本實(shí)用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

常規(guī)的厭氧污泥反應(yīng)器有UASB、EGSB、IC等，其廢水處理原理基本為，待處理的污水被盡可能均勻的引入反應(yīng)器，進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的污水與顆粒狀或絮狀污泥接觸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的部分沼氣(主要為甲烷和二氧化碳)附著于污泥上，隨著沼氣向上運(yùn)動(dòng)，并撞擊三相分離器實(shí)現(xiàn)固、液、氣的三相分離。厭氧污泥反應(yīng)器也因其針對(duì)性不同而在不同領(lǐng)域的污水處理中得到廣泛應(yīng)用。

但是，上述厭氧污泥反應(yīng)器依然存在以下缺點(diǎn)：一方面污水進(jìn)入?yún)捬跷勰喾磻?yīng)器之前需要通過(guò)水解酸化處理，而水解酸化處理易導(dǎo)致污水酸性較高，從而抑制厭氧污泥反應(yīng)器甲烷菌的生長(zhǎng)，不利于厭氧污泥反應(yīng)器中污水的處理效率的提高，繼而導(dǎo)致整體處理效率降低，雖然可通過(guò)在水解酸化處理過(guò)程中進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)降低酸性解決，但是易導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加，不利于污水處理成本的降低；另一方面厭氧污泥反應(yīng)器污水處理能耗大，不利于節(jié)省能源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)不足，提出一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)，其一方面可實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的甲烷化、氨氮化和氧化處理，通過(guò)氧化處理形成的亞硝酸鹽進(jìn)行水解酸化前的污水進(jìn)行預(yù)處理，從而避免了酸化處理的污水酸性過(guò)高，另一方面可將厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行利用，以供污水處理過(guò)程中的能源消耗，實(shí)現(xiàn)能源自給。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案提供一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)，包括，

一水解酸化裝置，其包括水解酸化池、蓋設(shè)于所述水解酸化池上端開(kāi)口的第一沉淀池、設(shè)置于所述第一沉淀池內(nèi)的第一溢水堰、及連通所述第一溢水堰和所述水解酸化池的溢水管；

一厭氧反應(yīng)器，其包括一與所述水解酸化池連接的筒體、設(shè)于所述筒體頂部的三相分離器、及驅(qū)動(dòng)所述筒體內(nèi)混合液循環(huán)流動(dòng)的內(nèi)循環(huán)裝置；

一污泥處理裝置，其包括第二沉淀池、設(shè)于所述第二沉淀池內(nèi)的第二溢水堰、連接所述第二沉淀池和所述筒體的進(jìn)水管、及一用于檢測(cè)所述第二沉淀池內(nèi)液面溶氧量的溶氧儀；

一與所述三相分離器連接的脫硫塔；及

一與所述脫硫塔連接的沼氣發(fā)電裝置，所述沼氣發(fā)電裝置配置用于為所述高濃度污水處理系統(tǒng)供電；

其中，所述第二溢水堰通過(guò)一回流管與所述水解酸化池連通，所述進(jìn)水管上設(shè)置有射流孔和控制所述射流孔內(nèi)混合液噴射速度和噴射高度的調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選的，所述進(jìn)水管包括豎直設(shè)置于所述沉淀池內(nèi)的射流管及連接所述射流管與所述筒體的連接管，所述射流孔設(shè)置于所述射流管上。

優(yōu)選的，所述三相分離器包括集氣罩、沉淀室、排水管、排氣室和反射板，所述集氣罩外緣與所述筒體頂部開(kāi)口端配合連接，所述沉淀室上端同軸連接于所述集氣罩下表面、下端通過(guò)多個(gè)固定柱與所述反射板連接，且所述沉淀室內(nèi)壁與集氣罩之間形成沉淀空間、所述沉淀室外壁與所述集氣罩之間形成集氣空間，所述排水管一端與所述沉淀空間連通、另一端延伸至所述筒體外并與所述進(jìn)水管連接，所述排氣室一端與所述集氣空間連通另一端與脫硫塔連接。

