CN108751415A - 一种有机废水无害化处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机废水无害化处理系统及工艺，该系统包括一体化处理设备以及独立于一体化处理设备之外的厌氧池，所述一体化处理设备内设置有好氧池与生物膜池，厌氧池、好氧池以及生物膜池依次通过管道相连接并依次对有机废水进行处理。本发明通过将厌氧池前置，能够扩大有机废水的处理面积、延长厌氧发酵的处理时间，从而使得厌氧发酵能够消耗大部分的有机质，极大降低了COD值。同时，厌氧池前置还增大了好氧池曝气处理的空间。本发明使得厌氧处理与好氧处理分隔开，避免了两者的相互干扰，保证了各菌种的处理浓度，提高了对有机废水的处理能力，使本发明能够处理工业级别的有机废水，并达到城市杂用水的水质标准。

Description

一种有机废水无害化处理系统及工艺

技术领域

本发明涉及有机废水处理技术领域，具体来说，是指一种有机废水无害化处理系统及工艺。

背景技术

我国是畜禽养殖大国，养殖规模居世界前列，畜禽养殖的过程中，由于天气、疫病等原因存在一定的死亡率，对于死亡的畜禽，需要及时的进行无害化处理，避免疫病流行、环境污染甚至疫病畜禽流入市场。无害化处理，是指用物理、化学等方法处理病死动物尸体及相关动物产品，消灭其所带的病原体，消除动物尸体危害的过程。

现有技术中大多采用高温化制锅与冷凝器来焚烧火化处理病死动物的尸体，以达到无害化处理的目的。由于畜禽本身含水率一般在60％以上，因此畜禽的尸体在焚烧后会产生大量的热蒸汽，这些热蒸汽经过冷凝器中的溢流口通过碳钢管道溢流形成有机废水，有机废水再通过吸粪车推卸进污水收集池以进行处理。对于畜禽尸体焚烧后使用的高温化制锅、冷凝器、吸粪车以及地面等需要进行冲洗，这些冲洗后的废水均需要进行无害化处理。

而现有技术中处理高浓度的有机质废水的主要方法有：氧化-吸附法、焚烧法、A-B工艺、SBR处理、MBR工艺处理等。但这些方法并不能完全处理高温化制锅产生的热蒸汽经过冷凝器冷凝的冷凝污水中高浓度的有机质含量，其COD值达到5000毫克/升以上，不能达标排放。

因此，提供一种能够很好的处理高浓度有机废水中的有机质含量，使污水能够达标排放的处理系统及工艺，是本技术领域的技术人员所要迫切解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有机废水无害化处理系统，以解决现有技术中的处理设备不能有效处理高浓度有机废水中的有机质含量，使污水不能够达标排放的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种有机废水无害化处理系统，包括一体化处理设备以及独立于一体化处理设备之外的厌氧池，所述一体化处理设备内设置有好氧池与生物膜池，厌氧池、好氧池以及生物膜池依次通过管道相连接并依次对有机废水进行处理。

在上述技术方案的基础上，本系统还可以做如下改进。

进一步，所述厌氧池与好氧池之间设置有用于控制水量、均匀水质的调节池，厌氧池通过管道泵将有机废水输送至调节池，调节池通过潜污提升泵将有机废水输送至好氧池。

进一步，还包括与所述调节池连通的格栅槽，所述厌氧池通过管道泵将有机废水输送至格栅槽，在格栅槽内设置有能够过滤颗粒物的格栅网。

进一步，所述好氧池设置有用于吸附有机物的生物填料、用于增加氧含量的鼓风机以及微孔曝气器，鼓风机通过曝气管与多个微孔曝气器相连接，生物填料满布于好氧池内。

进一步，所述好氧池与生物膜池之间设置有导流筒，用于将好氧池内的有机废水引流至生物膜池，生物膜池设置有用于截留微粒、细菌的膜组件以及用于使污泥回流至好氧池的污泥回流泵，所述鼓风机通过管道还与生物膜池相连接。

进一步，所述一体化处理设备还设置有清水池，清水池设置有用于将有机废水输送至清水池的自吸泵以及用于清洗膜组件的反洗泵。

进一步，所述清水池还设置有用于对有机废水进行消毒处理的紫外线消毒设备或二氧化氯添加器。

另外，本发明还提供一种有机废水无害化处理工艺，使用上述处理系统对有机废水进行处理，包括以下步骤：

S1、收集有机废水至厌氧池，保持温度50～60℃，pH6.5～7.5，停留150～200天；

S2、将有机废水输送至好氧池，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留12～16小时；

S3、再将有机废水输送至生物膜池，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留2～6小时。

在上述技术方案的基础上，本工艺还可以做如下改进。

进一步，所述处理系统包括调节池，有机废水由厌氧池输送至调节池，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留6～10小时。

