汙水處理方法及其設備的製作方法
2023-04-25 23:27:41 1
專利名稱：汙水處理方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汙水處理方法及其設備。
背景技術：
目前處理汙水常用的工藝有多種， 一般來說，它們包括厭氧-缺氧-好氧工藝(AAO)、 吸附-生物降解工藝(AB)、折流式厭氧工藝(ABR)、前置反硝化生物脫氮工藝(AO)、循 環活性汙泥工藝(CASS)、間歇循環延時曝氣活性汙泥工藝(ICEAS)、膜生物反應器工藝 (MBR)、奧貝爾氧化溝脫氮除磷工藝(ORBAL)、氧化溝工藝(OD)、序批式活性汙泥工 藝(SBR)、交替式生物處理池工藝(UNITANK)和南非開普頓大學發明的除磷脫氮工藝(UCT) 等。
碳源不足是目前國內汙水處理廠普遍存在的問題，是制約我國汙水脫氮除磷效率的一個
瓶頸。利用汙泥內碳源具有諸多優點汙水廠汙泥減量，汙泥易於從自身汙水廠獲取，減少 二次汙染的可能性。
目前汙泥內碳源利用的關鍵是汙泥中可被微生物利用的有機質的含量，大量的研究表 明超聲波能夠打碎絮體，擊破細胞壁，釋放汙泥內部有機物，然而考慮到的汙泥內部的有機 質量在超聲波作用下不能發揮到極致，需要聯合其它處理方式來開發碳源。水解作用則能夠 利用厭氧菌將大分子的物質轉化成極易被微生物利用的小分子的有機物，最後轉化為有機酸 為微生物利用。水解作用的限制是半剛性細胞壁的破碎，超聲波作用恰好打破了這種限制作 用。所以利用超聲波處理汙泥並加以水解能夠最大限度的釋放汙泥內部的碳源，且這一碳源 可以為活性汙泥微生物利用。
發明內容
本發明所解決的技術問題是提供一種可以最大限度地利用汙泥內部的碳源從而減少汙水 廠汙泥量、減少二次汙染的可能性的汙水處理方法及其設備。
一種汙水處理方法，將從汙水處理的好氧池或生物反應池的好氧區出來的經濃縮或脫水
處理後得到的含固率在3% 10%的剩餘汙泥，通入超聲波設備中，經過頻率為20 100千赫 茲、功率密度為30 180瓦/升的超聲波處理30 120秒，然後將其通入至已儲有汙泥的水解 酸化池中，利用控制通入超聲波處理過的汙泥的量控制條件為10 60度、pH3 10，在此條 件下自然放置水解8 96小時，水解完成後，再將處理過的汙泥返回到汙水處理的生物反應池的缺氧區或預備反應區、中間池或厭氧消化池中去，維持10分鐘至6小時的反應時間。 本發明的汙水處理方法，其中所述超聲波處理為連續式一次處理。 本發明的汙水處理方法，其中所述超聲波處理為序批式多次處理。 本發明的汙水處理方法，可用於厭氧缺氧好氧工藝、缺氧厭氧好氧工藝、吸附生物降解
工藝、厭氧/好氧工藝、好氧/厭氧工藝、卡魯塞爾工藝、間歇式曝氣活性汙泥工藝或開普頓
大學工藝；該方法還用於膜生物反應器、整體式反應器、循環式活性汙泥系統、序批式反應
器或氧化溝的使用。
本發明的汙水處理方法，其中所述水解過程的條件優選控制為30 40度、pH 5 6。所 述水解時間優選為8 48小時。所述水解過程中投加超聲波處理過的汙泥的量為佔超聲波處 理汙泥總量的30% 100%。
一種用於上述的汙水處理方法的處理設備，在汙水處理的好氧池或生物反應池的好氧區 後面裝有沉澱池和/或濃縮池，然後連接超聲波設備，然後連接儲泥池、循環泵和三通調節閥， 然後連接水解酸化池，超聲波設備汙泥出口與儲泥池的汙泥進口相連，儲泥池的汙泥出口通 過循環泵與三通調節閥的第一端相連，三通調節閥的第二端與超聲波設備的汙泥進口相連， 三通調節閥的第三端與水解酸化池的進泥區相連，水解酸化池的出口與生物反應池的缺氧區 或同一預備反應區、中間池相連。
其中所述儲泥池內裝有攪拌器。
