本发明属豆制品生产废水处理工艺技术领域，特别是涉及一种新型豆制品生产废水处理与资源化系统。
背景技术
截止2017年3月，我国取得生产许可证的豆制品企业约4890家，总投豆量约为1.2×106吨，加工过程中会产生大量有机废水，cod、bod和氨氮较高，属于可生化性程度高的高浓度工业废水。废水主要来自泡豆水、压榨出的黄浆水以及生产清洗用水，其中泡豆水和黄浆水构成高浓度的有机废水，总生产量为豆重的5.5～7.0倍，cod值超过2000mg/l。如果直接排放，将会导致田地和水体的严重污染，因此，必须对豆制品废水进行无害化处理以后达到废水排放标准才能排放。
目前，国内对于处理豆制品废水的研究主要侧重于生物处理方面，但是单独的好氧或厌氧处理难以达到废水排放标准，所以近年来厌氧—好氧结合处理的方式得到了大量研究，既能充分发挥出厌氧微生物承担高浓度、高负荷与回收有效能源的优势,同时又能适宜的利用好氧微生物生长速度快、处理水质好的特点。本研究选择了“厌氧流化床和好氧流化床”为主体工艺，因为流化床层污泥浓度高，有机负荷率高，耐冲击负荷能力强，cod去除率≥90％，同时具有脱氮功能。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型豆制品生产废水处理与资源化系统，解决豆制品废水进行无害化处理的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种新型豆制品生产废水处理与资源化系统，其中包括废水处理系统、污泥处理系统和沼气资源化系统；
所述废水处理系统包括格栅井、调节池、初沉池、泵房、厌氧流化床、好氧流化床、好氧接触氧化反应器、二沉池、活性炭滤罐和鼓风机，所述格栅井的出水管与调节池的进水管通过污水管道连接，所述调节池的出水管与初沉池的进水管通过污水管道连接，所述初沉池的出水管与泵房的进水管通过污水管道连接，所述泵房的出水管与厌氧流化床的进水管通过污水管道连接，所述厌氧流化床的出水管与好氧流化床的进水管通过污水管道连接，所述好氧流化床的出水管与好氧接触氧化反应器的进水管通过污水管道连接，所述好氧接触氧化反应器的出水管与二沉池的进水管通过污水管道连接，所述调节池的进风口、好氧流化床的进风口和好氧接触氧化反应器的进风口分别通过空气管道与鼓风机连接；
所述污泥处理系统包括贮泥池、污泥浓缩池、预处理罐、两段内循环一体式矩形厌氧消化器和脱水机房，所述初沉池的排泥管、二沉池的排泥管、好氧流化床的排泥管和好氧接触氧化反应器排泥管分别通过污泥管道贮泥池连接，所述贮泥池的排泥管与污泥浓缩池通过污泥管道连接，所述污泥浓缩池的排泥管与预处理罐通过污泥管道连接，所述预处理罐的排泥管与两段内循环一体式矩形厌氧消化器通过污泥管道连接，所述两段内循环一体式矩形厌氧消化器的排泥管与脱水机房通过污泥管道连接；
所述沼气资源化系统包括连体式含硫废气净化装置、除湿器、沼气脱硫干燥贮存一体式装置和蒸汽锅炉，所述厌氧流化床的出气管和两段内循环一体式矩形厌氧消化器的出气管分别通过沼气管道与连体式含硫废气净化装置连接，所述连体式含硫废气净化装置的出气管与除湿器通过沼气管道连接，所述除湿器的出气管与沼气脱硫干燥贮存一体式装置通过沼气管道连接，所述沼气脱硫干燥贮存一体式装置的出气管与蒸汽锅炉通过沼气管道连接，所述蒸汽锅炉的出气管与调节池通过蒸汽管道连接，用于加热废水。
本发明的进一步技术方案是，所述整个工艺进水借助液位差实现自流，只需外加泵一次提升。
