CN102134146A - 一种有机污水的处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机污水的处理方法及其装置，属于污水处理领域。所述处理方法包括：厌氧过程和滴滤过程。所述处理装置与埋入地表下的储水池相连，所述储水池内设有顺次连接的污水进水管和除渣机构，所述处理装置包括经过管道顺次连接的厌氧池、滴滤池和出水输送机构。本发明采用一种以厌氧过程为主，以滴滤过程为辅的二级工艺及其装置处理有机污水，可以达到出水水质很好、适应性强，而能耗却很低的效果，而且剩余污泥很少，从而使污水处理系统在保持正常运行达标的前提下，运行费用大幅度降低。

Description

一种有机污水的处理方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法及装置，特别涉及一种有机污水的处理方法及其装置。

背景技术

国内河流、湖泊等水体的污染大多数属于有机污染。而各种有机污染物主要来源之一是部分工业污水(废水)，来源之二是城镇生活污水，来源之三是雨水冲刷地表带入水体的有机污染物。针对有机污水处理，目前人们主要控制部分工业污水(废水)及城镇生活污水。其中，部分工业废水是指各种以天然有机物为原料加工过程产生的工业废水，如：食品加工工业废水，酒厂废水，啤酒工业废水，屠宰工业废水；某些抗菌素生产工业废水；中药药剂生产废水；无纸浆造纸工业污水，棉、丝绸印染废水等等。

目前国内外，处理有机污水的主要方法大多是采用生物法，即利用自然界存在的微生物在人工饲养环境下把污水中的有机污染物作为食物吃掉(分解)从而达到使污水净化的目的。通常被利用的微生物有三大类：好氧微生物、厌氧微生物和兼氧微生物。所以，处理有机污水的生物法主要有好氧法和厌氧法两大类。

下面以处理城镇生活污水为例加以说明。国外主要采用以好氧法为主的工艺；国内则多是引进国外的工艺，最典型常用的工艺就是活性污泥法以及在此基础上的许多变种工艺，如：氧化沟、延时曝气、纯氧工艺、SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，序列间歇式活性污泥法)工艺；接触好氧、流化床好氧工艺等等。

另外，国外还有一种很古老的常用工艺是滴滤池，这种工艺是一种能耗低，占地面积少的工艺。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

以好氧法为主的工艺必须由外部提供足够的溶解氧，才能利用好氧微生物分解有机物，因此上述好氧法为主的工艺存在共同缺陷是能耗高、剩余污泥多，因此也造成了运行费用高的问题；同时，由于许多大分子有机污染物难以被好氧菌分解，因此好氧法工艺在对待处理的污水浓度及水质方面有较大的限制。例如：进水的CODcr化学需氧量值不能超过1000mg/l，进水中不能混入含有难降解有机污染物的工业废水等等；否则，污水处理装置将不能维持正常运行。

滴滤工艺，国内在八十年代，曾经有人从国外引进仿造过这种滴滤池，但在使用过程中发现在滴滤池的上部表面出现严重的结壳、堵塞现象，而且蚊虫、苍蝇滋生、臭气散发，严重影响周围环境，无法正常运行。此后在国内的污水治理工程中，很少再见到采用滴滤池的范例。

污水处理工程通常是公益工程，产生的效益主要是社会效益。目前，由于传统技术的能耗偏高，造成运行费用偏高，使许多已建工程由于无力承担运行费用而被迫停止运行。

发明内容

为了解决现有技术普遍存在的能耗高，造成的运行成本高的问题，本发明实施例提供了一种有机污水的处理方法及装置，在保证出水水质达标的前提下，能够有效降低能耗，进而降低运行费用。所述技术方案如下：

