一种燃料乙醇废水处理装置的制作方法

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种燃料乙醇废水处理装置。

背景技术：

燃料乙醇产业在我国属于新兴产业，其作为替代燃料的使用有着较为广阔的市场和前景。我国先后在河南、黑龙江等两省开展车用燃料乙醇汽油的试用推广。经过多年的试点和推广使用，我国在车用燃料乙醇汽油的生产、混配、储运及销售等各个方面均拥有成熟可靠的技术。截至目前，我国建成投产的燃料乙醇企业的满负荷产能合计102万吨/年。按照混合汽油中燃料乙醇含量10％计算，我国已形成年混配1020万吨生物乙醇汽油的能力。

燃料乙醇的生产过程和食用乙醇类似，燃料乙醇废水的性质也和食用乙醇的废水性质类似。燃料乙醇生产过程中的废水主要来源于以下3个部分：蒸馏发酵工段中排出的酒精废糟；清洁生产设备产生的冲洗废水；蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等工段需要的冷却水。据估算，为了生产1吨乙醇产品，在生产过程中需要排放高浓度有机废水14～15吨，其中的有机物总含量为0.7～1吨。其污染物主要为以下几类：悬浮在废水中的固体不溶物、油脂、淀粉和胶等以及溶解在水中的糖、酸、碱、盐等；燃料乙醇废水的温度可达100℃左右；且其中悬浮物含量很高，有机物占总重的94％～95％，灰分占总重6％～7％；废水的观感混浊、色度高、易腐败。燃料乙醇废水是一种高浓度有机废水，其cod浓度达到8×10⁴mg/l～10×10⁴mg/l，因此必须对其进行处理。

目前燃料乙醇废水的处理主要采用厌氧+好氧生物处理工艺，但存在着运行成本较高、系统运行不稳定等状况，造成很多燃料乙醇生产企业面临着废水处理达标困难、处理能耗高等问题。因此，亟需高效、低耗的燃料乙醇废水处理技术及工艺。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述燃料乙醇废水处理中的问题，本发明提供一种燃料乙醇废水处理装置，包括调节池、沉淀滤池、填料厌氧池、循环生化池、砂滤池和清水池；调节池、沉淀滤池、填料厌氧池、循环生化池、砂滤池和清水池依次连通。

所述的调节池包括调节池进水管和调节池出水管，用于调节废水的水质和水量。

所述的沉淀滤池从池底部向上依次为固积区、布水区、过滤区和分离区。所述的固积区位于整个池的最下部；所述的固积区设计成锥形结构，收集来自上部的比重大的物质，锥形结构的底部设有沉淀滤池排放阀。所述的布水区内设有沉淀滤池进水管和沉淀滤池布水管，沉淀滤池进水管连通调节池出水管，所述的沉淀滤池布水管设置成同心圆形状。所述的过滤区设有沉淀滤池滤料，所述的沉淀滤池滤料由砾石制成。所述的分离区的上部设有沉淀滤池三相分离器，所述的沉淀滤池三相分离器包括导流板和位于导流板下方与导流板配合使用的三角导流环，所述的三角导流环安装在沉淀滤池的内壁上，所述的导流板的上部为圆柱形，所述的导流板的下部呈喇叭状，所述的导流板的下部的内径大于三角导流环的内径；导流板的外侧设有沉淀滤池溢水堰，沉淀滤池溢水堰连接沉淀滤池出水管。具体的，所述的沉淀滤池中上部为圆柱形、下端为圆锥形池体，池体体积大小根据待处理水量的多少而定，采用立式竖直放置。

