申请日2016.02.23
公开(公告)日2016.05.04
IPC分类号C02F9/14; C02F103/26
摘要
本发明涉及一种大豆蛋白废水处理装置，包括废水调节池、两级气浮池、填料式缺氧厌氧反应池、环形生化沟、多层好氧活动滤塔和清水池;两级气浮池包括一级气浮室、混凝反应室和二级气浮室，所述的一级气浮室从下至上依次为第一混合区和第一分离区;填料式缺氧厌氧反应池包括通过折流板分隔成的兼氧段、缺氧段和厌氧段;环形生化沟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;多层好氧活动滤塔包括滤塔顶盖、好氧活动滤塔进水管、好氧活动滤塔布水管、滤塔滤料、滤料支撑架、进风口和好氧活动滤塔出水管。
摘要附图
权利要求书
1.一种大豆蛋白废水处理装置，其特征在于：包括废水调节池、两级气浮池(1)、填料式缺氧厌氧反应池(2)、环形生化沟、多层好氧活动滤塔(11)和清水池;废水调节池、两级气浮池(1)、填料式缺氧厌氧反应池(2)、环形生化沟、多层好氧活动滤塔(11)和清水池依次连通;
所述的废水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;
所述的两级气浮池(1)包括气浮池进水管(1-1)和用于排出处理后水的气浮池出水管，所述的两级气浮池包括一级气浮室、混凝反应室(1-11)和二级气浮室，所述的一级气浮室从下至上依次为第一混合区(1-3)和第一分离区;所述的第一分离区包括第一集水区(1-4)和位于第一集水区内的第一集渣区(1-5);所述第一混合区设置有第一曝气盘(1-6)，所述的第一曝气盘(1-6)的上方设有气浮池布水支管(1-2)，所述的气浮池布水支管(1-2)连接气浮池进水管(1-1)，所述的第一曝气盘(1-6)连接有两级气浮池外的第一风机(1-7);所述的第一分离区内设有一级气浮室三相分离器(1-8)，所述的一级气浮室三相分离器(1-8)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两级气浮池的内壁上，所述的导流板的上部与第一分离区的形状相同，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;所述的第一集渣区布设有第一刮渣板(1-9)和第一浮渣槽(1-10);所述的混凝反应室(1-11)设置有混凝剂添加与计量系统(1-12);所述的二级气浮室从下至上依次为第二混合区(1-13)和第二分离区;所述的第二分离区包括第二集水区(1-14)和位于第二集水区内的第二集渣区(1-15);所述第二混合区设置有第二曝气盘(1-16)，所述的第二曝气盘连接有两级气浮池外的第二风机(1-17);所述的第二集渣区布设有第二刮渣板(1-18)和第二浮渣槽(1-19);所述的第二分离区内设有二级气浮室三相分离器(1-20)，所述的第二分离区外壁的上部设有气浮池溢水堰(1-21)，所述的气浮池溢水堰与气浮池出水管相连;为了废水处理的效果更好，所述的气浮池布水支管设置成同心圆形状或十字形状，气浮池布水支管上具有水平辐射出水口;二级气浮室 底部设计成锥形结构，锥形结构设有沉淀物排放阀(1-22);
所述的气浮池出水管与填料式缺氧厌氧反应池进水管连通;
所述填料式缺氧厌氧反应池(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式缺氧厌氧反应池进水管(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)的进水一侧的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)末端设有填料式缺氧厌氧反应池三相分离器(2-6)和填料式缺氧厌氧反应池溢水堰(2-7)，填料式缺氧厌氧反应池溢水堰(2-7)连接填料式缺氧厌氧反应池出水管;所述兼氧段(2-2)、缺氧段(2-3)和厌氧段(2-4)的底部设计成锥形结构，锥形结构连接填料式缺氧厌氧反应池污泥排放阀(2-8);填料式缺氧厌氧反应池的兼氧段、缺氧段和厌氧段的最上部设有上盖(2-9)，上盖(2-9)设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端都设有甲烷废气集气管(2-10);兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有缺氧厌氧反应池填料(2-11);
所述的环形生化沟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)位于环形生化沟的最里部和圆形内围墙(10)的内侧，厌氧区底部设有环形生化沟进水管和污泥回流管，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(3-1)，厌氧区(3)设计有圆锥形上盖，圆锥形上盖的顶端设有甲烷废气收集管，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)的下部设有曝气调控系统，所述曝气调控系统包括环形生化沟曝气盘(6-2)、环形生化沟鼓风机和溶解氧测量调控装 置;所述的环形生化沟曝气盘(6-2)是设置有微孔的微孔式曝气盘，所述环形生化沟曝气盘(6-2)连接环形生化沟鼓风机，环形生化沟鼓风机设置在环形生化沟外，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环形生化沟鼓风机工作;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环形生化沟三相分离器(7-2)，沉淀区出水口上部设有环形生化沟溢水堰(7-3)，沉淀区底部设计成锥形结构，锥形结构的下端设置有环形生化沟污泥排放阀(7-4)，环形生化沟污泥排放阀(7-4)连接剩余污泥排放管和污泥回流管;