優(yōu)選的，所述內(nèi)循環(huán)裝置包括靠近筒體頂端設(shè)置的內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管、靠近所述筒體底端設(shè)置的內(nèi)循環(huán)出水管、驅(qū)動(dòng)水流由所述內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管向所述內(nèi)循環(huán)出水管運(yùn)動(dòng)的內(nèi)循環(huán)管道泵、及一控制所述內(nèi)循環(huán)管道泵作間歇性驅(qū)動(dòng)的控制器。

優(yōu)選的，所述筒體內(nèi)設(shè)置有一進(jìn)水布水器，所述進(jìn)水布水器一端靠近所述筒體底部設(shè)置、另一端穿過(guò)所述筒體側(cè)壁并通過(guò)一提升管與所述水解酸化池連接。

優(yōu)選的，所述射流孔位于所述第二沉淀池池口端面所在平面下方20～50cm。

優(yōu)選的，所述第一沉淀池和所述第二沉淀池內(nèi)分別設(shè)置有第一斜板和第二斜板，所述第一斜板和所述第二斜板分別合圍形成有第一沉淀區(qū)和第二沉淀區(qū)，所述第二沉淀區(qū)呈方形且橫截面由下至上逐漸增加。

優(yōu)選的，所述集氣罩呈傘狀、沉淀室呈筒狀、反射板呈錐形且所述集氣罩、沉淀室、反射板同軸設(shè)置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置一污泥處理裝置，其通過(guò)設(shè)置一射流孔調(diào)節(jié)反應(yīng)液面的溶氧量，保證反應(yīng)產(chǎn)生亞硝酸鹽，并將形成的亞硝酸鹽回流至水解酸化池內(nèi)，從而避免了酸化處理的污水酸性過(guò)高，提高了污水處理的整體處理效率，另一方面通過(guò)設(shè)置一沼氣發(fā)電裝置將厭氧反應(yīng)階段形成的沼氣進(jìn)行發(fā)電，供污水處理能耗需求，有利于降低能源消耗。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)，包括水解酸化裝,1、厭氧反應(yīng)器2、污泥處理裝置3、脫硫塔4和沼氣發(fā)電裝置5。其中，

水解酸化裝置1包括水解酸化池11、蓋設(shè)于所述水解酸化池11上端開(kāi)口的第一沉淀池12、設(shè)置于所述第一沉淀池12內(nèi)的第一溢水堰13、及連通所述第一溢水堰13和所述水解酸化池11的溢水管14。具體設(shè)置時(shí)，一般在第一沉淀池12一側(cè)設(shè)置一進(jìn)水渠15，進(jìn)水渠15內(nèi)設(shè)置一格柵16，進(jìn)行污水處理時(shí)，污水進(jìn)入進(jìn)水渠15內(nèi)，通過(guò)格柵16將污水中較大固體雜質(zhì)過(guò)濾，過(guò)濾后的污水進(jìn)入第一沉淀池12內(nèi)，經(jīng)過(guò)第一沉淀池12進(jìn)行沉淀處理后，第一沉淀池12內(nèi)的上清液進(jìn)入第一溢流堰13內(nèi)，并通過(guò)溢流管14進(jìn)入水解酸化池11內(nèi)進(jìn)行水解酸化處理。將第一沉淀池12設(shè)置于水解酸化池11上方有利于污水直接溢流至水解酸化池11內(nèi)，避免采用水泵增加了能源消耗。

格柵16設(shè)置時(shí)，其相對(duì)水平面的傾斜角度一般設(shè)置為60～75°，優(yōu)選為70°，以增強(qiáng)其固體雜質(zhì)過(guò)濾效果。

本實(shí)施例第一沉淀池12內(nèi)設(shè)置有第一斜板17，多個(gè)第一斜板17合圍形成第一沉淀區(qū)，第一沉淀區(qū)的橫截面積由下至上逐漸增加，以增加沉淀效果。其中，所述斜板17相對(duì)水平面的傾斜角度可設(shè)置為30～60°，優(yōu)選為45°。

