CN1686873A

CN1686873A - 分阶段、多级、多生物相的污水处理方法

Info

Publication number: CN1686873A
Application number: CN 200510071868
Authority: CN
Inventors: 马同奎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2005-10-26

Abstract

本发明涉及一种分阶段、多级、多生物相的处理污水方法，本发明通过在推流式生化池内安装多组垂直设置的折流板，将其分隔成多个隔室，每个隔室都成为一个相对独立的升流式反应器，全流程则成为由多个升流式反应器串联构成的推流式的系统流程。沿流程使厌氧或兼氧—好氧…连续交替运行，每段厌氧或每段好氧分别最少由2个升流式反应器组成，各反应器内的微生物单独培养、互不掺混，使微生物相得到分离。本发明的主要工艺参数为：最大COD容积负荷为28kgCOD_cr/m³·d，最大NH₃－N容积负荷为3.0kgNH₃－N/m³·d。本发明既适用于各种高浓度且含有难降解有机物的工业废水，也适用于生活污水及城市、河、湖等环境污水的治理。

Description

分阶段、多级、多生物相的污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水生物处理的方法，具体地说是涉及一种分阶段、多级、多生物相的污水处理方法。

背景技术

污水生物处理的方法主要有两大类：厌氧生物处理方法和好氧生物处理方法。实际应用中，通常是将厌氧处理方法和好氧处理方法联合运用。目前，在厌氧处理方法和好氧处理方法联合运用的工艺中，比较有代表性的工艺是A/O法，亦称前置反硝化工艺。A/O法具有处理污水能力高、出水水质好、工艺成熟等诸多优点，它除了可去除污水中的有机污染物(BOD₅)外，还可同时去除部分氨、氮和磷等植物营养物质，因此在污水处理领域得到了广泛的应用。但同时也存在基建费用和处理成本高、运行管理较复杂，特别是对污水中越来越多的难降解有机污染物的去除能力差等不足。

污水生物处理系统是强化的人工生态系统，从生态学角度讲，系统中微生物群落的组成决定着某类化合物的去除效果。对于难降解物质而言，现有的污水处理工艺如：A/O工艺，系统中去除难降解物质的可降解细菌的稀释速度大于其繁殖速度，造成系统中可降解细菌的量不足，并且还受到其他生物的竞争、捕食而不能成为优势群落，很难发挥作用，导致系统处理功能较弱、对难降解有机物的去除效率低。这主要是因为可降解细菌，从难降解有机物的降解过程中获得的能量较少，世代周期较长，易流失。目前，解决这一问题的有效措施是采用固定化微生物技术的方法，但采用固定化微生物技术的关键是高效、稳定和易操作管理的固定化微生物载体的使用。高效的载体成本高，而采用廉价的载体微生物固定化效果不好，系统运行又不稳定，是一个始终没有解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有污水生物处理工艺中的不足，提供一种改进了的分阶段、多级、多生物相的污水处理方法。利用本方法可显著提高系统对难降解有机污染物的去除能力和降低污水处理成本。

本发明的技术方案是：根据污水生物处理过程中，在不同的处理阶段，参与有机物降解的不同微生物种群的生理条件及其组成的微生态系统对环境条件的要求；将传统的污水生物处理工艺系统，按厌氧处理、好氧处理分阶段；再将厌氧处理阶段按水解过程(水解、发酵)、酸化过程(产氢、产乙酸)、甲烷化过程(产甲烷)三个反应过程进行分级，将好氧处理阶段按初期吸附、转化降解二个反应过程进行分级，使系统的构成为多个升流式反应器的串联。通过对各级反应器中人工供氧量的控制，使各级反应器中适宜微生物生长的环境不同，厌氧微生物、兼性微生物和好氧微生物分别在最适宜的生境中生长；各级反应器内的微生物单独培养、互不掺混，随着有机物浓度及PH值、氧化还原电位等环境条件沿流程的变化，各级反应器中的微生物优势种群发生了生态位的分离，体现出微生物相分离的特性。同时，由于系统中局部存在的完全混合式流态(升流式反应器中的水力流态为完全混合式流态)，使各级反应器中的微生物生态位在分离的基础上，还存在着一定程度的生态位重叠。这种微生物生态位的重叠与分离相互有机结合的状态，使得系统沿流程拥有较长的食物链、各级反应器中占优势的微生物种群得以良好的生长繁殖，废水中的有机污染物分别在不同的反应器中得到降解，从而使分阶段、多级、多生物相的污水处理工艺具有较强的处理效能和稳定的处理效果。

本发明与国内外目前应用的污水处理技术相比具有如下优点：

1、微生物活性高、降解能力强、处理效率高

本发明各升流式反应器均具有较强的生物固体截留能力和良好的水力混合条件，反应器内污泥浓度可达到10g-40g/L，是传统生物处理工艺的10-20倍。各单元反应器内的微生物单独培养、互不掺混、微生物活性高、繁殖快，始终保持优势群落地位。沿流程拥有较长的食物链，所以生化降解能力强、处理效率高、出水水质好。

2、适用范围广

采用本发明可直接处理BOD浓度在20-1500mg/L的各种不同特性的有机工业废水。而传统的生物处理方法只能处理BOD浓度在50-400mg/L且可生化降解性较好的污水。

3、对各种高浓度、难降解有机废水有独特的处理效果

采用本发明能处理各种难降解有机废水，特别是对目前传统生物处理方法认为不可降解的污染物有独特的处理效果。对含酚浓度为1000mg/L的合成废水，当HRT为6h时，酚的去除率达98.5％以上。对氨氮含量在1000mg/L以下的污水，氨氮的去除率达99.0％以上。

