CN108689490B - 一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水污泥处理技术领域，更具体地，涉及一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置及其使用方法，包括有处理装置，处理装置由第一柱体、第二柱体、第三柱体套接而成；第一柱体直径小于第二柱体，第一柱体形成污泥厌氧处理区；第二柱体与第一柱体之间区域为厌氧污泥混合液溢流区；第三柱体直径大于第二柱体，第三柱体与第二柱体之间区域为废水厌氧处理区；废水厌氧处理区通过泵连接有盛装废水的调节池，污泥厌氧处理区利用泵通过管道连接有沉淀池，沉淀池通过管道连接有好氧生化池，具有结构简单、成本低廉，能够有效解决目前污泥厌氧处理池占地面积大和污泥回流设置单独的回流泵而带来的能耗高、建设成本高的问题。

Description

一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及废水污泥处理技术领域，更具体地，涉及一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置及其使用方法。

背景技术

印染、纺织、造纸、制药和石油等工业废水有机物浓度高，所含污染物复杂，可能含有大量大分子有机物，可生化性不高，甚至对微生物具有毒害作用。如制药废水的污染物成分复杂、毒性大、色度高、难生物降解，且水质水量变化大。制药过程中会采用大量种类繁多、结构复杂的原料和辅料，这些物料和产生的副产物随生产过程排入废水，使废水中含有大量有机污染物，其中甚至包括对人类健康有极大危害的“三致”物质，同时由于原料的特殊性，其中含有大量抑制、毒害微生物的物质，可生化性差，使其成为一种高浓度难降解的有毒有害废水。所以，总体上制药废水的特点为成分复杂，不稳定，浓度高，COD 值和 BOD5值波动较大，BOD5/COD 值差异大，难生物降解，有机污染物种类繁多，色度深，有毒，固体悬浮物浓度较高等等。单独采用厌氧或好氧生物法的处理效果往往难以达到要求，目前常采用“预处理+厌氧+好氧”的处理流程，效果较好的典型处理工艺为“混凝预处理+UASB厌氧处理+好氧接触氧化处理”，其中生物处理（厌氧和好氧）目前仍是一种重要的处理方法。在生物处理过程会产生大量的剩余污泥，如何处理处置产生的大量污泥日益成为一个重要的问题。

生物污泥减量技术是目前从源头减少污泥产生量的一种有效手段。在生物污泥减量技术中，好氧-沉淀-厌氧(OSA)工艺是在污水处理过程中同时实现污泥减量化的一种新工艺，其实质是由传统活性污泥工艺中的曝气池和沉淀池以及在两者之间插入的一个污泥厌氧池组成，沉淀池底部的污泥抽出进入厌氧池内，在厌氧条件下反应一段时间，然后将厌氧池内的泥水混合液补入曝气池内，实现好氧-沉淀-厌氧的循环。由于OSA工艺等同于在传统活性污泥法的好氧污泥回流段插入了一个厌氧反应池，从沉淀池排出的污泥经过厌氧处理后再回流到曝气池中，需要单独设置污泥厌氧反应池和回流泵等装置，且厌氧反应池的体积大，占地面积较大，增加了建造成本。

基于废水厌氧生物处理和污泥厌氧减量化处理的外部条件基本相同，将用于污泥减量化的污泥厌氧处理池和废水厌氧处理构筑物合二为一，实现一体化建设，可以大大减小占地面积；同时降低回流厌氧处理污泥对好氧处理部分的影响，且提升废水厌氧处理效果，使整个工艺的处理效果更加稳定。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置及其使用方法，具有结构简单、成本低廉，能够有效解决目前污泥厌氧处理池占地面积大和污泥回流设置单独的回流泵而带来的能耗高、建设成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置，其中：包括有处理装置，所述处理装置由第一柱体、第二柱体、第三柱体套接而成；所述第一柱体直径小于第二柱体，所述第一柱体形成污泥厌氧处理区；所述第二柱体与第一柱体之间区域为厌氧污泥混合液溢流区；所述第三柱体直径大于第二柱体，所述第三柱体与第二柱体之间区域为废水厌氧处理区；所述废水厌氧处理区通过泵连接有盛装废水的调节池，所述污泥厌氧处理区利用泵通过管道连接有沉淀池，所述沉淀池通过管道连接有好氧生化池。

