CN1944293A - 一种无污泥排放的污水深度处理方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无污泥排放的污水深度处理方法及其装置，综合利用物理、化学和生物处理方法，根据废水的排放量、内含污染物的特性、选择经专门培养、具有强吸附能力、强分解和氧化有机物能力及良好沉降能力的配用污水处理剂，使废水在由格栅初滤池、调和初沉池、高浓度曝气池、好氧生物池、厌氧及污泥回流池、污泥及澄清水分离池、分离池和放流池组成的功能池内依次经物理初滤、化学调整PH值、曝气供氧、好氧和厌氧生物处理及澄清分离和过滤，在好氧和厌氧微生物的共同作用下，将其中的有机物转变为微生物机体和氧化、降解成为CO2、H2O、NH3及内部返回循环处理的剩余污泥，成为达标水，具有方法切实可行、装置结构科学且合理、处理效果卓越、运行成本低和没有任何污泥排放的特点。

Description

一种无污泥排放的污水深度处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别是一种结合采用物理、化学及生物处理污水技术、无污泥排放的污水深度处理方法及其装置。
背景技术
目前有些行业产生的工业废水具有排放量大，污染物浓度高等特点，对水环境正在造成日益严重的污染，也正在破坏着整个地球的生态平衡，不仅严重影响了人类的生存环境，同时也阻碍了该类行业的突破性发展。虽然污水处理、保护生态环境问题目前已经越来越引起各行各业的普遍重视，都投入了大量人力、物力和财力于课题研究上，也出现了不少研究成果。废水中污染物质主要有生物可分解有机物、挥发性有机物质、不易分解有机物、毒性金属、悬浮固体物、营养盐(氮与磷)、致病微生物及寄生动植物等。现有的国家规定工业水污染物排放标准主要是针对生化需氧量(BOD5)，化学需氧量(COD)、色度、PH值、悬浮物、氨氮、硫化物、六价铬、铜、苯胺类、二氧化氯等项目作出的明确限制要求，因此如何去降解、减少及控制以上这些指标的浓度和数量，使之达到甚至低于国家规定的允许排放标准，是废水处理的主要目标。
目前在工业废水和生活污水的常用处理方法主要有物理处理法、化学处理法及生物处理法三大类。物理处理法主要是采格栅与筛网，调节、沉淀、气浮、过滤膜技术处理悬浮物、浮漂物、细纤维等有机杂质；化学处理法主要通过在中和池或反应池内投入各种药剂，以中和、混凝、电解、氧化、吸附、消毒等方法，处理PH值、色废物质，胶体悬浮物、BOD、COD、LAS、细小悬浮物、大分子有机物、细菌等；生物处理法主要有厌氧生物处理法和好氧生物处理法二种，其中：厌氧生物处理法主要是利用升流式厌氧颗粒污泥床、厌氧附着膜膨胀床、厌氧流化床、水解酸化等，处理BOD、COD色废物质、NH3-N及磷；好氧生物处理法主要是利用循环式活性污泥法，吸附再生氧化法，生物接触氧化法处理BOD、COD、色废物质、NH3-N及磷。
总体来讲，目前已有的污水处理设备或系统，大多采用单一的物理处理方法、化学处理方法或生物处理方法，虽对改善水质某些方面的指标有一定效果，但实践证明均具有很大的局限性，所以总体处理结果不太理想。而且这些处理方法的前期基础设施和设备的投入都比较昂贵，在运营过程中均需频繁地投入大量药剂和添加剂，致使运营成本很高；而且在处理污水的过程中始终都有其他的污染物产生、排出，尤其是难以处置的大量污泥。虽然有些污水处理装置具有浓缩、烘干和研碎污泥的功能，但最终均要向外排放，无论是向垃圾堆场倾倒或深埋于地下，均将是新的污染源。因此，现有的污水处理方法无法从根本上兑现保护环境、造福于民的总体要求。
发明内容
本发明的目的是要提供一种设备投资少、运行成本低、处理污水效果好、不仅能达标甚至能低于排放标准、还可以回收利用、且自始至终均无污染物排放、不会引发二次污染的新颖无污泥排放的污水深度处理方法及其装置。
