申请日2014.11.17
公开(公告)日2015.01.28
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种废水的高效处理工艺及装置，包括：A)待处理的废水经过废水管网收集后，经过格栅截留，去除待处理的废水中粒径较大的颗粒物和悬浮物;B)进入集水池汇集、储存、均衡废水的水质水量以及调节水质pH;C)进入水解酸化池发生水解酸化;D)进入EGSB厌氧反应器快速降低废水中COD等污染物的含量;E)进入调节池，对废水进入SBR反应器水量进行调节;F)泵入SBR反应器进一步去除废水中的COD、氨氮、总氮以及总磷等污染物;G)经过生物塘自然净化。本发明所提供的废水的高效处理工艺，具有工艺流程简单、投资省、处理效果好、运行稳定、费用低廉、操作简便等优点。
权利要求书
1.一种废水的高效处理工艺，其特征在于：所述废水的高效处理工艺包括以下步骤：
A)待处理的废水经过废水管网收集后，经过格栅截留，去除待处理的废水中粒径较大的颗粒物和悬浮物;
B)经步骤A)后的待处理的废水进入集水池，所述集水池对废水进行汇集、储存、均衡废水的水质水量以及调节水质pH;所述集水池将待处理的废水的水质pH调节到6~9之间;当待处理的废水的水质pH值低于6时，在集水池中投加生石灰或氢氧化钙;当待处理的废水的水质pH值高于9时，在集水池中投加废硫酸或废盐酸;待处理的废水在集水池中的水力停留时间不低于3 h;
C)经过步骤B)的待处理的废水进入水解酸化池，所述水解酸化池是厌氧环境的水解酸化池;所述水解酸化池将待处理的废水中的大分子以及难降解的有机物降解为小分子有机物;待处理的废水在水解酸化池中的水力停留时间不低于12 h，形成处理中的废水;
D)将处理中的废水由提升泵提升进入EGSB厌氧反应器，所述EGSB厌氧反应器降低处理中的废水中COD污染物的含量;处理中的废水在EGSB厌氧反应器中的水力停留时间不低于16 h;
E)经EGSB厌氧反应器处理后的出水中有机物含量降低，进入调节池;
F)将调节池中的废水由提升泵从调节池泵入SBR反应器，在SBR反应器处于反应阶段时投加微生物菌剂，去废水中的COD、氨氮、总氮以及总磷污染物;所述SBR反应器的具体运行情况是：每周期10~20 h，其中进水、反应、沉淀、排水以及闲置的时间比例分别为2:10:2:1:1;所述SBR反应器采用微孔曝气方式，所述曝气量为2~5 m3/min;滗水深度为0.8~1.5 m，滗水流量为50~120 m3/h;污泥排放根据SBR反应器中的污泥量不定期排放;
G)经SBR反应器反应后的出水经过生物塘自然净化，所述生物塘中悬挂有微生物菌剂的附着载体;所述附着载体是丙纶毛毡、涤纶毛毡和/或氨纶毛毡。
2.根据权利要求1所述的废水的高效处理工艺，其特征在于：所述步骤F)中投加的微生物菌剂是硝化细菌、反硝化细菌、枯草芽孢杆菌、净水酵母、光合细菌、乳酸菌中的一种或多种组合;所述微生物菌剂的用量按SBR反应器中废水水量的0.01%~1%(w/w)接入SBR反应器中;所述微生物菌剂的初始浓度为1×104~1×109cfu/g。
3.根据要求2所述的废水的高效处理工艺，其特征在于：所述微生物菌剂是活化后的微生物菌剂。
4.一种用于权利要求1~3中任一所述的废水的高效处理工艺的装置，其特征在于：所述废水的高效处理装置包括废水集水池、水解酸化池、第一提升泵、EGSB厌氧反应器、调节池、第二提升泵、SBR反应器以及生物塘;所述废水集水池与水解酸化池相贯通;所述EGSB厌氧反应器与调节池相贯通;所述SBR反应器与生物塘相贯通;所述第一提升泵将水解酸化池中的待处理的废水泵送至EGSB厌氧反应器中;所述第二提升泵将调节池中的处理中的废水泵送至SBR反应器中;
