專利名稱：一種兩步發酵式厭氧消化器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有機廢水的處理裝置，特別是一種兩步發酵式厭氧消化器。
有機廢水是生態環境的一大污染源。對有機廢水的處理，現有的好氧工藝處理廢水的方法是將廢水提升到好氧工藝處理塔內，通過好氧微生物消耗有機物后，經過濾、沉淀后排放(參見附圖4)。這種處理系統包括沉淀池、提升泵、好氧塔、射流混合器、斜管沉淀池、污泥濃縮池幾部分。有機廢水經提料泵打入好氧塔內，由射流泵和射流器組成射流混合器，射流器安裝在好氧塔的頂部，在好氧塔內，料液經射流泵提升到塔頂的射流器以一定的速度噴出，產生由上而下的液流充氧運動。以促使料液與污泥中的微生物和生物膜的充分接觸，消化后的污水，經過斜管沉淀池、污泥濃縮池，使消化水與污泥、微生物和微生物消耗有機物后產生的廢棄物相互分離、排放。好氧工藝裝置的缺陷是(1)在好氧工藝條件下，一般只能處理COD含量在1000mg／l以下的有機廢水。而對高濃度有機廢水特別是屠宰廢水中由于含有大量的油脂、血、糞便、及其它廢棄物，COD含量平均在1500－7000mg／l之間，結殼層高達20000mg／l。對這類廢水處理后的排放是無法達標的。(2)好氧處理裝置的射流混合器，至少需要四臺17千瓦以上的動力。因而運轉費用高，能耗大。(3)好氧工藝處理的后續處理裝置斜管沉淀池和污泥濃縮池占地面積大，沉淀的濃縮污泥又造成“二次污染”。
研究證明，對處理高濃度有機廢水，在厭氧發酵過程中有產酸菌和產甲烷菌二大類微生物。但他們對溫度、壓力、酸堿度、氧化還原電勢等方面的要求都有明顯差異。在同一發酵環境中因各自的生存條件相互矛盾，則產生相互抑制，因而影響對有機物的消化處理效率。采取二步發酵工藝，即將產酸與產甲烷兩個發酵工段絕然分開，根據這二類微生物的不同特性，讓其在兩種不同的裝置中充分發酵，從而達到提高處理效率的目的。
本實用新型的任務是要提供一種設計新穎、結構合理、消化效率高的處理高濃度有機工業廢水，綜合利用沼氣的裝置，特別是一種兩步發酵式厭氧消化器。
本實用新型的任務是以下述方式實現的，它包括恒溫滯留酸化裝置和多級串聯式厭氧發效器和旋轉式液流攪拌裝置和沼氣富集加熱裝置。有機廢水經富集沉淀后首先進入滯留酸化處理裝置。在酸化階段由于耗氧菌和兼性厭氧菌的活動，加快了有機物的降解，使發酵液中溶解氧得到迅速消耗，氧化還原電位EN大大降低，為厭氧處理中微生物活動提供了良好的氧化還原條件。有機物的迅速降解，可溶度增加，為產甲烷菌活動提供了基質，縮短了料液在厭氧處理中停留的時間，從而提高了厭氧發酵器的處理能力。根據產酸菌活動對溫度條件的要求，在酸化處理時，利用后續厭氧發酵獲得的沼氣加熱產生蒸汽直接通入酵池內對酸化水進行保溫加熱。酸化處理后的料液，經提料泵打入厭氧發效器內，采取上流式發酵，使料液以一定的速度從發酵器底部進入發酵器內，通過污泥床往上流，促進料液與污泥中微生物和生物膜的充分接觸，又能截留菌種。在發酵器內增加竹片著床填料，盡量擴大微生物生長繁殖時依附固體的表面積。為菌膠團絮凝、生物膜創造條件。在發酵器的底部增加旋轉式液流攪料裝置，采用由下而上全方位旋轉液流攪拌，克服由于發酵液分層對產氣的影響。厭氧處理裝置采用多個厭氧發酵器串聯的設計，可以提高廢水處理能力和消化率，增加產氣能力。在每個厭氧發酵器的頂部設計有沼氣富集管直接通住貯氣罐，利用自產沼氣生產蒸汽對滯留酸化工段的料液加熱，使之保持中溫發酵狀態。
本實用新型的結構由以下附圖給出。
附
圖1是本實用新型的系統流程圖。
附圖2是厭氧發酵器的液流攪拌裝置示意圖。
附圖3是液流攪拌裝置射流管平面圖(附圖2A向)。
附圖4是好氧系統流程示意圖。
如附
圖1，本實用新型的組成包括由折流式滯留池［1］，酸化池［2］組成的酸化處理裝置，提料泵［6］，厭氧處理裝置為兩個或多個呈串聯布置的厭氧發酵器［7、14］組成，由射流泵［11］，射流管［9、16］組成的液流攪拌裝置，水封彎管［18］，沼氣富集管［17］，貯氣罐［8］，蒸汽鍋爐［4］等。在厭氧發酵器［7、14］內裝設有竹片著床材料［8、15］，射流泵［11］的輸入端經液流管［12］分別連接在厭氧發酵器［7、14］的中部，射流泵［11］的輸出端經液流管［13］分別連接射流器［9、16］，射流器裝設在發酵器的底部，它由分流器［21］，射流管［22］組成，射流管的端部的噴咀與安裝平面呈40°－50°的夾角，與通過射流管軸線垂直面的夾角為10°－20°，以保持額定水力以一定向上的角度均勻旋轉噴出。從而推動發酵器內的料液維持一定的水流旋轉速度，以提高微生物的活性和消化吸收率。每個厭氧發酵器［7、14］的頂端分別與沼氣富集管［17］連通后接貯氣罐［5］。水封彎管［18］為雙U形管盤曲，垂直安裝，在安裝位置的上方設計有壓差補償管［19］。
