污水混凝吸附沉淀分離—分離物厭氧沼氣化再生處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境工程中的污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及污水混凝吸附沉淀分離一分離物厭 氧沼氣化再生處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染的矛盾嚴(yán)重制約了我國(guó)及世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度，我們面臨 水污染嚴(yán)重與水資源短缺兩大問(wèn)題。生物處理技術(shù)作為經(jīng)濟(jì)有效的環(huán)境工程技術(shù)已經(jīng)被廣 泛使用了 100多年，在環(huán)境保護(hù)中起到了非常重要的作用。但是，占地面積大，運(yùn)行費(fèi)用 高，仍然是生物處理的致命弱點(diǎn)。人們致力于開(kāi)發(fā)更加高效，更加節(jié)能的污水處理技術(shù)。 最近，零能耗資源化污水處理技術(shù)備受人們的關(guān)注，并飽受詬病。污水生物處理的核心是污 水中污染物的生物降解及無(wú)害化，可將其分為兩個(gè)步驟：一是污染物從水相轉(zhuǎn)移到生物相； 二是污染物在生物相中的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化。在第一個(gè)過(guò)程中，主要是物理擴(kuò)散過(guò)程，生物相周 圍的污染物濃度越高，其擴(kuò)散速度越快，進(jìn)入生物相的速度也越大，對(duì)于中高濃度的污水處 理，原水中污染物已經(jīng)足夠高了，擴(kuò)散轉(zhuǎn)移速度與生物降解速度基本適應(yīng)，對(duì)于低濃度污水 處理，需要采用適當(dāng)?shù)姆绞綕饪s污染物濃度，以便于快速擴(kuò)散到生物相，進(jìn)行快速的生物降 解。在第二個(gè)過(guò)程中，一是利用好氧微生物進(jìn)行污染物的好氧轉(zhuǎn)化，對(duì)碳?xì)湮廴疚飦?lái)說(shuō)目 標(biāo)產(chǎn)物是二氧化碳和水，在此過(guò)程中雖然污染物轉(zhuǎn)化徹底，但消耗大量分子氧，成為污水處 理的最大能量消耗，生化過(guò)程產(chǎn)生的熱量直接由廢水帶走，很難回收；二是利用厭氧微生物 進(jìn)行污染物的轉(zhuǎn)化，對(duì)碳?xì)湮廴疚飦?lái)說(shuō)目標(biāo)產(chǎn)物是甲烷和氫氣少量二氧化碳和水，關(guān)鍵是 不需要提供分子氧，減少了能量消耗，在處理過(guò)程中有能量輸出，并且污染物濃度越高產(chǎn)能 越大，更重要的是厭氧處理由于無(wú)供氧能力的限制可以適應(yīng)非常高的有機(jī)物濃度，無(wú)論是 原始濃度還是濃縮后的濃度。同時(shí)，大量研究工作表明，由于厭氧與好氧生化過(guò)程不同，兩 者降解污染物的能力和種類也有很大區(qū)別，盡管厭氧生物生長(zhǎng)速度慢，污染物轉(zhuǎn)化速度也 慢，但其可轉(zhuǎn)化污染物的種類多和對(duì)有毒有害污染物的忍受限度高，這樣，在足夠長(zhǎng)的污染 物-生物接觸時(shí)間內(nèi)，大量污染物都可以被厭氧生物轉(zhuǎn)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于上述思路，針對(duì)現(xiàn)有污水處理技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明采用混凝吸附材料將污 水中的污染物富集分離，分離目標(biāo)是使污水達(dá)到排放及回用標(biāo)準(zhǔn)。首先使污水資源化，所分 離出來(lái)的污染物送入?yún)捬跎锓磻?yīng)器，將污染物轉(zhuǎn)化為沼氣，再實(shí)現(xiàn)污染物的資源化。厭氧 所產(chǎn)生的沼氣一部分用于厭氧反應(yīng)器的保溫，提高厭氧的處理效率，保證一年四季都可以 有效的處理。厭氧處理同時(shí)也是絮凝劑吸附劑的再生過(guò)程，厭氧生化殘?jiān)涂梢苑祷氐轿?附絮凝沉降過(guò)程，二次作為吸附絮凝劑使用。