多层好氧活动滤塔(11)包括滤塔顶盖(11-1)、多层好氧活动滤塔进水管(11-2)、多层好氧活动滤塔布水管(11-3)、滤塔滤料(11-4)、滤料支撑架(11-5)、进风口(11-6)和多层好氧活动滤塔出水管(11-7);多层好氧活动滤塔(11)采用多层设置，最顶部设有滤塔顶盖(11-1)，滤塔顶盖(11-1)与塔体之间留有出风口;滤塔顶盖(11-1)下面设有多层好氧活动滤塔进水管(11-2)，多层好氧活动滤塔进水管(11-2)连接多层好氧活动滤塔布水管(11-3);多层好氧活动滤塔布水管(11-3)安置在最上面一层的滤塔滤料上部;滤塔滤料(11-4)放置在滤料支撑架(11-5)上，从上层到下层滤塔滤料的粒径逐渐变小;滤料支撑架设计成倒梯形抽屉式;多层好氧活动滤塔的底部设有进风口(11-6)和多层好氧活动滤塔出水管(11-7)。
说明书
一种大豆蛋白废水处理装置
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种大豆蛋白废水处理装置。
背景技术
大豆蛋白生产过程中会产生大量的废水，主要是高浓度的蛋白废水，废水中的主要污染物为高浓度有机物、低聚糖、碳水化合物及无机盐类，CODcr高达20000mg/L以上，悬浮物含量高达5000mg/L以上，远远高于污水排放标准。目前，国内大豆蛋白生产企业主要分布在山东、河南、河北、东北三省等地区，一个年产万吨级大豆分离蛋白的生产企业每天约排放出1000吨乳清废水。
目前大豆蛋白废水的处理主要采用好氧+厌氧生物处理工艺，但在具体处理过程中，由于设计工艺不合理、运行操作不当等原因，存在着运行成本较高、系统运行不稳定等状况，造成多数大豆蛋白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，研究一套高效、低耗的大豆蛋白废水处理技术及工艺并运用到实践中，越来越引起人们的关注。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述大豆蛋白废水处理中的问题，本发明提供一种大豆蛋白废水处理装置，包括废水调节池、两级气浮池、填料式缺氧厌氧反应池、环形生化沟、多层好氧活动滤塔和清水池;废水调节池、两级气浮池、填料式缺氧厌氧反应池、环形生化沟、多层好氧活动滤塔和清水池依次连通。
所述的废水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。
所述的两级气浮池包括气浮池进水管和用于排出处理后水的气浮池出水管，所述的两级气浮池包括一级气浮室、混凝反应室和二级气浮室，所述的一级气浮室从下至上依次为第一混合区和第一分离区;所述的第一分离区包括第一集水区和位于第一集水区内的第一集渣区;所述第一混合区设置有第一曝气 盘，所述的第一曝气盘的上方设有气浮池布水支管，所述的气浮池布水支管连接气浮池进水管，所述的第一曝气盘通过曝气管连接有两级气浮池外的第一风机;所述的第一分离区内设有一级气浮室三相分离器，所述的一级气浮室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两级气浮池的内壁上，所述的导流板的上部与第一分离区的形状相同，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;所述的第一集渣区布设有第一刮渣板和第一浮渣槽。所述的混凝反应室设置有混凝剂添加与计量系统。所述的二级气浮室从下至上依次为第二混合区和第二分离区;所述的第二分离区包括第二集水区和位于第二集水区内的第二集渣区;所述第二混合区设置有第二曝气盘，所述的第二曝气盘连接有两级气浮池外的第二风机;所述的第二分离区内设有二级气浮室三相分离器，所述的第二集渣区布设有第二刮渣板和第二浮渣槽;所述的第二分离区外壁的上部设有气浮池溢水堰，所述的气浮池溢水堰与气浮池出水管相连;为了废水处理的效果更好，所述的气浮池布水支管设置成同心圆形状或十字形状，气浮池布水支管上具有水平辐射出水口。二级气浮室底部设计成锥形结构，锥形结构设有沉淀物排放阀。
所述的气浮池出水管与填料式缺氧厌氧反应池进水管连通。
所述填料式缺氧厌氧反应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式缺氧厌氧反应池进水管，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式缺氧厌氧反应池三相分离器和填料式缺氧厌氧反应池溢水堰，填料式缺氧厌氧反应池溢水堰连接填料式缺氧厌氧反应池出水管;所述兼氧段、缺氧段和厌氧段底部设计成锥形结构，锥形结构连接填料式缺氧厌氧反应池污泥排放阀;填料式缺氧厌氧反应池的兼氧段、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甲烷废气集气管;所述兼氧段、缺氧段和厌氧段内都设有缺氧厌氧反 应池填料。