进一步，所述处理系统包括清水池，有机废水由生物膜池输送至清水池，再由紫外线消毒设备或二氧化氯添加器消毒后排放。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过将厌氧池前置，能够扩大有机废水的处理面积、延长厌氧发酵的处理时间，从而使得厌氧发酵能够消耗大部分的有机质，极大降低了COD值。同时，厌氧池前置还增大了好氧池曝气处理的空间。本发明使得厌氧处理与好氧处理分隔开，避免了两者的相互干扰，使得厌氧菌和好氧菌分离，较少存在菌种死亡现象，保证了各菌种的处理浓度，提高了对有机废水的处理能力，使本发明能够处理工业级别的有机废水，并达到城市杂用水的水质标准。

(2)本发明以厌氧生物处理为主、好氧生物处理为辅的方法对于高浓度的有机废水进行处理，由于厌氧生物处理能够节省很大的电能消耗，因此，本发明还节能降耗减少运营成本，为国家的绿色治水战略做出积极的贡献。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明处理系统的整体结构示意图；

图2是本发明一体化处理设备的结构示意图；

图3是本发明处理工艺的流程示意图。

图中，1—厌氧池；11—黑膜；12—管道泵；2—格栅槽；21—格栅网；3—调节池；31—潜污提升泵；32—人工梯；4—一体化处理设备；41—好氧池；411—鼓风机；412—生物填料；413—微孔曝气器；414—曝气管；42—生物膜池；421—膜组件；422—污泥回流泵；43—清水池；431—自吸泵；432—反洗泵；5—人孔盖板。

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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

一种有机废水无害化处理系统，如图1、图2所示，包括厌氧池1、调节池3以及一体化处理设备4，其中，厌氧池1独立于一体化处理设备4之外，调节池3上设置有格栅槽2，一体化处理设备4通过MBR一体化设备改进而成。厌氧池1通过PVC管道与格栅槽2相连接，并且PVC管道上设置有功率为0.75千瓦的管道泵12以输送有机废水，调节池3通过钢丝软管与一体化处理设备4相连接。

如图1、图2所示，厌氧池1场地大小为30米×30米，四周向内一次推进4米，其中距边际1米，路宽3米，再向内二次推进2米，用以堆放土堆。对最内范围，即22米×18米，起1米深土，并将土覆盖于四周，截面呈梯形排放，顶端宽1米，底端宽2米，高1米。将土坑底面、四周及梯形表面均覆盖防渗膜，将剩余土方还坑，并在厌氧池1的顶部覆盖黑膜11。

如图1、图2所示，调节池3由混凝土结构构成，其顶部设置有人孔盖板5，在调节池3内设置有功率为0.75千瓦处理量为2立方米/小时的潜污提升泵31以及便于日后检修的人工梯32。潜污提升泵31放置于调节池3右侧中间，距离边缘100毫米。在调节池3的左侧顶部设置有混凝土结构的格栅槽2，格栅槽2内倾斜45°放置一套不锈钢材质的格栅网21，其间隙为5毫米。格栅槽2的顶部也设置有人孔盖板5。

在厌氧池1与调节池3中还配置有KEY-3型水位控制器，并且液位控制线设置于距离顶部300～400毫米处，管道泵12或潜污提升泵31能够根据厌氧池1或调节池3中的液位相对于液位控制线的高度而自动运行。

如图1、图2所示，整个一体化处理设备4由Q235防腐碳钢制成，内外部均涂抹三层沥青漆，外部设置有加强筋并喷蓝漆，放置于室内。一体化处理设备4的处理量为20吨/天。一体化处理设备4中设置有好氧池41、生物膜池42以及清水池43。

如图1、图2所示，好氧池41设置有用于吸附有机物的生物填料412、用于增加氧含量的鼓风机411以及微孔曝气器413，鼓风机411通过曝气管414与多个微孔曝气器413相连接，生物填料412满布于好氧池41内。其中，生物填料412由醛化纤维制成，作用容积为14立方米，由14号圆筋和50号角铁组合成为型钢组合件形成生物填料支架，并依照80％填装密度安装。微孔曝气器413的辐射面积为0.25平方米，由PP与ABS材质制成，微孔曝气器413的孔隙在风压力作用下会张开曝气，其余时间则处于闭合状态。本发明通过曝气能够维持水中的含氧量在4毫克/升左右。曝气管414采用U-PVC管道制成，鼓风机411采用HC-1.5千瓦、380伏的罗茨风机。