本发明无污泥排放的污水深度处理方法是这样的：综合利用物理处理方法、化学处理方法和生物处理方法，根据废水的排放量、废水污染物的内在特性、选择与之可配用的由上海联碳化学有限公司专门研发的LTC-A系列污水处理剂，设置可以分为格栅和筛网初滤、调和初沉、曝气供氧、好氧生物处理、厌氧生物处理、澄清分离和过滤的相应污水处理功能池，其工作流程如下：
(1)初滤  让废水先在设置有格栅和筛网初滤池内经受物理处理，去除其中的悬浮物、漂浮物及细纤维等杂质；
(2)调整PH值  在调和初沉池内取样、检测，选择加入合适制剂、中和废水，使之控制在6-9之间，同时设有曝气设备，使之充分搅拌；
(3)曝气供氧  向高浓度曝气池充分供氧、并取样测定污水的内在特性，依此选择相匹配的LTC-A系列污水处理剂；
(4)好氧生物处理  向好氧生物池中强力供氧、向其中投放所选定的、经专门培养、具有强吸附能力、强分解和氧化有机物能力及良好沉降能力的LTC-A系列污水处理剂，使好氧微生物在适宜的生存环境和条件下以废水中的有机物为食料，将废水中的有机物转变为微生物机体和氧化分解为无机物；
(5)厌氧生物处理  将经好氧处理后的废水导入厌氧及污泥回流池中，使废水中的厌氧微生物在没有游离氧的情况下对有机物进行降解、成为CO2、H2O、NH3等及剩余污泥，剩余污泥经过回流装置回流到好氧生物池或高浓度曝气池中，与污水处理剂类“活性污泥”混合、参与再处理；
(6)澄清分离和过滤  对经厌氧生物处理后送出的较洁净水中所含的相对密度接近于1的悬浮物在污泥及澄清水分离池内由活性炭吸附、澄清分离后过滤、得到洁净达标水送出，滤渣回流到初滤池进行再处理。
此外，所述的LTC-A系列污水处理剂也可直接投放于好氧生物池中。
基于本发明方法的无污泥排放的污水深度处理装置主要由功能池和动力、泵送和控制机构组成，其中：功能池包含有格栅初滤池、调和初沉池、高浓度曝气池、好氧生物池、厌氧及污泥回流池、污泥及澄清水分离池、分离池和放流池；动力、泵送机构包含有供氧鼓风机、电动水泵和控制阀。在厌氧及污泥回流池、污泥及澄清水分离池、分离池、放流池与好氧生物池或高浓度曝气池之间设置有管路上带控制阀的回流装置，以便其中的污泥和污水可以通过回流装置回流到好氧生物池或高浓度曝气池中，所述的格栅初滤池中设置有格栅和筛网；所述的调和初沉池与格栅初滤池之间由带控制阀的水管相连通；所述的调和初沉池与高浓度曝气池之间设置有电气水泵，以便将调和初沉池中的在处理污水泵送到高浓度曝气池中；所述的高浓度曝气池与好氧生物池之间设置有相连通的管路，使高浓度曝气池中的污水自然地流入好氧生物池中；所述的好氧生物池与第一个厌氧及污泥回流池之间的管路上设置有电气水泵；所述的厌氧及污泥回流池可按需设置数个、逐个紧挨相连互通，其中间设置有上边沿呈锯齿状的溢流堰、近底部设置有专供设置分别与好氧生物池和高浓度曝气池相通、管路上带控制阀的污泥回流装置；所述的污泥及澄清水分离池中间设置有污泥诱导管路、底部设置有污泥回流装置；所述的分离池、放流池也可按需设置数个、逐个紧挨相连互通，底部设置有与好氧生物池相通、管路上带控制阀的污泥回流装置；所述的放流池的排放口上设置有带控制阀的水管。此外，所述的各功能池可以分层叠置，以利于缩小占地面积：所述的格栅初滤池、调和初沉池、高浓度曝气池和好氧生物池由于容积要求较大，可以挖地下沉方式设置在下层，以便用增加深度方法满足容积要求；所述的厌氧及污泥回流池、污泥及澄清水分离池、分离池和放流池可以按需设置在上层，污泥及澄清水分离池可相对大些。
