申请日2000.02.15
公开(公告)日2001.08.22
IPC分类号C02F3/34
摘要
提供利用土壤微生物,可经济高效处理高浓度废水,特别是畜产业废水和有机性产业废水的废水处理方法和装置。废水处理装置由贮存槽、厌氧性发酵槽、微生物活化槽、混合槽、曝气槽、脱氮槽、一次沉淀槽、凝集沉淀槽和脱水机构成;废水处理方法包括浓度、流量均匀化工序、脱磷微生物活化工序、好氧性微生物活化工序、混合工序、脱磷和氨性氮的脱硝工序、脱氮工序、分离工序和除去残留磷与悬浮固形物的工序。
摘要附图
权利要求书
1、一种废水处理方法，其特征在于包括以下工序：
(a)将从废水中固液分离的排出液保存在贮存槽中并使浓度和流量均匀 化的工序;
(b)在厌氧性发酵槽内利用厌氧性微生物将贮存槽中均匀化的排出液中 的难分解有机物水解成后续微生物摄取容易的状态，并使脱磷微生物活化的工 序;
(c)将从溶解氧调节式的曝气槽运送到微生物活化槽的泥浆内的好氧性 微生物在该微生物活化槽中选择活化并增大生物吸附能力，通过使土壤微生物 载体内填充的微生物生长，使好氧性微生物活化的工序;
(d)将接受固形物化土壤微生物的微生物活化槽的流出液、上述厌氧性 发酵槽的流出液以及来自脱氮槽的泥浆和根据需要由脱水机送来的过滤液在 混合槽混合的工序;
(e)将上述混合液导入上述曝气槽，处理有机物和磷，并将氨性氮硝化 的工序;
(f)在无氧状态下利用微生物的内生呼吸，对上述曝气槽中处理的液体 进行硝化物脱氮的工序;
(g)在一次沉淀槽中将脱氮处理的液体分离成泥浆和上清液的工序;
(h)在凝集沉淀槽中从一次沉淀槽中沉淀分离的上清液中除去残留磷和 悬浮的固形物，并放出处理水的工序。
2、权利要求1记载的废水处理方法，还包括将在一次沉淀槽中分离的微 生物泥浆的一部分供给微生物活化槽的工序。
3、权利要求1记载的废水处理方法，上述曝气槽的处理工序在多段式曝 气槽中完成，且将曝气槽中间隔室的溶解氧浓度调节到0.5-1mg/L。
4、权利要求1记载的废水处理方法，上述凝集沉淀槽处理工序中，将凝 集沉淀槽内的pH值调节到7.2-7.8后，注入金属盐。
5、权利要求4记载的废水处理方法，还包括将上述凝集沉淀槽的沉淀泥 浆，厌氧性发酵槽的排出泥浆和一次沉淀槽中分离的泥浆用脱水机固液分离， 并将脱水滤液运送到混合槽的工序。
6、权利要求1记载的废水处理方法，其特征在于为排除由硝化物引起的 脱磷微生物的阻碍现象，将脱氮槽和厌氧性发酵槽分离运转。
7、一种废水处理装置，其特征在于包括：
(A)将从废水中固液分离的排出液贮藏并将浓度和流量均匀化的贮存 槽;
(B)位于上述贮存槽的下游侧并具有厌氧性微生物的厌氧性发酵槽;
(C)具有收容土壤微生物载体的内部活化槽和散气管的微生物活化槽;
(D)具有流入上述微生物活化槽和上述厌氧性发酵槽各自的流出液、来 自脱氮槽的泥浆和按照需要由脱水机送来的过滤液的流入口，且接受来自上述 流入口的流入物并混合的混合槽;
(E)连接上述混合槽下游侧的曝气槽;
(F)连接上述曝气槽下游侧的脱氮槽;
(G)连接上述脱氮槽下游侧的一次沉淀槽;和
(H)连接上述一次沉淀槽下游侧的凝集沉淀槽。
8、权利要求7记载的废水处理装置，上述微生物活化槽包含充填有土壤 微生物载体的内部活化槽。
9、权利要求7记载的废水处理装置，上述曝气槽是多段式曝气槽。
10、权利要求7记载的废水处理装置，还包含有脱水机以及把分别来自上 述一次沉淀槽、凝集沉淀槽和厌氧性发酵槽的泥浆供给到上述脱水机的供给管 路。
说明书
处理高浓度废水的方法和装置
本发明涉及利用土壤微生物高效地净化处理含高浓度有机物，特别是氮和 磷的畜产业废水或有机性产业废水的废水处理方法和装置。
已认识到畜产业废水或有机性产业废水是会在周边水系中引起富营养化 等环境污染的主要原因，对其以产业规模利用共同处理场或个别净化设施来处 理。可是，在畜产业废水共同处理场的场合，由于不适当的负荷设计，几乎大 部分不能发挥本来的机能，在个别净化槽的场合，由于按照畜舍类型和畜种类 而产生废水浓度的适应性不足，不能发挥本来机能的很多。另外，与相关产业 规模相比由于畜产业废水或有机性产业废水处理的投资费用过大，难以确保产 业的竞争力。
一般来说，关于像畜产业废水的高浓度泥浆状废水的处理适用厌氧性消化 法、活性泥浆法和氧化池法等多种方法。例如，Jose R.Bicudo和Ivo F.Svoboda,“Intermittent aeration of pig slurry-farm scale experiments for carbon and nitrogen removal” Wat.Sci.&Tech.Vol. 32.No.12,pp83-90(1985)中报告了以稀释间歇曝气方式处理猪舍废水的结 果。可是，利用这样的净化处理，在F/Mv比(反应槽内每单位微生物质量与 每单位时间的基质负荷率)为0.8kg-BOD/kg-Mv/d以上的场合，发生硝化阻碍 现象。
