CN1305787C

CN1305787C - 一种污水综合处理方法

Info

Publication number: CN1305787C
Application number: CNB028296842A
Authority: CN
Inventors: 宋昆元; 严方
Original assignee: Shanghai Gi Biotechnology Engineering Co ltd
Current assignee: Shanghai Gi Biotechnology Engineering Co ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-03-21
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: WO2004028982A1; AU2002338138A1; CN1668536A

Abstract

一种污水综合处理方法，包括一级处理和二级处理。其特征在于一级处理采用固相物高效拦载装置，二级处理是将BMS菌群无污泥生物污水处理技术(简称BMS)与机械能产生羟自由基OH^-化学氧化污染物的物化处理技术(简称HYDROX)相结合。污水处理流程是：污水首先进入固相物拦载装置，截取杂质后进入BMS阶段，最后由HYDROX处理后出水。解决了传统处理方法中的异臭和污泥需处理的问题，可用于有机污水的处理。

Description

一种污水综合处理方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法，特别涉及一种利用BMS菌群无污泥生物污水处理技术与HYDROX装置污水物化处理技术相结合的处理城市生活污水、工业有机废水的污水综合处理方法。

背景技术

城市废水常采用二级处理系统，主要以生物处理为主。常用的方法有活性污泥法处理系统(常规活性污泥法、AO法、AB法、氧化沟法等)、生物膜法处理系统、稳定塘及土地处理系统。城市废水回用处理系统一般是在城市废水二级处理系统后采用物理、化学或生物法脱氮；化学法或生物法除磷；臭氧或活性炭吸附去除微量有机物；臭氧氧化或氯化法除病原菌和病毒等。经深度处理后，使出水达到回用标准。采用常规的二级处理系统和城市废水回用处理系统，主要存在的问题有：①在污水及污泥处理过程中存在异臭，运行环境卫生差。②操作管理复杂，运行中易出现诸如污泥膨胀或污泥堵塞等异常现象。③需设剩余活性污泥处理系统，系统投资及运行费用高。④处理效果一般，占地面积大。对于高浓度工业有机废水，特别是可生化性差的高浓度有机废水，常规处理方法有混凝、A/O生化处理、膜分离、萃取、焚烧等。普遍存在的问题是：要达到排放要求，投资成本及运行费用高，极不经济。投资成本及运行费用在较为经济的范围内，处理难度大，处理效率低，难以达到排放标准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种系统自动化程度高，管理简单，占地面积小，无需设置剩余污泥处理装置，投资及运行成本较低，处理效率高，尤其适合可生化性差，COD高，悬浮物低的有机工业废水的污水综合处理方法。

本发明的目的是这样实现的：一种污水综合处理方法，包括一级处理和二级处理。其特征在于一级处理采用固相物高效拦载装置，二级处理是将BMS菌群无污泥生物处理污水技术(简称BMS)与机械能产生羟自由基OH^-化学氧化污染物的物化处理技术(简称HYDROX)相结合。污水处理流程是：污水首先进入固相物高效拦载装置，截取杂质后进入BMS处理阶段，最后由HYDROX处理后出水。

附图说明

图1为本发明BMS系统的示意图。

图2为本发明BMS系统对各种不同COD污水的去除效率。

具体实施方式

固相物高效拦载装置为重力连续输送带滤机，污水首先经过重力连续输送带滤机，污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂浮物以及部分悬浮物(SS)被截留，截留物经固相物自动收集装置收集后外运。污水经过滤截流后重力自流进入BMS生物调节池四格分池，四格均为三相流化生物反应池。生物氧化池内均装多种属BMS菌、填料及悬浮型生物生长器和高效微曝气管。