三个柱体相互嵌套组成处理装置。处理装置设有废水厌氧处理区，调节池内的废水经过泵抽吸到废水厌氧处理区进行厌氧处理，经过厌氧处理后的废水溢流进入到好氧生化池。第一柱体形成区域为污泥厌氧处理区，污泥厌氧处理区来料为用泵抽取的沉淀池污泥。经过厌氧处理后的污泥进入到第一柱体与第二柱体之间区域形成的厌氧污泥混合液溢流区进行进一步厌氧反应，之后进入到第三柱体与第二柱体之间形成的废水厌氧处理区进行最后厌氧处理。

在一个实施方式中，第一柱体底部密封，所述第一柱体上部开口；所述第一柱体高度不低于第二柱体高度。

第一柱体底部密封，第一柱体相对于第二柱体形成密封环境。由沉淀池抽取的污泥能够在第一柱体形成的污泥厌氧处理区内进行充分的厌氧处理。第一柱体高度不低于第二柱体高度，能够实现第一柱体污泥通过溢流的方式进入到第二柱体与第一柱体之间形成的厌氧污泥混合液溢流区进行进一步厌氧反应。

优选地，第二柱体上部和底部开口。

在第二柱体上部设有开口，能够实现从污泥厌氧处理区内溢出的物质方便的进入到第二柱体与第一柱体之间形成的厌氧污泥混合液溢流区。由于第三柱体与第二柱体之间形成的废水厌氧处理区来料为厌氧污泥混合液溢流区的底流，将第二柱体底部设计为开口结构能够满足此要求。

优选地，第三柱体高度不低于第二柱体高度，所述第三柱体内部设有溢流堰，所述溢流堰高度低于第二柱体高度。

将第三柱体高度设计为不低于第二柱体高度，同时在第三柱体内部设有的溢流堰高度低于第二柱体高度，这样能够在保证从废水厌氧处理区底部溢出的物质进入到废水厌氧处理区后能够通过设有的溢流堰进入到好氧生化池。将溢流堰高度低于第二柱体高度能够保证溢流进入到溢流堰而不是重新溢流到废水厌氧处理区。

优选地，溢流堰通过管道连接有好氧生化池，所述好氧生化池设有与沉淀池连接的出水管道和与沉淀池底部连接的用于污泥流动的管道。

溢流堰中的溢流液通过管道进入到好氧生化池，溢流液在好氧生化池内进行充分反应后，溢流清水进入到沉淀池进行沉淀，沉淀后溢流水为最终处理后的出水。

在一个实施方式中，污泥厌氧处理区设有搅拌装置。

通过设有的搅拌装置能够有效地保证通过适当的搅拌使污泥厌氧处理区的污泥处于混合均匀状态，能够保证溢流进入到厌氧污泥混合液溢流区的污泥与污泥厌氧处理区的污泥性质相同。

在一个实施方式中，处理装置顶部设有气体收集装置。

在处理装置顶部设有气体收集装置，能够有效地将处理装置在进行厌氧处理过程中产生的各种的气体及甲烷收集起来，防止气体污染空气，并且能够起到回收气体的作用。

本发明相比较于现有技术，具有以下优点：

（1）将污泥减量化装置和废水厌氧处理装置合二为一，解决了污泥消化池的占地问题，降低占地面积。在不增加建设用地的前提下，为原处理工艺的升级改造提供一种实用、简单的可行方案。

（2）对剩余污泥与废水在同一构筑物内进行厌氧处理，理论上可以提高甲烷的产量，回收大量能源物质。

（3）避免因增加污泥厌氧处理、进行厌氧处理后的污泥回流而单独增设回流泵，一定程度上降低了建设/升级改造成本。

（4）污泥经厌氧处理后的泥水混合液先进入普通“废水厌氧处理区”进行初步处理，再进入曝气池进行好氧处理，可以降低回流的厌氧污泥消化混合液对曝气池内好氧微生物的影响，使系统的运行更加稳定可靠。而且可以提高厌氧废水处理区内的污泥浓度，在一定程度上提高废水处理效率。