本发明的又进一步技术方案是，所述厌氧流化床为螺旋对称流厌氧反应器，所述好氧流化床为气升式外循环涡旋强化生物脱氮反应器。
本发明的再进一步技术方案是，所述调节池内的废水进入到厌氧流化床之前，由蒸汽加热到35-38℃。
本发明的再进一步技术方案是，所述好氧流化床和好氧接触氧化反应器上端分别设有盖板，用于收集曝气过程产生的气溶胶，并且气溶胶随空气一同进入后续的沼气生物脱硫反应器进行处理后排放。
本发明的再进一步技术方案是，对厌氧消化的污泥进行热碱预处理时，污泥经浓缩池的污泥排出后进入预处理罐，用热碱预处理24h后进入两段内循环一体式矩形厌氧消化器。
本发明的再进一步技术方案是，所述厌氧流化床和两段内循环一体式矩形厌氧消化器均可产生沼气，并且产生的沼气经蒸汽锅炉加热后形成蒸气。
本发明的更进一步技术方案是，所述二沉池的出水管与活性炭滤罐的进水管连接，所述活性炭滤罐为深度处理单元，所述活性炭滤罐的出水管出水部分分别用于厂内回用及部分达标排放。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
1、主体工艺为厌氧流化床好与好氧流化床结合，处理豆制品生产废水时既降低了有机物浓度，又兼具有较好的脱氮效果，主体工艺有高浓度的生物量，负荷率高，耐冲击负荷能力强；
2、在调节池中加碱调节废水ph，使其达到中性，池内底部铺设有蒸汽管道及曝气管道，蒸汽管道可以将废水加热到适宜温度(35-38℃)，这样更有利于后续厌氧反应的进行，蒸汽是厌氧消化产生的沼气经蒸汽锅炉加热后形成的，整个过程实现了资源化；曝气管道在预曝气的同时对池内的废水混合搅拌，可以强化水质均衡；
3、生产豆制品每使用1t大豆大约就能产生10t左右的清洁废水，该工艺的出水小部分达标排放，大部分用于厂内回用，节约了大量水资源；
4、经污泥浓缩池浓缩后的污泥及豆渣在进入两段内循环一体式矩形厌氧消化器之前，先经过热碱预处理，使污泥解体释放有机物，有利于后续厌氧处理；
5、沼气经过净化除湿后，再经过热电联产装置产热发电，发电用于厂里日常使用，产热用于对调节池和两段内循环一体式矩形厌氧消化器加热，实现资源的最大化利用。
附图说明
图1为本发明示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1所示，一种新型豆制品生产废水处理与资源化系统，其中包括废水处理系统、污泥处理系统和沼气资源化系统；
所述废水处理系统包括格栅井1、调节池2、初沉池3、泵房4、厌氧流化床5、好氧流化床6、好氧接触氧化反应器7、二沉池8、活性炭滤罐9和鼓风机11，所述格栅井1的出水管与调节池2的进水管通过污水管道连接，所述调节池2的出水管与初沉池3的进水管通过污水管道连接，所述初沉池3的出水管与泵房4的进水管通过污水管道连接，所述泵房4的出水管与厌氧流化床5的进水管通过污水管道连接，所述厌氧流化床5的出水管与好氧流化床6的进水管通过污水管道连接，所述好氧流化床6的出水管与好氧接触氧化反应器7的进水管通过污水管道连接，所述好氧接触氧化反应器7的出水管与二沉池8的进水管通过污水管道连接，所述调节池2的进风口、好氧流化床6的进风口和好氧接触氧化反应器7的进风口分别通过空气管道与鼓风机11连接；所述污泥处理系统包括贮泥池10、污泥浓缩池12、预处理罐13、两段内循环一体式矩形厌氧消化器14和脱水机房19，所述初沉池3的排泥管、二沉池8的排泥管、好氧流化床6的排泥管和好氧接触氧化反应器排泥管7分别通过