处理步骤是：

a、发酵池：经过滤截流后的污水进入发酵池，利用培养的多菌群微生物，降低水中的BOD和COD；

b、分解池：发酵池出水进入分解池，进一步利用BMS多菌群微生物分解消灭发酵物质及一般有害菌类；

c、消化池：分解池出水进入消化池，通过调节培养BMS多菌群微生物中的大量球菌，吞食消化各种腐化物及杆菌；

d、出水池：消化池出水进入出水池后，进一步曝气生化处理后经重力自流进入中间水池，池内设水位报警装置及自动控制系统。处理步骤是：水位低于最低水位，HYDROX工作泵自闭，高于设定水位，自动启泵；中间水池出水经HYDROX工作泵对流体加压、减速后进入HYDROX反应器，使流体经过压缩和减压过程，造成气蚀、气泡的膨胀。当膨胀力大于流体的表面张力时，细微的气泡在瞬间发生爆破，使水裂解产生羟自由基团OH^-，强氧化剂羟自由基可氧化分解有机物，生成最终产物CO₂和H₂O，杀菌消毒；

e、当水离开反应器时，一部分通过出口阀排出，大部分液体再循环并进入泵的吸入口再次进行处理。由于液体的再循环，从而增加了流体在反应器的停留时间，以提高HYDROX装置对有害物质的降解率；

f、经HYDROX装置后出水中依靠自身压力，进入市政管网，或回用作为重力连续输送带滤机的反冲洗水。

BMS系统

在BMS处理中的发酵池、分解池、消化池和/或出水池中都含有BMS系统。BMS系统即Best-Microorganism-System，它主要包括(a)多孔载体和(b)共生共存于多孔载体上多菌群微生物构成。一种特别优选的BMS系统还含有；和(c)微气泡供给设备(见图1)。

多孔载体

本发明优选的多孔载体是木质载体，其中已经去除了易造成腐败的成分，但保留纤维素、木质素及戊聚糖成分。本发明的空隙度为75-85％，当放置在水中时，可半悬浮在水中，从而增加气、液、固三相接触面积。

此外，本发明的木质载体具有大小和深浅不一的孔隙，从而形成一定程度的厌氧区、兼氧区及好氧区，从而为不同类型的微生物提供合适的生长环境。

如本文所用，“生物生长器”指载有BMS多菌群微生物的多孔载体。

多菌群微生物

共生共存于多孔载体上多菌群微生物是一个由多种菌群构成的集合体，其中含有选自以下的微生物：光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌等。

可用于本发明的微生物没有特别限制，可以是任何具有分解、利用污水中有机物、硫化物、氮氧化物、有机磷等各种污染物的细菌。就上述主要的几类微生物而言，光合细菌主要用于分解低脂肪酸、芳香族化合物；乳酸菌主要分解蛋白质以及葡萄糖、乳酸、醋酸、丙酸等物质；酵母菌主要对高浓度有机废水有极好的效果；放线菌主要降解包括芳香族化合物在内的多种有机物。

代表性的微生物例子包括但并不限于：用于消除NH₃的氨化菌、硝化菌、反硝化菌；用于消除硫化物的硫化细菌(如硫杆菌)、丝状硫磺细菌(如贝氏硫细菌、发硫菌)、光合硫细菌(如绿硫细菌、红硫细菌)；用于脱氮除磷的氨化菌(如芽孢杆菌)、硝化菌、反硝化菌、磷细菌(如沙雷氏菌)。这些微生物可以是在本领域的常用的微生物种类，也可以用常规方法从垃圾堆放场以及废水处理厂等环境下分离获得。

微气泡供给设备

微气泡供给设备位于木质载体的下方，为多菌群微生物提供氧气。

微气泡供给设备的供气管上有许多细小的孔隙(优选为“I型”孔)，且孔的横断面有一定斜度，从而微气泡不仅细小密集，而且停止供气时可自动覆盖防止阻塞。

BMS系统反应器模拟自然环境生态系统，存在由许多种微生物构成的较长食物链。宿居于载体的BMS菌群平时处于休眠状态。当接触废水及生物助剂时，菌群很快由休眠状态转向活跃状态。废水中有机物质在很短时间<约10-30分钟>内被吸附到菌体上，可溶性物质直接透入细胞内。进入细胞内的营养物质在细胞内酶的作用下，经一系列生化反应，使有机物转化为二氧化碳和水等简单无机物。同时产生能量。微生物利用呼吸放出的能量和氧化过程中产生的中间产物合成细胞物质，使菌体大量繁殖。微生物不断进行生物氧化，环境中有机物不断减少，使污水得到净化。

本发明所用的BMS系统具有以下主要特点；

(1)BMS系统模拟自然生态环境，其净化过程及流程原理有别于传统生物处理工艺，BMS系统不仅可以快速分解有机物，抑制和消除硫化氢、氨气等异臭的产生，而且可使整个过程无剩余污泥排出。