所述的沉淀滤池出水管与填料厌氧池进水管连通。

所述填料厌氧池包括通过折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段，所述兼氧段首端设有用于供入废水的填料厌氧池进水管，兼氧段末端与缺氧段首端连通，缺氧段末端与厌氧段首端连通，所述缺氧段和厌氧段进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用；厌氧段末端设有填料厌氧池三相分离器和填料厌氧池溢水堰，填料厌氧池溢水堰连接填料厌氧池出水管；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段底部设计成锥形结构，锥形结构连接填料厌氧池污泥排放阀；填料厌氧池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有填料厌氧池集气管；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料厌氧池填料。

所述循环生化池包括通过椭圆形外围墙、弧形隔流墙和圆形内围墙分隔成的厌氧区、缺氧区、兼氧区、曝气区和沉淀区。所述厌氧区位于循环生化池的最里部和圆形内围墙的内侧，厌氧区底部设有循环生化池进水管和污泥回流管，循环生化池进水管连通填料厌氧池出水管；圆形内围墙上和朝向缺氧区的一侧的水面下设有厌氧区出水口，所述厌氧区设计有圆锥形上盖，所述圆锥形上盖顶端设有循环生化池集气管，所述厌氧区设有废水搅拌装置。所述缺氧区位于圆形内围墙和弧形隔流墙之间，缺氧区的水面下设有废水搅拌和推流装置。所述兼氧区位于圆形内围墙和椭圆形外围墙之间。所述曝气区位于弧形隔流墙和椭圆形外围墙之间。所述曝气区设有表曝机，一方面对废水进行曝气，另一方面推动废水流动。所述曝气区下部设有曝气调控系统，所述曝气调控系统包括循环生化池曝气盘、循环生化池鼓风机和溶解氧测量调控装置；所述的循环生化池曝气盘是设置有微孔的微孔式曝气盘。所述循环生化池曝气盘连接循环生化池鼓风机，循环生化池鼓风机设置在循环生化池外，曝气区的废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控循环生化池鼓风机工作。所述沉淀区位于椭圆形外围墙的外侧和曝气区的末端；沉淀区的中部和我椭圆形外围墙上设有沉淀区进水口，沉淀区的两端设有沉淀区出水口，沉淀区的出水口处设有循环生化池三相分离器，沉淀区出水口上部设有循环生化池溢水堰，循环生化池溢水堰连通循环生化池出水管，沉淀区底部设计成锥形结构，锥形结构的下端设置有循环生化池污泥排放阀，循环生化池污泥排放阀连接剩余污泥排放管和污泥回流管。

循环生化池处理后的水进入砂滤池，砂滤池过滤处理后的水进入清水池回用。

采用上述燃料乙醇废水处理装置进行废水处理的步骤如下：

①废水通过调节池进水管进入调节池，调节水质和水量。

②废水通过调节池出水管、沉淀滤池进水管和沉淀滤池布水管进入布水区内，沉淀滤池布水管实现均匀布水，废水上升经过沉淀滤池滤料过滤，沉淀滤池三相分离器实现固液分离，固体在重力的作用下下沉到固积区的下部，通过底部的沉淀滤池排放阀排出；分离后的废水通过沉淀滤池溢水堰、沉淀滤池出水管进入填料厌氧池进水管。

③废水通过填料厌氧池进水管进入填料厌氧池的下部；废水进入填料厌氧池后沿折流板上下前进，依次通过兼氧段、缺氧段和厌氧段的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，填料厌氧池填料和折流板的阻挡作用与污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触。兼氧段的兼性菌、缺氧段和厌氧段的异养菌将废水中的有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物。

④厌氧反应后的废水在厌氧段末端设有的填料厌氧池三相分离器的作用下实现泥、水和甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到填料厌氧池的下部，多余的污泥通过底部的填料厌氧池污泥排放阀排出；填料厌氧池产生的甲烷废气通过反应池顶部的填料厌氧池集气管收集排放；处理后的废水通过填料厌氧池溢水堰和填料厌氧池出水管进入循环生化池进水管。

