CN102126816A - 一种生物-物理组合法处理污水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物-物理组合法处理污水的方法，将有机污水通过气浮过滤池、调整池、发酵分解池、曝气生物池、产品贮留池，在微生物菌群、污泥、火山岩及空气的作用下，对有机污水经过发酵、分解、净化等作用，最终产生能够在动植物生长过程中循环利用的生物活性水。该系统能够实现全自动控制，操作简单，工艺投资较小，处理污水成本较低，处理效率高，性能稳定。

Description

一种生物-物理组合法处理污水的方法

技术领域

本发明涉及一种生物-物理组合法处理污水的方法，特别是涉及一种将气浮分离和微生物处理有机组合在一起而形成的高效处理污水的方法。

本发明所能处理的有机污染水是除少数含有对微生物起强烈毒性抑制作用的有机污染水外的各种有机污染水，包括大型养殖厂、肠衣加工厂、城市有机污水、高浓度餐饮业污水及屠宰厂等。

背景技术

随着城市化进程的加快、经济的快速增长和人口迅速的增加，为了满足人们对物质生活需要，屠宰场、大型养殖场、肠衣加工厂、餐饮业等不断的增加规模，进而导致有机污水排放量猛增。中国是一个拥有14亿人口的农业大国，每年有机废水的排放量居世界首位，这些污水汇集在一起，会产生难闻的腥臭味，且容易滋生各种病菌，这不仅加重了城市污水处理的负荷，而且更严重的破坏了自然环境，危害人体的健康。为了解决上述问题，各种污水处理设备和技术应用而生，主要有物理分离法、物理化学法及生物处理法等基本方法。其中物理分离法主要有沉淀、气浮、超声、微波、过滤处理等工艺；物理化学法主要有混凝沉淀、电解气浮、化学加药、光催化氧化等工艺；生物处理法如传统的活性污泥工艺及其派生出的氧化沟、AB法、SBR法等工艺。上述方法因其耗能高、投资大，管理复杂、未切实从根本上高效的处理污染源头，更未从珍惜资源、提高资源利用率，变废为宝、循环利用考虑。其中，生物处理法中单靠污泥承受较大的负荷和水质变化处理效果不确定性很高，处理后的污水和固体废物直接排放，将会浪费大量的资源，因此，必须寻求其他技术，实现资源的循环性、多层次利用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种生物-物理组合法处理污水的方法。本发明的目的是将气浮分离技术和微生物处理有机结合在一起而形成高效处理污水的设备及工艺。不仅有效解决了有机废水处理过程中的技术难点，而且能够循环利用经过该设备处理过的废水和固体废物，进而实现了资源的循环利用。

一种生物-物理组合法处理污水的方法，依次包括以下步骤：

(1)将有机污水排入气浮过滤池，气浮过滤设备能够刮浮渣、排出浮渣、产生微气泡，其中微生物菌群在污水中的量为300～3000mg/L，该过程COD去除率为5～20％；将初步处理过的污水，通过多孔的隔板11排入调整池；

(2)将流入调整池的污水，将污水中的氧提升至1～2.5mg/L，调控微生物发生设备产生的微生物菌群在污水中的量为3000～8000mg/L，通过该过程使COD在步骤(1)的条件下，进一步去除10～30％，其中水力停留时间为5～10天；

(3)通过多孔隔板流入发酵分解池的污水，使有机废水的COD进一步去除20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～10000mg/L，水力停留时间为5～12天；

(4)从步骤(3)中经多孔隔板流入曝气池的污水，使COD进一步去除20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～12000mg/L，水力停留时间为5～10天；

(5)从步骤(4)中经玻璃纤维无纺布滤板流入产品贮留池的处理水，在微生物菌群、污泥、火山岩及曝气设备的作用下，在曝气池中进一步分解，使污水的COD≤120mg/L，其中微生物菌群在污水中的量为500～5000mg/L，其中水力停留时间为5～10天之后，产生了最终产品即生物活性水。

