理高濃度有機(jī)工業(yè)廢水，綜合利用沼氣的裝置，特別是一種兩步發(fā)酵式厭氧消化器。
本實(shí)用新型的任務(wù)是以下述方式實(shí)現(xiàn)的，它包括恒溫滯留酸化裝置和多級(jí)串聯(lián)式厭氧發(fā)效器和旋轉(zhuǎn)式液流攪拌裝置和沼氣富集加熱裝置。有機(jī)廢水經(jīng)富集沉淀后首先進(jìn)入滯留酸化處理裝置。在酸化階段由于耗氧菌和兼性厭氧菌的活動(dòng)，加快了有機(jī)物的降解，使發(fā)酵液中溶解氧得到迅速消耗，氧化還原電位EN大大降低，為厭氧處理中微生物活動(dòng)提供了良好的氧化還原條件。有機(jī)物的迅速降解，可溶度增加，為產(chǎn)甲烷菌活動(dòng)提供了基質(zhì)，縮短了料液在厭氧處理中停留的時(shí)間，從而提高了厭氧發(fā)酵器的處理能力。根據(jù)產(chǎn)酸菌活動(dòng)對(duì)溫度條件的要求，在酸化處理時(shí)，利用后續(xù)厭氧發(fā)酵獲得的沼氣加熱產(chǎn)生蒸汽直接通入酵池內(nèi)對(duì)酸化水進(jìn)行保溫加熱。酸化處理后的料液，經(jīng)提料泵打入?yún)捬醢l(fā)效器內(nèi)，采取上流式發(fā)酵，使料液以一定的速度從發(fā)酵器底部進(jìn)入發(fā)酵器內(nèi)，通過(guò)污泥床往上流，促進(jìn)料液與污泥中微生物和生物膜的充分接觸，又能截留菌種。在發(fā)酵器內(nèi)增加竹片著床填料，盡量擴(kuò)大微生物生長(zhǎng)繁殖時(shí)依附固體的表面積。為菌膠團(tuán)絮凝、生物膜創(chuàng)造條件。在發(fā)酵器的底部增加旋轉(zhuǎn)式液流攪料裝置，采用由下而上全方位旋轉(zhuǎn)液流攪拌，克服由于發(fā)酵液分層對(duì)產(chǎn)氣的影響。厭氧處理裝置采用多個(gè)厭氧發(fā)酵器串聯(lián)的設(shè)計(jì)，可以提高廢水處理能力和消化率，增加產(chǎn)氣能力。在每個(gè)厭氧發(fā)酵器的頂部設(shè)計(jì)有沼氣富集管直接通住貯氣罐，利用自產(chǎn)沼氣生產(chǎn)蒸汽對(duì)滯留酸化工段的料液加熱，使之保持中溫發(fā)酵狀態(tài)。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)由以下附圖給出。
附


圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)流程圖。
附圖2是厭氧發(fā)酵器的液流攪拌裝置示意圖。
附圖3是液流攪拌裝置射流管平面圖(附圖2A向)。
附圖4是好氧系統(tǒng)流程示意圖。
如附
圖1，本實(shí)用新型的組成包括由折流式滯留池［1］，酸化池［2］組成的酸化處理裝置，提料泵［6］，厭氧處理裝置為兩個(gè)或多個(gè)呈串聯(lián)布置的厭氧發(fā)酵器［7、14］組成，由射流泵［11］，射流管［9、16］組成的液流攪拌裝置，水封彎管［18］，沼氣富集管［17］，貯氣罐［8］，蒸汽鍋爐［4］等。在厭氧發(fā)酵器［7、14］內(nèi)裝設(shè)有竹片著床材料［8、15］，射流泵［11］的輸入端經(jīng)液流管［12］分別連接在厭氧發(fā)酵器［7、14］的中部，射流泵［11］的輸出端經(jīng)液流管［13］分別連接射流器［9、16］，射流器裝設(shè)在發(fā)酵器的底部，它由分流器［21］，射流管［22］組成，射流管的端部的噴咀與安裝平面呈40°－50°的夾角，與通過(guò)射流管軸線垂直面的夾角為10°－20°，以保持額定水力以一定向上的角度均勻旋轉(zhuǎn)噴出。從而推動(dòng)發(fā)酵器內(nèi)的料液維持一定的水流旋轉(zhuǎn)速度，以提高微生物的活性和消化吸收率。每個(gè)厭氧發(fā)酵器［7、14］的頂端分別與沼氣富集管［17］連通后接貯氣罐［5］。水封彎管［18］為雙U形管盤曲，垂直安裝，在安裝位置的上方設(shè)計(jì)有壓差補(bǔ)償管［19］。
廢水處理過(guò)程如下有機(jī)廢水經(jīng)排水暗溝進(jìn)入滯留池［1］滯留一定時(shí)間，進(jìn)入酸化池［2］在產(chǎn)酸菌的作用下完成水解、酸化的第一步發(fā)酵。酸化了的料液經(jīng)提料泵［6］進(jìn)入第二步發(fā)酵，在厭氧發(fā)酵過(guò)程中，液流攪拌裝置徑射流泵［11］增壓，使額定水力經(jīng)射流器［9、16］從四方以一定的向上角度均勻旋轉(zhuǎn)噴出，使發(fā)酵器內(nèi)的料液保持平均水流速度4.5～5.0M／S，防止料液形成分層發(fā)酵，以利于微生物的活動(dòng)，提高消化效率。在每個(gè)厭氧發(fā)酵器內(nèi)采用竹片填料作微生物著床［8、15］，用以富集菌種，防止菌種隨處理水一同排出。