附图说明

图1是本发明在一个实施例中整体结构示意图。

图2是本发明在一个实施例中处理装置结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

如图2所示，本发明提供一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置及其使用方法，包括有处理装置，处理装置设有第一柱体1、第二柱体2、第三柱体3，第一柱体1、第二柱体2、第三柱体3的直径依次缩小。第一柱体1的结构上部开口、下部密封，第一柱体1的上部开口的水平高度高于第二柱体2上部开口的水平高度。第一柱体1与第二柱体2之间空间形成厌氧污泥混合液溢流区。

如图2所示第三柱体3与第二柱体2之间的区域为废水厌氧处理区，第二柱体2嵌套于第三柱体3 内，第二柱体2顶部、底部均开口。第三柱体3 内设有溢流堰31，溢流堰31的高度低于第二柱体2顶部开口高度。第三柱体3与第二柱体2之间空间形成废水厌氧处理区，调节池5的废水经过泵的抽吸进入到废水厌氧处理区，经过厌氧处理后的废水通过设有的溢流堰31经过管道进入到好氧生化池6进行好氧处理。好氧生化池6内的泥水混合液经过溢流进入到沉淀池7进行泥水分离，泥水分离后的上清液为出水，沉淀污泥为剩余污泥。

第一柱体1形成的污泥厌氧处理区来料为沉淀池7底部污泥，污泥在污泥厌氧处理区进行厌氧处理后，利用泵4从沉淀池7抽取与沉淀池体积比为5%的污泥从第一柱体1底部进入到污泥厌氧处理区。第一柱体1上部开口溢出等量的污泥进入到厌氧污泥混合液溢流区进行厌氧处理，污泥在厌氧污泥混合液溢流区进行厌氧处理后从厌氧污泥混合液溢流区底部进入到废水厌氧处理区进行进一步厌氧处理。

本实施例中，如图1所示，装置正常从调节池5抽取废水时，第一阀门21和第二阀门23打开，第三阀门22和第四阀门泵24关闭，泵4将废水从调节池5抽取进入到废水厌氧处理区进行厌氧处理。厌氧处理后的溢流液经过溢流堰31进入到好氧生化池6进行好氧处理。

如图1所示，进行沉淀池7剩余污泥回流时，第一阀门21和第二阀门23关闭，第三阀门22和第四阀门泵24打开。泵4将沉淀池7污泥抽取进入到第一柱体1底部，第一柱体1上部开口溢出等量的污泥进入到厌氧污泥混合液溢流区进行厌氧处理。污泥在厌氧污泥混合液溢流区进行厌氧处理后，从厌氧污泥混合液溢流区底部进入到废水厌氧处理区进行进一步厌氧处理，之后经过溢流进入到好氧生化池6，再进入到沉淀池7进行沉淀。沉淀池7中溢流为处理后出水，沉淀物部分回到好氧生化池6，部分经过泵4作用进入到污泥厌氧处理区。

本实施例中，从调节池5抽取废水与从沉淀池7抽取污泥使用同一台泵4，避免，不必单独增设回流泵，节约成本，降低了建设/升级改造成本。

本实施例中，如图2所示，在第一柱体1内设有搅拌装置11，搅拌装置11能够通过搅拌保证第一柱体1内形成的污泥厌氧处理区内污泥性质的稳定，保证污泥厌氧处理的完全。

本发明还提供利用该装置的废水和污泥处理方法，包括有以下步骤：

S1：利用泵将调节池5内的废水抽送到废水厌氧处理区进行厌氧处理，处理24至48个小时后将废水溢流到好氧生化池6进行曝气混合，曝气混合后的废水进入沉淀池7内沉淀，引出上清液；

S2：步骤S1进行的同时，周期性的用泵抽取一定量沉淀池7中的污泥进入到污泥厌氧处理区，同时污泥厌氧处理区溢出与进入的污泥等量的泥水混合液进入到厌氧污泥混合液溢流区；

