生化工业污水处理系统的制作方法

1.本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及生化工业污水处理系统。


背景技术：

2.微生物处理目前最经济的污水处理方式，经过近百年的发展，已在市政污水、工业污水等领域发挥了重要的作用。
3.而水解酸化与缺氧好氧的处理工艺在工业污水处理方面具有良好的应用前景，但也面临着一些问题。
4.在现有技术的水解酸化反应中，泥水的充分混合是高效反应的前提，现有水解为提高泥水混合效果，有些采用分支均匀布水及保证上升流速，其存在布水点易堵塞导致布水不均而短流、难以检修的困难，有些采用机械混合，存在厌氧环境易发生机械故障的问题；此外，现有水解反应在厌氧条件下进行，易产生部分臭气，增加了废气处理的成本。
5.在现有技术的好氧反应中，由于氧气在水中溶解度较低，导致好氧反应溶氧跟不上，而无法提高系统污泥浓度，使得好氧反应的容积负荷较低，一般低于2kgcod/m3/d，而厌氧反应由于不受溶氧的限制，虽然厌氧微生物的活性远低于好氧微生物，但其容积负荷却可高达10kgcod/m3/d至30kgcod/m3/d。为提高氧转移效率，通常做法是开发能提供更细气泡的曝气器，从穿孔曝气、微孔曝气到纳米曝气，提高气液接触面积。
6.因此，如何提高生化工业污水的处理效率降低处理成本成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

7.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供生化工业污水处理系统，实现的目的是提高生化工业污水的处理效率降低处理成本。
8.为实现上述目的，本发明公开了生化工业污水处理系统，包括通过水路依次连接的水解酸化器、三相分离器、缺氧反应器、好氧反应器和泥水分离器。
9.其中，所述水解酸化器通过从底部的曝气器通入氮气驱动进水和初分离污泥上下循环，使所述进水和所述初分离污泥进行泥水接触并混合，将大分子物质及部分所述污泥水解为小分子物质，形成初混物；
10.所述初混物在所述三相分离器进行分离，分离后的上清液输入所述缺氧反应器，分离后形成的所述初分离污泥回流至所述水解酸化器；
11.所述缺氧反应器通过从底部的曝气器通入氮气驱动所述上清液与二次分离污泥及硝化回流液上下循环，使所述上清液与所述二次分离污泥及硝化回流液进行泥水接触，进行混合和反硝化反应，将硝酸盐和/或亚硝酸盐还原为氮气，形成再混物；
12.所述再混物在所述好氧反应器内进行好氧微生物反应；
13.所述好氧反应器通过供氧管路从氧气储罐吸取富氧空气，通过从底部的曝气器通入所述富氧空气为内部好氧微生物供氧；
14.所述富氧空气经过增压后进入所述好氧反应器；
15.所述好氧反应器的出水进入所述泥水分离器进行泥水分离，分离后达标的所述污水排放，分流后形成的所述二次分离污泥则回流至所述缺氧反应器。
16.优选的，所述三相分离器采用重力分离或膜分离。
17.优选的，所述水解酸化器和所述三相分离器中的氮气经管路进入第一氮气循环柜；
18.所述缺氧反应器顶部通过空气管路与第二氮气循环柜连接，将氮气输入所述第二氮气循环柜；
19.所述第一氮气循环柜与所述水解酸化器之间设有包括第一氮气循环风机的第一氮气循环管路；
20.所述第二氮气循环柜与所述缺氧反应器之间设有包括第二氮气循环风机的第二氮气循环管路。
21.更优选的，所述第一氮气循环柜和所述第一氮气循环柜的压力均控制在0.053kpa至0.3kpa；
22.当第一氮气循环柜或者所述第一氮气循环柜的压力低于0.05kpa时，开启相应的所述第一氮气循环柜或者相应的所述第一氮气循环柜的氮气补气阀补充压力至0.3kpa；
23.所述第一氮气循环柜和所述第二氮气循环柜的氮气含氧量均控制在3％至10％；
24.当第一氮气循环柜或者所述第二氮气循环柜的氧量低于3％时，开启相应的所述第一氮气循环柜或者所述第二氮气循环柜的氧气补气阀补充氧气至5％。
25.更优选的，还包括空气分离器和氮气储罐；
