申请日2000.12.06
公开(公告)日2002.05.01
IPC分类号C02F1/74; C02F11/14; C05F7/00; C02F11/12
摘要
本发明涉及一种污废水处理及污泥安定化再利用方法,通过优化培养对污废水处理卓有成效的芽孢杆菌,实现对污废水中的有机物和氮磷的高度处理并以极其清净的状态放流,并进一步对产生的污泥进行安定化处理得到有用的有机肥料。本发明还涉及实施本发明方法的装置,包括前处理设施,最初沉淀槽、强暴气槽、弱暴气槽、无氧气槽、最终沉淀槽、浓缩槽脱水机、污泥安定化反应机及干燥机。
摘要附图
权利要求书
1.一种污废水处理及污泥安定化再利用方法，该方法 包括下列步骤：
(1)将污废水流入前处理设施的沉砂池，沉降砂子后，
通过格栏除去有碍后处理工程的夹杂物，流入最
初沉淀槽;
(2)在最初沉淀槽，沉淀可能沉降的有机物和无机物，
将沉淀物送出至浓缩槽，上澄液送出至强暴气槽;
(3)往强暴气槽内添加最初沉淀槽的上澄液和最终沉
淀槽的返送污泥，将强暴气槽混合固形物(MLSS)
的浓度维持在3000～5000mg/L，运转与散气管连接
的鼓风机，将溶存氧气的浓度维持在2.0～4.0mg/L，
按流入量流入弱暴气槽;
(4)供给空气使弱暴气槽溶存氧气的浓度维持在
0.3～0.5mg/L，按流入量流入无氧气槽;
(5)一方面将无氧气槽流入水中所含的溶存氧气浓度
维持在0.1mg/L以下，一方面搅拌使污泥保持不
沉降的状态，按流入量流入最终沉淀槽;
(6)沉降流入最终沉淀槽水中所含的污泥，并将上澄
液流出最终处理;
(7)将最沉淀槽和最终沉淀槽的污泥输送至浓缩槽，
在浓缩槽将污泥的含水量浓缩至95%，上澄液返
送至最初沉淀槽，污泥糕输送至脱水机;
(8)在脱水机内，使污泥糕脱水到含水量为80%后，
脱水余液返送至最初沉淀槽，污泥糕输送至安定
化反应机;
(9)在安定化反应机内，污泥糕(Sludgecake)与3%～5%
高活性酸化钙一起反应后输送至干燥步骤;
(10)在干燥步骤，使用内部温度达到200℃的干燥机
进行强干燥而得到有机肥料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述干燥 步骤还可以通过在自然状态下，利用太阳干燥的方法来实 现。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于在所 述强暴气步骤用活性剂投入机注入微生物活性剂。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述 的无氧气槽至强暴气槽间还有返向的内部循环。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的从 无氧气槽流入强暴气槽的内部循环维持在50%～200%。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述 的从最终沉淀槽流入强暴气槽的污泥返还率保持在 50%～100%。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述 的污泥安定化反应机内添加高活性酸化钙后的反应时间是5 分钟。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述 强暴气槽中流入水的滞留时间为3～4小时，弱暴气槽中流入 水的滞留时间为1.5～2.0小时，无氧气槽中流入水的滞留时 间为1.5～2.0小时。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于污泥糕在 干燥机内的干燥时间小于2小时，干燥机内部温度超过 200℃。
10.用于实施权利要求1所述方法的装置，包括：
前处理设施(1)，它将污废水中的砂子沉降并通过格栏 除去污废水中的杂物;
最初沉淀槽(2)，它前后分别与前处理设施(1)和强 暴气槽(3)相连，它的底部有通向浓缩槽(7)的沉淀物输 送管(22);
强暴气槽(3)底部具有与鼓风机(11)连接的散气 管(13)，其上部有微生物活性剂投入机(12)，其流出水以 自然下流的方式流入紧挨着的弱暴气槽(4);