所述集水池是地下式钢砼结构，所述集水池的有效容积为10~50 m3;所述水解酸化池是地下式钢砼结构，所述水解酸化池的顶部设置有顶盖，所述水解酸化池的有效容积为50~120 m3;
所述EGSB厌氧反应器的高径比为(3~10)：1，有效容积为50~160 m3;
所述调节池的有效容积为50~160 m3;
所述SBR反应器的有效容积为50~160 m3;
所述生物塘长宽比例为3:1~4:1，有效水深1.0~2.0 m，生物塘面积在0.8~4×104 m2。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述废水的高效处理装置还包括设置在生物塘内的用于为微生物菌剂富集提供载体的附着载体;所述附着载体是丙纶毛毡、涤纶毛毡和/或氨纶毛毡。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于：所述废水的高效处理装置还包括与废水集水池相贯通的废水管网。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述废水管网内设置有格栅。
说明书
废水的高效处理工艺及装置
技术领域
本发明属于环保废水处理技术领域，涉及一种废水的高效处理工艺及装置， 尤其涉及一种适用于畜禽养殖废水、高速公路服务区废水以及餐饮业、旅游业等 废水的高效处理工艺及装置。
背景技术
随着经济的发展，我国高速公路及相关基础设施建设迅猛发展，从1988年第 一条高速公路沪嘉高速公路建成通车后，截至2009年底，全国高速公路通车总里 程达到6.5万公里。高速公路对我国经济社会的发展具有重要的贡献。由于高速 公路一般穿越多个城市，历程较长，一定距离会设有服务区、收费站、管理所、 加油站、养护工区等附属服务设施，主要包括餐饮、住宿、加油、洗车等服务项 目。这些设施在为公路管理及司乘人员提供方便的同时，也产生了大量污水，对 环境造成了严重污染，影响到了周围居民正常的生产生活，解决服务区水环境污 染问题显得十分重要。
与此同时，随着工农业的发展，养殖业朝着集约化和工厂化的方向发展，规 模化比例不断提高，然而产生的废水超过了环境的承载能力，成为一种主要的污 染源，2000年国家环境保护总局在全国23个省市进行调查发现，畜禽养殖废水产 生的COD已经远超过了工业废水和生活污水之和，产生的固体废弃物数量大，大 约是工业固体废弃物的2.4倍，部分地区甚至超过了4倍。
目前，国内外规模化畜禽养殖场主要有三种清粪工艺：水冲粪工艺、水泡粪 工艺、干清粪工艺，其中水冲粪工艺在我国规模化养殖场中被广泛应用。废水中 COD含量高达5000～20000mg/L，BOD5含量高达2000～8000mg/L，NH3-N含量高达 200～1500mg/L，TP含量高达100～300mg/L，SS浓度高达17000～20000mg/L。致 使畜禽养殖废水呈现“三高”(高COD、高NH3-N、高SS)。可见养殖废水属于高浓 度有机废水，若不经有效处理直接排放，会对地表水、地下水、农田、大气环境 造成严重污染。
国内外畜禽养殖废水处理技术按处理模式可分为三种：还田模式、自然处理 模式、工业化处理模式。
其中：
还田模式：畜禽粪便废水还田作为肥料为传统而经济有效的处理方法，可使 畜禽粪尿不排往外界环境。达到污染物零排放。该模式适用于远离城市、土地宽 广且有足够农田消纳粪便污水的经济落后地区。由于规模化畜禽养殖废水量大， 需要大量的土地，也存在传播畜禽疾病危险等因素，所以具有很大的局限性。
自然处理模式：自然处理模式主要是利用天然水体和土壤中的微生物来净化 畜禽养殖废水的处理方法，主要包括氧化塘、土壤处理法和人工湿地处理法等。 该方法主要适用于远离城市、空气温度较高且土地广阔有荒地、林地或低洼地可 作污水自然处理系统、经济比较落后且有中等养殖场的地区。自然处理模式具有 以下优点：(1)投资小、耗能低;(2)污泥处理系统简单，产泥量小;(3)无臭 味;(4)管理简单费用低廉。