26.所述氮气储罐和所述氧气储罐均与所述空气分离器连接，由所述空气分离器供给相应的氮气或者氧气；
27.所述氮气储罐和所述氧气储罐均通过管路分别与所述第一氮气循环柜及所述第二氮气循环柜连接。
28.优选的，所述好氧反应器的工作压力为0至0.3mpa。
29.更优选的，在所述工作压力为常压的情况，所述好氧反应器的容积负荷为3kgcod/m3/d至5kgcod/m3/d；若所述好氧反应器的所述工作压力增压到0.1mpa至0.2mpa，则容积负荷可提高到5kgcod/m3/d至10kgcod/m3/d。
30.优选的，所述供氧管路设有曝气风机，通过所述曝气风机对所述富氧空气进行增压。
31.优选的，所述泥水分离器采用重力分离或膜分离。
32.优选的，在回流至所述缺氧反应器的所述二次分离污泥及硝化回流液过多，即所述缺氧反应器内所述二次分离污泥及硝化回流液的量达到100％时，将部分所述二次分离污泥及硝化回流液分流至所述水解酸化器。
33.本发明的有益效果：
34.本发明利用空气分离装置分离氮气和氧气，分别用作搅拌和供氧，提供了良好的反应条件，提高了利用效率；
35.本发明通过向水解酸化器通入微量氧气，控制do在0.1mg/l左右，抑制厌氧反应，提高水解效率；
36.本发明将剩余污泥回流到水解酸化器水解，增加反硝化碳源，降低系统污泥产率；
37.本发明通过富氧曝气，好氧系统容积负荷提高到3kgcod/m3/d至5kgcod/m3/d，提高50％至150％；若好氧系统增压到0.1mpa至0.2mpa，则容积负荷可提高到5kgcod/m3/d至10kgcod/m3/d，提高150％至400％。
38.本发明为全密闭反应器，高效利用氮气、氧气。
39.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
40.图1示出本发明一实施例的结构示意图。
具体实施方式
41.实施例
42.如图1所示，生化工业污水处理系统，包括通过水路依次连接的水解酸化器1、三相分离器2、缺氧反应器3、好氧反应器4和泥水分离器5。
43.其中，水解酸化器1通过从底部的曝气器通入氮气驱动进水和初分离污泥上下循环，使进水和初分离污泥进行泥水接触并混合，将大分子物质及部分污泥水解为小分子物质，形成初混物；
44.初混物在三相分离器2进行分离，分离后的上清液输入缺氧反应器3，分离后形成的初分离污泥回流至水解酸化器1；
45.缺氧反应器3通过从底部的曝气器通入氮气驱动上清液与二次分离污泥及硝化回流液上下循环，使上清液与二次分离污泥及硝化回流液进行泥水接触，进行混合和反硝化反应，将硝酸盐和/或亚硝酸盐还原为氮气，形成再混物；
46.再混物在好氧反应器4内进行好氧微生物反应；
47.好氧反应器4通过供氧管路从氧气储罐6吸取富氧空气，通过从底部的曝气器通入富氧空气为内部好氧微生物供氧；
48.富氧空气经过增压后进入好氧反应器4；
49.好氧反应器4的出水进入泥水分离器5进行泥水分离，分离后达标的污水排放，分流后形成的二次分离污泥则回流至缺氧反应器3。
50.本发明通过依次对污水进行水解、缺氧反应和好氧反应进行处理。
51.其中，采用氮气做搅拌和循环混合，将氮气在水解酸化器1、缺氧反应器3、内实现搅拌和循环混合，并且可以循环利用，耗气量更小。
52.好氧反应器4通过对富氧空气进行增压为内部好氧微生物高效提供溶解氧，以维持不同的污泥浓度下的好氧反应容积负荷；由于好氧反应器4中的氧分压高，所以氧气传递动力高、传递速率快，可以满足各种污泥的溶氧需要。
53.而且采用曝气器通入氮气和氧气，利用率更高。
54.在某些实施例中，三相分离器2采用重力分离或膜分离。
55.在某些实施例中，水解酸化器1和三相分离器2中的氮气经管路进入第一氮气循环柜7；
56.缺氧反应器3顶部通过空气管路与第二氮气循环柜8连接，将氮气输入第二氮气循环柜8；
57.第一氮气循环柜7与水解酸化器1之间设有包括第一氮气循环风机9的第一氮气循环管路；
58.第二氮气循环柜8与缺氧反应器3之间设有包括第二氮气循环风机10的第二氮气循环管路。