所述的方法，所述步骤(5)中，每隔5～10天按照污泥回流比，把产品贮留池中的污泥回流至调整池和气浮过滤池，

上述污泥回流比：按照公式(1)计算：

$r=\frac{\mathrm{MLSS}}{\mathrm{RSSS}-\mathrm{MLSS}}...\left(1\right)$

式中：r为污泥回流比，MLSS为贮留池混合口固体浓度(mg/L)，RSSS为污泥回流浓度(mg/L)。

所述的方法，所述步骤(1)中所述的有机污水的pH值为5～10.5，反应温度为16～30℃；水力停留时间为30～60min。

所述的方法，所述步骤(2)中所述的微生物发生设备产生的微生物菌群组成按百分比计算是：酵母菌1～30％、乳酸菌1～10％、放线菌1～15％、反硝化细菌5～20％、硝化细菌5～20％、氧化菌1～15％、光和菌5～20％、氨芽孢杆菌10～30％、氨化细菌1～15％、假单孢杆菌1～10％。

所述的方法，所述步骤(3)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1.5～3.5mg/L。

所述的方法，所述步骤(4)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1.5～3.5mg/L。

所述的方法，所述步骤(5)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1～2.5mg/L。

与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点：

1、处理难降解的有机污水的效率高，应用新型生物-物理组合法处理污水，系统能够实现全自动控制，操作简单，工艺投资较小，处理废水成本较低，可以将各种有毒害行有机物去除，处理效率高，性能稳定。在气浮生物处理设备中，微生物絮体被微气泡带到设备上部，在相当厚的区域内形成悬浮泥渣层。在悬浮泥渣层内，有很高浓度的微生物，有大量夹杂的微气泡向水中提供氧气，所以这里存在一个高效率的好样微生物反应区。

2、可根据有机污水的种类、地域、水土等不同，在进行设当工艺调整的基础上，加入本课题组在经过长期实践，反复试验，从土壤中筛选出的微生物菌群，不仅适应性强，处理实践短、处理能力大，而且发酵分解彻底，所得到的最终产品——生物活性水。其产品生物活性水中COD≤120mg/L，EC为0.217ds/m，pH值在6.5～8.5，总氮约为150mg/L，总磷约为15mg/L，黄褐色液体。含有大量的由有机物转化的无机态营养元素，可被生物体吸收利用，并且能抑制生物病原微生物的繁衍。其中有益微生物菌群中，以光和菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌居多。

2、生物活性水本身就含有植物生长所必需的有机物和矿物质，此外，它还含有有益微生物菌群，能够改善和优化植物对营养和水分的吸收，提高植物自然抗病虫害的能力，从而使植物生长健壮。

3、生物活性水应用于养殖业，可以作为畜禽的日常饮用水，同时清洗禽舍、在舍内喷雾，以替代消毒管理，其结果是能减轻畜禽棚舍和粪尿中的恶臭，抑制蚊蝇的繁殖；而且不需使用抗生素就可以是畜禽肠内的各类有益菌齐全，抵抗力增强。

附图说明

附图1为本发明的设备基本组成示意图。

附图2为本发明的工艺流程图。

附图1中1为气浮过滤池，2为调整池，3为发酵分解池，4为曝气池，5为产品贮留池，6为微生物发生装置，7为玻璃纤维无纺布滤板，8为污泥，9为火山岩，10为微生物菌群，11为多孔隔板，12为风机，13为送气管道，14为气浮过滤设备，15为曝气设备。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，一种生物-物理组合法处理污水的设备，包括气浮过滤池1、调整池2、发酵分解池3、曝气生物池4、产品贮留池5，上述各池依次互相连通。

气浮过滤池1设置有气浮过滤设备14，内部有污泥8和微生物菌群10，该池距离底部1～3m处有多孔隔板11与调整池2相连通；调整池2中有一台微生物发生装置6；发酵分解池3通过多孔隔板(11)与调整池2和曝气池4彼此连通；曝气池4通过玻璃纤维无纺布滤板7将最终产品无动力送入产品贮留池5；其中污泥8、微生物菌群10、火山岩9和曝气设备15分布在调整2、发酵分解池3、曝气池4、产品贮留池5中；在反应池外面装有风机12)，通过送气管道13间歇式的将空气送入上述每个池中。

实施例2

一种生物-物理组合法处理污水的方法，依次包括以下步骤：

(1)将有机污水排入气浮过滤池1，气浮过滤设备14刮浮渣、排出浮渣、产生微气泡，其中微生物菌群10在污水中的量为300～3000mg/L，该过程COD去除率为5～20％。将初步处理过的污水，通过多孔的隔板11排入调整池(2)。