如图1、图2所示，生物膜池42设置有用于截留微粒、细菌的膜组件421以及用于使污泥回流至好氧池41的污泥回流泵422，前述鼓风机411通过管道还与生物膜池42相连接。其中，膜组件421由聚偏氟乙烯PVDF中空纤维膜制成。好氧池41与生物膜池42之间设置有导流筒，用于将好氧池41内的有机废水引流至生物膜池42，导流筒的直径为100毫米，导流筒中心距离一体化处理设备4的顶部为200毫米。

其中，假设一体化处理设备4一天运行24小时，为了满足高负荷的要求，按照最大处理量20小时计算。则设计流量为1立方米/小时，膜通量取18升/平方米·小时，则所需膜面积为1000/18＝55.6平方米，取56平方米。本发明选择膜面积为60平方米。

如图1、图2所示，清水池43设置有用于将有机废水从生物膜池42输送至清水池43的自吸泵431以及用于清洗膜组件421的反洗泵432，其中，自吸泵431的型号为QW6-16-0.75千瓦膜自吸泵，反洗泵432的型号为QW6-16-0.75千瓦膜反洗泵。在清水池43外还设置有用于对有机废水进行消毒处理的紫外线消毒设备或二氧化氯添加器。其中，紫外线消毒设备的型号为AIUV-ZWX-75-4。

本发明还设置有配套全规格的电控箱，上述水位控制器、管道泵12、潜污提升泵31、鼓风机411、污泥回流泵422、自吸泵431以及反洗泵432均与电控箱相连接，以控制水位控制器、风机、泵等的启动停止周期。

基于本发明的有机废水无害化处理系统，本发明还提供一种有机废水无害化处理工艺，如图3所示，有机废水的来源主要包括：采用高温化制锅焚烧火化处理的病死动物尸体产生的热蒸汽，再由冷凝器冷凝后溢流至污水收集池中的有机废水；以及对使用后的高温化制锅、冷凝器、吸粪车以及地面等冲洗后收集至化粪池中的有机废水。这些有机废水在厌氧池1中保持温度50～60℃，pH6.5～7.5，停留150～200天，优选停留180天。

厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，在厌氧反应中，原有机质被改变化学结构，降解为小分子的中间产物，提高了废水的可生化性，有利于后续的好氧曝气处理。普通厌氧生物处理法的主要缺点就是水力停留时间，一般需要20～30天，而对于高浓度的有机废水采用厌氧法能够节省极大的电能消耗。如果以去除BOD5的80％计，年节省电达8～16亿千瓦·小时。

如图3所示，水位控制器自动控制管道泵12从厌氧池1中定量抽水，有机废水首先进入格栅槽2，通过格栅网21过滤掉较大的颗粒物，再进入调节池3，以控制水量、均匀水质，使得有机质浓度均匀。有机废水在调节池3中，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留6～10小时，优选停留8小时。之后，有机废水再通过潜污提升泵31进入一体化处理设备4中的好氧池41。

如图3所示，有机废水在好氧池41中，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留12～16小时，优选停留14小时。好氧池41中的生物填料既能挂膜，又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率，使水气生物膜得到充分交换，水中的有机物得到高效处理。生物填料也会局部产生堵塞，在局部堵塞区域甚至会形成兼氧区，对处理剩余的氨氮有一定的效果。本发明采用生物填料，加大了接触比表面积，利于好氧菌群附着，进而长期好氧发酵。有机废水浸没全部的生物填料，生物填料上长满生物膜，污水与生物膜接触，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化成新的生物膜。从填料上脱落的生物膜随水流到生物膜池42后被去除，使有机废水得到净化。生物接触氧化法对冲击负荷有较强的适应能力，污泥产量少，可保证出水的水质。

如图3所示，之后有机废水由导流筒进入生物膜池42，有机废水在生物膜池42中，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留2～6小时，优选停留4小时。其原理是：有机废水在静压差作用下，透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜，利用其均一孔径来截留水中的微粒、细菌等，使其不能通过滤膜而被去除。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩液排除不致堵塞膜表面，从而对废水进行过滤处理。

如图3所示，最后有机废水由自吸泵431吸入清水池43中，并通过紫外线消毒设备或二氧化氯添加器消毒后排放。本发明的方法能够使有机废水处理后达到GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准，即气味无不快感、浊度≤10NTU、溶解性总固体≤1000毫克/升、五日生化需氧量BOD5≤20毫克/升。所排放的水能够直接回用于浇花、洗地等。