工作时，废水进入调和初沉池之前，先经过格栅和筛网粗滤，一方面将污染物中的悬浮物加以截阻，另一方面对于后续处理过程中的水泵机组等设备起到保护作用；对进入调和初沉池中的废水进行取样、检测，按需加入酸碱调和剂，控制PH值在6-9之间：对进入高浓度曝气池中的废水进行取样、检测，根据监测结果选定、并加入适量由上海联碳化学有限公司专门研发的LTC-A系列污水处理剂，该处理剂随同高浓度曝气池中的废水一起被泵送入氧化生物池中，鼓风机组分别向调和初沉池、高浓度曝气池和氧化生物池的废水中同时充气供氧，以充分利用废水中的各种好氧微生物在富氧条件下把废水中胶体状、溶解态的有机物氧化分解、转变为微生物机体和代谢产物无机物CO2和H2O，从而使废水得到初步净化；经好氧处理后的初步净化水由动力装置不停地泵送导入第一个厌氧及污泥回流池中进行厌氧处理，使废水中的厌氧微生物在没有游离氧的情况下对有机物作水解发酵、使碳水化合物、蛋白质、脂肪转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、CO2、H2O后降解为甲烷，得到相对净化水和非水溶性污泥，非水溶性污泥沉淀于池底，可以不定期地以打开相应阀门的方式回流至高浓度曝气池或氧化生物池中重入处理行列，相对净化水通过锯齿形溢流堰外流、通过互连口送入第二个厌氧及污泥回流池中继续进行厌氧处理、并以同样的方式回流污泥和溢流送出相对更净化水至下一个厌氧及污泥回流池中；由最后一个厌氧及污泥回流池送出的净化水汇流至澄清分离过滤区。虽然废水在经过好氧、厌氧处理后，其中的有机污染物及氮、磷等已得到处理，但水中还存在着相对密度接近于1、悬浮在水中一般不能用普通沉淀法去除的固体物质，影响水的色度，因此，本装置中设计有一个较大的污泥及澄清水分离池，通过控制水的流速及利用活性炭的吸附能力，将泥水澄清分离，最后经过滤排放、或返回再利用。
基于上述构思的本发明无污泥排放的污水深度处理方法及其装置，由于科学地依据被处理废水的内在特性选定相匹配的LTC-A系列污水处理剂，结合采用了与之相适应的物理、化学和生物处理方法，并合理地设置了行之有效的处理设施，获得了十分显著的污水处理效果。就目前在污水处理中普遍比较难达标的生物需氧量BOD、化学需氧量COD、氨氮和石油类指标而言，COD国定允许浓度为100mg/L，利用本发明方法及其装置处理后的实测值可确保＜70mg/L，BOD国定允许浓度为30mg/L，利用本发明方法及其装置处理后的实测值可确保＜15mg/L，氨氮国定允许浓度为15mg/L，利用本发明方法及其装置处理后的实测值可确保＜10mg/L，石油类国定允许浓度为10mg/L，利用本发明方法及装置处理后的实测值可确保＜5mg/L。由上可见，所有可达指标明显低于国家规定的允许排放标准，而且，所有指标能同时达标，这是现有技术中的其他处理方法是较难达到的；由于采用了内部污泥回流循环处理技术，使内部污泥在好氧和厌氧的环境中充分发挥作用，不成为污染废弃物外排，因此，在整个污水处理的全过程中，自始至终均不会有任何污泥排放，这是目前为止所有的污水处理装置都无法实现的；采用本发明方法设置的污水处理装置结构科学且合理，采用功能池上下叠层布局特色和各功能池紧挨设置的结构形式，既有利于减少占地面积，又有利于在回流系统中不另增设动力装置，可直接通过阀门控制来完成回流循环，从而有利于节约资源和能源；由于装置本身结构合理，所以附加设施很少，前期投入成本和日常维修费用均很低，在日常运营中只有一台鼓风机和两台电气水泵在工作，故耗能很少，而且根据对水样的监测结果添加专用的LTC-A系列污水处理剂，通常半个月以上才需添加一次，所以日常管理和运营成本均很低，与现有技术的其他常用的处理方法的运营成本相比，至少可以减少一半以上。由上可见，利用本发明无污泥排放的污水深度处理方法及其装置处理工业废水和生活污水，方法是可行和可靠的、装置结构是科学和合理的，因而具有明显的技术先进性、很强的实用性和良好的市场应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例的装置结构示意图；
图2是本发明方法的工作流程示意图。
图中：
1.格栅初滤池  2.调和初沉池  3.高浓度曝气池  4.好氧生物池
5.厌氧及污泥回流池  6.污泥及澄清水分离池  7.分离池  8.放流池