(2)BMS生物处理系统不同于传统的生物处理方法，系统既无传统生物膜法的堵塞现象；也无传统活性污泥法的污泥膨胀现象；氧转移效率、氧利用率、处理效率、生物数量及活性，经济性等指标明显优于传统的生物处理方法；系统具有传统生物处理法无法替代的高效脱氮除磷作用，除异臭作用。

(3)本发明的木质载体，不同于目前常用的生物载体，载体内比重适中，形成生物种类，数量分布合理的生态体系。

(4)有自抗阻的高效微曝气系统，不但能产生均匀的细微气泡，同时不会发生堵塞，为微生物菌群提供了充实的氧源。处理体系水气比约为传统生物处理的1/3-1/2，能耗小，氧利用率高。

(5)微气泡供给设备为微生物的生长及繁殖提供了最佳的条件。

(6)设备处理效率高(COD去除效率见图2)，占地面积小，投资成本低，一体化程度高。

实施例：

一种污水综合处理方法，包括一级处理和二级处理。共特征在于一级处理采用固相物高效拦载装置，二级处理是将BMS菌群无污泥生物污水处理技术(简称BMS)与机械能产生羟自由基OH^-化学氧化污染物的物化处理技术(简称HYDROX)相结合。污水处理流程是：污水首先进入固相物高效拦载装置，截取杂质后进入BMS阶段，最后由HYDROX处理后出水。

由于污水来源复杂，故需设固相物高效拦载装置，以保证后续处理装置的正常运行，采用高效自动化程度高的重力连续输送带滤机代替格栅装置。污水首先经过重力连续输送带滤机，污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂浮物以及部分悬浮物被截留，除去上述物质对水泵机组及后续处理构筑物具有重要的保护作用。截留物经固相物自动收集装置收集后外运，DZ-0.7-500型重力连续输送带滤机采用应用于污水处理的德国技术，过滤机截留率高，收集的固相物含水率低，无须设置脱水装置，收集物可直接外运。

污水通过带滤机过滤后重力自流进入BMS生物调节池。当污水量一天内水质水量变化较大时，需设置调节池，调节池是异臭产生的主要来源之一。BMS生物调节池内设有高效微孔曝气设备，多种属BMS菌及悬浮型生物生长器，构成三相流化生物反应池，池内由于曝气管位置及曝气量的设计使池内产生内循环体系，形成一定比例厌氧、兼氧、好氧生物区。污水在池内沿着系统水流方向反复经A/A/O生物处理过程。生物生长器吸附着有机物，特别是大分子不溶性有机物，多种属共生菌快速消化、分解有机物。采用BMS生物处理系统作为生物调节池，既可调节水质水量，又可通过BMS菌群抑制和消除异臭，BMS菌具有消化脱氮除磷以及氧化分解有机物的作用，缓冲冲击负荷，可确保后续装置的正常工作条件。BMS生物处理调节池系统悬浮物去除率≥80％，同时通过生物絮凝、生物氧化不溶性有机物，保证一级处理悬浮物去除率≥82％，COD去除率在30-40％左右，BMS生物调节池出水水质这二项指标，可有效确保HYDROX的正常工作条件及处理效率。

BMS生物调节池出水经重力自流进入中间水池，池内设水位报警装置及自动控制系统，水位低于最低水位，HYDROX工作泵自闭，高于设定水位，自动启泵。中间水池出水经HYDROX工作泵对流体加压、减速后进入HYDROX反应器，使流体经过压缩和减压过程，造成气蚀、气泡的膨胀。当膨胀力大于流体的表面张力时，细微的气泡在瞬间发生爆破，同时造成局部的高温可达(2000k)和高压(可达200巴)，使水裂解产生羟自由基团OH^-。强氧化剂-羟自由基可氧化分解有机物，生成最终产物CO₂和H₂O，杀菌消毒。当水离开反应器时，一部分通过出口阀排出，大部分液体再循环并进入泵的吸入口再次进行处理。由于液体的再循环，从而增加了流体在反应器的停留时间，以提高HYDROX装置对有害物质的降解率。经HYDROX装置后出水可依靠自身压力，进入市政管网或回用作为间歇式重力连续输送带滤机反冲洗水。

