CN102079614A

CN102079614A - 一种废水处理方法

Info

Publication number: CN102079614A
Application number: CN 201110049225
Authority: CN
Inventors: 柴建中; 周德刚; 刘生奎
Original assignee: QINGHAI JIESHEN ENVIRONMENT ENERGY INDUSTRY CO LTD
Current assignee: QINGHAI JIESHEN ENVIRONMENT ENERGY INDUSTRY CO LTD
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2011-06-01

Abstract

本发明提供了一种废水处理方法，该方法包括：废水经过调整槽调整后进入微生物增殖培养设备，用其中的微生物进行微生物处理，接着进入曝气槽组进行曝气处理，然后在沉淀槽中进行沉淀；沉淀槽的沉淀污泥通过污泥回流管以0.5～10倍的回流比回流到所述曝气槽组、调整槽和微生物增殖培养设备；供气管向曝气槽组和微生物增殖培养设备供气；其中，所述微生物为枯草杆菌(Bacillus)；所述微生物增殖培养设备包括多孔组织纤维体，其容积比重为0.04-0.08g/cm³，空隙率为90％以上。根据本发明提供的方法，适应处理水质、水量、负荷和温度等条件的变化，成功实现期望中的废水的净化处理。

Description

一种废水处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理方法。

背景技术

随着城市化化和工业化进程的不断加快，环境污染日益严重，各种废水净化方法和技术层出不穷并得到了应用，但由于这些废水净化处理方法存在着各种各样的问题，特别是随着目前排放标准的不断提高和土地、能源的日益紧张，大大限制了这些废水净化处理技术的工程应用。

与本发明相似的现有废水处理技术为传统生物转盘(生物膜)技术和普通活性污泥技术。

生物转盘污水处理技术曾经以其占地面积较小、结构较紧凑、能耗较低、管理方便、操作容易等优点而在废水净化处理工程中得到普遍应用，但是经过长期运行实践发现生物转盘技术不可避免的存在着以下问题及缺点：

1、微生物附着量小，且微生物载体(膜)易脱落；

2、对温度等环境条件要求苛刻，北方工程的处理系统和构筑需建在室内；

3、受微生物菌种和微生物菌载体(膜)特性和处理效率的限制，只适合小水量废水处理工程；

4、废水的适应范围小，对于高浓度废水不能起到很好的净化作用；

5、受微生物菌种和载体特性的限制，除磷除氮能力差；

6、处理过程中容易散发恶臭气体，造成二次污染。

普通活性污泥技术由于受所应用的生物菌种的限制，很难处理高浓度污水，特别是难以去除废水中的氮、磷成分，且占地面积大、构筑物土建施工量大，工期长，投资高，运行能耗高，污泥产量大，系统抗负荷冲击能力差，负荷变化时易出现系统崩溃。

发明内容

本发明是对以上述传统生物转盘和普通活性污泥技术等废水处理技术实际应用状况进行反复分析研究后所形成的创意。本发明的目的是针对传统生物转盘和普通活性污泥法等现有废水净化处理技术上的不足，提供了一种新型的废水处理方法。

本发明提供了一种废水处理方法，该方法包括，将废水经过调整槽调整后进入微生物增殖培养设备，附着在微生物增殖培养设备载体上的微生物对废水中的有机物类物质吸收和降解，接着进入曝气槽组进行曝气处理，然后在沉淀槽中进行沉淀；沉淀槽的沉淀污泥通过污泥回流管回流到所述曝气槽组、调整槽和微生物增殖培养设备；供气管向曝气槽组和微生物增殖培养设备供气；其中，