⑤废水通过循环生化池进水管进入循环生化池的厌氧区，在厌氧区发生有机物的降解和有机氮的氨化作用，并进行磷的释放，厌氧区的废水搅拌装置避免污泥沉降，厌氧区产生的甲烷废气通过厌氧区顶部的循环生化池集气管收集利用；厌氧反应后的废水通过厌氧区出水口进入缺氧区，缺氧区设有的废水搅拌和推流装置使废水与其内的微生物群体充分混合，在缺氧状态下，以有机物为碳源,在反硝化菌的作用下硝态氮被还原为氮气而从水中去除；废水继续流动进入兼氧区，来自缺氧区和曝气区的废水在兼氧区内充分混合，兼性菌、异养菌将废水中的有机物进一步降解，然后混合反应后的废水在搅拌和推流装置的作用下一部分进入缺氧区，一部分进入曝气区；循环生化池曝气盘是设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保水中的溶解氧大于2mg/l，在曝气区内有机物被降解，氨氮氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮,还发生磷的吸收反应；在曝气区的末端，一部分废水流入兼氧区，一部分废水进入沉淀区，循环生化池三相分离器实现泥水分离，污泥在重力的作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的循环生化池污泥排放阀排出，循环生化池污泥排放阀排出的沉淀污泥一部分通过污泥回流管回流到厌氧区，一部分作为剩余污泥通过剩余污泥排放管排放；废水通过循环生化池溢水堰和循环生化池出水管进入进入砂滤池进水管。

⑥循环生化池出水管排出的水进入砂滤池，砂滤池过滤处理后的水进入清水池回用。

⑦沉淀滤池产生的沉淀物、填料厌氧池与循环生化池排放的剩余污泥脱水后外运。

本发明的有益效果是：因地制宜，基建投资少，维护方便，能耗较低，对废水具有比较好的处理效果，能够实现废水资源化，对废水进行综合利用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的沉淀滤池的结构示意图。

图1中：1.沉淀滤池，1-1.固积区，1-2.布水区，1-3.过滤区，1-4.分离区，1-5.沉淀滤池排放阀，1-6.沉淀滤池进水管，1-7.沉淀滤池布水管，1-8.沉淀滤池滤料，1-9.沉淀滤池三相分离器，1-10.沉淀滤池溢水堰。

图2是本发明实施例填料厌氧池的结构示意图。

图2中：2.填料厌氧池，2-1.折流板，2-2.兼氧段，2-3.缺氧段，2-4.厌氧段，2-5.填料厌氧池进水管，2-6.填料厌氧池三相分离器，2-7.填料厌氧池溢水堰，2-8.填料厌氧池污泥排放阀，2-9.上盖，2-10.填料厌氧池集气管，2-11.填料厌氧池填料。

图3是本发明实施例循环生化池的结构示意图；图4是循环生化池的沉淀区的结构示意图。

图3、图4中：3.厌氧区，3-1.厌氧区出水口，4.缺氧区，4-1.废水搅拌和推流装置，5.兼氧区，6.曝气区，6-1.表曝机，6-2.循环生化池曝气盘，7.沉淀区，7-1.沉淀区进水口，7-2.循环生化池三相分离器，7-3.循环生化池溢水堰，7-4.循环生化池污泥排放阀，8.椭圆形外围墙，9.弧形隔流墙，10.圆形内围墙。

图5是本发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例

如图1～图5所示，本发明一种燃料乙醇废水处理装置，包括调节池、沉淀滤池1、填料厌氧池2、循环生化池、砂滤池和清水池,调节池、沉淀滤池1、填料厌氧池2、循环生化池、砂滤池和清水池依次连通。