弱暴气槽(4)同样具备散气管(13)，其流出水以自然 下流方式流入紧挨着的无氧气槽(5);
无氧气槽(5)具备搅拌机(14);
最终沉淀槽(6)通过输水管(19)承接无氧气槽(5) 的流出水，其底部连接通向强暴气槽(2)和浓缩槽(7)的 污泥输送管;
浓缩槽(7)上部连接通向最初沉淀槽(2)的上澄液输 送管(25)，底部连接通向脱水机(8)的污泥输送管(26);
脱水机(8)连接通向安定化反应机(9)的污泥糕输送 管(28)，同时连接通向最初沉淀槽(2)的脱水余液输送管 (27);
安定化反应机(9)顶部带有高活性酸化钙投入装置 (15)，并连接通向干燥机(10)的污泥糕输送管(29);
干燥机包括加热装置，驱动装置。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于所述的 无氧槽(5)连接一个通向强暴气槽(3)的内循环管(20);
12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于所 述前处理设施(1)中还进一步包括流量调整槽。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于所述流量 调整槽以及强暴气槽(3)，弱暴气槽(4)，无氧气槽(5) 应能满足流入前述三个槽中水的滞留时间分别为3～4小时， 1.5～2小时，1.5～2小时。
说明书
污废水处理及污泥 安定化再利用方法及其装置
本发明涉及一种污废水处理及污泥再利用方法，特别是涉及 一种生物学的污废水高度处理及污泥安定化资源再利用方法，本 发明还涉及实施该方法的装置。
现在，对污废水高度处理技术进行研究，开发并应于实际中 的工程很多。这些工程中，大部分都属于把厌氧性槽，无氧槽、 需氧性槽适当组合的A2O工艺系列，利用这些工艺的污废水处 理厂对流入水中的有机物与氮、磷进行适当地效率处理。但从高 度处理工程来看改良A2O工程的各种工艺，在氮和磷的处理部 分，当有机物的浓度降低时较难得到满意的效果，其处理效率同 有机物的依赖性大。特别是在这些工程的氮处理部分，为了除去 占流入总氮大部分的氨性氮而进行诱导氮酸化，还原氮酸化后的 氮酸性氮(NO2N)，在氮气化的脱氮过程中，尽管能够供给予前 者所必需的有机物，但此时，若流入水中的有机物不足则脱氮效 率低，总氮的去除也变得困难。还有，在现在使用的生物学高度 处理工程中，用于有机物酸化分解的活性污泥关联微生物和氨气 酸化的氮酸化菌，用于氮酸性或亚氮酸性氮(NO3N)还原的脱 氮菌，用于磷释放或摄取磷的微生物，这此关联的微生物一方面 混合成长，一方面发挥各自的处理污染物的作用。所以，在该系 统内要求有符合各自成长环境的因素，若这此因素得不到满足则 处理效率降低。满足这样环境的污水处理系统会变得非常复杂， 处理系统对若干运转条件变化反应敏感，使处理效率降低，影响 系统的正常运转。为恢复正常的处理工作，需经过很复杂的过程。
已有污水处理工程中的另一个问题是恶臭问题解决困难。流 入污废水中的恶臭和大部分氨气混合中的一部份作为还原性气 体能够被看到。但是，A2O工程系列中，含有恶臭物质的污废水 经过最初沉淀槽，首先流入的是反应槽的厌氧气槽，然后是反应 槽的无氧气槽。即流入水中所包含的有代表性的氨气是第三步从 反应机的需氧气槽中酸化产生的且已丧失臭气。即在工程的大部 分中，只产生恶臭，在这样的工程中，为解决恶臭问题只有捕集 工程中产生的恶臭，利用其他脱臭设施。
还有，在依靠以住的活性污泥法来运转的已有的污废水处理 场中，最困难的污泥处理问题是现在的高度处理工程中没有改善 的……在污废水处理过程的最初及最终沉淀槽中，把产生的污泥 在浓缩槽内浓缩，在消化槽内消化(大规模处理场中适用)、把 生污泥按原样脱水，大部分深埋或焚烧处理，一部分堆肥化后再 利用。处理污泥所需费用为全部污废水处理费用的一半，如果虑 到这点的话，在污泥处理中，能够节减费用，能够与作为对所产 生的污泥进行再利用有利的形态而形成的高度处理方法相呼应 的污泥处理方法是很必要的。