本實(shí)施例厭氧反應(yīng)器2包括一與所述水解酸化池11連接的筒體21、設(shè)于所述筒體21頂部的三相分離器22、及驅(qū)動(dòng)所述筒體21內(nèi)混合液循環(huán)流動(dòng)的內(nèi)循環(huán)裝置23。

具體的，可在所述筒體21內(nèi)設(shè)置一進(jìn)水布水器24，所述進(jìn)水布水器24一端靠近所述筒體21底部設(shè)置、另一端穿過(guò)所述筒體21側(cè)壁并通過(guò)一提升管25與所述水解酸化池11連接，水解酸化池11內(nèi)可設(shè)置一提升泵18，該提升泵18與提升管25連接。

對(duì)應(yīng)的，筒體21底部設(shè)置有一第一排泥管26，用于排放厭氧反應(yīng)后的厭氧污泥。

三相分離器22包括集氣罩221、沉淀室222、排水管223、排氣室224和反射板225，所述集氣罩221外緣與所述筒體21頂部開(kāi)口端配合連接，所述沉淀室222上端同軸連接于所述集氣罩221下表面、下端通過(guò)多個(gè)固定柱226與所述反射板225連接，且所述沉淀室222內(nèi)壁與集氣罩221之間形成沉淀空間、所述沉淀室222外壁與所述集氣罩221之間形成集氣空間，所述排水管223一端與所述沉淀空間連通、另一端延伸至所述筒體221外并與所述進(jìn)水管223連接，所述排氣室224一端與所述集氣空間連通、另一端與脫硫塔4連接。

三相分離器22將固、液、氣分離后，分離后的沼氣進(jìn)入排氣室224，然后進(jìn)入脫硫塔4進(jìn)行脫硫處理，脫硫處理后進(jìn)入沼氣發(fā)電裝置5進(jìn)行沼氣發(fā)電，發(fā)電產(chǎn)生的電能可為本實(shí)施例污水處理過(guò)程中的設(shè)備或裝置供電，實(shí)現(xiàn)能源自給。由于經(jīng)過(guò)脫硫塔4脫硫后，沼氣中含有較多水蒸氣，故脫硫后可進(jìn)行干燥處理，干燥后再進(jìn)行發(fā)電。

其中，所述集氣罩221呈傘狀，從而罩住整個(gè)筒體21上端，有利于增加集氣效率。排氣室224可設(shè)置于集氣罩221頂端。由于集氣罩221具有面積大的特點(diǎn)，為了保證其具有足夠的強(qiáng)度，本實(shí)施例所述集氣罩221上表面設(shè)置有多個(gè)支撐桿227，多個(gè)所述支撐桿227沿所述集氣罩221頂端呈放射線(xiàn)均勻布置。

本實(shí)施例所述沉淀室222呈筒狀且內(nèi)徑由上至下逐漸減小，從而使得所述沉淀室222內(nèi)壁形成一錐形沉降面，為了增加固液分離效果，本實(shí)施例所述沉降面與水平面之間的夾角設(shè)置為30～60°，優(yōu)選為45°。

反射板225呈錐形且與所述沉淀室222、集氣罩221均同軸設(shè)置，多個(gè)所述固定柱226均一端與所述沉淀室222連接、另一端連接于所述反射板225的錐面上，相鄰兩個(gè)固定柱226之間形成有與沉淀空間連通的固液混合物入口，相對(duì)應(yīng)的，固液混合物在沉淀室經(jīng)過(guò)沉淀、濃縮后，其比重較大，故能夠沿沉淀室222的錐形沉淀面向下流動(dòng)，并從固液混合物入口流出，然后沉淀至筒體21底部。反射板225設(shè)置呈錐形則有利于避免反射板225上積累污泥，便于污泥順利有固液混合物入口流出。本實(shí)施例的固定柱226沿所述沉淀室222周向均勻布置，且多個(gè)固定柱226均一端連接于沉淀室22的內(nèi)壁上，由于固定柱226易對(duì)固液混合物的進(jìn)出產(chǎn)生一定的阻礙作用，故本實(shí)施例的固定柱226優(yōu)選設(shè)置為三個(gè)。