所述微生物为枯草杆菌(Bacillus)；

所述微生物增殖培养设备包括多孔组织纤维体，该多孔组织纤维体物理性质及化学性质均稳定，其容积比重为0.04-0.08g/cm³，空隙率为90％以上。

根据本发明提供的废水处理方法，为在废水处理中所采用的微生物杆状菌即枯草杆菌(Bacillus)提供适宜的生存和储量条件，以达到促其旺盛增殖和提高储量的目的，并且可以通过对其生存繁殖条件的变化，达到或最大限度地使该微生物枯草杆菌(Bacillus)无孢子形成和死亡发生，从而最大限度地发挥其在废水处理中的生物活性和能力，有效降解废水中的有机物，特别是有效去除现有技术难以去除的废水中的氮磷成分和恶臭气体。能够达到有效净化各种废水的目的，使其既可适用于大规模废水处理工程，也可适用于中小企业生产中产生的各类工业废水的处理。通过充分推广该废水处理方法，就能有效实现地球环境净化的目标，因而它无疑是一种具有巨大效益的发明；本发明通过适当改变处理系统整体的构成关系，用小型、紧凑且低成本的设备和构筑，适应处理水质、水量、负荷和温度等条件的变化，在节约用地、节省动力消耗和低碳环保下成功实现了期望中的废水的净化处理。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明中微生物增殖培养设备结构的平面示意图；

图3为图2的III-III截面图；

图4为本发明微生物增殖培养设备实例之一的部分剖面图；

图5为图4的局部放大图。

附图标记说明

1、调整槽；

2、曝气槽组，

2a、第一曝气槽；2b、第二曝气槽；2c、第三曝气槽；2d、第四曝气槽；

3、沉淀槽；

3a、沉降污泥回流管

4、排水池；

5、微生物增殖培养设备

6、原水池

8、旋转体(散气机构)

9、连接管

10、纤维板状体组

11、多孔组织纤维体

12、平面间隔

13、板状体间隙

14、支撑部件

15、垂直间隙

16、供气管

17、排气筒

18、空气喷出口

20、旋转体组

21、盖子

22、废水槽

23、旋转轴

24、驱动机构

25、轴承

26、供气管

27、连接器

27a、固定盘

27b、轴

30、污泥回流管

31、曝气槽回流管

32、调整槽和增值培养设备回流管

具体实施方式

本发明提供的废水处理方法包括，将废水经过调整槽调整后进入微生物增殖培养设备，附着在微生物增殖培养设备载体上的微生物对废水中的有机物类物质吸收和降解，接着进入曝气槽组进行曝气处理，然后在沉淀槽中进行沉淀；沉淀槽的沉淀污泥通过污泥回流管以一定的回流量回流到所述曝气槽组、调整槽和微生物增殖培养设备，所述回流比通常可以为0.5～10；供气管向曝气槽组和微生物增殖培养设备供气；其中，

所述微生物为枯草杆菌(Bacillus)，上述枯草杆菌(Bacillus)可以采用本领域已知的枯草杆菌，例如B.Subtills、B.Thuringiensis、B.Megaterium、B.Pumilas。上述菌种可以采用商购获得，例如日本的帕奇鲁斯公司生产的B.Subtills菌。

由于微生物为枯草杆菌，因枯草杆菌的特性而使产生的剩余污泥量极少，从而能够在硝化和脱氮方面获得巨大效果。而且，在沉淀槽中，氧气量急剧降低，导致上述枯草杆菌形成孢子，并以高粘性的沉淀物方式沉淀下来，凭借这种沉淀物的高度粘性，可有效去除磷分。另外，孢子状枯草杆菌的粘性可很好地吸附和降解恶臭气体物质，从而具有非常好的除臭作用。

所述微生物增殖培养设备包括多孔组织纤维体，该多孔组织纤维体物理性质及化学性质均稳定，其容积比重为0.04-0.08g/cm³，空隙率为90％以上，优选为93-98.5％。所述多孔组织纤维体可以商购获得，例如商品名为“saran lock”，牌号为“OS-120”，由帕其鲁斯公司制造。

根据本发明提供的废水处理方法，可以处理各种废水，例如所述废水可以为生活垃圾渗滤液废水、城市市政生活废水、屎尿粪便废水、牲畜养殖场和屠宰厂废水、海产品和食品加工厂废水、造纸厂废水、医院废水、焦化废水、农药废水、石油化工废水等。例如待处理废水的BOD₅范围可以为10～40000mg/L，通常为300～20000mg/L，总氮可以为30～3000mg/L，总磷可以为30～200mg/L。

