一种工业废水的低温厌氧处理装置及其处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废水处理领域，尤其涉及工业废水的厌氧处理装置及其处理工艺。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的发展，国家层面对环境治理的深度和措施日益增加，在有效控制面源污染的前提下，加大污水站的投入和建设速度，实现了城镇污染面源控制和污水管网遍布的局面，遏制了大规模污染的发生。
[0003]厌氧处理是回收能源、降低好氧负荷重要途径。随着人力、电力、蒸汽费用的提升，厌氧预处理是减少治污企业运行费用、提升处理效率的重要途径。
[0004]当前，常规的厌氧处理过程包括:酸化水解、产酸、产甲烷三个主要阶段。在饮料食品等领域，厌氧往往能够实现产生大量的甲烷气体，从而实现资源化的目的。在精细化工、合成类制药、鲁奇炉煤制气领域，因系统中存在大量的对微生物具有抑制性的物质(有机物包括持久性毒性物质、无机物包括硫酸盐、硝酸盐等)，从而将系统抑制在酸化水解及产酸两个阶段，产甲烷量相对较少。这个过程中，提高废水可生化性、降低废水毒性、削减废水中有机物含量是厌氧处理的主要目的。
[0005]目前，厌氧反应器的主要形式包括USAB(上升式污泥流化床)、EGSB (外循环厌氧反应器)、IC(帕克公司内循环厌氧反应器)，不同种类厌氧反应器在各个领域发挥着积极作用。特别在造纸、啤酒、木薯酒精等行业展现着高效率。然后，上述厌氧反应器主要适合在B/C比较高的有机废水、运行温度需要控制在34?37度的中温范围、pH需要控制在7?
7.5的产甲烷菌适应值范围内。针对以废水毒性高、B/C比低的工业废水，其若需要维系稳定的温度以及PH值，必然造成现场运行过程中大量的复杂性操作。
[0006]在高毒性、低B/C比的工业废水中，在产甲烷为非主要预处理目的时，减少外加蒸汽、提升废水的温度耐受度成为主要考虑因素。
[0007]中国发明专利2201410454215公开了一种厌氧产甲烷厌氧氨氧化联合处理大豆蛋白废水装置及方法，其采用三步法，即污泥接种、启动阶段、连续运行等措施，实现厌氧处理的高效率。实际问题是厌氧氨氧化过程难以在短时间内实现，需要调试一年甚至更长的时间，整个设计仅仅是厌氧反应器的应用过程。
[0008]中国发明专利201410311505公开了一种木薯酒精废水全醪高温发酵罐补水系统，其设置于发酵罐底部的伞状分水器，布水管分两层，外层的布水管在发酵罐液面上采用316L不锈钢外层布水管，在液面以下采用碳钢无缝钢管，外层与内层中间利用醪液形成自然水封，保证没有沼气外泄，内层的布水支管通过一个法兰连接一个设置于发酵罐外的布水器。木薯酒精行业厌氧反应器已经比较成熟，仅仅是改变布水的模式并没有提高系统的去除效率，同时热平衡(沼气产生热量与能源消耗之间)难以实施。
[0009]中国发明专利201410213250公开了一种厌氧-好氧-微生物絮凝强化处理废水的方法，废水首先投加PAC(絮凝剂)，然后进入厌氧反应器、好氧反应器，在二沉池出水加入7.5%的微生物絮凝剂以及体积浓度为5%的氯化钙溶液，混合8?1min后通过粒径为3?5_的高性能陶瓷滤料和铺设在其底部的石英砂层，出水进入凹凸棒粉吸附池脱色反应。此为南京大学开发的一条工艺流程，对厌氧系统缺乏必要的考虑，仅仅是将混凝沉淀预处理以及末端增加了类似于微絮凝系统的过滤以及凹凸棒粉脱色池。本工艺对适合的工业废水缺乏详细的描述。
[0010]中国发明专利CN201410196037公开了一种一种用于染料宜春废水二级厌氧处理的高效厌氧反应器，其核心是在自下而上分为四个区域，分别是完全混合区、第一循环区、第二内循环区以及固液分离去，所述完全混合区由下至上设置。其发明针对系统污泥容易通过三相分离器跑泥，设置了两套三相分离器，这种设置并不能改善污泥的分离性能(分离性能主要取决于上升流速和污泥的性质)，难以满足工业废水系统中的厌氧处理效率和分离要求。
[0011]中国发明专利CN201420160931公开了一种有机废水厌氧处理装置，通过布水系统、气液分离系统、内部循环系统以及外部循环系统从而实现高效的处理雄，然后上述系统仍旧维持厌氧池维持必要的温度和初始pH。