出水各项指标低于排放要求，HYDROX系统COD去除率≥85％，可彻底消灭病原体。经处理的水质指标：COD＜60mg/L，BOD₅＜15mg/L，NH₃-H≤8mg/L，TP≤0.2mg/L，SS≤20mg/L。

本发明的有益效果是：由于一级处理采用技术先进、自动化程度高的固相物截留装置重力连续输送带滤机，拦截效率高，固相物含水率低，可省去传统处理系统中的脱水装置。BMS生物调节池既可均衡水质水量，又可去除部分COD和大部分悬浮物，通过BMS菌消化脱氮除磷以及氧化分解有机物，缓冲冲击负荷，可确保后续装置的正常工作条件。BMS生物处理调节池系统悬浮物去除率≥80％，同时通过生物絮凝、生物氧化不溶性有机物，保证一级处理悬浮物去除率≥82％，COD去除率在30-40％左右，BMS生物调节池无剩余污泥排出，故整套工艺无需设置污泥处理装置，处理系统投资及运行成本低。HYDROX物化反应器，依靠产生强氧化剂-羟自由基氧化分解有机物及各种还原性物质，杀菌消毒。HYDROX系统COD去除率≥85％，可彻底消灭病原体。处理过程无臭无味，环境卫生条件好。

Claims

1、一种污水综合处理方法，包括一级处理和二级处理，其特征在于一级处理采用固相物高效拦载装置进行，二级处理是将BMS菌群无污泥生物处理污水技术即BMS技术，与机械能产生羟自由基OH^-化学氧化污染物的物化处理技术即HYDROX技术相结合，污水处理流程是：污水首先进入高效固相物拦载装置，截取杂质后进入BMS处理阶段，最后由HYDROX处理后出水；

其中经过滤截流后的污水依次进入BMS生物氧化调节池的四格分池，四格分池皆为三相流化生物反应池，包括发酵池、分解池、消化池和出水池，并且所述的BMS处理中的发酵池、分解池、消化池和/或出水池含有BMS系统，该系统包括(a)多孔载体和(b)共生共存于多孔载体上的多菌群微生物，处理步骤是：

b、分解池：发酵池出水进入分解池，进一步利用BMS多菌群微生物分解消灭发酵物质及有害菌类；

c、消化池：分解池出水进入消化池，通过调节培养BMS多菌群微生物中的球菌，吞食消化各种腐化物及杆菌；

d、出水池：消化池出水进入出水池后，进一步曝气生化处理后经重力自流进入中间水池；

其中所述的共生共存于多孔载体上多菌群微生物含有以下微生物：光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高效固相物拦载装置为重力连续输送带滤机，污水首先经过重力连续输送带滤机，污水中含有颗粒的悬浮物和漂浮物以及悬浮物被截留，截留物经固相物自动收集装置收集后外运，污水经过滤截流后重力自流进入BMS生物氧化调节池。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在BMS处理中，在步骤c中还包括按系统水流方向在发酵池、分解池和消化池这三个池中进行再循环。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于BMS生物氧化调节池出水经重力自流进入中间水池，池内设水位报警装置及自动控制系统，处理步骤是：

a、水位低于最低水位，HYDROX工作泵自闭，高于设定水位，自动启泵；

b、中间水池出水经HYDROX工作泵对流体加压、减速后进入HYDROX反应器，使流体经过压缩和减压过程，造成气蚀、气泡的膨胀，当膨胀力大于流体的表面张力时，细微的气泡在瞬间发生爆破，使水裂解产生羟自由基团OH^-；

c、当水离开反应器时，一部分通过出口阀排出，大部分液体再循环并进入泵的吸入口再次进行处理；

d、经HYDROX装置后出水可依靠自身压力，进入市政管网，或回用作为重力连续输送带滤机的反冲洗水。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的BMS处理中的发酵池、分解池、消化池和出水池都含有BMS系统。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的BMS系统还包括(c)微气泡供给设备。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的多孔载体为木质载体，空隙度为75-85％，且放置在水中时，可半悬浮在水中。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的BMS系统还包括(c)微气泡供给设备。