本發(fā)明涉及污水生物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，污水排放量也日益增大，而國(guó)家日益重視環(huán)境保護(hù)，對(duì)污水處理廠總氮排放進(jìn)行了更嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，提出了更高的排放標(biāo)準(zhǔn)，這就迫使污水處理廠提高其脫氮的效果。但是，受污水c/n較低或者生化處理工藝的限制，大多數(shù)污水處理廠的反硝化階段均存在碳氮比失調(diào)或是生化性不足的問題，需要投加有機(jī)物作為補(bǔ)充碳源。目前使用最廣泛的有甲醇、乙酸和乙酸鈉等，脫氮效果良好，但價(jià)格昂貴，導(dǎo)致污水廠在碳源上的費(fèi)用占其日常運(yùn)行及管理費(fèi)用的50％以上。外加碳源的需求量巨大，因此，尋找一種高效、穩(wěn)定、價(jià)格更為低廉的碳源可以有效降低污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用。在污水處理領(lǐng)域，已有多家單位使用經(jīng)過厭氧消化后的淀粉廢水、餐廚垃圾、糖果廢水作為外加碳源。但現(xiàn)有方案制備的碳源主要為厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)生的有機(jī)酸，存在有效cod當(dāng)量不高、發(fā)酵周期長(zhǎng)，產(chǎn)品穩(wěn)定性不佳且生產(chǎn)成本相對(duì)較高的問題，而目前缺少利用有機(jī)質(zhì)資源制備成高cod當(dāng)量的生物高效碳源的成套設(shè)備和技術(shù)。

2、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)不能滿足水廠降本增效的要求，亟需得到改進(jìn)。

3、本實(shí)用新型的目的在于提出一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置，能解決利用現(xiàn)有技術(shù)制備碳源有效cod當(dāng)量不高、產(chǎn)品穩(wěn)定性不佳且生產(chǎn)成本相對(duì)較高的問題。為部分行業(yè)的副產(chǎn)物、廢物提供一種資源化利用方案，抑制厭氧消化工藝產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)酵，避免使用價(jià)值流失，實(shí)現(xiàn)以“廢”治“廢”，降低污水廠的脫氮處理成本，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺憾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)發(fā)明目的

2、為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，一種快速制備生物新型碳源的厭氧發(fā)酵裝置，本發(fā)明設(shè)置厭氧裝置包括發(fā)酵裝置主體、進(jìn)水組件、出水組件、溫控組件和時(shí)控組件，依次按照進(jìn)料-攪拌-厭氧發(fā)酵-過濾-出料五個(gè)階段重復(fù)運(yùn)行，其中進(jìn)料30分鐘、攪拌30分鐘、厭氧發(fā)酵1320-2760分鐘、離心過濾出料60分鐘，通過時(shí)控組件的plc控制面板調(diào)整各階段的運(yùn)行時(shí)間，將經(jīng)過預(yù)處理的厭氧顆粒污泥接種至發(fā)酵裝置內(nèi)，投加bes抑制甲烷菌的生長(zhǎng)，進(jìn)料提供適合微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)投加液堿保持發(fā)酵ph為4.5-5.5，設(shè)置排水比為20-50％。本發(fā)明在該運(yùn)行工藝下獲得的生物高效碳源，主要成分為乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等多種揮發(fā)性有機(jī)酸(vfa)等，均容易被反硝化菌吸收利用，是制作碳源的良好原料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)副產(chǎn)物、廢物定向有機(jī)酸發(fā)酵，為部分行業(yè)的副產(chǎn)物、廢物提供一種資源化利用方案，實(shí)現(xiàn)以“廢”治“廢”，同時(shí)降低污水廠的脫氮處理成本。

3、(二)技術(shù)方案

4、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置，包括厭氧發(fā)酵裝置主體、進(jìn)水組件、出水組件、溫控組件和時(shí)控組件；厭氧發(fā)酵裝置內(nèi)部設(shè)置有攪拌槳，主體上設(shè)置有壓力表，ph檢測(cè)儀，溫度檢測(cè)儀，多個(gè)用于進(jìn)水、出水、取樣和排泥的閥門；

5、進(jìn)水組件包括進(jìn)水罐、進(jìn)水管和第一進(jìn)水泵；進(jìn)水罐和第一進(jìn)水泵通過管路與厭氧發(fā)酵裝置主體進(jìn)水口上的閥門連接；進(jìn)水口設(shè)置在反應(yīng)器主體的上方；出水組件包括離心泵，出水罐、出水管和第二蠕動(dòng)泵；出水罐和第二蠕動(dòng)泵通過出水管與離心泵相連，離心泵與厭氧發(fā)酵裝置主體出水口上的閥門連接；出水口設(shè)置在反應(yīng)器主體側(cè)面；溫控組件包括熱水器和加熱盤管。時(shí)控組件包括可編程的自動(dòng)化時(shí)間控制器；自動(dòng)化時(shí)間控制器分別與進(jìn)水組件、出水組件、厭氧裝置主體組件通訊連接。通過時(shí)間調(diào)節(jié)，控制厭氧裝置的進(jìn)水、攪拌、發(fā)酵、離心和出水整個(gè)工藝周期。