本發明提供的汙水處理方法，優點是利用超聲波技術打碎絮體，進而擊破細胞壁，達 到釋放微生物細胞內部的有機物和酶，再經過短時間的水解將釋放的大分子的有機物轉化為 小分子的易被微生物利用的脂肪酸。該技術既發揮了超聲波擊破細胞的優點，同時也吸收了 水解作用可以將大分子轉化為易被微生物利用的小分子物質的優點。兩者優點很好的結合， 達到最大限度的開發汙泥內部碳源。水解完成後，剩餘汙泥投加到缺氧段或厭氧段，為反硝 化提供碳源，反硝化就是利用反硝化細菌在碳源充足的情況下進行脫氮。作為補充碳源投加 到缺氧段或厭氧段可以促進汙水處理工藝的脫氮除磷。處理後的汙水中的總氮濃度和總磷濃 度可以比沒有水解過程的工藝降低30%左右，總氮濃度和總磷濃度可以達到3-10毫克/升和 0. 05-1.05毫克/升。
圖1為本發明汙水處理方法實施例的流程圖； 圖2為本發明處理設備的示意圖。
具體實施例方式
為進一步說明本發明，結合以下實施例進行具體闡述如圖1所示， 一種汙水的處理方法，包括汙水初沉、厭氧處理、^^氧處理、好氧處理， 處理好的汙水經過二次沉澱，得到上清液和剩餘汙泥，上清液可輸出利用，而剩餘汙泥一部 分通至工廠的儲泥池中待循環處理， 一部分直接進行超聲波處理，超聲波設備一般位於剩餘 汙泥濃縮池之後。對於沒有汙泥濃縮池的汙水廠，可以在超聲設備前布置一個離心濃縮或脫 水設備，將汙泥濃縮至含固率3~6%的濃度，這是最佳濃度。如果3~6%控制不易，也可以將 其濃度提高或降低以適應當地操作條件，但是提高含固率上限濃度不應超過10%。在超聲波 設備中經過頻率為20 100千赫茲、功率密度為30 180瓦/升的超聲波處理30 120秒，然 後將其通入至已儲有汙泥的水解酸化池中，利用通入超聲波處理過的汙泥的量來控制條件為 30 40度、pH 5 6，汙泥通入量一般控制在投加超聲波處理過的汙泥的量為超聲波處理汙 泥總量的30% 100%。在此條件下自然放置水解8 48小時，水解完成後，再將處理過的汙 泥返回到汙水處理的生物反應池的缺氧區或預備反應區、中間池或厭氧消化池中去，維持IO 分鐘至6小時的反應時間。
此是較佳的處理方式，其中水解的時間可以根據水解的pH值在一定範圍內調節，如水解 剛開始時汙泥的pH值可能較高，可達到10左右，此時可能需要相應調節水解的時間，汙泥 自身所含的微生物和有機物在進行了複雜的生化過程後汙泥的pH值會不斷降低，然後保證汙 泥在pH5 6的範圍內水解8 48小時即可達到滿意的效果，此時水解的整體時間有可能能達 到4天(96小時)或者更長時間。
上述的處理方法中，超聲波處理可以為連續式一次處理，也可以為序批式多次處理。
上述的處理方法中，超聲波處理前的汙水常規處理的工藝流程也可以為缺氧處理、厭氧 處理、好氧處理或者是厭氧處理、好氧處理、缺氧處理等多種組合方式。
上述處理方法可以通過在已有的設備上進行改進，來獲得專用的設備。 如圖2所示， 一種用於上述的汙水處理方法的處理設備，主要是在汙水處理的好氧池或 生物反應池的好氧區後面裝有沉澱池和/或濃縮池，然後連接超聲波設備l，然後連接儲泥池 3、循環泵4和三通調節閥5，然後連接水解酸化池6，超聲波設備1汙泥出口與儲泥池3的 汙泥進口相連，儲泥池3的汙泥出口通過循環泵4與三通調節閥5的第一端相連，三通調節 閥5的第二端與超聲波設備1的汙泥進口相連，三通調節閥5的第三端與水解酸化池6的進 泥區相連，水解酸化池6的出口與生物反應池的缺氧區或同一預備反應區、中間池相連。儲 泥池內裝有攪拌器2。
對於連續運行的工藝，例如厭氧-缺氧-好氧工藝(AAO)、前置反硝化生物脫氮工藝(AO)、 氧化溝(OD)、膜生物反應器工藝(MBR)等工藝，超聲波處理設備和水解酸化池的位置固 定在汙泥處理的某一位置，如好氧池或好氧區，在該位置後裝有汙泥濃縮池和/或二沉池，從濃縮池和/或二沉池出來的汙泥加入超聲波設備，使進入超聲波設備的汙泥中含汙泥量在3
一10%之間，經過超聲波設備處理的汙泥根據需要進入汙水處理的某一位置，如缺氧池或 厭氧消化池。如果沒有濃縮池，，則布置在二沉池之後，通過在超聲波設備前設置離心濃縮或 脫水設備來提高汙泥的濃度。
對於不連續運行的工藝，例如序批式活性汙泥工藝(SBR)、循環活性汙泥工藝(CASS)、 交替式生物處理工藝(UNITANK)等，超聲波設備和水解酸化池仍然布置在剩餘汙泥濃縮池 或二沉池之後，但是由於上述工藝都是在一種設備經不同的含氧狀態下完成的，例如從好 氧狀態下引出的汙泥，經過超聲波處理後，在設備的缺氧狀態下引入。
