專利名稱：高濃度有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于污水處理的方法及設(shè)備，具體涉及一種有機(jī)污水的氣浮法水處理方法，以及使用該方法完成污水處理的裝置。
背景技術(shù)：
對于有機(jī)污水的處理方法通常包括物理分離法、物理化學(xué)法及生物處理法等基本方法，其中，物理分離法主要有沉淀、氣浮、超聲、微波、過濾處理等工藝；物理化學(xué)法主要有混凝沉淀、電解氣浮、化學(xué)加藥、光催化氧化等工藝；生物處理法主要有好氧處理和厭氧處理法。一般來說，物理分離法存在出水水質(zhì)不高的問題，不容易達(dá)到污水排放的要求，而物理化學(xué)法中的化學(xué)加藥、光催化氧化等工藝則運(yùn)行費(fèi)用較高，因而氣浮法及生物處理法得到了廣泛應(yīng)用。
氣浮法是用于從液相中分離固體或液態(tài)顆粒的工藝，它是通過在液相中造成的小氣泡(通常是空氣泡)與顆粒物質(zhì)接觸后形成氣泡與顆粒的結(jié)合體，使其浮力增大至足以將顆粒上升到液體表面而加以去除的工藝。目前所應(yīng)用的氣浮工藝根據(jù)氣泡產(chǎn)生方式的不同，可分為分散空氣氣浮、溶解空氣氣浮與電氣浮。①分散空氣氣浮利用機(jī)械剪切力將空氣分散成微小氣泡，與懸浮固體粘附而上升至水面，從而使懸浮顆粒得到去除。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、易行；而缺點(diǎn)是氣泡尺度大(直徑＞1毫米)，上升速度快，比表面積小，與污染物接觸時(shí)間短。②溶解空氣氣浮法利用在降壓條件下從空氣過飽和的水中釋放出的微細(xì)氣泡(直徑＝20～200微米)進(jìn)行氣浮，有兩種方式一種是常壓下溶氣，負(fù)壓下運(yùn)行(對應(yīng)于真空氣浮)；一種是高壓下溶氣，常壓運(yùn)行(對應(yīng)于加壓溶氣氣浮)。它的優(yōu)點(diǎn)是空氣溶解壓力低，節(jié)省動(dòng)力消耗和動(dòng)力設(shè)備；缺點(diǎn)是所有設(shè)備在密封的氣浮池內(nèi)，使氣浮池構(gòu)造復(fù)雜；運(yùn)行管理、維護(hù)不便。③電氣浮法在直流電的作用下，用不溶性陽極和陰極直接電解廢水，正負(fù)兩極產(chǎn)生氫和氧的微氣泡，將廢水中的顆粒狀污染物帶至水面以進(jìn)行固液分離。優(yōu)點(diǎn)是去除污染物范圍廣、泥渣量少、工藝簡單而且設(shè)備少；缺點(diǎn)是電耗大。綜上所述，雖然氣浮法由氣泡生成的方式的不同，存在多種氣浮法，但運(yùn)用其中任何一種均存在不足處，有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。
生物處理法是通過厭氧或有氧微生物的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。其中，借助厭氧微生物完成生物處理方法的稱為厭氧生物處理，也稱為厭氧消化，以上流式厭氧污泥床反應(yīng)器為例，在反應(yīng)器的底部有一個(gè)高濃度(可達(dá)60-80g/L)、高活性的污泥層，大部分的有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化為CH4和CO2，反應(yīng)器的上部設(shè)有三相分離器，完成氣、液、固三相的分離，被分離的消化氣(即CH4和CO2)從上部導(dǎo)出，被分離的污泥則自動(dòng)滑落到懸浮污泥層，出水則從澄清區(qū)流出。整個(gè)過程的反應(yīng)時(shí)間受到基礎(chǔ)因素(如污泥濃度、營養(yǎng)比、混合接觸狀況、有機(jī)負(fù)荷等)及環(huán)境因素(如溫度、PH值、氧化還原電位、有毒物質(zhì)等)的影響。如用于油脂含量較高的污水處理時(shí)，完全分解反應(yīng)需要20～30天，因此處理時(shí)間較長，是生物處理法的一大不足之處。然而，如果用氣浮法處理，除了前述缺點(diǎn)外，也難以去除內(nèi)含的糖類等可溶性有機(jī)物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種處理時(shí)間短，且能有效去除高濃度污水中懸浮顆粒的有機(jī)污水預(yù)處理方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，能有效去除污水中懸浮顆粒的污水處理裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高濃度有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理方法，通過攪拌使有機(jī)污水與含有高活性的厭氧菌的污泥混合，在15～60℃的溫度下，污泥中的微生物在厭氧條件下分解污水中的有機(jī)物，生成氣泡，氣泡附著污水中未分解的顆粒雜質(zhì)浮出水面，形成浮渣，使污水停留反應(yīng)1小時(shí)至2小時(shí)后排出，完成有機(jī)污水的預(yù)處理。