4、建设投资省、运行费用低

本发明在一个构筑物内实现一体化的多相处理过程，故减少构筑物容积50％以上，对氧的利用率比活性污泥法高3-8倍。与传统生物处理方法相比，可节省30％的建设投资，降低运行成本30-50％。

5、对已有污水处理厂进行技术改造，效果好

采用本发明对已有污水处理厂进行技术改造，不用动基建设施、不增加新构筑物，即可扩大污水处理能力，提高处理水平，降低运行成本。

6、可间歇运行

采用本发明的污水生物处理系统可连续运行，也可以采取间歇运行的操作方法。当采用间歇运行时，每日间断数小时，恢复运行1小时后，出水水质就可基本保持稳定；间断数天，恢复运行1-2天后，出水水质就可保持稳定；间断数月或更长的时间，恢复运行1-2周后，出水水质就可基本保持稳定。

具体实施方式

1、在推流式生化池内，沿流程方向安装多组垂直放置的折流板。每组折流板的前板与后板之间形成窄的下流室，起向下导流的作用。相邻两组折流板之间形成宽的上流室，上流室是污水生物处理的反应器空间，通过安装折流板，将生化池分隔成多个上升流隔室，每个上升流隔室都成为一个在系统中相对独立的升流式反应器，全流程则成为由多个升流式反应器串联构成的推流式的流程系统。

2、由于折流板的阻挡及生物污泥自身的沉陷作用，生物污泥被有效地截留在各级升流式反应器内，既有效地增加了反应器内的微生物浓度(生物污泥浓度最大可达10g-40g/L)，又实现了水力停留时间与微生物停留时间的分离。

3、沿流程不设回流，各级反应器内的微生物单独培养、互不掺混，即分别在每个反应器内驯化培养出与该处环境条件相适应的微生物优势群落，使不同的反应器内的微生物实现微生物种群的分离。

4、通过对各级反应器中人工供氧量的控制，使各反应器中适宜微生物生长的环境不同，厌氧微生物、兼性微生物和好氧微生物分别在最适宜的生境中生长；沿流程使厌氧或缺氧-好氧-厌氧或缺氧-好氧…连续、交替运行，从而使污水得到分阶段、多级、多生物相的处理。

5、每段厌氧或每段好氧，分别最少由2个升流式反应器组成。根据动力学分析表明：当将一个反应器分隔为N个容积相等的完全混合小反应器时，为达到一定处理率所需要的反应器总容积将随N的不同而相应地减小，且所要求的处理率及分隔数越多，容积的节省越显著。根据动力学分析所建立的，上述情况下所需的串联反应器的总容积V_总/(Q/K)＝N{1/1-η}^1/N-1

式中V_总-N个串联反应器达到一定处理率所需要的反应器总容积；

η-处理率，％；

Q-废水处理规模；

K-基质降解速率常数。

由式可知，当反应器由1个变为2个时，达到80％和95％有机物去除率所需要的反应器总容积，可分别节省38％和63％，改为4个时，则可分别节省50％和77％。

6、本发明具有复合水力流态：各单元反应器内呈完全混合式流态，利于微生物与水中污染物的良好均匀接触，提高反应器的容积利用率。整体上趋于推流式流态，利用整体推流所具有的高传质推动力及反应速率提高处理效果和处理能力。

本发明的主要工艺参数为：最大COD容积负荷率为28kgCOD_cr/m³·d，最大NH₃-N容积负荷为3.0kgNH₃-N/m³·d。

本发明根据实例列举几个应用例以进一步说明：

应用例1：采用本发明处理煤制气厂焦化废水，进水COD平均值3460mg/L，出水COD平均值62.7mg/L，去除率98.2％；进水氨氮平均值461mg/L，出水氨氮平均值2.36mg/L，去除率99.5％。

应用例2：采用本发明处理制药厂抗菌素废水，进水COD平均值5163mg/L，出水COD平均值83.5mg/L，去除率98.4％。

应用例3：采用本发明处理有机化工厂助剂生产污水。进水COD平均值1677mg/L，出水COD平均值86.9mg/L，去除，94.8％；进水氨氮平均值81.6mg/L，出水氨氮平均值0.37mg/L mg/L，去除率99.5％。

本发明既适用于各种高浓度且含有难降解有机污染物的工业废水，也适用于城市及生活污水及河、湖环境污水的治理。

Claims

1.一种分阶段、多级、多生物相的污水处理方法，其特征是，由多个升流式反应器串联构成的推流式的流程系统；沿流程使厌氧或缺氧-好氧-厌氧或缺氧-好氧连续、交替运行，从而使污水得到分阶段、多级、多生物相的处理。

2.根据权利要求1所述的分阶段、多级、多生物相的污水处理方法，其特征是，将传统的污水生物处理工艺系统，按厌氧处理、好氧处理分阶段；再将厌氧处理阶段按水解、酸化、甲烷化三个反应过程进行分级，将好氧处理阶段按初期吸附、转化降解二个反应过程进行分级。

3.根据权利要求1所述的分阶段、多级、多生物相的污水处理方法，其特征是，各级反应器内的微生物单独培养、互不掺混，即分别在每个反应器内驯化培养出与该处环境条件相适应的微生物优势群落，使不同的反应器内的微生物实现微生物种群的分离。

4.根据权利要求1所述的分阶段、多级、多生物相的污水处理方法，其特征是，每段厌氧或每段好氧，分别最少由2个升流式反应器组成。