一种有机污水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：

步骤1，厌氧过程，利用兼氧和厌氧微生物分解有机污水中的大分子有机污染物，通过所述厌氧过程削减所述有机污水中50％以上的有机污染物；

步骤2，滴滤过程，利用好氧、兼氧及厌氧三种微生物自然形成的生物膜的综合作用进一步削减所述步骤1中污水中有机污染物，使处理后的水质达到标准要求。

本发明实施例还提供了一种应用于所述有机污水处理方法的有机污水的处理装置，所述处理装置与埋入地表下的储水池相连，所述储水池内设有顺次连接的污水进水管和除渣机构，所述处理装置包括经过管道顺次连接的厌氧池、滴滤池和出水输送机构。

进一步地，为了使菌体更好的生长，所述厌氧池和滴滤池内部分别设有填充物，所述填充物用作菌体的附着的载体。

具体地，所述填充物为塑料、石头、水泥制品、陶、砂和金属中的一种或两种以上的混和物。

具体地，所述处理装置的设置方式为全地埋式、全地表式或半地埋式。

具体地，所述处理装置的设置方式为全地埋式，所述调节池通过管道连通所述厌氧池的下部，所述厌氧池与所述滴滤池之间设有污水输送机构，所述滴滤池中设有进风管，所述进风管的一端伸出地表。

具体地，所述处理装置的设置方式为全地表式，所述调节池与所述厌氧池之间设有污水输送机构，所述厌氧池与所述滴滤池之间设有配水调节机构，所述出水输送机构包括清水池、清水泵及出水管，所述清水池的出水口与所述清水泵相连，所述清水泵连接所述出水管，所述厌氧池的顶部设有沼气收集排放器。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

相比现有技术，本发明实施例所述处理方法，通过第一级的厌氧过程，亦即利用兼氧和厌氧微生物分解有机污水中的大分子有机污染物，如：蛋白质，脂肪，多糖碳水化合物等等。由于兼氧和厌氧微生物的生长都不需要外部提供氧源，因此，在工程实施过程中就免去了供氧设施，也节省了为供氧而消耗的能量；而传统的好氧过程利用好氧微生物分解有机物时，首要条件就是必须由外部提供足够的溶解氧，这是导致好氧处理过程能耗居高不下的根本原因。本发明工艺第一级采用兼氧和厌氧微生物就从根本上降低了处理过程的能耗；

本发明所述处理方法的第二级是滴滤过程，该过程是利用好氧，兼氧，厌氧三种微生物自然形成的生物膜的综合作用进一步削减污水中有机污染物，这些有机污染物是经过第一级分解后的低分子有机物，这些低分子有机物容易被滴滤池内好氧，兼氧，厌氧三种微生物的综合作用分解和转化。该过程只需要少量的外部供氧，这种供氧可以靠空气的自然对流提供，也可以用低压通风机构提供。由于大量的有机污染物都在第一级被削减，剩余的有机污染物数量已经很少，加之有三种微生物的综合作用，故第二级的供氧要求很低，能耗自然也很低。

此外，由于本发明所述处理方法中用于处理污水的主要微生物是厌氧微生物，其污泥产率很低，可以大大节省其剩余污泥的处理设施和运行费用。

此外，由于本发明所述处理方法步骤1中的厌氧菌和兼氧菌可以分解许多难以被好氧菌分解的大分子有机污染物，因此，本工艺能够处理的有机污水的种类比以好氧为主的工艺更多；又由于本工艺的主要过程不需要供氧，也就不像好氧工艺那样受到供氧条件的限制，能够处理有机污染物浓度更高的污水，故其适应的浓度范围也更广。

本发明还提供了一种应用于所述有机污水处理方法的有机污水的处理装置，它采用一种以厌氧过程为主，以滴滤过程为辅的二级工艺装置处理有机污水，可以达到出水水质很好、适应性强，而能耗却很低的效果，而且剩余污泥很少，从而使污水处理系统在保持正常运行达标的前提下，运行费用大幅度降低。

附图说明

图1是本发明实施例中提供的所述全地埋式有机污水的处理装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中提供的所述全地表式有机污水的处理装置的结构示意图。