生物厭氧對污水處理過程中，分為水解酸化、產(chǎn)氫或乙酸和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段，根據(jù)被處理污水性質(zhì)的不同，限制分解速度的階段亦不同，如在含纖維素、半纖維素、果膠和脂類等污染物為主的污水中，水解階段易成為速度限制步驟，而簡單的糖類、淀粉、氨基酸和一般的蛋白質(zhì)均能被微生物迅速分解，對含這類有機(jī)物為主的污水來說，產(chǎn)甲烷易成為限速階段，由于厭氧消化的這三個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的，保持某種程度的動(dòng)態(tài)平衡，因此，利用該消化特性，在有機(jī)污水與微生物反應(yīng)至少1小時(shí)后，有機(jī)污水中占小部分的易分解糖類污染物等先被分解完成，生成氣體(包括CO2、H2、CH4)，當(dāng)氣體超過其在水中的飽和溶解度，便形成微小的氣泡從水中逸出，利用這些氣泡作為氣浮法的氣源，將污水中還未分解、難以分解的脂類等顆粒雜質(zhì)黏附帶至水面，形成浮渣，去除浮渣后的水經(jīng)沉淀后，得到預(yù)處理后的水，實(shí)現(xiàn)溶解性有機(jī)物的降解和懸浮雜質(zhì)的分離。
上述技術(shù)方案中，所述污泥為高濃度活性污泥，其平均濃度為50～60g/L，活性生物量為70～80％。
優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述污泥中的微生物與污水中的有機(jī)物的反應(yīng)溫度為30～38℃，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。
為達(dá)到上述另一個(gè)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高濃度有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理裝置，包括一反應(yīng)池體，所述池體內(nèi)設(shè)有將池體分為反應(yīng)區(qū)與分離區(qū)的分隔板，所述反應(yīng)區(qū)側(cè)的池壁頂部設(shè)有排渣結(jié)構(gòu)，底部分別設(shè)有進(jìn)水管和放空管，反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒通過支墩架于位于池底的污泥床上，對應(yīng)于導(dǎo)流筒上方的池體頂部架設(shè)的踏板上固定有攪拌器，攪拌槳伸入導(dǎo)流筒內(nèi)；所述分離區(qū)側(cè)的池壁頂部設(shè)有出水管，所述分隔板高度低于排渣斗及出水管的高度，其近底部設(shè)有污泥回流孔，分離區(qū)內(nèi)設(shè)有擋板，擋板平行于分隔板設(shè)置，頂端高于出水管，底端高于污泥回流孔。
上述技術(shù)方案中，所述出水管側(cè)的池壁上設(shè)有與分隔板平行布置的出水堰，所述出水管與出水堰連通。
進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述排渣結(jié)構(gòu)由固定于池壁上的排渣斗及與排渣斗連通的排渣管構(gòu)成。
其工作過程為有機(jī)污水自反應(yīng)池體反應(yīng)區(qū)底部的進(jìn)水管輸至池體內(nèi)，攪拌器的攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)，將導(dǎo)流筒內(nèi)的污水與污泥床的污泥充分混合，混合液隨著攪拌漿的攪動(dòng)，沿導(dǎo)流筒壁慢慢上升，污水中的有機(jī)物與污泥內(nèi)的微生物發(fā)生分解反應(yīng)，生成氣泡，附著污水中未分解的顆粒雜質(zhì)物上升至導(dǎo)流筒頂部的池頂水面，形成浮渣層(待反應(yīng)一段時(shí)間后，形成的浮渣層同時(shí)又保證了反應(yīng)器內(nèi)污水與空氣的隔絕，形成一個(gè)絕對的厭氧環(huán)境，使得厭氧微生物產(chǎn)氣穩(wěn)定)，而被分解后帶有少量污泥的水流經(jīng)分隔板頂部通道流至分離區(qū)，經(jīng)沉淀后由出水管輸出，沉淀的污泥經(jīng)回流孔回流至反應(yīng)區(qū)的污泥床處。