本實(shí)施例內(nèi)循環(huán)裝置23包括靠近筒體21頂端設(shè)置的內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管231、靠近所述筒體21底端設(shè)置的內(nèi)循環(huán)出水管232、驅(qū)動(dòng)水流由所述內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管231向所述內(nèi)循環(huán)出水管232運(yùn)動(dòng)的內(nèi)循環(huán)管道泵233、及一控制所述內(nèi)循環(huán)管道泵233作間歇性驅(qū)動(dòng)的控制器234。其具體工作流程為：內(nèi)循環(huán)管道泵233驅(qū)動(dòng)筒體21上端的污水由內(nèi)循環(huán)進(jìn)水管231運(yùn)動(dòng)至內(nèi)循環(huán)出水管232，內(nèi)循環(huán)出水管232內(nèi)的污水在內(nèi)循環(huán)管道泵233作用下具有一定流速進(jìn)入筒體1底部，進(jìn)而對(duì)筒體21底部靜置沉淀的污泥產(chǎn)生攪拌作用，使污泥膨脹，提高厭氧反應(yīng)效率，也可通過(guò)控制內(nèi)循環(huán)管道泵233控制內(nèi)循環(huán)出水管232的出水流速，即控制筒體21底部的進(jìn)水流速，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥膨脹度的控制。筒體21底部進(jìn)水?dāng)嚢枰欢〞r(shí)間后，內(nèi)循環(huán)管道泵233停止驅(qū)動(dòng)，厭氧反應(yīng)充分發(fā)生，產(chǎn)生的氣泡上升并通過(guò)三相分離器22進(jìn)行三相分離；靜置一定時(shí)間后，再次啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)管道泵233，污泥再次膨脹，再次促進(jìn)厭氧反應(yīng)。在上述間歇性的進(jìn)水、攪拌下，筒體21內(nèi)間歇性的加快厭氧反應(yīng)，有利于保證整體設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，也有利于三相分離器22的出水、出氣穩(wěn)定性。

本實(shí)施例污泥處理裝置3包括第二沉淀池31、設(shè)于所述第二沉淀池31內(nèi)的第二溢水堰32、連接所述第二沉淀池31和所述筒體21的進(jìn)水管33、及一用于檢測(cè)所述第二沉淀池31內(nèi)液面溶氧量的溶氧儀34，所述第二溢水堰32通過(guò)一回流管35與所述水解酸化池11連通；其中，所述進(jìn)水管33上設(shè)置有射流孔332a和控制所述射流孔332a內(nèi)混合液噴射速度和噴射高度的調(diào)節(jié)閥36。

具體的，厭氧反應(yīng)器2可采用間歇性反應(yīng)器，當(dāng)間歇性厭氧反應(yīng)器2處于進(jìn)水狀態(tài)時(shí)，厭氧反應(yīng)后的含有厭氧污泥的污水則處于出水狀態(tài)，厭氧污泥、污水和少量甲烷氣體的混合物進(jìn)入進(jìn)水管33，含有污泥比重較大的固液混合物從進(jìn)水管33的出水端流至第二沉淀池31底部，進(jìn)而通過(guò)第二排泥管37排出；而含有甲烷氣體的部分污泥和污水則從射流孔332a噴射而出，從而使得噴射出來(lái)的固液落至第二沉淀池31內(nèi)，并在第二沉淀池31內(nèi)形成固液氣三相反應(yīng)界面，該三相反應(yīng)界面即為第二沉淀池31內(nèi)液面，同時(shí)在射流孔332a內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)閥36以控制噴射的流速及與反應(yīng)界面的高度，具體的可通過(guò)溶氧儀34檢測(cè)第二沉淀池31內(nèi)液面的溶氧量，控制調(diào)節(jié)閥36至溶氧儀34檢測(cè)的液面的溶氧量為0～0.5mg/L，優(yōu)選為0.4～0.5mg/L，從而使得反應(yīng)界面富集亞硝酸鹽紅菌，進(jìn)而使噴射后的固液混合物中氨氮形成亞硝酸鹽，固液混合物中的甲烷則被氧化，反應(yīng)后含有亞硝酸鹽的上層液可進(jìn)行重復(fù)性利用，具體為將其中的部分通過(guò)回流管35回流至水解酸化池11進(jìn)行反硝化反應(yīng)。另一部分上清液則通過(guò)溢流出水管30排至下一工序進(jìn)行處理。