完成第二步發(fā)酵處理后的消化水，經(jīng)水封彎管［18］排出至排放口［20］，厭氧發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣從各厭氧發(fā)酵器的頂部排出，經(jīng)沼氣富集管［17］輸入貯氣罐，再經(jīng)過(guò)沼氣鍋爐［4］生產(chǎn)蒸氣輸入酸化池［2］，對(duì)酸化液進(jìn)行保溫加熱。余氣可用于生產(chǎn)、生活使用。在水封彎管［18］的頂部安裝有壓差補(bǔ)償管［19］，以平衡排放口［20］與發(fā)酵器［14］內(nèi)的壓差，防止處理水排放時(shí)的涌噴和虹吸現(xiàn)象，使厭氧發(fā)酵器不承受高壓和負(fù)壓。整個(gè)厭氧處理工段采用上流式發(fā)酵，各個(gè)厭氧發(fā)酵器的進(jìn)料管從上部進(jìn)入，管口伸入底面，使料液以一定的速度和壓力從發(fā)酵器底部通過(guò)污泥床向上流動(dòng)，以提高消化率。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)合理。處理后的廢水，COD含量為80～120mg／L，低于國(guó)標(biāo)200mg／L，去除率穩(wěn)定在92％以上；懸浮物含量40～80mg／；低于國(guó)標(biāo)250mg／L；平均消化率在95％以上；大腸菌指標(biāo)低于2300個(gè)／L，低于國(guó)標(biāo)5000個(gè)／L，降解率大于96％；細(xì)菌總數(shù)低于2000／mL，降解率大于99％。本裝置不僅能較好地處理廢水中的有機(jī)物且能消除和抑制廢水中的細(xì)菌，特別適宜于處理高濃度屠宰廢水，噸廢水處理成本比好氧工藝處理系統(tǒng)低75％，廢水處理和生產(chǎn)沼氣綜合利用，且投資小，占地少，具有顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求1.一種兩步發(fā)酵式厭氧消化器，由提料泵[6]、厭氧發(fā)酵器[7、14]、射流泵[11]組成的，其特征是由滯留池[1]、酸化池[2]組成的酸化處理裝置，和由兩個(gè)或多個(gè)呈串聯(lián)布置的厭氧發(fā)酵器[7、14]組成的厭氧處理裝置，和由射流泵[1]、射流器[9、16]、液流管[12、13]組成的液流攪拌裝置，和水封彎管[18]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧消化器，其特征是射流泵［11］的輸入端經(jīng)液流管［12］分別連接在厭氧發(fā)酵器［7、14］的中部，射流泵［11］的輸出端經(jīng)液流管［13］分別連接射流器［9、16］。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧消化器，其特征是射流器［9、16］，它由分流器［21］，射流管［22］組成，射流管的端部的噴咀與安裝平面的夾角為40°－50°，與通過(guò)射流管軸線垂直面的夾角為10°－20°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧消化器，其特征是多個(gè)厭氧發(fā)酵器［7、14］的頂端分別與沼氣富集管［17］連接后接貯氣罐［5］。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧消化器，其特征是水封彎管［18］為雙U形管盤曲，垂直安裝，在安裝位置的上方設(shè)計(jì)有壓差補(bǔ)償管［19］。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧消化器，其特征是厭氧發(fā)酵器內(nèi)的微生物著床材料，為竹片著床材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種兩步發(fā)酵式厭氧消化器。它根據(jù)厭氧發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌二大類微生物不同的生長(zhǎng)特性，采取獨(dú)立的滯留酸化裝置和串聯(lián)式厭氧處理裝置和獨(dú)特的液流攪拌裝置，對(duì)微生物著床材料進(jìn)行特別選材，以及防止裝置內(nèi)產(chǎn)生高壓和負(fù)壓的設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)合理。COD去除率穩(wěn)定在92％以上，懸浮性固體平均消化率在95％以上，大腸菌和細(xì)菌總數(shù)降解率均在98％以上。
文檔編號(hào)C02F3/28GK2143226SQ9221794
公開(kāi)日1993年10月6日 申請(qǐng)日期1992年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月26日
發(fā)明者趙文斌, 胡其升 申請(qǐng)人:湖南萬(wàn)利食品工業(yè)集團(tuán)公司