图中：1污水进水管，2除渣机构，3储水池，4厌氧池，5污水输送机构，6滴滤池，7出水输送机构，7.1清水池，7.2清水泵，8出水管，9进风管，10可复用表土地，11厌氧池填充物，12滴滤池填充物，13配水调节机构，14沼气收集排放器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

发明人经过长期的理论研究及实践总结，发现：

单独的厌氧过程难以使污水中的有机污染物彻底除去达到排放标准，尤其是当污水中蛋白质含量偏高时更是如此；因为污水中的有机氮(如蛋白质)在厌氧分解过程中会转化为无机氮(如氨氮)。而在污水排放标准中，对氨氮有严格的要求。

单独的滴滤过程不宜用于处理国内的生活污水，因为与发达国家相比，国内生活污水的有机污染物浓度普遍偏高，这是由于饮食习惯的不同和用水量不同所致。单独的滴滤设施在处理较高浓度的生活污水时，滤池的上部表层容易出现结壳、堵塞现象，从而引起蚊虫滋生发臭等环境卫生问题。但是滴滤设施在处理低浓度的有机污水时却能突显其处理效果好、污泥少、能耗低、操作简便等优点。

另一方面，污水处理工程项目都是公益项目，尤其是城镇生活污水处理工程，创造的效益主要是社会效益，所以运行费用应该尽可能低；但是目前国内外普遍采用的好氧工艺或以好氧为主的工艺，其致命的缺点就是能耗高、剩余污泥量大，又由于水中溶解氧的限制使其进水浓度不能过高，同时好氧菌降解大分子的能力也较差，这就使其适应范围受到限制，例如，进水水质和浓度都受到限制。所以，发明者认为：要想降低运行费用、改善工艺的适应性，大幅度减少剩余污泥的产量，就必须从根本上改变其利用的菌种类型，把以好氧菌为主的工艺改为以厌氧菌和兼氧菌为主的工艺，这样才能从根本上降低污水处理工程的运行费用和处理成本，扩大其适应范围。

发明者认为，将厌氧和滴滤二者相结合起来，就能使二者的优势得到最充分的发挥；而使其弱点得到相互的弥补，从而构成一种优质、低耗、少泥、广适应的新工艺。在较小的处理规模下，采用埋地方式时，还可以大大节省土地占用量，或复用其土地做多种用途，从而进一步降低造价和污水处理成。

本发明者以上这些对污水处理方法技术方面的理性思考和国内外实地考查的结果就产生了将厌氧工艺和滴滤工艺相结合，形成一种新工艺的思路。并根据这一思路，在自己的住所外针对本栋楼房住户排出的污水，用私费进行了日处理污水约一顿的小型工程试验；试验中，连续取样分析记录了一个月的数据。结果表明，在污水的进水浓度CODcr化学需氧量值最高达到900mg/l的情况下，处理后的出水水质始终保持在达标标准以下。这种结果，初步证明了发明者理论分析的正确性和可行性。

实施例1

本发明实施例1提供了一种有机污水的处理方法，具体包括：

步骤1，厌氧过程，利用兼氧和厌氧微生物分解有机污水中的大分子有机污染物，通过所述厌氧过程削减所述有机污水中50％以上的有机污染物；其中，厌氧过程设施内部的流态是和所处理的污水性质和有机污染物的浓度相匹配的流态，即流态与反应动力学相匹配；

本例中，在厌氧过程中，是加入现有污水处理厂消化过的或者没有消化过的厌氧活性污泥作为厌氧菌种，进行厌氧处理，达到上述效果，当然，本领域技术人员可以理解，所述厌氧处理法可以是任何厌氧处理法，如现有技术中的UASB厌氧处理、接触式厌氧处理法或者厌氧生物滤池方法，只要经过厌氧过程削减所述有机污水中50％以上的有机污染物即可；