[0012]中国发明专利CN201410110936公开了一种高浓度难降解有机废水模块化梯级内循环厌氧降解装置，其发明提供了一种高浓度难降解有机废水模块化的处理系统，每个厌氧反应室均设有推进器和降液管，一室连接一室，每个室菌落不同，从而形成高效的降解过程。微生物在生化降解过程中，微生物代谢产物存在会影响出水的水质和后续的微生物降解性，然后此厌氧系统未考虑微生物所需的温度以及系统的高效回流问题。
[0013]综上所述，厌氧处理系统需要维系较高的反应温度，当下一系列厌氧反应器的专利仅仅是对布水系统、搅拌系统等方面的适当优化，缺乏对整个系统动力学和热力学的关注，特别是需要维系一定的温度才能维系厌氧的高效率。
[0014]为解决目前厌氧反应器需要维持30度以上的高温进行反应，急需提出一种经济、可行、处理效率高的低温厌氧废水处理工艺。
【发明内容】
[0015]为解决目前精细化工、化学合成类制药、鲁奇炉工业废水存在的厌氧去除率低、厌氧反应需要维系30度以上高温的问题，本发明提出一种工业废水的低温厌氧处理装置及其处理工艺。
[0016]本发明可通过以下技术方案予以实现:
[0017]一种工业废水的低温厌氧处理装置，包括依次连接的调节池、低温厌氧水解单元和后续处理系统，所述低温厌氧水解单元底部设置有穿孔搅拌管，低温厌氧水解单元垂直于底部设置的若干防短流板将所述低温厌氧水解单元内填料分成若干模块，所述低温厌氧水解单元的进口管路上设置有一进水电磁流量计，出口管路上设置有回流电磁流量计，还设有一在线温度计；所述低温厌氧水解单元还连接一含有废弃风机的废弃处理装置，所述穿孔搅拌管用曝气风机曝气。
[0018]作为优选的技术方案:
[0019]本发明的低温厌氧处理装置，所述低温厌氧水解单元和后续处理系统之间设置有止回阀。
[0020]本发明还提出通过以上低温厌氧处理装置实现的处理工艺，所述低温厌氧水解单元采用的填料为聚乙二醇-缩甲醛纤维，分为若干单片丝并用尼龙绳固定连接在环片上，每个模块内环片竖直间距为60?80mm，水平环片中心间距为150?200mm，单片丝尺寸为8cm，单片丝干重2?3g/片。
[0021]作为优选的技术方案:
[0022]本发明的处理工艺，所述处理的废水为化学合成类制药废水、精细化工生产废水、纺织工业废水、洗涤行业废水、鲁奇炉工艺废水。
[0023]本发明的处理工艺，所述处理的废水COD浓度小于10000mg/L，TDS小于6000mg/L，温度高于15摄氏度。
[0024]本发明的处理工艺，使用所述进水在线温度控制器设置回流比，回流比控制在50?400%之间。
[0025]本发明的处理工艺，所述处理的废水进入所述低温厌氧水解单元补充氨氮和磷酸盐，COD、氨氮和硫酸盐之间的质量比为200:4:1?200:8:1，氨氮采用尿素，磷酸盐采用磷酸二氢钾或者磷酸氢二钾。
[0026]本发明的处理工艺，根据所述处理装置处理废水的停留时间，模块设置为6?9小时/个，根据COD的浓度1000mg/L设置2?4个。
[0027]由于采用以上技术方案，本发明具有以下有益效果:
[0028](I)在温度高于15摄氏度时，能够维持高效的反应效率；
[0029](2)设置自控仪表，迅速调整系统的运行状况；
[0030](3)采用的醛化填料为聚乙二醇-缩甲醛系列，相对于弹性填料，效率高、挂膜效果好，形成稳定的厌氧、兼氧、好氧菌胶团层。
[0031](4)针对厌氧反应设置数个的反应模块，从而实现不同梯度的厌氧反应过程。
[0032]本发明在进水COD浓度小于10000mg/L时，系统通过回流比设计能够稳定运行。在进水浓度小于4000mg/L时，往往去除率可以高于80%。本发明不产生二次污染，也没有让污染物转移，在温度高于15摄氏度时，具有高效的处理效率。与现有技术相比，本发明能够在进水温度高于15摄氏度时维系高效的处理效率，同时，本发明充分考虑的废水净化过程中厌氧系统反应的热力学和动力学因素，减少了业主的管理和运行成本。
【附图说明】
[0033]图1为本发明一种工业废水的低温厌氧处理装置结构示意图。
[0034]图中:
[0035]I 一调节池2—提升栗3—低温厌氧水解单兀4