另一方面，Cintoli,C.,Di Sabantino,B.,Galeotti,L.和Bruno,G., “Ammonia uptake and treatment in UASB reactor of piggery wastewater”,Wat.Sci.&Tech.Vol.32,No.12,pp76-83(1995)中公开 了将猪舍废水离心分离后，用沸石以离子交换法除去NH4+，用上升流厌氧性泥 浆覆盖(UASB;Upflow Anaerobic Sludge Blanket)方式与UASB-厌氧性过 滤方式，达到除去COD 95%,TN 90%,TP 80%的水平。另外，Bortone,G., Gemeli S.和Rambaldi A.,“Nitrification,denitrification and biological phosphate removal in SBRtreating piggery wastewater”,Wat. Sci.&Tech.Vol.26,No.5,pp 977-985(1992)中报告了将猪舍废水离心分 离后，用间歇式反应器处理，达到除去COD 93%,TN 93%,TD 95%的水 平的结果。Yang,P.Y.,Chen,H.,Kongsrichreon,N,and Polprasert, C.,“A swine waster package biotreatment plant for the tropics”,Wat. Sci.&Tech.,Vol.28,No.2,pp 211-218(1993)中报告了在小规模的猪舍中 用单纯厌氧性工艺处理高浓度废水的结果。Martin,J.H.and Loehr,R.C., “Aerobic treatment of poultry wastes”,J.Agri.Eng.Res,Vol.21, pp 157-167(1978)中报告了用氧化槽法处理家禽废水的结果。
可是，上述文献中公开的废水处理例子，除去厌氧性消化方法大部分是以 稀释的废水作为对象完成的。所以，在用于小规模畜产业废水中，废水的状态 有相当的差别，要求更多的改进。
另外，畜产业废水或粪尿一般作为水系富营养化的主要原因认识的。可 是，在以去除有机物为中心的原有处理设施中不能解除像该富营养化类环境问 题。所以，为提高畜产业废水的处理效率，解决上述问题，在原有的设施中引 入并应用利用微生物活性剂的B3或生物反应器(Bioreactor)这样的技术，不 仅与微生物制剂的供给等有关的处理设施的运转费用不经济，而且，由于设施 主要的对象是处理有机物，不能适当去除富营养化原因物质的氮化合物与磷化 合物。B3为Bio Best Bacillus System的缩写，B3方法是作为原有好氧性消 化方法的变化仅选择培养丝状菌之一的革兰氏阳性的Bacillus菌，优化并引 导去除有机物和营养盐类的方法。为了提高该菌的活性，以微生物活性剂人为 地注入特定的无机营养成分。因此，现实应用该方法有许多问题。
因此，本发明的目的是提供可高效处理高浓度废水的废水处理方法和装 置。
本发明另一个目的是提供可利用土壤微生物经济高效处理畜产业废水和 有机性产业废水的处理方法和装置。
本发明又一个目的是提供利用固形物化的土壤微生物，为改进装置对废水 浓度急剧变化的适应性，以低廉费用高效处理不仅含有机物，而且含高浓度氮 和磷的营养盐类的废水处理方法和装置。
本发明再一个目的是提供可适用于小规模废水发生设施，由于畜产业废水 的共同处理可节约处理费用，解决处理过程中发生的污染问题的经济高效的废 水处理方法和装置。
为达到上述目的，本发明废水处理方法的特征在于包括以下步骤：
(a)将从废水中固液分离的排出液保存在贮存槽中，使浓度和流量均匀 化的工序;
(b)在厌氧性发酵槽内利用厌氧性微生物将在贮存槽中均匀化的排出液 中的难分解有机物水解成后续微生物容易摄取的状态，并将脱磷微生物活化的 工序;
(c)将从曝气槽运送到微生物活化槽中的泥浆内的好氧性微生物在该微 生物活化槽中选择活化并增大生物吸附能力，通过使菌土(bio-clod)内填充的 微生物生长，使好氧性微生物活化的工序;
(d)将接受固形物化土壤微生物的微生物活化槽的流出液，上述厌氧性 发酵槽的流出液以及运送泥浆和滤液在混合槽中混合的工序;
(e)将上述混合液导入溶解氧浓度调节式曝气槽，处理有机物与磷，并 将氨性氮硝化的工序;
(f)在无氧状态下利用微生物的内生呼吸，将在曝气槽中处理的液体， 进行硝化物脱氮的工序;
(g)在一次沉淀槽中将脱氮处理的液体分离成泥浆和上清液的工序;以 及
(h)在凝集沉淀槽中从一次沉淀槽中沉淀分离的上清液中除去残留磷和 悬浮的固形物，并放出处理水的工序。
另外，本发明废水处理装置的特征在于包括：
(A)将从废水中固液分离的排出液贮藏并使浓度和流量均匀化的贮存 槽;
(B)位于上述贮存槽下侧并具有厌氧性微生物的厌氧性发酵槽;
(C)具有收容菌土的内部活性槽和散气管(气体分布器)的微生物活化 槽;
(D)具有流入上述微生物活化槽和上述厌氧性发酵槽各自的流出液和运 送泥浆与滤液的流入口，收容来自上述流入口的流入物并混合的混合槽;
(E)连接在上述混合槽下游侧的溶解氧调节式曝气槽;
(F)连接在上述曝气槽下游侧的脱氮槽;
(G)连接在上述脱氮槽下游侧的一次沉淀槽;以及 (H)连接在上述一次沉淀槽下游侧的凝集沉淀槽。