9.格栅和筛网  10.溢流堰  11.污泥回流口  12.供氧进风口
具体实施方式
下面结合附图和典型实施例对本发明作进一步描述。
在图1中，本发明无污泥排放的污水深度处理装置主要由功能池和动力、泵送和控制机构组成，其中：功能池系上下叠层排列形式，包含有位于下层的格栅初滤池1、调和初沉池2、高浓度曝气池3、好氧生物池4和位于上层的厌氧及污泥回流池5、污泥及澄清水分离池6、分离池7、放流池8；动力、泵送机构包含有供氧鼓风机、电动水泵和控制阀。所述的初滤池1中设置有格栅和筛网9；所述的调和初沉池2与格栅初滤池1之间由带控制阀的水管相连通；所述的调和初沉池2与高浓度曝气3池之间设置有电气水泵；所述的高浓度曝气池3与好氧生物池4之间设置有带控制阀的水管；所述的好氧生物池4与第一个厌氧及污泥回流池5-1之间的水管上设置有电气水泵；所述的厌氧及污泥回流池5设置有5个5-1、5-2、5-3、5-4及5-5，逐个紧挨相连互通，其中间均设置有上边沿呈锯齿状的溢流堰10、近底部均设置有通过带控制阀的水管分别与好氧生物池4和高浓度曝气池3相通的污泥回流口11；所述的污泥及澄清水分离池6中间设置有污泥诱导管路、底部设置有回泥装置；所述的分离池7设置有3个7-1、7-2和7-3，逐个紧挨相连互通，所述的放流池8设置有2个8-1和8-2，逐个紧挨相连互通，放流池8-1与分离池7-3紧挨相连互通，近底部均设置有通过带控制阀的水管分别与好氧生物池4相通的污泥回流口11；所述的放流池8的洁净水排放口上设置有控制阀；所述的调和初沉池2、高浓度曝气池3、好氧生物池4的侧壁上均设置有供氧进风口12。
在图2中，本发明无污泥排放的污水深度处理方法是这样的：综合利用物理处理方法、化学处理方法和生物处理方法，根据废水的排放量、废水污染物的内在特性、选择与之可配用的由上海联碳化学有限公司专门研发的LTC-A系列污水处理剂，设置内设有格栅和筛网的初滤池1、调整控制PH值的调和初沉池2、以鼓风机为主构成的曝气供氧装置、为好氧类微生物创造工作环境的好氧生物池4、为厌氧类微生物创造工作环境的厌氧及污泥回流池5、将污泥和较洁净水分离的污泥及澄清水分离池6、分离池7和放流池8，工作流程如下：
(1)初滤  废水先在设置有格栅和筛网的初滤池1内接受物理处理，去除其中的悬浮物、漂浮物及细纤维等杂质；
(2)调整PH值  在调和初沉池2内取样、检测，选择加入合适药剂、中和废水，使PH值控制在6-9之间，并设曝气设备，使之充分搅拌；
(3)曝气供氧  由鼓风机向高浓度曝气池3充分供氧、取样测定废水的内在特性，并依此选择和投入相匹配的LTC-A系列污水处理剂；
(4)好氧生物处理  由鼓风机向好氧生物池4中强力充气供氧，废水中所含的经专门培养、具有强吸附能力、强分解和氧化有机物能力及良好沉降能力的“LTC-A系列污水处理剂中的好氧微生物，在适宜的生存环境和充足氧的条件下以废水中的有机物为食料，并将这些有机物转变为微生物机体和氧化分解为无机物；
(5)厌氧生物处理  将经好氧处理后的初步洁净水导入厌氧及污泥回流池5中，使初步洁净水中的厌氧微生物在没有游离氧的环境中对有机物进行厌氧降解、成为CO2、H2O、NH3等以及剩余污泥，剩余污泥经过回流装置回流到好氧生物池4或高浓度曝气池3中，与污水处理剂类“活性污泥”混合，参与再处理；
(6)澄清分离和过滤  对经厌氧生物处理后送出的较洁净水中所含的相对密度接近于1的悬浮物在澄清分离池6内由活性炭吸附、澄清分离后经最后过滤送出完全达标水，滤渣回流至初滤池1中接受再处理。

Claims (4)

1.一种无污泥排放的污水深度处理方法，其特征在于综合利用物理处理方法、化学处理方法和生物处理方法，根据废水的排放量、废水污染物的内在特性、选择与之可配用的由上海联碳化学有限公司专门研发的LTC-A系列污水处理剂，设置有内设格栅和筛网的格栅初滤池(1)、调整控制PH值的调和初沉池(2)、以鼓风机为主构成的曝气供氧装置、为好氧类微生物创造工作环境的好氧生物池(4)、为厌氧类微生物创造工作环境的厌氧及污泥回流池(5)、将污泥和较洁净水分离的污泥及澄清水分离池(6)、分离池(7)和放流池(8)，工作流程如下：