步骤2，滴滤过程，利用好氧，兼氧，厌氧三种微生物自然形成的生物膜的综合作用进一步削减所述步骤1中污水中有机污染物，使处理后的水质达到标准要求。

其中，滴滤过程可以采用常规的滴滤技术，其供氧方式可以是自然通风，也可以采用通风机构通风。

采用本发明所述处理方法可以达到的处理效果：经实践验证，利用本发明所述处理方法用于处理城镇生活污水时，COD化学需氧量、氨氮等主要指标可达到或远优于一级A标；本发明所述处理方法用于处理工业废水时，可达到国家环保局规定的该工业排放标准的一级标准。

本发明所述处理方法利用厌氧和滴滤过程能耗低、污泥少的共同优点；又使厌氧过程之后有一个能够去除氨氮并进一步降低污染物浓度的滴滤过程，弥补了单独厌氧过程的缺点；同时，在滴滤过程之前有厌氧过程把污水中难降解的大分子有机污染物分解为容易处理的小分子有机污染物，而且，污水中污染物的总浓度也大大降低，这种易分解的低浓度污水再进入滴滤设施时就不会出现结壳、堵塞和发臭现象，又弥补了单独使用滴滤过程的缺点；这样使厌氧和滴滤过程这二者的缺陷互相弥补，优点却很好地发挥；从而使之达到既使处理后的出水水质很好，又使其运行费用很低，而且其适应范围又很广的效果，使本工艺具有优质低耗、适应性强、污泥少的特点。

实施例2

本发明实施例还提供了一种应用于所述有机污水处理方法的有机污水的处理装置，所述处理装置与埋入地表下的储水池3相连，所述储水池3内设有顺次连接的污水进水管1和除渣机构2，所述处理装置包括经过管道顺次连接的厌氧池4、滴滤池6和出水输送机构7。

具体地，根据待处理的污水水质不同，建设单位所在地点气候条件不同，以及待处理水量的设计规模不同，可以选用以下不同的实施方案：所述处理装置的设置方式为全地埋式、全地表式或半地埋式。所谓全地埋式是所述处理装置中的所有组成部件均埋在地表下。所谓全地表式是所述处理装置中的所有组成部件均设置在地表上。所谓是半地埋式是指所述处理装置中的部分组成部件埋在地表下。

如图1所示，本发明实施例提供了一种全地埋式有机污水处理装置，所述处理装置与埋入地表下的储水池3相连，所述储水池3内设有顺次连接的污水进水管1和除渣机构2，所述处理装置包括经过管道顺次连接的厌氧池4、滴滤池6和出水输送机构7，所述调节池通过管道连通所述厌氧池4的下部，所述厌氧池4与所述滴滤池6之间设有污水输送机构5，所述滴滤池6中设有进风管9，所述进风管9的一端伸出地表，所述出水输送机构7与出水管8相连，出水管8的一端伸出地表。

本例中，所述除渣机构2包括现有技术中的旋流沉沙池、污泥泵及自动隔渣机，当然，本领域技术人员可以理解，所述除渣机构还可以采用现有技术中的其他除渣机构，只要能满足除渣功能即可。

本例中，所述污水输送机构5及出水输送机构7均包括水泵和管道，当然，本领域技术人员可以理解，所述水输送机构还可以采用现有技术中的其他水输送机构，只要满足水的输送功能即可。

其中，厌氧池4的形状可以是矩形，圆柱形或其它形状。滴滤池6的形状可以为矩形或圆柱形。滴滤池6设有的布水器，布水器可以是固定式或移动式，本例为固定式。

进一步地，为了使菌体更好的生长，所述厌氧池4内部设有厌氧池填充物11，所述滴滤池6内部设有滴滤池填充物12，所述填充物11、12均用作菌体的附着的载体。具体地，所述填充物11、12均可为塑料、石头、水泥制品、陶、砂和金属中的一种或两种以上的混和物。