廢水處理過程如下有機廢水經排水暗溝進入滯留池［1］滯留一定時間，進入酸化池［2］在產酸菌的作用下完成水解、酸化的第一步發酵。酸化了的料液經提料泵［6］進入第二步發酵，在厭氧發酵過程中，液流攪拌裝置徑射流泵［11］增壓，使額定水力經射流器［9、16］從四方以一定的向上角度均勻旋轉噴出，使發酵器內的料液保持平均水流速度4.5～5.0M／S，防止料液形成分層發酵，以利于微生物的活動，提高消化效率。在每個厭氧發酵器內采用竹片填料作微生物著床［8、15］，用以富集菌種，防止菌種隨處理水一同排出。完成第二步發酵處理后的消化水，經水封彎管［18］排出至排放口［20］，厭氧發酵過程中產生的沼氣從各厭氧發酵器的頂部排出，經沼氣富集管［17］輸入貯氣罐，再經過沼氣鍋爐［4］生產蒸氣輸入酸化池［2］，對酸化液進行保溫加熱。余氣可用于生產、生活使用。在水封彎管［18］的頂部安裝有壓差補償管［19］，以平衡排放口［20］與發酵器［14］內的壓差，防止處理水排放時的涌噴和虹吸現象，使厭氧發酵器不承受高壓和負壓。整個厭氧處理工段采用上流式發酵，各個厭氧發酵器的進料管從上部進入，管口伸入底面，使料液以一定的速度和壓力從發酵器底部通過污泥床向上流動，以提高消化率。
本實用新型設計新穎，結構合理。處理后的廢水，COD含量為80～120mg／L，低于國標200mg／L，去除率穩定在92％以上；懸浮物含量40～80mg／；低于國標250mg／L；平均消化率在95％以上；大腸菌指標低于2300個／L，低于國標5000個／L，降解率大于96％；細菌總數低于2000／mL，降解率大于99％。本裝置不僅能較好地處理廢水中的有機物且能消除和抑制廢水中的細菌，特別適宜于處理高濃度屠宰廢水，噸廢水處理成本比好氧工藝處理系統低75％，廢水處理和生產沼氣綜合利用，且投資小，占地少，具有顯著的環境效益和社會效益。
權利要求1.一種兩步發酵式厭氧消化器，由提料泵[6]、厭氧發酵器[7、14]、射流泵[11]組成的，其特征是由滯留池[1]、酸化池[2]組成的酸化處理裝置，和由兩個或多個呈串聯布置的厭氧發酵器[7、14]組成的厭氧處理裝置，和由射流泵[1]、射流器[9、16]、液流管[12、13]組成的液流攪拌裝置，和水封彎管[18]。
2.根據權利要求1所述的厭氧消化器，其特征是射流泵［11］的輸入端經液流管［12］分別連接在厭氧發酵器［7、14］的中部，射流泵［11］的輸出端經液流管［13］分別連接射流器［9、16］。
3.根據權利要求1所述的厭氧消化器，其特征是射流器［9、16］，它由分流器［21］，射流管［22］組成，射流管的端部的噴咀與安裝平面的夾角為40°－50°，與通過射流管軸線垂直面的夾角為10°－20°。
4.根據權利要求1所述的厭氧消化器，其特征是多個厭氧發酵器［7、14］的頂端分別與沼氣富集管［17］連接后接貯氣罐［5］。
5.根據權利要求1所述的厭氧消化器，其特征是水封彎管［18］為雙U形管盤曲，垂直安裝，在安裝位置的上方設計有壓差補償管［19］。
6.根據權利要求1所述的厭氧消化器，其特征是厭氧發酵器內的微生物著床材料，為竹片著床材料。
專利摘要本實用新型涉及一種兩步發酵式厭氧消化器。它根據厭氧發酵過程中產酸菌和產甲烷菌二大類微生物不同的生長特性，采取獨立的滯留酸化裝置和串聯式厭氧處理裝置和獨特的液流攪拌裝置，對微生物著床材料進行特別選材，以及防止裝置內產生高壓和負壓的設計。本實用新型設計新穎、結構合理。COD去除率穩定在92％以上，懸浮性固體平均消化率在95％以上，大腸菌和細菌總數降解率均在98％以上。
文檔編號C02F3/28GK2143226SQ9221794
公開日1993年10月6日 申請日期1992年9月26日 優先權日1992年9月26日
發明者趙文斌, 胡其升 申請人:湖南萬利食品工業集團公司