污泥管道贮泥池10连接，所述贮泥池10的排泥管与污泥浓缩池12通过污泥管道连接，所述污泥浓缩池12的排泥管与预处理罐13通过污泥管道连接，所述预处理罐13的排泥管与两段内循环一体式矩形厌氧消化器14通过污泥管道连接，所述两段内循环一体式矩形厌氧消化器14的排泥管与脱水机房19通过污泥管道连接；所述沼气资源化系统包括连体式含硫废气净化装置15、除湿器16、沼气脱硫干燥贮存一体式装置17和蒸汽锅炉18，所述厌氧流化床5的出气管和两段内循环一体式矩形厌氧消化器14的出气管分别通过沼气管道与连体式含硫废气净化装置15连接，所述连体式含硫废气净化装置15的出气管与除湿器16通过沼气管道连接，所述除湿器16的出气管与沼气脱硫干燥贮存一体式装置17通过沼气管道连接，所述沼气脱硫干燥贮存一体式装置17的出气管与蒸汽锅炉18通过沼气管道连接，所述蒸汽锅炉18的出气管与调节池2通过蒸汽管道连接，用于加热废水。
所述废水处理系统、污泥处理系统和沼气资源化系统分别设置成上中下三部分、形成液位差，实现自流。
所述厌氧流化床5为螺旋对称流厌氧反应器，所述好氧流化床6为气升式外循环涡旋强化生物脱氮反应器，所述调节池2内的废水进入到厌氧流化床5之前，由蒸汽加热到35-38℃，所述好氧流化床6和好氧接触氧化反应器7上端分别设有盖板，用于收集曝气过程产生的气溶胶，并且气溶胶随空气一同进入后续的沼气生物脱硫反应器进行处理后排放。
对厌氧消化的污泥进行热碱预处理时，污泥经浓缩池12的污泥排出后进入预处理罐13，用热碱预处理24h后进入两段内循环一体式矩形厌氧消化器14，所述厌氧流化床5和两段内循环一体式矩形厌氧消化器14均可产生沼气，并且产生的沼气经蒸汽锅炉18加热后形成蒸气。
所述二沉池8的出水管与活性炭滤罐9的进水管连接，所述活性炭滤罐9为深度处理单元，所述活性炭滤罐9的出水管出水部分分别用于厂内回用及部分达标排放。
下面提供本发明一种新型豆制品生产废水处理与资源化系统的工作方法，包括以下步骤：
1、格栅井：
豆制品废水流入到格栅井1中，水中较粗大的漂浮物和悬浮物被截留，防止堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、进出水口等，减少后续处理产生的浮渣，保证废水处理设施的正常运行，格栅井1进水cod浓度为2000～20000mg/l，氨氮为20～100mg/l；
2、调节池：
经格栅井1过滤的废水进入调节池2中，因为豆制品废水中污染物成分复杂，浓度较高而且水量有波动，调节池2对水质、水量的调节是保证后续处理工艺稳定进行。调节池2底部连有穿孔曝气管，鼓风机11通过通气管对调节池2进行曝气，曝气量为1.2m3/(m2·min)，在预曝气的同时对池内的废水混合搅拌,可以强化水质均衡；投加一定量的碱，调节ph至7左右；调节池2内设有蒸汽管，用于废水的充分混合和加热，再输送到厌氧流化床4中进行厌氧处理。调节池2的水力停留时间为12小时；
3、初沉池：
经调节池2调节的废水进入初沉池3，豆渣被分离出来并外运，经过初沉池后，ss去除约40％～55％,同时可去除20％～30％的bod5，可降低后续生物处理构筑物的有机负荷；
4、厌氧流化床：
废水从初沉池流出后，经过泵房的提升流至厌氧流化床5中，依此经过布水区、反应区、三相分离区。废水先流经旋流反应区底部，绕过第一旋流板进入旋流反应区中部，然后绕过第二旋流板进入旋流反应区上部，再绕过第三旋流板进入自由空域区。经反应区处理后的沼液进入三相分离区，污泥回流至反应区，清水通过锯齿形溢流堰经出水管排出,收集的全部沼气进入集气室排入连体式含硫废气净化装置15；