定期將一部分多余的失去吸附能力的厭氧殘 渣脫水后用部分沼氣焚燒處理，徹底無(wú)害化后排放。同時(shí)該過(guò)程也將吸附在殘?jiān)系某志?性污染物焚燒處理。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：污水混凝吸附沉淀分離一分離物厭氧沼氣化再生處理技 術(shù)，其工藝流程是：將生活及各類工業(yè)廢水收集于污水收集池中，由污水提升栗將污水送 至混凝吸附綜合反應(yīng)池進(jìn)行混凝吸附反應(yīng)，將水中污染物混凝成絮狀物，同時(shí)將水溶性污 染物吸附到吸附劑上，含有絮凝物和顆粒吸附劑的污水進(jìn)入到沉降池中，沉降分離后的上 清液進(jìn)入化學(xué)沉淀回收氮磷復(fù)合肥反應(yīng)池，在經(jīng)過(guò)沉淀回收池沉淀分離后污水排放或消 毒后回用，在沉降池中沉淀分離的含有懸浮物和吸附劑的污泥用污泥栗輸送到厭氧反應(yīng)器 中，進(jìn)行污泥的厭氧沼氣化處理，厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣從反應(yīng)器頂部排出后，進(jìn)入脫硫 器，脫除硫化氫后，沼氣進(jìn)入沼氣鍋爐燃燒器燃燒，產(chǎn)生的熱水作為厭氧反應(yīng)器的加熱熱源 循環(huán)使用，在厭氧反應(yīng)器中經(jīng)過(guò)生物降解后的沼渣、含有再生后的吸附劑和降解了有機(jī)物 的絮凝劑，該混合沼渣脫水后大部分返回到混凝吸附反應(yīng)池中，再次利用于吸附混凝污染 物；經(jīng)過(guò)多次循環(huán)使用的剩余混凝吸附劑失去其脫除功能后，則經(jīng)過(guò)脫水機(jī)脫水后，用沼氣 燃燒鍋爐燃燒尾氣，在尾氣干燥機(jī)中脫水，脫水后的干泥再進(jìn)入沼氣燃燒爐的第二級(jí)固廢 燃燒段焚燒，徹底無(wú)害化，干燥脫水的尾氣經(jīng)過(guò)尾氣洗滌器除味后排放，洗滌水返回到污水 處理系統(tǒng)二次處理。
[0005] 厭氧反應(yīng)器由污泥干燥機(jī)、沼氣儲(chǔ)存區(qū)、固液分離區(qū)、循環(huán)水出口、內(nèi)循環(huán)栗、循環(huán) 液進(jìn)口、循環(huán)液分布器、沼渣沉淀區(qū)、積渣斗、排渣控制閥門(mén)和泥漿栗構(gòu)成，污泥干燥機(jī)由鋼 質(zhì)容器構(gòu)成，內(nèi)部涂有防腐材料，設(shè)備頂部設(shè)有沉降分離區(qū)，沉降分離區(qū)上部為沼氣儲(chǔ)存 區(qū)，下部為固液分離區(qū)，固液分離區(qū)下半部設(shè)有內(nèi)循環(huán)水出口，內(nèi)循環(huán)栗的兩端分別與內(nèi)循 環(huán)水出口和循環(huán)液進(jìn)口相連接，厭氧設(shè)備內(nèi)部設(shè)有循環(huán)液分布器，厭氧反應(yīng)器的底部設(shè)有 沼渣沉淀區(qū)和積渣斗，沼渣沉淀區(qū)的下部設(shè)有排渣控制閥門(mén)，積渣斗與泥漿栗相連；本發(fā) 明所處理的廢水污染物的濃度為50-50000毫克/立升，所述的絮凝劑為鋁鹽，鐵鹽，硅鹽、 淀粉基及纖維素基、甲克素基、生物絮凝劑、聚丙烯酸系列、聚丙烯酰胺系列，吸附劑為活性 炭、粉煤灰、硅藻土、沸石、大孔樹(shù)脂或離子交換樹(shù)脂?；炷椒磻?yīng)池可以設(shè)計(jì)成一級(jí)或者 多極。沉淀池的數(shù)量由混凝吸附池的數(shù)量來(lái)確定，兩者是為對(duì)應(yīng)關(guān)系。沉淀池停留時(shí)間的 設(shè)計(jì)根據(jù)選用的混凝劑和吸附劑性質(zhì)不同而異，以達(dá)到良好的沉淀效果，上清液懸浮固體 濃度不超過(guò)污水排放標(biāo)準(zhǔn)回用時(shí)不超過(guò)回用標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。
[0006] 為了更嚴(yán)格的控制營(yíng)養(yǎng)元素氮、磷的排放，經(jīng)過(guò)混凝吸附的污水再經(jīng)過(guò)化學(xué)沉淀 法脫除溶解性的氮磷，根據(jù)污水的氮磷含量及存在的狀態(tài)可以采用復(fù)合沉淀法磷酸銨鎂 法、氧化沉淀法折點(diǎn)氯化除氮同時(shí)沉淀磷以及單獨(dú)沉淀法鈣、鋁、鐵等無(wú)機(jī)鹽。