工业化处理模式：工业化处理模式包括厌氧处理工艺、好氧处理工艺、厌氧 ——好氧等不同组合处理工艺。工业化处理模式适用于经济实力较好，距离城镇 比较近且无足够农田消纳粪便污水的大型集约化、规模化养殖场。工业化处理模 式的优点是：(1)灵活性强，占地面积小;(2)适用性强，不受地域位置和季节 温度的限制;(3)可控性好，处理效果比较理想，大大减轻了对环境的污染压力。 畜禽养殖业作为一种微利产业，利润空间小、行业风险大、成本高的治理技术将 使企业不堪承受。规模化养殖废水处理目前常用的方式是自然处理和工业化处理 两种方式。但从已有的资料综合分析，处理效果不理想，出水水质达不到排放要 求，成本太高无法在我国推广应用。因此，寻找一种处理效果好、投资少、能因 地制宜，甚至能产生一定经济效益的废水处理系统，对解决规模化养殖废水的污 染问题尤为显得紧迫和重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废水的高效处理工艺，以解决现有废水处理技术 的不足，该工艺将EGSB厌氧反应器、SBR反应器、生物塘以及微生物强化等多种 处理工艺相结合，快速分解污染物，达到排放标准，具有工艺流程简单、投资省、 处理效果好、运行稳定、费用低廉、操作简便等优点。
本发明是通过以下技术手段实现的：
一种废水的高效处理工艺，其特征在于：所述废水的高效处理工艺包括以下 步骤：
A)待处理的废水经过废水管网收集后，经过格栅截留，去除待处理的废水 中粒径较大的颗粒物和悬浮物;
B)经步骤A)后的待处理的废水进入集水池，所述集水池对废水进行汇集、 储存、均衡废水的水质水量以及调节水质pH;所述集水池将待处理的废水的水质 pH调节到6～9之间;当待处理的废水的水质pH值低于6时，在集水池中投加生石灰 或氢氧化钙;当待处理的废水的水质pH值高于9时，在集水池中投加废硫酸或废 盐酸;待处理的废水在集水池中的水力停留时间不低于3h;集水池的有效容积 为10～50m3。
C)经过步骤B)的待处理的废水进入水解酸化池，所述水解酸化池是厌氧环 境的水解酸化池;使得有机废物发生水解酸化，所述水解酸化池将待处理的废水 中的大分子以及难降解的有机物降解为小分子有机物，提高废水的可生化性;待 处理的废水在水解酸化池中的水力停留时间不低于12h，形成处理中的废水;水 解酸化池的有效容积为50～120m3。
D)将处理中的废水，由提升泵提升进入EGSB厌氧反应器，污泥与有机物充 分混合，大大提高了厌氧反应速率和有机负荷，快速降低废水中COD等污染物的 含量;;EGSB厌氧反应器主要包括布水器、三相分离器、循环系统、气水分离系 统以及泥水分离器组成。废水经布水器进行均匀布水，废水中的有机物充分与 EGSB厌氧反应器底部的污泥接触，大部分被处理吸收，同时高水力负荷和高产气 负荷使污泥与有机物充分混合，污泥处于充分膨胀状态，传质速率高，EGSB厌氧 反应器的高径比为(3～10)：1，有效容积为50～160m3，水力停留时间不低于16h， 有机负荷为3～8kg/(m3·d)。
E)经EGSB厌氧反应器处理后的出水中有机物含量降低，进入调节池，对废 水进入SBR反应器水量进行调节;所述调节池有效容积为50～160m3。
F)将调节池中的废水由提升泵从调节池泵入SBR反应器，在SBR反应器处于 反应阶段时投加微生物菌剂，增强污泥活性，提高SBR反应器污染物去除能力， 进一步去除废水中的COD、氨氮、总氮以及总磷等污染物;所述SBR反应器的具体 运行情况是：所述SBR反应器的有效容积为50～160m3，每周期10～20h，其中进 水、反应、沉淀、排水以及闲置的时间比例分别为2:10:2:1:1;所述SBR反应器 采用微孔曝气方式，所述曝气量为2～5m3/min;滗水深度为0.8～1.5m，滗水流 量为50～120m3/h;污泥排放根据SBR反应器中的污泥量不定期排放;