59.在实际应用中，水解酸化器1、三相分离器2收集的氮气进入第一氮气循环柜7，经第一氮气循环风机9增压后再次进入水解酸化器1驱动进水和污泥混合；
60.缺氧反应器3顶部的氮气进入第二氮气循环柜8，经第二氮气循环风机10增压后再次进入缺氧反应器3驱动上清液与二次分离污泥及硝化回流液上下循环。
61.在某些实施例中，第一氮气循环柜7和第一氮气循环柜7的压力均控制在0.053kpa至0.3kpa；
62.当第一氮气循环柜7或者第一氮气循环柜7的压力低于0.05kpa时，开启相应的第一氮气循环柜7或者相应的第一氮气循环柜7的氮气补气阀补充压力至0.3kpa；
63.第一氮气循环柜7和第二氮气循环柜8的氮气含氧量均控制在3％至10％；
64.当第一氮气循环柜7或者第二氮气循环柜8的氧量低于3％时，开启相应的第一氮气循环柜7或者第二氮气循环柜8的氧气补气阀补充氧气至5％。
65.在实际应用中，第一氮气循环柜7和第二氮气循环柜8内的气体会从水路流走，因此需定期补充。
66.在某些实施例中，还包括空气分离器11和氮气储罐12；
67.氮气储罐12和氧气储罐6均与空气分离器11连接，由空气分离器11供给相应的氮气或者氧气；
68.氮气储罐12和氧气储罐6均通过管路分别与第一氮气循环柜7及第二氮气循环柜8连接。
69.在某些实施例中，好氧反应器4的工作压力为0至0.3mpa。
70.在某些实施例中，在工作压力为常压的情况，好氧反应器4的容积负荷为3kgcod/m3/d至5kgcod/m3/d；若好氧反应器4的工作压力增压到0.1mpa至0.2mpa，则容积负荷可提高到5kgcod/m3/d至10kgcod/m3/d。
71.在实际应用中，在常压下，好氧反应器4的容积负荷为50％至150％，在0.1mpa至0.2mpa压力下，好氧反应器4的容积负荷提高至150％至400％。
72.在某些实施例中，供氧管路设有曝气风机13，通过曝气风机13对富氧空气进行增压。
73.在实际应用中，曝气风机13从氧气储罐6吸取富氧空气，增压后供入反应器，为好氧微生物提供氧气。
74.在某些实施例中，泥水分离器5采用重力分离或膜分离。
75.在某些实施例中，在回流至缺氧反应器3的二次分离污泥及硝化回流液过多，即缺氧反应器3内二次分离污泥及硝化回流液的量达到100％时，将部分二次分离污泥及硝化回流液分流至水解酸化器1。
76.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无
需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.生化工业污水处理系统；其特征在于，包括通过水路依次连接的水解酸化器(1)、三相分离器(2)、缺氧反应器(3)、好氧反应器(4)和泥水分离器(5)；所述水解酸化器(1)通过从底部的曝气器通入氮气驱动进水和初分离污泥上下循环，使所述进水和所述初分离污泥进行泥水接触并混合，将大分子物质及部分所述污泥水解为小分子物质，形成初混物；所述初混物在所述三相分离器(2)进行分离，分离后的上清液输入所述缺氧反应器(3)，分离后形成的所述初分离污泥回流至所述水解酸化器(1)；所述缺氧反应器(3)通过从底部的曝气器通入氮气驱动所述上清液与二次分离污泥及硝化回流液上下循环，使所述上清液与所述二次分离污泥及硝化回流液进行泥水接触，进行混合和反硝化反应，将硝酸盐和/或亚硝酸盐还原为氮气，形成再混物；所述再混物在所述好氧反应器(4)内进行好氧微生物反应；所述好氧反应器(4)通过供氧管路从氧气储罐(6)吸取富氧空气，通过从底部的曝气器通入所述富氧空气为内部好氧微生物供氧；所述富氧空气经过增压后进入所述好氧反应器(4)；所述好氧反应器(4)的出水进入所述泥水分离器(5)进行泥水分离，分离后达标的所述污水排放，分流后形成的所述二次分离污泥及硝化回流液则回流至所述缺氧反应器(3)。2.根据权利要求1所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，所述三相分离器(2)采用重力分离或膜分离。3.