所述环形生化沟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。所述厌氧区位于环形生化沟的最里部和圆形内围墙的内侧，厌氧区底部设有环形生化沟进水管和污泥回流管，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甲烷废气收集管，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环形生化沟曝气盘、环形生化沟鼓风机和溶解氧测量调控装置;所述的环形生化沟曝气盘是设置有微孔的微孔式曝气盘。所述环形生化沟曝气盘连接环形生化沟鼓风机，环形生化沟鼓风机设置在环形生化沟外，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环形生化沟鼓风机工作。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环形生化沟三相分离器，沉淀区出水口上部设有环形生化沟溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，锥形结构的下端设置有环形生化沟污泥排放阀，环形生化沟污泥排放阀连接剩余污泥排放管和污泥回流管。
所述多层好氧活动滤塔包括滤塔顶盖、好氧活动滤塔进水管、好氧活动滤塔布水管、滤塔滤料、滤料支撑架、进风口和好氧活动滤塔出水管;多层好氧活动滤塔采用多层设置，最顶部设有滤塔顶盖，滤塔顶盖与塔体之间留有出风口;滤塔顶盖下面设有好氧活动滤塔进水管，好氧活动滤塔进水管连接好氧活动滤塔布水管;好氧活动滤塔布水管安置在最上面一层的滤塔滤料上部;滤塔滤料放置在滤料支撑架上，从上层到下层，滤塔滤料的粒径逐渐变小;滤料支撑架设计成倒梯形抽屉式，一方面加强通风，避免产生臭气，另一方面便于观 察和更换滤塔滤料，当该层滤塔滤料堵塞严重，滤速很低时，只需把该层滤塔滤料抽出更换即可;多层好氧活动滤塔的底部设有进风口和好氧活动滤塔进水管出水管。
好氧活动滤塔处理后的水进入清水池回用。
一种采用上述大豆蛋白废水处理装置进行废水处理的方法，具有如下步骤：
①废水通过调节池进水管进入废水调节池，调节水质和水量。
②然后废水通过气浮池进水管进入一级气浮室，位于气浮池进水管下方的第一曝气盘产生大量细小气泡，第一曝气盘产生的细小气泡与浮渣粘附形成混合体在浮力作用下上升，在一级气浮室三相分离器的作用下，混合体上升至第一集渣区，在第一刮渣板的作用下，浮渣进入第一浮渣槽并被清理外运;分离处理后的水进入混凝反应室与来自混凝剂添加与计量系统的混凝液混合，发生混凝反应后废水进入二级气浮室，第二曝气盘产生大量细小气泡，第二曝气盘产生的细小气泡与浮渣粘附形成混合体在浮力作用下上升，在二级气浮室三相分离器的作用下，混合体上升至第二集渣区，在第二刮渣板的作用下，浮渣进入第二浮渣槽并被清理外运;然后废水通过气浮池溢水堰、气浮池出水管进入填料式缺氧厌氧反应池进水管。
③废水通过填料式缺氧厌氧反应池进水管进入填料式缺氧厌氧反应池的下部;废水进入填料式缺氧厌氧反应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，缺氧厌氧反应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式缺氧厌氧反应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式缺氧厌氧反应池的下部，多余的污泥通过底部的填料式缺氧厌氧反应池污泥排放 阀排出;填料式缺氧厌氧反应池产生的甲烷废气通过反应池顶部集气管收集排放;处理后的废水通过填料式缺氧厌氧反应池溢水堰和填料式缺氧厌氧反应池出水管进入环形生化沟进水管。
⑤废水通过环形生化沟进水管进入环形生化沟的厌氧区，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甲烷废气收集管收集利用;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;环形生化沟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，环形生化沟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，通过底部的环形生化沟污泥排放阀排出，环形生化沟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;废水通过环形生化沟溢水堰和环形生化沟出水管进入多层好氧活动滤塔的进水管。
⑥废水通过多层好氧活动滤塔进水管、多层好氧活动滤塔布水管进入多层好氧活动滤塔，空气与废水在滤塔滤料中交汇发生生化反应，同时滤塔滤料对废水进行过滤，多层好氧活动滤塔处理后的水通过多层好氧活动滤塔出水管进入清水池后回用。
⑦两级气浮池产生的沉淀物、填料式缺氧厌氧反应池与环形生化沟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。