(2)将流入调整池2的污水，通过送气管道13、污泥8、风机12和曝气设备15等因素的作用，将污水中的氧提升至1～2.5mg/L，调控微生物发生设备产生微生物在污水中的量为3000～8000mg/L，通过该过程使COD在步骤(1)的条件下，进一步去除10～30％，其中水力停留时间为5～10天。

(3)将通过多孔隔板11流入发酵分解池(3)的污水，在火山岩(9)、污泥(8)、曝气设备(15)及微生物菌群(10)的作用下使有机废水的COD去除率达到20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～10000mg/L，水力停留时间为5～12天。

(4)曝气池(4)，从步骤(3)中经多孔隔板(11)流入的污水，在火山岩(9)、污泥(8)及微生物菌群(10)的作用下进行生物反应，使COD去除率达到20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～12000mg/L，水力停留时间为5～10天。

(5)贮留池(5)，从步骤(4)中经玻璃纤维无纺布滤板(7)流入的处理水，在微生物菌群(10)、污泥(8)、火山岩(9)及曝气设备(15)的作用下，由曝气池中进一步分解使污水的COD≤120mg/L，其中微生物在污水中的量为500～5000mg/L，使最终产生的水的性能更加稳定，微生物更加依然保持，其中水力停留时间为5～10天之后，产生了最终产品即生物活性水。生物活性水性质如下：COD≤120mg/L，EC为0.217ds/m，pH值在6.5～8.5，总氮约为150mg/L，总磷约为15mg/L，黄褐色液体。生物活性水含有大量的光和菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等有益微生物菌群，该菌群来自于生物界，生命力强，该菌群活动产生的次生代谢物质对生物体的生长具有促进作用。

所述的处理污水的方法，步骤(1)中所述的有机污水的pH值为5～10.5，反应温度范围为4～35℃，最佳反应温度为16～30℃，所需的气浮过滤设备(14)可根据处理污水排入量的大小来选择，气浮过滤设备水力停留时间为30～60min。

所述的处理污水的方法，步骤(2)中所述的微生物发生设备(6)主要产生的微生物菌群是通过生物界中的矿物质、腐殖土及土壤微生物的力量，将有机污水进行间歇式曝气，经过长期的实践，对土壤微生物进行的驯化、初选、复筛、活化得到的优势微生物菌群。其中组成按百分比计算是，酵母菌1～30％、乳酸菌1～10％、放线菌1～15％、反硝化细菌5～20％、硝化细菌5～20％、氧化菌1～15％、光和菌5～20％、氨芽孢杆菌10～30％、氨化细菌1～15％、假单孢杆菌1～10％.以上微生物组合均为现有技术条件下，根据不同污水选择不同的微生物组合，构成适合于处理该类污水的复合微生物。

所述的处理污水的方法，步骤(3)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1.5～3.5mg/L。

所述的处理污水的方法，步骤(4)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1.5～3.5mg/L。

所述的处理污水的方法，步骤(5)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1～2.5mg/L，每隔5～10天按照污泥回流比，把产品贮留池中的污泥回流至调整池(2)和气浮过滤池(1)，以保持调整池中污泥和微生物对有机污水的承载力；另外把多余的污泥回流至气浮过滤池，通过气浮过滤设备(14)的作用排出。

上述污泥回流比：按照公式(1)计算：

$r=\frac{\mathrm{MLSS}}{\mathrm{RSSS}-\mathrm{MLSS}}...\left(1\right)$

式中：r为污泥回流比，MLSS为贮留池混合口固体浓度(mg/L)，RSSS为污泥回流浓度(mg/L)。

其中污泥承载力：每kg污泥在每天能处理BOD₅千克数，按公式(2)计算：

$F=\frac{(L_1-L_2)\×Q\×24}{1000V\×N}...\left(2\right)$

F为污泥负荷(kg(BOD₅)/kg(活性污泥)·d)，N为混合液污泥浓度(g/L)，L₁为进水BOD(mg/L)，L₂为出水BOD(mg/L)，Q为污水量(m³/h)，V为反应池有效容积(m³)。