根据本发明提供的废水处理方法，所述曝气槽内的溶解氧优选为0.1-1.0mg/L。

本发明的废水处理系统的整体配置和结构图如图1所示，包括原水池6、调整槽1和由多个曝气槽2a、2b、2c、2d所构成的曝气槽组2，以及沉淀槽3和排水池4；前述调整槽1与曝气槽组2之间设有微生物增殖培养设备5，并用连接管9连接。

在上述结构中，本发明的调整槽1、曝气槽组2、沉淀槽3分别为在施工现场浇注或焊接的混凝土结构或钢结构构成。作为小规模污水处理设施的更佳模式，如图1各部位所示，可将槽1、2、3组合制成混凝土预制构件，也可将槽1、2、3制成钢结构组合体结构件，将在工厂生产的单件分别运送至施工现场后进行连接组装，以减少现场施工工期和土建成本。

上述微生物增殖培养设备为采用金属板材或合成树脂材料，在工厂生产制造的设备，该微生物增殖培养设备用于上述枯草杆菌(Bacillus)的旺盛培养和增殖。该设备由启动机构、添加物加料机构、通气机构、通水机构和微生物增殖培养机构等组装而成。本设备能够使上述实现微生物增殖培养的功能简单化和设备的轻便化，且不需要与其设置位置相关的专用场地等，使用户能够选择合适的配设模式，其中包括与其它机构重叠状态下的设置等。

本发明通过在微生物增殖培养设备中对上述枯草杆菌(Bacillus)的积极增殖和培养，对废水中的有机物进行分解，使用曝气设备的前部曝气槽去除40％-70％左右的废水中的BOD，而后部曝气槽则能发挥脱氮和脱磷的处理作用，整个系统还具有独特的恶臭气体的去除作用。

如图2和图3所示的是机构性主体两侧所成对设置的数个多孔组织纤维体11，和设于它们之间的散气机构8。在如图2所示的平面方向的中央部分，有平面间隙12，在位于两侧的多孔组织纤维板状体11分别保持板状体间隙13的状态下，成对设置了用支撑部件14固定的纤维板状体组10。垂直方向也如图3所示，上述纤维板状体组10上下间构成垂直间隙15。此外，在上述平面间隙12的底部设有供气管16，该供气管16配设了空气喷出口18及排气筒17，用于向所提供的被处理水(废水)充分释放和供应空气，使废水及喷出空气在上述纤维板状体间及其组织中得到充分流通。它不需要特殊的启动机构，而是凭借从散气机构8喷出的空气，从而形成所期望的接触搅拌状态。

上述多孔组织纤维体11是具有一般硬度的合成树脂纤维材料在松弛弯曲状态下压缩粘合而成的立体化的空隙率达90％以上、更优选93-98.5％的巨大板状体，优选为采用聚乙烯氯化合成纤维加工成的丝网状的立体网状体。立体的网状组织具有物理性质上及化学性质均稳定的组织。通过该多孔组织的纤维体，不仅可将被导入至该组织中的废水，以及从供气管16喷出并在排气筒17内被分散气泡化的空气有效地提供给以枯草杆菌(Bacillus)为主体的有机微生物，并促进其增殖培养。不仅如此，通过不会导致增殖培养床闭塞的上述高性能散气机构的旋转搅拌流，该微生物被剥离并被冲走，从而使曝气槽组的曝气处理得以有效进行。

由于上述多孔组织纤维体的材料为几乎不具有吸水性和吸湿性的材料，所以一般被认为即使在废水中长期使用也不会发生重量变化及发霉、腐蚀，因此能够实现长期的连续运转。此外，由于该微生物增殖培养设备5可以进行上述的有效增殖培养，因此，较小的设备投资即可满足废水处理的要求。由于上述的多孔组织的纤维体由很轻的合成树脂纤维制成，保证了设备总成的轻质化，因此不需要将其设置在地基上，而是可以设置在其他合适的工艺槽上，从而缩减了系统的占地面积，减少了土地占用成本。