為了有利于反應(yīng)的進(jìn)行，所述進(jìn)水管33包括豎直設(shè)置于所述第二沉淀池31內(nèi)的射流管332及連接所述射流管332與所述筒體21的連接管331，所述射流孔332a設(shè)置于所述射流管332上。其中，連接管33具體與穿過(guò)筒體21側(cè)壁的排水管223連接。反應(yīng)產(chǎn)生的亞硝酸鹽可通過(guò)回流管35進(jìn)入水解酸化池11內(nèi)，從而避免了酸化處理的污水酸性過(guò)高，提高了污水處理的整體處理效率。

由于噴射的固液混合物需要與空氣充分接觸并發(fā)生反應(yīng)，射流孔332a設(shè)置時(shí)應(yīng)高于第二沉淀池31內(nèi)的液面，故本實(shí)施例所述射流孔332a靠近所述第二沉淀池31池口端面所在平面設(shè)置。而為了避免固液混合物噴射至第二沉淀池31外部，可將射流孔332a設(shè)于所述第二沉淀池31池口端面所在平面下方20～50cm，一般可設(shè)置于略高于第二溢水堰32上端。

射流孔332a噴射時(shí)，易發(fā)生振動(dòng)導(dǎo)致噴射均衡性降低，故本實(shí)施例所述厭氧污泥處理裝置3還包括呈十字型的固定支架38，所述固定支架38的四個(gè)自由端均固定于所述溢水堰32，所述固定支架38中部連接于所述射流管332。

其中，第二沉淀池31內(nèi)設(shè)置有第二斜板39，第二斜板39為多個(gè)，多個(gè)第二斜板39合圍形成有第二沉淀區(qū)，所述第二沉淀區(qū)呈方形且橫截面由下至上逐漸增加，其有利于增加污泥的沉淀效果。

本實(shí)施例的能源自給的高濃度污水處理系統(tǒng)的具體工作流程如下：污水首先由進(jìn)水渠進(jìn)入并通過(guò)格柵初步過(guò)濾后進(jìn)入第一沉淀池，第一沉淀池內(nèi)污水的上清液進(jìn)入第一溢流堰內(nèi)，并通過(guò)第一溢流管進(jìn)入水解酸化池內(nèi)進(jìn)行水解酸化處理，水解酸化處理后的污水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)進(jìn)行厭氧反應(yīng)，厭氧反應(yīng)結(jié)束后，由厭氧反應(yīng)器底部進(jìn)水、厭氧反應(yīng)器靠近頂部出水，由于出水中含有厭氧反應(yīng)后的厭氧污泥，使得厭氧反應(yīng)后的污水通過(guò)射流孔噴射后發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的污泥可通過(guò)現(xiàn)有的方式進(jìn)行后續(xù)處理，反應(yīng)形成的液體可一部分進(jìn)入水解酸化處理環(huán)節(jié)，以降低酸化反應(yīng)后的酸性，另一部分可通過(guò)其他工序進(jìn)行處理；其中，厭氧反應(yīng)形成的沼氣通過(guò)脫硫塔脫硫后，進(jìn)行干燥處理，然后進(jìn)入沼氣發(fā)電裝置發(fā)電，為本實(shí)施例污水處理過(guò)程中的設(shè)備供電。

以上所述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。