实施例3

以某市一农牧业开发有限公司为例，主要经营肠衣加工肝素钠生产线，以及生猪养殖。目前，肠衣加工过程中废水排量达10～15m³/d，经分析测定，废水中COD≥1500mg/L，BOD₅≥900mg/L，SS≥400mg/L，NH₃-N≥80mg/L，动植物油≥20mg/L，pH为8～10，水中有机物含量和NH₃-N等多项指标都远远超过国家污水排放标准(GB8978-1996)三级标准。通过本设备和工艺的实施，厂内肠衣加工废水和猪粪尿处理实现无害化；厂区及其周围空气中的恶臭基本消除，空气质量达到《环境空气质量标准》二级标准；废水粪尿所引起的土壤及地下水体污染得到根本遏制；无害化处理后所形成了最终产品即生物活性水，其性质如下：BOD₅在60mg/L以下，COD在120mg/L以下，有益微生物数量达到30000个/ml以上，结果如图所示。并通过应用生物活性水在肠衣加工车间和猪舍进行消毒除臭试验，通过拌料或饮水进行养猪试验，同时在蔬菜生产上开展根外喷施和土壤灌水试验，结果表明，生物活性水可以提高畜禽和农作物免疫力，增强抗病力，提高农畜产品产量和品质。最终达到厂区内外环境无害、无臭化，废弃物可循环利用的目的。

实施例4

以某市一屠宰厂为例，屠宰产生的废水成分比较复杂，其中含有大量的血污、油脂、羽毛、肉屑、内脏杂物、未消化的粪便等，水呈红褐色并有明显的腥臭味，对环境造成了一定程度的污染，根据对其废水监测结果：COD≥1300mg/L、BOD₅≥600mg/L、SS≥800mg/L、PH：6.0～9.0。通过对本设备和工艺实施，即屠宰厂污水的出水水质净化为：COD≤80mg/L，BOD₅≤30～25mg/L，SS≤60mg/L，PH：6.0～8.5，达到了《肉类加工工业水污染排放标准》(GB13457-92)中的一级标准。

当然，以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施方式而已，并非限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的工艺、处理方法及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种生物-物理组合法处理污水的方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(1)将有机污水排入气浮过滤池，气浮过滤设备刮浮渣、排出浮渣、产生微气泡，其中微生物菌群在污水中的量为300～3000mg/L，该过程COD去除率为5～20％；将初步处理过的污水，通过多孔的隔板儿排入调整池；

(2)将流入调整池的污水，将污水中的氧提升至1～2.5mg/L，调控微生物发生设备产生的微生物菌群在污水中的量为3000～8000mg/L，通过该过程使COD在步骤(1)的条件下，进一步去除10～30％，其中水力停留时间为5～10天：

(3)通过多孔隔板流入发酵分解池的污水，使有机废水的COD进一步去除20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～10000mg/L，水力停留时间为5～12天；

(4)从步骤(3)中经多孔隔板流入曝气池的污水，使COD进一步去除20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～12000mg/L，水力停留时间为5～10天：

(5)从步骤(4)中经玻璃纤维无纺布滤板流入产品贮留池的处理水，在微生物菌群、污泥、火山岩及曝气设备的作用下，在曝气池中进一步分解，使污水的COD≤120mg/L，其中微生物菌群在污水中的量为500～5000 mg/L，其中水力停留时间为5～10天之后，产生了最终产品即生物活性水。

2.根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，每隔5～10天按照污泥回流比，把产品贮留池中的污泥回流至调整池和气浮过滤池，

上述污泥回流比：按照公式(1)计算：

$r=\frac{\mathrm{MLSS}}{\mathrm{RSSS}-\mathrm{MLSS}}...\left(1\right)$

式中：r为污泥回流比，MLSS为贮留池混合口固体浓度(mg/L)，RSSS为污泥回流浓度(mg/L)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述的有机污水的pH值为5～10.5，反应温度为16～30℃；水力停留时间为30～60min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述的微生物发生设备产生的微生物菌群组成按百分比计算是：酵母菌1～30％、乳酸菌1～10％、放线菌1～15％、反硝化细菌5～20％、硝化细菌5～20％、氧化菌1～15％、光和菌5～20％、氨芽孢杆菌10～30％、氨化细菌1～15％、假单孢杆菌1～10％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1.5～3.5mg/L。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1.5～3.5mg/L。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1～2.5mg/L。

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