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种污废水处理及污 泥安定化再利用方法，该方法应能满足各种净化污水的微生物所 需的条件，能高度处理有机物和氮、磷，解决污废水处理过程中 的恶臭问题，能实现对污泥的无害化以及更进一步的资源化处 理。
本发明的目的还在于提供用于实施上述方法的装置。
本发明污废水处理及污泥安定化再利用方法先后包括下列 步骤：
将污废水流入前处理设施的沉砂池，沉降砂子后，通过格栏 除去有碍后处理工程的夹杂物，流入最初沉淀槽;往强暴气槽内 添加最初沉淀槽的上澄液和最终沉淀槽的返送污泥，将强暴气槽 混合固形物(MLSS)的浓度维持在3000～5000mg/L，运转与散 气管连接的鼓风机，将溶存氧气的浓度维持在2.0～4.0mg/L， 按流入量流入弱暴气槽;供给空气使弱暴气槽溶存氧气的溶 度维持2.0～4.0mg/L，按流入量流入弱暴气槽;供给空气使弱 暴气槽溶存氧气的浓度维持在0.3～0.5mg/L，按流入量流入无 氧气槽;一方面将无氧气槽流入水中所含的溶存氧气浓度维 持在0.1mg/L以下，一方面搅拌使污泥保持不沉降的状态， 按流入量流入最终沉淀槽;沉降流入最终沉淀槽水中所含的 污泥，并将上澄液流出最终处理;将最初沉淀槽和最终沉淀 槽的污泥输送至浓缩槽，在浓缩槽将污泥的含水量浓缩到 95%，上澄液返送至最初沉淀槽，污泥糕输送至脱水机;在 脱水机内，使污泥糕脱水到含水量为80%后，脱水余液返送 至最初沉淀槽，污泥糕输送至安定化反应机;在安定化反应 机内，污泥糕(sludecake)与3%～5%的高活性酸化钙一起反 应后输送至干燥步骤;在干燥步骤，使用内部温度达到200 ℃的干燥机进行强干燥而得到有机肥料。
如果场地条件允许，上述干燥阶段也可以通过在自然条 件下，利用太阳干燥的方法来实现。
污废水中有益微生物含量过低时，可以在强暴气阶段用 活性剂投入机注入微生物活性剂。
为更好地满足有益微生物的所需条件，更好净化污废水 进一步在无氧槽至强暴气槽间开通一个内循环路，并最好使 内循环维持在50～200%，同样使从最终沉淀槽流入强暴气槽 的污泥返还率保持在50%～100%。最好保证强暴气槽中流入 水的滞留时间为3～4小时，弱暴气槽中流入水的滞留时间为 1.5～2.0小时，无氧所槽中流入水的滞留时间为1.5～2.0小时。
本发明用于实施污废水处理及污泥安定化再利用装置， 包括：
前处理设施，它将污废水中的砂子沉降并通过格栏除去 污废水中的杂物;最初沉淀槽，它前后分别与前处理设施和 强暴气槽相连，它的底部有通向浓缩槽的沉淀物输送管;强 暴气槽，底部具有与鼓风机连接的散气管，其上部有微生物 活性剂投入机，其流出水以自然下流的方式流入紧挨着的弱 暴气槽，弱暴气槽同样具备散气管，其流出水以自然下流的 方式流入紧挨着的无氧气槽;无氧气槽具备搅拌机;最终沉 淀槽通过输水管承接无氧气槽的流出水，其底部连接通向浓 缩槽和强暴气槽的污泥输送管;浓缩槽上部连接通向最初沉 淀槽的上澄液输送管，底部连接通向脱水机的污泥输送管; 脱水机连接通向安定化反应机的污泥输送管;同时连接通向 最初沉淀槽的脱水余液输送管，安定化反应机顶部带有高活 性酸化钙投入装置，并连接通向干燥机的污泥糕输送管;干 燥机包括加热装置，驱动装置。
本发明装置优选无氧气槽连接一个通向强暴气槽的内 循环管。
本发明装置优选前处理设施中进一步包括流量调整槽， 该流量调整槽以及强暴气槽，弱暴气槽，无氧气槽应能满足 流入前述三个槽中的滞留时间分别为3～4小时，1.5～2小 时，1.5～2小时。
本发明方法采用以上诸多技术措施后，能充分满足各种 净化污水的微生物所需的条件，充分发挥各种有益微生物净 化污废水的作用，其污染物质去除率是流入污废水中的BoD5的95%以上，氮的75%～85%、磷的70%～80%，能高度处理 污废水中的在机物和氮、磷并且能以极其清净的状态放流。 反复使用强暴气和弱暴气及无氧气状态，优化培养对污废水 高度处理有益的芽孢子杆菌，对污废水中的机机物和氮、磷 进行高度处理，解决了处理场的恶臭问题污泥经浓缩脱水进 行安定化反应，能较好地杀死污泥中的病原物，并使易分解 的物质挥发或安定化，接下来的干燥工艺更以坚固的固体化 形式将污泥安定化，避免了污泥风干后的飞扬，同时也使污 泥变成了有用的有机肥料。