污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理方法_2

文档序号:9659134阅读:来源:国知局
烧段焚烧,彻底无害化,干燥脱水的尾气经过尾气洗涤器12除味后排放,洗涤水返回 到污水处理系统二次处理。
[0012] 厌氧反应器8由污泥干燥机13、沼气储存区15、固液分离区16、循环水出口 17、内 循环栗18、循环液进口 19、循环液分布器20、沼渣沉淀区21、积渣斗22、排渣控制阀门23和 泥浆栗24构成,污泥干燥机13由钢质容器构成,内部涂有防腐材料,设备顶部设有沉降分 离区14,沉降分离区14上部为沼气储存区15,下部为固液分离区16,固液分离区16下半 部设有内循环水出口 17,内循环栗18的两端分别与内循环水出口 17和循环液进口 19相 连接,厌氧设备8内部设有循环液分布器20,厌氧反应器8的底部设有沼渣沉淀区21和积 渣斗22,沼渣沉淀区21的下部设有排渣控制阀门23,积渣斗22与泥浆栗24相连;泥浆栗 24将泥浆大部分返回到混凝吸附综合反应池3二次利用,少量排到污泥脱水机11,在进入 污泥干燥机13,然后干燥后的污泥进入到沼气锅炉燃烧器10,焚烧后的无机残渣排放。厌 氧反应器8是本技术的关键设备,它接收来自沉淀池6的絮凝沉降产物和吸附了污染物的 吸附剂,厌氧反应器8为外循环厌氧流化床与填料床相结合的反应器,进料口在上中部, 排料口在底部,物料从上中部进入后缓慢下行到底部,同时内循环动力不断促使物料向上 移动,形成流化状态,提高传质效果,沼气的上升过程也促进了物料的悬浮。产生的沼气收 集到反应器的顶部,自动进入到沼气储罐及后续脱硫燃烧系统。
[0013] 厌氧反应器关键设计参数容积负荷及有效容积设计参数见表1。
[0014] 表 1
本发明可以处理低、中、高浓度污染物的浓度C0D从50到50000毫克/立升的无机污 染物的废水,特别是对于低、中浓度的废水处理更具有优越性,因为此时直接采用厌氧处理 该类型的污水,由于污染物浓度较低,产沼气量较小,沼气溶解于水中被水夹带走又损失一 部分,加热大量低浓度污水需要更多的能量,排水带走的热量也损失到环境中去了。而采用 混凝吸附浓缩后厌氧处理的吸附混凝剂体积大大减少,既节省了生化反应器的容积,增加 了单位容积的产气量,又减少了沼气的损失量和热损失量。
[0015] 本发明所定义的污水水质范围见表2。
[0016] 表 2
本发明所述的絮凝剂包括:常用的铝盐,铁盐,硅盐等小分子及高分子絮凝剂,常用的 天然及人工合成的有机高分子絮凝剂如淀粉基,纤维素基,甲克素基,生物絮凝剂,聚丙烯 酸系列,聚丙烯酰胺系列等等,其选用的基本原则是能够有效地絮凝脱除水中的胶体,高 分子化合物及其他类型的污染物,无论其具有生物可降解性还是生物难降解性都可以使 用,生物难降解的可以多次重复循环使用,生物可降解的则转变为沼气在回收利用了。在具 体处理不同种类和浓度的污水时通过试验选择确定。
[0017] 本发明所选用不同种类絮凝剂的使用量与水质的关系见表3。
[0018] 表 3
本发明选择的吸附剂包括:广普性吸附剂如活性炭,粉煤灰,硅藻土等等,特殊性吸附 剂如吸附氨氮的沸石,吸附有机物的大孔树脂,吸附重金属的离子交换树脂等等。吸附剂的 选择是以能够将污水中的溶解性有机物和无机重金属离子及氮磷营养物吸附脱除到一定 的排放标准为目标。在具体处理不同性质和浓度的污水时通过试验选择确定。
[0019] 本发明所用的吸附剂及使用量与水质之间的关系见表4。
[0020] 表 4
混凝吸附反应池3可以设计成一级或者多极。根据污水种类和浓度来确定,高浓度多 成分污水采用多级混凝吸附,低浓度简单成分采用一级混凝吸附。技术的确定通过试验来 确定。
[0021] 本发明中设置混凝反应的停留时间和级数与水质之间的关系见表5。
[0022] 表 5
沉淀池4的数量设计根据混凝吸附池3的数量来确定,两者是一一对应关系。沉淀池 停留时间的设计根据选用的混凝剂和吸附剂性质不同而异,以达到良好的沉淀效果,上清 液悬浮固体SS浓度不超过污水排放标准回用时不超过回用标准为依据。
[0023] 为了更严格的控制营养元素氮、磷的排放,经过混凝吸附的污水再经过化学沉淀 法脱除溶解性的氮磷,根据污水的氮磷含量及存在的状态可以采用复合沉淀法磷酸铵镁 法、氧化沉淀法折点氯化除氮同时沉淀磷以及单独沉淀法钙、铝、铁等无机盐。