以上所述的實施例僅僅是對本發明的優^^實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行 限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作 出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求
1.一種汙水處理方法，其特徵在於將從汙水處理的好氧池或生物反應池的好氧區出來的經濃縮或脫水處理後得到的含固率在3％～10％的剩餘汙泥，通入超聲波設備中，經過頻率為20～100千赫茲、功率密度為30～180瓦/升的超聲波處理30～120秒，然後將其通入至已儲有汙泥的水解酸化池中，利用控制通入超聲波處理過的汙泥的量控制條件為10～60度、pH 3～10，在此條件下自然放置水解8～96小時，水解完成後，再將處理過的汙泥返回到汙水處理的生物反應池的缺氧區或預備反應區、中間池或厭氧消化池中去，維持10分鐘至6小時的反應時間。
2. 根據權利要求1所述的汙水處理方法，其特徵在於所述超聲波處理為連續式一次處理。
3. 根據權利要求1所述的汙水處理方法，其特徵在於所述超聲波處理為序批式多次處理。
4. 根據權利要求1或2或3所述的汙水處理方法，其特徵在於該方法用於厭氧缺氧好氧工 藝、缺氧厭氧好氧工藝、吸附生物降解工藝、厭氧/好氧工藝、好氧/厭氧工藝、卡魯塞爾工 藝、間歇式曝氣活性汙泥工藝或開普頓大學工藝；該方法還用於膜生物反應器、整體式反應器、循環式活性汙泥系統、序批式反應器或氧化溝的使用。
5. 根據權利要求1的汙水處理方法，其特徵在於所述卩JC解過程的條件控制為30 40度、 pH 5 6。
6. 根據權利要求5的汙水處理方法，其特徵在於所述水解時間為8 48小時。
7. 根據權利要求6的汙水處理方法，其特徵在於所述水解過程中投加超聲波處理過的汙泥 的量為佔超聲波處理汙泥總量的30% 100%。
8. 用於權利要求1或2或3所述的汙水處理方法的處理設備，其特徵在於在汙水處理的好 氧池或生物反應池的好氧區後面裝有沉澱池和/或濃縮池，然後連接超聲波設備(1)，然後連 接儲泥池(3)、循環泵(4)和三通調節閥(5)，然後連接水解酸化池(6),超聲波設備(1) 汙泥出口與儲泥池(3)的汙泥進口相連，儲泥池(3)的汙泥出口通過循環泵(4)與三通調 節閥(5)的第一端相連，三通調節閥(5)的第二端與超聲波設備(1)的汙泥進口相連，三 通調節閥(5)的第三端與水解酸化池(6)的進泥區相連，水解酸化池(6)的出口與生物反 應池的缺氧區或同一預備反應區、中間池相連。
9. 根據權利要求8所述的設備，其特徵在於所述儲泥池內裝有攪拌器(2)。
全文摘要
一種汙水處理方法，將從汙水處理的好氧池或生物反應池的好氧區出來的經濃縮或脫水處理後得到的含固率在3％～10％的剩餘汙泥，通入超聲波設備中，經過頻率為20～100千赫茲、功率密度為30～180瓦/升的超聲波處理30～120秒，然後將其通入至已儲有汙泥的水解酸化池中，利用控制通入超聲波處理過的汙泥的量控制條件為10～60度、pH 3～10，在此條件下自然放置水解8～96小時，水解完成後，再將處理過的汙泥返回到汙水處理的生物反應池的缺氧區或預備反應區、中間池或厭氧消化池中去，維持一定反應時間。該方法既發揮了超聲波擊破細胞的優點，同時也吸收了水解作用可以將大分子轉化為易被微生物利用的小分子物質的優點，達到最大限度的開發汙泥內部碳源。
文檔編號C02F9/14GK101538103SQ20091008186
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月14日 優先權日2009年4月14日
發明者楊順生, 晶 王, 然 霍, 韓德民 申請人:北京紫石千年環保設備有限公司