此外，在本发明中，利用如图2、图3所示的空气吹送方法，通过采用如图4及图5所示的运动机构，则可形成满足微生物增殖培养的接触条件。换言之，将经过预处理的原水通过管道送入微生物增殖培养设备中的废水槽22，旋转体组20装配于旋转轴23上，即在旋转轴23上呈层积状安装了至少10～30个的多个旋转体8，在废水槽22的轴向两侧安装有轴承座25，用于旋转体组20的旋转轴的支承。由驱动机构24驱动，旋转轴围绕轴承座25旋转。各旋转体组20的周围则装配了由图5中所示的固定盘27a与轴27b构成的连接器27。轴27b为中空，由连接轴贯通并固定，立体网状结构的合成纤维组织体在连接器27作用下保持一定间隔状态。在此状态下，由至少10张、一般20张以上组成的旋转体组20整体进行旋转。

上述旋转体组20以适当速度进行旋转，各旋转体8的纤维组织依次并交替地与微生物增殖培养设备5内的下部废水和其上部的空气层接触，交替地给纤维组织在适当状态下供给液体(来自废水及沉淀槽的沉降污泥)与空气。上盖21上设有合适的检查窗，能够对内部的工作状态进行检查确认。

各旋转体组20由经过适度弯曲加工的具有刚性的多孔组织纤维体在不规则的混合状态下集合而成，同时粘合剂通过喷雾方式附着在各纤维交点部分，使其通过凝结作用成为一体。在容积比重为0.04g/cm³～0.08g/cm³下，其空隙率可达到90％以上，尤其是空隙率在93％～98.5％左右时，上述旋转体中的废水与空气易于进出空隙组织，使以杆状菌为主体的微生物得以旺盛的繁殖，从而达到所期望的处理效果。

因上述容积比重较小，即使由合成纤维材料组成的旋转体组20体积较大(例如直径达2m)，但是细微的纤维组织的水阻力也不会影响其旋转，因此其旋转驱动所需要的驱动力极小。由于与废水的接触面积较大，同时空气、废水和混入的污泥能够顺畅的进出纤维组织，因此能够实现杆状菌等在组织内的大量繁殖。在实现这种旺盛的繁殖后，通过适当控制空气供给量，能够在好氧条件到兼氧条件的范围内提供与其条件相近的多样性变化，从而使硝化和脱氮作用得以可靠进行。因此，它可取得传统技术所无法达到的作用，并使处理效果得以充分提高。

不仅如此，作为本发明中重要的特殊性条件，如图1所示，在污泥沉淀槽3a上开口的污泥回流管30的第一分支管31，被引至曝气槽组2中的第一曝气槽2a，并向该第一曝气槽2a供给沉降污泥。此外，上述污泥回流管30的第二分支管32则被引入至调整槽1和引入微生物增殖培养设备5，并向它们供给回流污泥，由此形成整个系统。

在采用如图4、图5所示的旋转方式的微生物增殖培养设备时，一般通过使旋转体组20以低速旋转，以交替且均一的状态向其纤维组织之间供给空气和废水，从而使在稳定状态下旺盛的枯草杆菌为主体的微生物能够获得繁殖。这种低速旋转降低了动力成本，并能提高设备的耐用性，从而能够以低成本进行持续的废水处理。