G)经SBR反应器反应后的出水经过生物塘自然净化，所述生物塘中悬挂有微 生物菌剂的附着载体;利用微生物的新陈代谢功能，进一步降解废水中的有机污 染物。所述附着载体是丙纶毛毡、涤纶毛毡和/或氨纶毛毡。
作为优选，本发明所采用的步骤F)中的投加的微生物菌剂是硝化细菌、反 硝化细菌、枯草芽孢杆菌、净水酵母、光合细菌、乳酸菌中的一种或多种组合; 所述微生物菌剂的用量按SBR反应器中废水水量的0.01%～1%(w/w)接入SBR反应器 中;所述微生物菌剂的初始浓度为1×104～1×109cfu/g。
作为优选，本发明所采用的微生物菌剂是活化后的微生物菌剂，确保活性污 泥中起主要作用的微生物为投加微生物菌剂，增强污泥活性，增强SBR反应器降 低COD、氨氮、磷等物质的能力。
一种用于如上所述的废水的高效处理工艺的装置，其特征在于：所述废水的 高效处理装置包括废水集水池、水解酸化池、第一提升泵、EGSB厌氧反应器、调 节池、第二提升泵、SBR反应器以及生物塘;所述废水集水池与水解酸化池相贯 通;所述EGSB厌氧反应器与调节池相贯通;所述SBR反应器与生物塘相贯通;所 述第一提升泵将水解酸化池中的待处理的废水泵送至EGSB厌氧反应器中;所述第 二提升泵将调节池中的处理中的废水泵送至SBR反应器中;
所述集水池是地下式钢砼结构，所述集水池的有效容积为10～50m3;
所述水解酸化池是地下式钢砼结构，所述水解酸化池的顶部设置有顶盖，所 述水解酸化池的有效容积为50～120m3;
所述EGSB厌氧反应器的高径比为(3～10)：1，有效容积为50～160m3;
所述调节池的有效容积为50～160m3;
所述SBR反应器的有效容积为50～160m3;
所述生物塘长宽比例为3:1～4:1，有效水深1.0～2.0m，生物塘面积在0.8～4 ×104m2。
作为优选，本发明所采用的废水的高效处理装置还包括设置在生物塘内的用 于为微生物菌剂富集提供载体的附着载体;所述附着载体是丙纶毛毡、涤纶毛毡 和/或氨纶毛毡。
作为优选，本发明所采用的废水的高效处理装置还包括与废水集水池相贯通 的废水管网。
作为优选，本发明所采用的废水管网内设置有格栅。
本发明的优点在于：
本发明提供了一种废水的高效处理工艺，该工艺采用EGSB厌氧反应器—— SBR生物强化——生物塘组合工艺，组合工艺流程包括：a、格栅去除废水中的较 大颗粒物和悬浮物;b、水解酸化池提高废水的可生化性;c、EGSB厌氧反应器高 效厌氧消化;d、SBR反应器中投加微生物菌剂高效降解污染物;e、生物塘自然 净化，进一步降解污染物，废水经处理后达到排放要求或者农用灌溉，具体而言， 本发明的有益效果如下：
1、利用EGSB厌氧反应器、SBR反应器、微生物强化以及生物塘多位一体的综 合处理系统，兼顾了EGSB厌氧反应器高效处理能力，SBR反应器良好的脱氮除磷 能力，微生物高效的生物强化能力和生物塘良好的自然净化能力。这种组合处理 工艺显著提高了废水处理能力。具有工艺流程将简单、处理效果好、占地面积少、 投资省、运行稳定、费用低等优点。
2、SBR反应器能灵活控制进水、曝气、沉淀、滗水、闲置等各阶段时间，反 应过程只需一个SBR反应池，兼具曝气池、沉淀池等功能，可灵活掌握废水水质 变化以及运行状态。
3、微生物强化所使用微生物菌剂为硝化细菌、反硝化细菌、枯草芽孢杆菌、 净水酵母、光合细菌、乳酸菌等，能快速增强污泥活性，提高废水处理能力，可 以根据SBR反应池的水质特点，灵活选择投加微生物菌剂的种类、浓度以及频率。
4、生物塘中悬挂微生物附着载体，快速富集微生物菌剂，增强水处理能力， 提高水体自净能力，能有效去除废水中的有机物和病原体，减少水力停留时间， 使出水达到排放标准。