6、優(yōu)選的，厭氧裝置主體為玻璃鋼制成的圓柱體，高徑比>1.5。

7、優(yōu)選的，多個(gè)閥門由下到上分別為排泥閥、取樣閥、出水閥和進(jìn)水閥。

8、由上述的一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置，運(yùn)行包括如下步驟：

9、s1、接種厭氧顆粒污泥；

10、取某餐廚垃圾處理廠的厭氧反應(yīng)器的厭氧顆粒污泥，同時(shí)投加2-溴乙基磺酸鈉(bes)與厭氧顆粒污泥混合,其中厭氧顆粒污泥體積和bes體積＝10000:1-1000:1；然后按照污泥體積：葡萄糖體積＝10000:1-1000:1混合攪拌活化污泥，厭氧環(huán)境下污泥活化24-48小時(shí)，將活化好的污泥接種至厭氧裝置主體(1)內(nèi)，依次按照進(jìn)料-攪拌-調(diào)ph-發(fā)酵-離心-出水的順序重復(fù)進(jìn)行間歇式厭氧培養(yǎng)；

11、s2、投放的2-溴乙基磺酸鈉(bes)；

12、2-溴乙基磺酸鈉(bes)為市售商品。

13、s3、向厭氧裝置內(nèi)泵入餐廚垃圾三項(xiàng)分離后的漿料；

14、漿料來自某餐廚垃圾處理企業(yè)的三項(xiàng)分離后的液體相，漿料與厭氧污泥的混合體積＝9:1-6:4；

15、優(yōu)選的，在s1中，接種至反應(yīng)器主體內(nèi)的厭氧顆粒污泥的總懸浮固體(totalsoluble?solids)為80-110g/l，有機(jī)質(zhì)濃度(vss/tss)為0.6-0.7，沉降速度50-100m/h，顆粒直徑在0.3-3mm。

16、優(yōu)選的，在s3中，漿料的cod為70000mg/l-90000mg/l,含固率為10％-30％，ph3.5-4.5；

17、優(yōu)選的，在s1中，使用液堿來調(diào)ph，使得厭氧發(fā)酵的ph維持在4.5-5.5；

18、優(yōu)選的，在s1中，每次換水體積為厭氧裝置主體內(nèi)泥水總體積的1/3。

19、本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下有益的技術(shù)效果：

20、本發(fā)明的所述的一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置，快速速制備生物高效碳源，處理餐廚垃圾三項(xiàng)分離液，厭氧發(fā)酵裝置包括裝置主體、進(jìn)水組件、出水組件、溫控組件和時(shí)控組件，運(yùn)行周期為24-48小時(shí)，依次按照進(jìn)料-攪拌-發(fā)酵-離心-出水五個(gè)階段重復(fù)運(yùn)行，其中進(jìn)料30分鐘、攪拌30分鐘、厭氧發(fā)酵1320-2760分鐘、離心過濾出料60分鐘，通過時(shí)控組件的plc控制面板調(diào)整各階段的運(yùn)行時(shí)間，將經(jīng)過初步活化的厭氧顆粒污泥接種至厭氧裝置內(nèi)，進(jìn)料提供適合微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)比例，設(shè)置排水比為20-50％，每個(gè)周期重復(fù)運(yùn)行，運(yùn)行40天后逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)，獲得的高效碳源cod由最初的85400mg/l上升至152700mg/l，提高了44.07％；揮發(fā)性有機(jī)酸含量由最初的5898mg/l上升至9477mg/l，提高了37.76％。

技術(shù)特征：

1.一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，包括厭氧發(fā)酵裝置主體(1)、進(jìn)水組件(2)、出水組件(3)、溫控組件(4)和時(shí)控組件(5)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，厭氧發(fā)酵裝置主體(1)為玻璃鋼制成的圓柱體，高徑比>1.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置，其特征在于，多個(gè)閥門由下到上分別為排泥閥(10)、取樣閥(7)和備用閥(8)、出水閥(9)和進(jìn)水閥(6)。

技術(shù)總結(jié)
一種快速制備生物高效碳源的厭氧發(fā)酵裝置，厭氧發(fā)酵裝置包括發(fā)酵裝置主體、進(jìn)水組件、出水組件、溫控組件和時(shí)控組件；裝置主體為玻璃鋼制成的圓柱體，高徑比>1.5，裝置主體包括攪拌槳，壓力表，pH檢測(cè)儀，溫度檢測(cè)儀，裝置主體上并設(shè)置有出水、取樣和排泥的閥門；進(jìn)水組件包括進(jìn)水罐、進(jìn)水管和第一進(jìn)水泵；出水組件包括離心機(jī)，出水罐、出水管和第二進(jìn)水泵；溫控組件包括熱水器和加熱盤管；時(shí)控組件包括可編程的自動(dòng)化時(shí)間控制器；厭氧發(fā)酵裝置依次按照進(jìn)料?攪拌?發(fā)酵?離心過濾?出料五個(gè)步驟運(yùn)行，通過時(shí)控組件PLC控制面板調(diào)整各階段的運(yùn)行時(shí)間。本發(fā)明在該運(yùn)行工藝下獲得生物高效碳源，不僅實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢料的資源化利用，還能降低污水廠脫氮成本。

技術(shù)研發(fā)人員：董紅紅,周小峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市宏屹峰科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20230908
技術(shù)公布日：2024/8/20