本发明所述处理装置有效的将厌氧和滴滤二者相结合起来，就能使二者的优势得到最充分的发挥，使其弱点得到相互的弥补，从而构成一种优质、低耗、少泥、广适应的新处理装置。在较小的处理规模下，采用埋地方式时，还可以大大节省土地占用量，或复用地表土地10做多种用途，从而进一步降低造价和污水处理成本。

如图1所示，本发明实施例的工作原理是：待处理污水经污水进水管1进入除渣系统2及调节池3后，自流进入厌氧池4，经兼氧菌及厌氧菌分解削减有机污染物达到50％以上之后，由污水输送机构5送入滴滤池6，通过滴滤池6中各种微生物的综合作用，使污水中的有机污染物进一步削减，由出水输送机构7经出水管8输送出地面(复用地表土地10)，可用于浇灌花草，树木，美化环境，厌氧池4和滴滤池6均可用土覆盖，并可在覆盖的土壤上种植花草。

如图1所示，本实施的主要设施全部埋地，使处理设施所占土地可以复用作为绿化场地或草本植物的种植场地，其中埋地机电设施安置位置可以留有检修孔口。

本实施例的适用性范围：

(1)适应于待处理污水中有机污染物的浓度较低的污水，如：城镇生活污水及其它CODcr值低于1000mg/l的工业废水；

(2)适用于建设规模较小的情况；如：小于100,000吨/日；

(3)适用于各种气候条件，尤其适于北方。

如图2所示，本发明实施例提供了一种全地表式有机污水处理装置，所述处理装置与埋入地表下的储水池3相连，所述储水池3内设有顺次连接的污水进水管1和除渣机构2，所述处理装置包括经过管道顺次连接的厌氧池4、滴滤池6和出水输送机构7，所述调节池与所述厌氧池4之间设有污水输送机构5，所述厌氧池4与所述滴滤池6之间设有配水调节机构13，所述出水输送机构7包括清水池7.1、清水泵7.2及出水管8，所述清水池7.1的出水口与所述清水泵7.2相连，所述清水泵7.2连接所述出水管8，所述厌氧池4的顶部设有沼气收集排放器14。本例中，厌氧池4为厌氧塔。

其中，厌氧池4的形状可以是矩形，圆柱形或其它形状。滴滤池6的形状可以为矩形或圆柱形。滴滤池6设有的布水器，布水器可以是固定式或移动式，本例为固定式。

进一步地，为了使菌体更好的生长，所述厌氧池4内部设有厌氧池填充物11，所述滴滤池6内部设有滴滤池填充物12，所述填充物11、12均用作菌体的附着的载体。具体地，所述填充物11、12均可为塑料、石头、水泥制品、陶、砂和金属中的一种或两种以上的混和物。

如图2所示，本发明实施例的工作原理是：待处理污水经污水进水管1进入除渣系统2及调节池3后，经输送调节装置送入厌氧塔，经兼氧菌和厌氧菌分解削减有机污染物达到50％以上之后的污水自流进入配水调节机构13，再进入滴滤池6，通过滴滤池6中各种微生物的综合作用，使污水中的有机污染物进一步削减达标，处理后的出水自流进入清水池7.1。由此，或直接排入江河；或经清水泵7.2和出水管8输送到再利用设施。处理过程中产生的沼气，由厌氧塔顶部排出。由此处，经沼气管10或进入沼气收集利用系统；或直接燃烧后排放。

本实施例适用范围：

(1)适应于待处理污水中有机污染物的浓度较高的污水，如：某些CODcr值高于1000mg/l的工业废水；

(2)适用于建设规模大小均可的情况；如：1-500,000吨/日；

(3)适用于南方地区；

全套设施可以半埋地式安置，可参照图1及图2，半埋地式安置是介于全埋式及全地表式之间一种安置方式，具体将所述装置中的全部部件/部分部件的下部埋入地下，即为半埋式安置。