根据权利要求1所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，所述水解酸化器(1)和所述三相分离器(2)中的氮气经管路进入第一氮气循环柜(7)；所述缺氧反应器(3)顶部通过空气管路与第二氮气循环柜(8)连接，将氮气输入所述第二氮气循环柜(8)；所述第一氮气循环柜(7)与所述水解酸化器(1)之间设有包括第一氮气循环风机(9)的第一氮气循环管路；所述第二氮气循环柜(8)与所述缺氧反应器(3)之间设有包括第二氮气循环风机(10)的第二氮气循环管路。4.根据权利要求3所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，所述第一氮气循环柜(7)和所述第一氮气循环柜(7)的压力均控制在0.053kpa至0.3kpa；当第一氮气循环柜(7)或者所述第一氮气循环柜(7)的压力低于0.05kpa时，开启相应的所述第一氮气循环柜(7)或者相应的所述第一氮气循环柜(7)的氮气补气阀补充压力至0.3kpa；所述第一氮气循环柜(7)和所述第二氮气循环柜(8)的氮气含氧量均控制在3％至10％；当第一氮气循环柜(7)或者所述第二氮气循环柜(8)的氧量低于3％时，开启相应的所述第一氮气循环柜(7)或者所述第二氮气循环柜(8)的氧气补气阀补充氧气至5％。5.根据权利要求3所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，还包括空气分离器(11)和氮气储罐(12)；所述氮气储罐(12)和所述氧气储罐(6)均与所述空气分离器(11)连接，由所述空气分离器(11)供给相应的氮气或者氧气；
所述氮气储罐(12)和所述氧气储罐(6)均通过管路分别与所述第一氮气循环柜(7)及所述第二氮气循环柜(8)连接。6.根据权利要求1所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，所述好氧反应器(4)的工作压力为0至0.3mpa。7.根据权利要求5所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，在所述工作压力为常压的情况，所述好氧反应器(4)的容积负荷为3kgcod/m3/d至5kgcod/m3/d；若所述好氧反应器(4)的所述工作压力增压到0.1mpa至0.2mpa，则容积负荷可提高到5kgcod/m3/d至10kgcod/m3/d。8.根据权利要求1所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，所述供氧管路设有曝气风机(13)，通过所述曝气风机(13)对所述富氧空气进行增压。9.根据权利要求1所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，所述泥水分离器(5)采用重力分离或膜分离。10.根据权利要求1所述的生化工业污水处理系统，其特征在于，在回流至所述缺氧反应器(3)的所述二次分离污泥及硝化回流液过多，即所述缺氧反应器(3)内所述二次分离污泥及硝化回流液的量达到100％时，将部分所述二次分离污泥及硝化回流液分流至所述水解酸化器(1)。

技术总结
本发明公开了生化工业污水处理系统；水解酸化器通过从底部的曝气器通入氮气驱动进水和初分离污泥上下循环形成初混物；初混物在三相分离器分离后的上清液输入缺氧反应器，分离后形成的初分离污泥回流至水解酸化器；缺氧反应器通过从底部的曝气器通入氮气驱动上清液与二次分离污泥及硝化回流液上下循环形成再混物；好氧反应器通过供氧管路从氧气储罐吸取富氧空气，通过从底部的曝气器通入富氧空气为内部好氧微生物供氧；好氧反应器的出水进入泥水分离器进行泥水分离。本发明利用空气分离装置分离氮气和氧气，分别用作搅拌和供氧，提供了良好的反应条件，提高了利用效率。提高了利用效率。提高了利用效率。


技术研发人员：王文标 李勇 刁荣俊 王浩 李石磊
受保护的技术使用者：上海泓济环保科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/9