厌氧罐进料管道结垢清理问题
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一、问题描述(200字以内)

以小麦等谷物为原料生产燃料乙醇,由于小麦等谷物糟液中含有较高的植酸盐和蛋白质,在高温厌氧环境下蛋白质分解为氨氮,会和Mg2+和PO4-生成结晶盐,从而在出水管道和二级厌氧进水管道上附着结垢并堵塞管道,从而增加维修费用,影响正常污水处理。尤其在二级厌氧发酵罐内,进料管道和厌氧布水器极易结垢堵塞,造成进料量越来越小。只能通过停止生产,割开厌氧罐的壁板利用高压水枪对布水器和进料管道进行清理。

二、解题过程(500字以内)

技术冲突描述:为了解决厌氧罐进料管道结垢堵塞问题,提高中温厌氧发酵罐进料管道的进料量和COD及有机质去除率,根据鱼骨图分析主要影响结垢的因素有:氮磷镁浓度和液体PH值、液体流速。我们只要往废水添加铁盐或酸类物质,就可以减少和抑制管道结垢的产生,但这将对管道产生腐蚀等有害作用,同时还会对中温厌氧罐内发酵产生有害作用。

转换成TRIZ标准冲突:改善的参数:消除对系统有害的管道结垢,增加流量。恶化的参数:生产成本增加,厌氧发酵效率降低。

根据减少 物休产生的有害因素和降低生产率查找冲突矩阵,得到如下发明原理:NO.35:参数变化;NO.22:变有害为有益;NO.24:中介物。

三、最终方案(500字以内)

对方案中的3个方案(方案2,3,4),进行重新筛选组合,得到一个最优方案组合。

最终方案:

一级厌氧出水后经过滤沉淀后加碱调节PH并鼓风曝气(4)去除大部分氨氮离子,且添加镁盐和磷酸根使结晶提前在调节池前进行(2).提升泵出口混入经过压缩的沼气,形成气水混合液对管道进行冲刷,延迟管道结垢并实现结垢后自我清理(3)。

四、创新点(200字以内)

1、去除大部分氨氮离子,且添加镁盐和磷酸根使结晶提前在调节池前进行;

2、提升泵出口混入经过压缩的沼气,形成气水混合液对管道进行冲刷,延迟管道结垢并实现结垢后自我清理;

3、一级厌氧出水后经过滤沉淀后加碱调节PH并鼓风曝气。

六、应用情况及范围

该方案正在进行中试,可减少酸类和其它化学药品的投加,保证生产连续稳定进行。

七、产生的经济效益或社会效益

预计每年可以节省清洗费用和生产成本约200万元。