所述的调节池包括调节池进水管和调节池出水管，用于调节废水的水质和水量。

所述的沉淀滤池1从池底部向上依次为固积区1-1、布水区1-2、过滤区1-3和分离区1-4。所述的固积区1-1位于整个池的最下部；所述的固积区设计成锥形结构，收集来自上部的比重大的物质，锥形结构的底部设有沉淀滤池排放阀1-5。所述的布水区内设有沉淀滤池进水管1-6和沉淀滤池布水管1-7，沉淀滤池进水管1-6连通调节池出水管，所述的沉淀滤池布水管1-7设置成同心圆形状。所述的过滤区设有沉淀滤池滤料1-8，所述的沉淀滤池滤料1-8由砾石制成。所述的分离区的上部设有沉淀滤池三相分离器1-9，所述的沉淀滤池三相分离器1-9包括导流板和位于导流板下方与导流板配合使用的三角导流环，所述的三角导流环安装在沉淀滤池的内壁上，所述的导流板的上部为圆柱形，所述的导流板的下部呈喇叭状，所述的导流板的下部的内径大于三角导流环的内径；导流板的外侧设有沉淀滤池溢水堰1-10，沉淀滤池溢水堰1-10连接沉淀滤池出水管。具体的，所述的沉淀滤池中上部为圆柱形、下端为圆锥形池体，池体体积大小根据待处理水量的多少而定，采用立式竖直放置。

所述的沉淀滤池出水管与填料厌氧池进水管连通。

所述填料厌氧池2包括通过折流板2-1分隔成的兼氧段2-2、缺氧段2-3和厌氧段2-4，所述兼氧段2-2首端设有用于供入废水的填料厌氧池进水管2-5，兼氧段2-2末端与缺氧段2-3首端连通，缺氧段2-3末端与厌氧段2-4首端连通，所述缺氧段2-3和厌氧段2-4的进水一侧折流板的下部设置有45度的转角，以避免水流进入时产生的冲击作用，从而起到缓冲水流和均匀布水的作用；厌氧段2-4末端设有填料厌氧池三相分离器2-6和填料厌氧池溢水堰2-7，填料厌氧池溢水堰2-7连接填料厌氧池出水管；所述兼氧段2-2、缺氧段2-3和厌氧段2-4底部设计成锥形结构，锥形结构连接填料厌氧池污泥排放阀2-8；填料厌氧池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的上盖2-9设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有填料厌氧池集气管2-10；所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有填料厌氧池填料2-11。

所述的循环生化池包括通过椭圆形外围墙8、弧形隔流墙9和圆形内围墙10分隔成的厌氧区3、缺氧区4、兼氧区5、曝气区6和沉淀区7。所述厌氧区3位于循环生化池的最里部和圆形内围墙10的内侧，厌氧区底部设有循环生化池进水管和污泥回流管，循环生化池进水管连通填料厌氧池出水管；圆形内围墙10上和朝向缺氧区的一侧的水面下设有厌氧区出水口3-1，所述厌氧区3设计有圆锥形上盖，所述圆锥形上盖顶端设有循环生化池集气管，厌氧区设有废水搅拌装置。所述缺氧区4位于圆形内围墙10和弧形隔流墙9之间，所述缺氧区4设有废水搅拌和推流装置4-1。所述兼氧区5位于圆形内围墙10和椭圆形外围墙8之间。所述曝气区6位于弧形隔流墙9和椭圆形外围墙8之间。所述曝气区6设有表曝机6-1，一方面对废水进行曝气，另一方面推动废水流动。所述曝气区6下部设有曝气调控系统，所述曝气调控系统包括循环生化池曝气盘6-2、循环生化池鼓风机和溶解氧测量调控装置；进一步，所述的循环生化池曝气盘6-2是设置有微孔的微孔式曝气盘，所述循环生化池曝气盘6-2连接循环生化池鼓风机，循环生化池鼓风机设置在循环生化池外，曝气区的废水水面下设置溶解氧测量调控装置，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作。所述沉淀区7位于椭圆形外围墙8的外侧和曝气区6的末端；沉淀区的中部和椭圆形外围墙上设有沉淀区进水口7-1，沉淀区的两端设有沉淀区出水口，沉淀区的出水口处设有循环生化池三相分离器7-2，沉淀区出水口上部设有循环生化池溢水堰7-3，循环生化池溢水堰连通循环生化池出水管，沉淀区底部设计成锥形结构，锥形结构的下端设置有循环生化池污泥排放阀7-4，循环生化池污泥排放阀7-4连接剩余污泥排放管和污泥回流管。