本发明中所采用的多孔组织纤维体11以及用于旋转板20的弯曲纤维组织体，使用了典型合成纤维，为采用聚乙烯氯化合成纤维加工成的丝网状的立体网状体，具有以下特性：

(1)由于在接触部分形成了极大的特殊网状结构，因此与废水及空气的接触面较大，从而可获得高效的处理效果。

(2)由于重量轻、不吸水(容积比重0.04～0.08g/cm³)，因此驱动马达的电费和维护费用均很低廉。

(3)由于空隙率大，可达90％以上，因此便于废水和空气进出接触体，处理效果极佳。

(4)由于几乎不具备吸水性和吸湿性，所以与废水接触时无重量变化，也不存在发霉和腐蚀的问题。

(5)不仅耐温度变化性、耐药物性和耐溶剂性优异，机械强度也很高。

(6)具有上述(3)所述高空隙率的立体网状结构的接触体，依靠可保持大量的枯草杆菌等微生物载有量而提高了抗负荷冲击能力，从而能够获得强大的去除效果。

(7)此外，由于上述网状结构体中生存着大量的微生物群(以枯草杆菌为主体)，即使为了增强空气中氧气的吸收效率，而提高旋转速度，也依然能够在低成本下进行运转操作。

(8)上述立体网状结构，能够保持大量的枯草杆菌，即使对10,000～30,000ppm的高浓度废水，也能不用稀释而加以应对。

下面采用实施例的方式对本发明进行进一步详细描述。

实施例

使用本发明所述的系统，并按照本发明提供的方法，使用枯草杆菌B.Subtills(帕其鲁斯公司)，使用由帕其鲁斯公司制造的商品名为“saran lock”，牌号为“OS-120”多孔组织纤维体，处理BOD₅为2000ppm左右的废水，出水指标如果以BOD₅在20ppm以下、氮去除率80％以上、磷去除率95％以上为条件与标准活性污泥法进行对比，则可明显发现如表1所示的优点。

表1

此外，在遮蔽条件下将上述本发明系统设置在新开发城区，对由沉淀槽向曝气槽组、调整槽及微生物增殖培养设备的沉降污泥回流供给量设为被处理废水的200％左右，按每半个月或一个月为周期，与以前的活性污泥法进行比较，得出如表2所示的若干测定结果。

表2

上述表2中，BOD₅为五日生物耗氧量。指的是水中的微生物可以降解的有机物被降解后消耗的氧的量。测量方法采用HJ505-2009《水质五日生化需氧量(BOD₅)的测定——稀释与接种法》

COD_Cr为化学需氧量。指采用重铬酸钾做为强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量。测量方法采用GB 11894-89中《水质化学需氧的测定——重铬酸盐法》。

SS为水中的悬浮固体。即水样通过孔径为0.45μm的滤膜，截留在滤膜上并于103～105℃烘干至恒重的固体物质。测量方法采用GB 11901-89中《水质悬浮物的测定——重量法》

T-N为水中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的总和。测量方法采用GB 11894-89中《水质总氮的测定——碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》

T-P为水中各种形态磷的总量。即水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水含磷毫克数计算。测量方法采用GB 11893-89中《水质总磷的测定——钼酸铵分光光度法》

此外，在上述本发明设备的4000m³/天的废水处理条件中，如以实施5个月的运转条件下的流入废水的水质(流入)及处理后的水质(流出)加以比较，则通过表3所示可以确认，在全部试验项目中，结果均按时间顺序呈现出很好的处理效果。

表3 (单位：mg/l)

Claims

1.一种废水处理方法，该方法包括：废水经过调整槽调整后进入微生物增殖培养设备，用其中的微生物进行微生物处理，接着进入曝气槽组进行曝气处理，然后在沉淀槽中进行沉淀；沉淀槽的沉淀污泥通过污泥回流管以0.5～10倍的回流比回流到所述曝气槽组、调整槽和微生物增殖培养设备；供气管向曝气槽组和微生物增殖培养设备供气；

其中，所述微生物为枯草杆菌(Bacillus)；

所述微生物增殖培养设备包括多孔组织纤维体，其容积比重为0.04-0.08g/cm³，空隙率为90％以上。

2.根据权利要求1所述的废水处理方法，其中，所述多孔组织纤维体的空隙率为93-98.5％。

3.根据权利要求1或2所述的废水处理方法，其中，所述多孔组织纤维体为采用聚乙烯氯化合成纤维加工成的丝网状的立体网状体。

4.根据权利要求1所述的废水处理方法，其中，所述曝气槽内的溶解氧为0.1-1.0mg/L。

5.根据权利要求4所述的废水处理方法，其中，所述废水为生活垃圾渗滤液废水、城市市政生活废水、屎尿粪便废水、牲畜养殖场和屠宰厂废水、海产品和食品加工厂废水、造纸厂废水、医院废水、焦化废水、农药废水、石油化工废水中的一种或几种。