5、好氧流化床：
废水经厌氧流化床5后进入到好氧流化床6中，通过微孔曝气盘、混合区及多级文丘里管的设置，在多级文丘里管内形成涡旋流场，有效增强了气液固三相间传质效能；另外，上述结构与分流区及左、右循环管结合形成外循环，构成好氧-缺氧交替环境，使该反应器具有硝化反硝化生物脱氮功能，鼓风机11通过通气管对好氧流化床6进行曝气；
6、好氧接触氧化反应器：
废水经好氧流化床6后进入到好氧接触氧化反应器7，废水在好氧接触氧化反应器7的水力停留时间为24小时，鼓风机11通过通气管对好氧接触氧化反应器7进行曝气，曝气量为1.5～3m3/(m2·min)，控制其溶解氧在4～5mg/l；填料使用组合填料，集中了软性和半软性填料的结构特点；
7、二沉池：
好氧接触氧化反应器7出水进入到二沉池8中进行沉淀，沉淀时间为5小时左右，沉淀污泥以及脱落的生物膜经过污泥浓缩池12；
8、活性炭滤罐：
二沉池8出水进入活性炭滤罐9进行深度处理，废水在活性炭滤罐9中停留的时间为10～12小时，活性炭滤罐8对cod的去除率可达到40％～70％，对氨氮的去除效率可达到60％～80％，出水部分作为厂内回用水用于生产清洁，部分达标排放；
9、贮泥池：
初沉池3、好氧流化床6、好氧接触氧化反应器7以及二沉池8的排泥管全部与贮泥池10相连，以调节废水处理系统污泥的产生量和污泥处理系统处理能力之间的平衡；
10、污泥浓缩池：
污泥经贮泥池10进入污泥浓缩池12。污泥浓缩池12中，污泥体积大大减少，后续单元操作更加方便，初沉池污泥含水率可降至90％～92％，活性污泥含水率可降至97％～98％；
11、预处理罐：
污泥经浓缩池12后进入预处理罐13，预处理罐内的热碱可以促进污泥的解体，加速污泥后续的厌氧消化速率；
12、两段内循环一体式矩形厌氧消化器：
污泥浓缩池12的污泥直接进入两段内循环一体式矩形厌氧消化器14中，两段内循环一体式矩形厌氧消化器由下至上至少分为循环反应区及分离区，循环反应区至少包括上下布置的两个循环区，由下至上分别为用于消耗碱度的第一循环区及用于产生碱度的第二循环区，分离区(包括多个集气室，在集气室的上方设有溢流堰，由各个集气室收集的气体统一经由设于壳体顶部的总集气管排入连体式含硫废气净化装置。经过蒸汽的加热控制为35～38℃，污泥停留时间为20天。混合的污泥在厌氧消化产生甲烷的同时发生了减量化，降解消化后的污泥输送至脱水机房19进行脱水，经过脱水后，污泥含水率为70％，再外运进行污泥处置；
13、脱水机房：
污泥经过两段内循环一体式矩形厌氧消化器14后进入脱水机房19进行脱水，含水率被降至70％。主要装置是带式压滤机，污泥调理药剂采用阳离子型聚丙烯酰胺；
14、连体式含硫废气净化装置：
厌氧流化床5和两段内循环一体式矩形厌氧消化器14产生的沼气流入连体式含硫废气净化装置15，通过连体式含硫废气净化装置15收集并净化厌氧流化床5以及两段内循环一体式矩形厌氧消化器14产生的沼气，该气体中含有硫化氢等气体，所以要经过连体式含硫废气净化装置15的处理，连体式含硫废气净化装置15的硫化物负荷为100～300mg/(l·h)；
15、沼气脱硫干燥贮存一体式装置：
净化后的沼气经过除湿器16后进入沼气脱硫干燥贮存一体式装置17并被输送至蒸汽锅炉18里用于产生蒸汽，产生的蒸汽可以用于加热调节池内废水温度以及厂内其它设备。