值得注意的是，电控箱控制反洗泵432定期从清水池43中抽取水清洗PVDF膜的表面，再配合鼓风机411鼓风，使PVDF膜不停的摆动以避免杂质残留在PVDF膜上。同时，污泥回流泵422通过管道将少量的污泥输送至好氧池41的最左端，污泥中仍然含有好氧菌群，通过回流能够保证好氧池41中的菌种处理浓度。上述自吸泵431与反吸泵432的运行周期为自吸8分钟、反洗2分钟，上述污泥回流泵422的运行周期为出水8分钟，停止2分钟。

本发明解决了对高浓度有机质废水的处理达标问题，使得出水满足城市杂用水水质标准而能够回用。本发明将原属于MBR一体化设备中的厌氧池前置并加大容量及延长发酵时间，使厌氧发酵作为主要处理有机质的方法得以充分作用，也避免了厌氧菌和好氧菌的互相干扰，进而更保证了各菌种的处理浓度。加大了一体化设备中的好氧曝气面积，控制曝气量，使得好氧菌较快的附着并生长繁殖，形成稳定的好氧菌群，较好的处理效果。同时也加大了生物膜池内PVDF中空纤维膜的接触比表面积，使得有机废水实现充分过滤，并进一步消除高分子的有机质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废水无害化处理系统，其特征在于，包括一体化处理设备(4)以及独立于一体化处理设备(4)之外的厌氧池(1)，所述一体化处理设备(4)内设置有好氧池(41)与生物膜池(42)，厌氧池(1)、好氧池(41)以及生物膜池(42)依次通过管道相连接并依次对有机废水进行处理。

2.根据权利要求1所述的有机废水无害化处理系统，其特征在于，所述厌氧池(1)与好氧池(41)之间设置有用于控制水量、均匀水质的调节池(3)，厌氧池(1)通过管道泵(12)将有机废水输送至调节池(3)，调节池(3)通过潜污提升泵(31)将有机废水输送至好氧池(41)。

3.根据权利要求2所述的有机废水无害化处理系统，其特征在于，还包括与所述调节池(3)连通的格栅槽(2)，所述厌氧池(1)通过管道泵(12)将有机废水输送至格栅槽(2)，在格栅槽(2)内设置有能够过滤颗粒物的格栅网(21)。

4.根据权利要求1所述的有机废水无害化处理系统，其特征在于，所述好氧池(41)设置有用于吸附有机物的生物填料(412)、用于增加氧含量的鼓风机(411)以及微孔曝气器(413)，鼓风机(411)通过曝气管(414)与多个微孔曝气器(413)相连接，生物填料(412)满布于好氧池(41)内。

5.根据权利要求4所述的有机废水无害化处理系统，其特征在于，所述好氧池(41)与生物膜池(42)之间设置有导流筒，用于将好氧池(41)内的有机废水引流至生物膜池(42)，生物膜池(42)设置有用于截留微粒、细菌的膜组件(421)以及用于使污泥回流至好氧池(41)的污泥回流泵(422)，所述鼓风机(411)通过管道还与生物膜池(42)相连接。

6.根据权利要求1所述的有机废水无害化处理系统，其特征在于，所述一体化处理设备(4)还设置有清水池(43)，清水池(43)设置有用于将有机废水输送至清水池(43)的自吸泵(431)以及用于清洗膜组件(421)的反洗泵(432)。

7.根据权利要求6所述的有机废水无害化处理系统，其特征在于，所述清水池(43)还设置有用于对有机废水进行消毒处理的紫外线消毒设备或二氧化氯添加器。

8.一种有机废水无害化处理工艺，其特征在于，使用权利要求1至7中任一项所述的处理系统对有机废水进行处理，包括以下步骤：

S1、收集有机废水至厌氧池，保持温度50～60℃，pH6.5～7.5，停留150～200天；

S2、将有机废水输送至好氧池，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留12～16小时；

S3、再将有机废水输送至生物膜池，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留2～6小时。

9.根据权利要求8所述的有机废水无害化处理工艺，其特征在于，所述处理系统包括调节池，有机废水由厌氧池输送至调节池，保持温度20～40℃，pH6.5～7.5，停留6～10小时。

10.根据权利要求8所述的有机废水无害化处理工艺，其特征在于，所述处理系统包括清水池，有机废水由生物膜池输送至清水池，再由紫外线消毒设备或二氧化氯添加器消毒后排放。