循环生化池出水管排出的水进入砂滤池，砂滤池过滤处理后的水进入清水池回用。

采用上述燃料乙醇废水处理装置进行废水处理的步骤如下：

①废水通过调节池进水管进入调节池，调节水质和水量。

②废水通过调节池出水管、沉淀滤池进水管1-6和沉淀滤池布水管1-7进入布水区1-2内，沉淀滤池布水管1-7实现均匀布水，废水上升经过沉淀滤池滤料1-8过滤，沉淀滤池三相分离器1-9实现固液分离，固体在重力的作用下下沉到固积区1-1的下部，通过底部的沉淀滤池排放阀1-5排出；分离后的废水通过沉淀滤池溢水堰1-10、沉淀滤池出水管进入填料厌氧池进水管2-5。

③废水通过填料厌氧池进水管2-5进入填料厌氧池2的下部；废水进入填料厌氧池后沿折流板上下前进，依次通过兼氧段2-2、缺氧段2-3和厌氧段2-4的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动和沼气上升的作用而运动，填料厌氧池填料2-11和折流板的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水中的有机物充分接触。兼氧段2-2的兼性菌、缺氧段2-3和厌氧段2-4的异养菌将废水中的有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物。

④厌氧反应后的废水在填料厌氧池三相分离器2-6的作用下实现泥、水和甲烷气的分离，污泥在重力的作用下下沉到填料厌氧池的下部，多余的污泥通过底部的填料厌氧池污泥排放阀2-8排出；填料厌氧池产生的甲烷废气通过填料厌氧池集气管2-10收集排放；废水通过填料厌氧池溢水堰2-7、填料厌氧池出水管进入循环生化池进水管。

⑤废水通过循环生化池进水管进入循环生化池的厌氧区3，在厌氧区发生有机物的降解、有机氮的氨化作用，并进行磷的释放，厌氧区的废水搅拌装置避免污泥沉降，厌氧区产生的甲烷废气通过循环生化池集气管收集利用。厌氧反应后的废水通过厌氧区出水口3-1进入缺氧区4，缺氧区设有的废水搅拌和推流装置4-1使废水与其内的微生物群体充分混合，在缺氧状态下，以有机物为碳源，在反硝化菌的作用下硝态氮被还原为氮气而从水中去除。废水继续流动进入兼氧区5，来自缺氧区4和曝气区6的废水在兼氧区内充分混合，兼性菌、异养菌将废水中的有机物进一步降解，然后混合反应后的废水在搅拌和推流装置的作用下，一部分进入缺氧区4，一部分进入曝气区6。曝气区6的循环生化池曝气盘6-2是设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保水中的溶解氧大于2mg/l，在曝气区内有机物被降解，氨氮氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，还发生磷的吸收反应。在曝气区6的末端，一部分废水流入兼氧区5，一部分废水进入沉淀区7，沉淀区的循环生化池三相分离器7-2实现泥水分离，污泥在重力的作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的循环生化池污泥排放阀7-4排出，循环生化池污泥排放阀7-4排出的沉淀污泥一部分通过污泥回流管回流到厌氧区3，一部分作为剩余污泥通过剩余污泥排放管排放。废水通过循环生化池溢水堰7-3、循环生化池出水管进入进入砂滤池进水管。

⑥循环生化池出水管排出的水进入砂滤池，砂滤池过滤处理后的水进入清水池回用。

⑦沉淀滤池1产生的沉淀物、填料厌氧池2与循环生化池排放的剩余污泥脱水后外运。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。