(1)初滤废水先在设置有格栅和筛网(9)的格栅初滤池(1)内接受物理处理，去除其中的悬浮物、漂浮物及细纤维等杂质；
(2)调整PH值在调和初沉池(2)内取样、检测，选择加入合适药剂、中和废水，使PH值控制在6-9之间，并设曝气设备，使之充分供氧和搅拌。
(3)曝气供氧由鼓风机向高浓度曝气池(3)充分供氧、取样测定废水的内在特性，并依此选择和投入相匹配的LTC-A系列污水处理剂；
(4)好氧生物处理由鼓风机向好氧生物池(3)中强力充气供氧，废水中所含的经专门培养、具有强吸附能力、强分解和氧化有机物能力及良好沉降能力的“LTC-A系列污水处理剂”中的好氧微生物，在适宜的生存环境和充足氧的条件下以废水中的有机物为食料，并将这些有机物转变为微生物机体和氧化分解为无机物；
(5)厌氧生物处理将经好氧处理后的初步洁净水导入厌氧及污泥回流池(5)中，使初步洁净水中的厌氧微生物在没有游离氧的环境中对有机物进行厌氧降解、成为CO2、H2O、NH3等以及剩余污泥，剩余污泥经过回流装置回流到好氧生物池(4)或高浓度曝气池(3)中，参与再处理；
(6)澄清分离和过滤对经厌氧生物处理后送出的较洁净水中所含的相对密度接近于1的悬浮物在污泥及澄清水分离池(6)内由活性炭吸附、澄清分离后经分离池(7)和放流池(8)后过滤送出完全达标水，滤渣回流至格栅初滤池(1)中接受再处理。
2.根据权利求1所述的无污泥排放的污水深度处理装置，其特征在于所述的LTC-A系列污水处理剂直接投放于好氧生物池中。
3.一种无污泥排放的污水深度处理装置，由功能池和动力、泵送和控制机构组成，其特征在于：
a.功能池包含有格栅初滤池(1)、调和初沉池(2)、高浓度曝气池(3)、好氧生物池(4、)厌氧及污泥回流池(5)、污泥及澄清水分离池(6)、分离池(7)和放流池(8)，动力、泵送和控制机构包含有供氧鼓风机、电动水泵和控制阀；
b.所述的格栅初滤池(1)中设置有格栅和筛网(9)；
c.所述的调和初沉池(2)与格栅初滤池(1)之间由带控制阀的水管相连通；
d.所述的调和初沉池(2)与高浓度曝气池(3)之间设置有电气水泵；
e.所述的高浓度曝气池(3)与好氧生物池(4)之间设置有带控制阀的水管；
f.所述的好氧生物池(4)与第一个厌氧及污泥回流池(5-1)之间的水管上设置有电气水泵；
g.所述的厌氧及污泥回流池(5)逐个紧挨设置、相连互通，中间均设置有上边沿呈锯齿状的溢流堰(10)、近底部分别设置有通过带控制阀的水管与好氧生物池(4)和高浓度曝气池(3)相通的污泥回流口(11)；
h.所述的污泥及澄清水分离池(6)中间设置有污泥诱导管路、底部设置有回泥装置；
i.所述的分离池(7)逐个紧挨设置、相连互通，近底部分别设置有通过带控制阀的水管与好氧生物池(4)相通的污泥回流口(11)；
j.所述的放流池(8)逐个紧挨设置、相连互通，其(8-1)与分离池(7-3)紧挨设置、相连互通，近底部分别设置有通过带控制阀的水管与好氧生物池(4)相通的污泥回流口(11)；
k.所述的放流池(8)与过滤排放口之间设置有带控制阀的水管；
l.所述的调和初沉池(2)、高浓度曝气池(3)、好氧生物池(4)的侧壁上均设置有供氧进风口(12)。
4.根据权利求3所述的无污泥排放的污水深度处理装置，其特征在于所述的功能池系上下叠层排列形式，格栅初滤池(1)、调和初沉池(2)、高浓度曝气池(3)和好氧生物池(4)位于下层，厌氧及污泥回流池(5)、污泥及澄清水分离池(6、分离池(7)和放流池(8)位于上层。
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