申请人已利用本发明建造了十几项大小不同规模的污水处理工程，这些工程实践证明了发明者上述创新思路理论分析的正确性、真实性和可靠性。本发明的应用实例如下：

例一：

某大学生活污水，日排放量为2000m3/d，待处理的污水CODcr200～400mg/L，采用厌滴工艺处理后出水CODcr 10～30mg/L，单位能耗：0.15～0.3kwh/m3污水；

滴滤池供氧方式为低压强制通风；处理设施为全埋地式；运行6年半，没有剩余污泥排出。

例二：

某无纸浆造纸厂，日排放污水30000m3/d，经前处理后待处理的污水CODcr300～500mg/L，采用厌滴工艺处理后出水CODcr 40～80mg/L，单位能耗：0.1kwh/m3污水；

滴滤池供氧方式为强制通风；处理设施为全地表式安置；运行4年，没有剩余污泥排出。

例三：

某小区生活污水日排放污水500m3/d，待处理的污水CODcr 300～500mg/L，采用厌滴工艺处理后出水CODcr 20～60mg/L，单位能耗：0.2～0.3kwh/m3污水；

滴滤池供氧方式为强制通风；处理设施为全埋地式安置；运行5年，没有剩余污泥排出。

例四：

某度假村生活污水日排放污水500m3/d，待处理的污水CODcr 150～300mg/L，采用厌滴工艺处理后出水CODcr 5～30mg/L，单位能耗：0.15～0.3kwh/m3污水；

滴滤池供氧方式为强制通风；处理设施为全埋地式安置；运行8年，没有剩余污泥排出。

例五：

某制药厂制药废水15m3/d，待处理的污水CODcr 5～8万mg/L，采用厌滴工艺处理，厌氧段出水300～800mg/L，最后出水CODcr＜100mg/L；

处理设施为半埋地式安置；运行5年，没有剩余污泥排出。

例六：

某制药厂含青霉素制药废水1000m3/d，待处理的污水CODcr 600～2500mg/L，采用厌滴工艺处理，厌氧段出水150～500mg/L，最后出水CODcr＜100mg/L；

处理设施为埋地式安置；运行2年，没有剩余污泥排出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种有机污水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：

步骤1，厌氧过程，利用兼氧和厌氧微生物分解有机污水中的大分子有机污染物，通过所述厌氧过程削减所述有机污水中50％以上的有机污染物；

步骤2，滴滤过程，利用好氧、兼氧及厌氧三种微生物自然形成的生物膜的综合作用进一步削减所述步骤1中污水中有机污染物，使处理后的水质达到标准要求。

2.应用于权利要求1中所述处理方法的有机污水的处理装置，所述处理装置与埋入地表下的储水池相连，所述储水池内设有顺次连接的污水进水管和除渣机构，其特征在于，所述处理装置包括经过管道顺次连接的厌氧池、滴滤池和出水输送机构。

3.如权利要求2中所述的处理装置，其特征在于，所述厌氧池和滴滤池内部分别设有填充物。

4.如权利要求3中所述的处理装置，其特征在于，所述填充物为塑料、石头、水泥制品、陶、砂和金属中的一种或两种以上的混和物。

5.如权利要求2-4任一项权利要求所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置的设置方式为全地埋式、全地表式或半地埋式。

6.如权利要求5中所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置的设置方式为全地埋式，所述调节池通过管道连通所述厌氧池的下部，所述厌氧池与所述滴滤池之间设有污水输送机构，所述滴滤池中设有进风管，所述进风管的一端伸出地表。

7.如权利要求5中所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置的设置方式为全地表式，所述调节池与所述厌氧池之间设有污水输送机构，所述厌氧池与所述滴滤池之间设有配水调节机构，所述出水输送机构包括清水池、清水泵及出水管，所述清水池的出水口与所述清水泵相连，所述清水泵连接所述出水管，所述厌氧池的顶部设有沼气收集排放器。

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