S3：步骤S2完成后，污泥经过厌氧污泥混合液溢流区处理后经过厌氧污泥混合液溢流区底部开口进入到废水厌氧处理区；

S4：步骤S3完成后，进入到废水厌氧处理区的泥水混合液经过厌氧处理后进入到好氧生化池6进行曝气混合，曝气混合后的废水进入沉淀池7内沉淀，引出上清液。

本实施例中，周期性的用泵4通过管道抽取一定量沉淀池7中的污泥进入到污泥厌氧处理区，该周期为12个小时；以每12个小时为周期抽取沉淀池7中与沉淀池7体积比为4%至6%的污泥进入到第一柱体1形成的污泥厌氧处理区进行厌氧处理。抽取污泥进入到污泥厌氧处理区后，污泥厌氧处理区溢出等量的污泥进入到厌氧污泥混合液溢流区。优选地，以每12个小时为周期抽取沉淀池7中与沉淀池7体积比为5%的污泥进入到第一柱体1形成的污泥厌氧处理区进行厌氧处理。

为了能够保证从沉淀池7中抽取的污泥进行充分的厌氧反应，在进行废水污泥处理时污泥在污泥厌氧处理区和厌氧污泥混合液溢流区进行厌氧反应的在总时间为3至4天，本发明工艺较传统工艺剩余污泥减量20%以上。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置，其特征在于：包括有处理装置，所述处理装置由第一柱体（1）、第二柱体（2）、第三柱体（3）套接而成；所述第一柱体（1）直径小于第二柱体（2），所述第一柱体（1）形成污泥厌氧处理区；所述第二柱体（2）与第一柱体（1）之间区域为厌氧污泥混合液溢流区；所述第三柱体（3）直径大于第二柱体（2），所述第三柱体（3）与第二柱体（2）之间区域为废水厌氧处理区；所述废水厌氧处理区通过泵连接有盛装废水的调节池（5），所述污泥厌氧处理区利用泵通过管道连接有沉淀池（7），所述沉淀池（7）通过管道连接有好氧生化池（6）；所述第一柱体（1）底部密封，所述第一柱体（1）上部开口；所述第一柱体（1）高度不低于第二柱体（2）高度；所述第二柱体（2）上部和底部开口；所述第三柱体（3）高度不低于第二柱体（2）高度，所述第三柱体（3）内部设有溢流堰（31），所述溢流堰（31）高度低于第二柱体（2）高度；所述溢流堰（31）通过管道连接有好氧生化池（6），所述好氧生化池（6）设有与沉淀池（7）连接的出水管道和与沉淀池（7）底部连接的用于污泥流动的管道；所述处理装置顶部设有气体收集装置（8）。

2.根据权利要求1所述的一种废水和污泥厌氧减量处理一体化装置，其特征在于：所述污泥厌氧处理区设有搅拌装置（11）。

3.根据权利要求1中所述的废水和污泥厌氧减量处理一体化装置的使用方法，其步骤包括有：

S1：利用泵将调节池（5）内的废水抽送到废水厌氧处理区进行厌氧处理，处理24至48个小时后将废水溢流到好氧生化池（6）进行曝气混合，曝气混合后的废水进入沉淀池（7）内沉淀，引出上清液；

S2：步骤S1进行的同时，周期性的用泵抽取一定量沉淀池（7）中的污泥进入到污泥厌氧处理区，同时污泥厌氧处理区溢出与进入的污泥等量的泥水混合液进入到厌氧污泥混合液溢流区；

S3：步骤S2完成后，污泥经过厌氧污泥混合液溢流区处理后经过厌氧污泥混合液溢流区底部开口进入到废水厌氧处理区；

S4：步骤S3完成后，进入到废水厌氧处理区的泥水混合液经过厌氧处理后进入到好氧生化池（6）进行曝气混合，曝气混合后的废水进入沉淀池（7）内沉淀，引出上清液。

4.根据权利要求3所述的废水和污泥厌氧减量处理一体化装置的使用方法，其特征在于：步骤S2中周期性的用泵通过管道抽取沉淀池（7）中4.0%至6.0%体积比的污泥进入到污泥厌氧处理区。

5.根据权利要求3所述的废水和污泥厌氧减量处理一体化装置的使用方法，其特征在于：步骤S2中周期为10至13个小时；所述步骤S2 和步骤S3中污泥在污泥厌氧处理区和厌氧污泥混合液溢流区进行厌氧反应的总时间为3至4天。

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