[0007] 厭氧反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣從反應(yīng)器頂部排出后，進(jìn)入脫硫單元，脫除硫化氫后沼氣 進(jìn)入沼氣鍋爐燃燒器燃燒，產(chǎn)生的熱水作為厭氧反應(yīng)器的加熱熱源循環(huán)使用。采用濕法氫 氧化鈉脫除硫化氫，產(chǎn)生的硫化鈉結(jié)晶析出后作為副產(chǎn)品出售，此系統(tǒng)包含在脫硫系統(tǒng)之 內(nèi)。
[0008] 沼渣脫水后的干燥采用沼氣燃燒爐直接燃燒尾氣，一方面蒸發(fā)了沼渣中的水分， 另一方面也吸附了沼氣燃燒尾氣中的有害物質(zhì)，然后該沼渣進(jìn)入沼氣燃燒爐第二段焚燒無(wú) 害化，實(shí)現(xiàn)尾氣的自凈化過(guò)程，該部分包括在沼氣鍋爐燃燒器中。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可以處理低、中、高濃度污染物的濃度C0D從50到 50000毫克/立升的無(wú)機(jī)污染物的廢水，特別是對(duì)于低、中濃度的廢水處理更具有優(yōu)越性， 采用混凝吸附濃縮后厭氧處理的吸附混凝劑體積大大減少，既節(jié)省了生化反應(yīng)器的容積， 增加了單位容積的產(chǎn)氣量，又減少了沼氣的損失量和熱損失量。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明的工藝流程圖 圖2是本發(fā)明的厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中：1、污水收集池，2、污水提升栗，3、混凝吸附綜合反應(yīng)池，4、沉降池，5、反應(yīng)池，6、 沉淀回收池，7、污泥栗，8、厭氧反應(yīng)器，9、脫硫器，10、沼氣鍋爐燃燒器，11、污泥脫水機(jī)，12、 尾氣洗滌器，13、污泥干燥機(jī)，14、沉降分離區(qū)，15、沼氣儲(chǔ)存區(qū)，16、固液分離區(qū)，17、循環(huán)水 出口，18、內(nèi)循環(huán)栗，19、循環(huán)液進(jìn)口，20、循環(huán)液分布器，21、沼渣沉淀區(qū)，22、積渣斗，23、排 渣控制閥門(mén)，24、泥漿栗。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合圖1、圖2及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明： 本發(fā)明的技術(shù)方案是：污水混凝吸附沉淀分離一分離物厭氧沼氣化再生處理技術(shù)，其 工藝流程是：將生活及各類工業(yè)廢水收集于污水收集池1中，由污水提升栗2將污水送至混 凝吸附綜合反應(yīng)池3進(jìn)行混凝吸附反應(yīng)，將水中污染物混凝成絮狀物，同時(shí)將水溶性污染 物吸附到吸附劑上，含有絮凝物和顆粒吸附劑的污水進(jìn)入到沉降池4中，沉降分離后的上 清液進(jìn)入化學(xué)沉淀回收氮磷復(fù)合肥反應(yīng)池5，經(jīng)過(guò)沉淀回收池6沉淀分離后，污水排放或 消毒后回用，在沉降池4中沉淀分離的含有懸浮物和吸附劑的污泥用污泥栗7輸送到厭氧 生物反應(yīng)器8中，進(jìn)行污泥的厭氧沼氣化處理。厭氧產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)脫硫器9脫除硫化氫 后送到沼氣鍋爐燃燒器10,燃燒所產(chǎn)生的熱水用于厭氧反應(yīng)器8的加熱與保溫，在厭氧反 應(yīng)器8中經(jīng)過(guò)生物降解后的沼渣、含有再生后的吸附劑和降解了有機(jī)物的絮凝劑，該混合 沼渣脫水后大部分返回到混凝吸附綜合反應(yīng)池3中，再次利用于吸附混凝污染物；經(jīng)過(guò)多 次循環(huán)使用的剩余混凝吸附劑失去其脫除功能后，則經(jīng)過(guò)脫水機(jī)11脫水，沼氣鍋爐燃燒器 10的燃燒尾氣在尾氣干燥機(jī)13脫水，脫水后的干泥再進(jìn)入沼氣鍋爐燃燒器10的第二級(jí)固 廢燃