[0024] 厌氧反应器8产生的沼气从反应器顶部排出后,进入脱硫器9,脱除硫化氢后沼气 进入沼气锅炉燃烧器10中燃烧,产生的热水作为厌氧反应器8的加热热源循环使用。采用 湿法氢氧化钠脱除硫化氢,产生的硫化钠结晶析出后作为副产品出售,此系统包含在脱硫 系统之内。
[0025] 沼渣脱水后的干燥采用沼气燃烧炉直接燃烧尾气,一方面蒸发了沼渣中的水分, 另一方面也吸附了沼气燃烧尾气中的有害物质,然后该沼渣进入沼气燃烧炉第二段焚烧无 害化,实现尾气的自净化过程,该部分包括在沼气锅炉燃烧器10中。
[0026] 实施例1 当污水处理量为420吨/小时大约1万吨/日,有机物浓度用C0D表示在300毫克/ 立升,处理后有机物的浓度用C0D表示在50毫克/立升,每吨水脱除C0D量为0. 25公斤,每 日脱除C0D量为2500公斤。混凝吸附过程中脱除的C0D按0. 8克C0D/克絮凝吸附剂干 基计算,则絮凝吸附剂的用量为:3. 13吨/天,1. 30吨/小时;按照沼渣含水率95%计算,湿 基混凝吸附剂为26吨/小时。当吸附平衡时间设计为1小时,混凝吸附池有效容积420立 方米,干基混凝吸附剂量1. 30吨,混凝吸附综合反应池3的悬浮物浓度为0. 3%3000毫克/ 立升。沉降池4的停留时间为3小时,有效容积为1260立方米,沉淀污泥的含水率为95%, 沉淀污泥的总体积为26吨/小时。絮凝吸附后的污泥在厌氧反应器8中的水力停留时间 设计为96小时,厌氧反应器8的有效容积为26吨/小时X96小时=2496立方米。厌氧 反应器8的脱除容积负荷为2500公斤C0D/天/2496立方米=1.00公斤C0D/立方米,天。 按照每脱除1公斤C0D产生0. 位方米沼气来计算,日产沼气1000立方米。沼气中甲烷含 量按照60%计算,每立方米的沼气热值为:21000-25000KJ/立方米,理论上日产能量为: 21-25MJ/天。沼渣的回用率按照96. 7%计算,每天排出剩余沼渣104公斤干基,污泥脱水机 11脱水后的含水率按照80%计算,每天排出湿渣520公斤,其中含水416公斤。按照蒸发脱 除30度的水分计算,脱除416公斤水份需要显热20-100度139110KJ/天0. 139MJ/天,脱 除416公斤水份需要潜热100度973772. 8KJ/天0. 974MJ/天。每天进入厌氧反应器8的 新增沼渣量为:21吨/小时X24小时=504吨/天;加热520吨沼渣从20度升温到 30度需要的热量为:21736000KJ/天21. 736MJ/天,三者需要能量总和为:22848882. 8KJ/ 天22. 848MJ/天。热量基本持平,未考虑焚烧10%的残渣放出的热量及损失的热量。
[0027] 絮凝吸附后的污水假设含有20毫克/立升的氨氮和3毫克/立升的磷酸盐,采用 氧化-沉淀法脱除残余的氮磷,达到氨氮8毫克/立升,磷酸盐1毫克/立升的目标,需要 脱除氨氮12毫克/立升,磷酸盐2毫克/立升,投加氧化沉淀剂80毫克/立升。
[0028] 实施例2 当污水处理量为420吨/小时大约1万吨/日,有机物浓度用C0D表示在1000毫克 /立升,处理后有机物的浓度用C0D表示在50毫克/立升,每吨水脱除C0D量为0. 95公斤, 每日脱除C0D量为9500公斤。混凝吸附过程中脱除的C0D按0. 8克C0D/克絮凝吸附剂 干基计算,则絮凝吸附剂的用量为:11. 875吨/天,0. 5吨/小时;按照沼渣含水率95%计 算,湿基混凝吸附剂为2. 5吨/小时。当吸附平衡时间设计为1小时,混凝吸附综合反应池 3的有效容积420立方米,干基混凝吸附剂量2. 5吨,混凝吸附综合反应池3的悬浮物浓度 0. 6%6000毫克/立升。沉淀池4停留时间为3小时,有效容积为1260立方米,沉淀污泥的 含水率为95%,沉淀污泥的总体积为50吨/小时。絮凝吸附后的污泥在厌氧反应器8中的 水停留时间设计为96小时,厌氧反应器8的有效容积为50吨/小时X96小时=4800立 方米。厌氧反应器8的脱除容积负荷为9500公斤C0D/
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