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明的預(yù)處理方法通過將生物厭氧與氣浮法相結(jié)合的污水處理方法，利用污水中有機(jī)物與污泥中微生物在厭氧條件下反應(yīng)，由易分解的有機(jī)物生成的氣泡帶走剩余難分解的有機(jī)物及顆粒雜質(zhì)，與氣浮法相比，省去了氣浮法中的溶氣與釋放裝置，節(jié)約了造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用，而與生物厭氧法比較，大大縮短反應(yīng)時(shí)間；2.本發(fā)明特別適合于處理帶有較多油脂而又有一定量的糖份的有機(jī)污水，例如處理牛肉干的污水，糖份容易被厭氧菌消化，用于產(chǎn)氣，而難于消化的油脂則被氣浮形成浮渣后排出，解決了現(xiàn)有技術(shù)中氣浮法不能去除糖份等易溶有機(jī)物，而單純的生物處理法時(shí)間消耗過長的技術(shù)難題；3.本發(fā)明裝置僅包括一反應(yīng)池體，將反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)通過分隔板分隔，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，占地面積小。


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；附圖2為圖1的A-A剖視示意圖；附圖3為圖1的B-B剖視示意圖。
其中1、攪拌器；2、鋼踏板；3、工字鋼支架；4、導(dǎo)流筒；5、排渣斗；6、排渣管；7、攪拌槳；8、支墩；9、放空管；10、反應(yīng)池體；11、進(jìn)水管；12、出水管；13、分隔板；14、擋板；15、出水堰；16、回流孔。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見附圖1至附圖3所示，一種高濃度有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理裝置，包括一反應(yīng)池體10，池體頂部開口，其內(nèi)部經(jīng)設(shè)于池底的分隔板13分為反應(yīng)區(qū)與分離區(qū)，所述反應(yīng)區(qū)側(cè)的池壁頂部設(shè)有排渣管6，底部分別設(shè)有進(jìn)水管11和放空管9，反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒4，所述導(dǎo)流筒通過3個(gè)支墩8架于位于池底的污泥床上，對應(yīng)于導(dǎo)流筒上方的池體頂部架設(shè)有鋼踏板2，攪拌器1經(jīng)工字鋼支架3與鋼踏板固定，攪拌槳7伸入導(dǎo)流筒4內(nèi)，所述分離區(qū)側(cè)的池壁頂部設(shè)有出水管12，所述出水管側(cè)的池壁上設(shè)有與分隔板平行布置的出水堰15，所述出水管與出水堰連通，所述出渣管6側(cè)的池壁上設(shè)有排渣斗5，所述排渣管與排渣斗連通；分離區(qū)內(nèi)與分隔板13平行布置有擋板14，擋板頂端高于出水管設(shè)置，分隔板與擋板之間形成導(dǎo)流通道，處理過后的水流從分隔板頂部進(jìn)入分離區(qū)，經(jīng)導(dǎo)流通道從擋板下方流至出水區(qū)域，而擋板一方面擋住浮渣，另一方面起水流減速及污泥沉淀作用，使水流中的污泥被沉淀下來，經(jīng)過設(shè)置在分隔板底部的7個(gè)污泥回流孔16回流至反應(yīng)區(qū)污泥床。
有機(jī)污水自反應(yīng)池體反應(yīng)區(qū)底部的進(jìn)水管輸至池體內(nèi)，攪拌器的攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)，將導(dǎo)流筒內(nèi)的污水與污泥床的污泥充分混合，所述污泥為高濃度活性污泥，其平均濃度為55g/L，活性生物量為75％，混合液隨著攪拌漿的攪動(dòng)，沿導(dǎo)流筒壁慢慢上升，污水中的有機(jī)物與污泥內(nèi)的微生物發(fā)生分解反應(yīng)，生成氣泡，污水中未分解的懸浮顆粒雜質(zhì)物附著于氣泡上上升至導(dǎo)流筒頂部的池頂水面，形成浮渣層，而被分解后帶有污泥的水流經(jīng)分隔板頂部通道流至分離區(qū)，經(jīng)沉淀后由出水管輸出，沉淀的污泥經(jīng)回流孔回至反應(yīng)區(qū)的污泥床處。
以本實(shí)例處理牛肉干生產(chǎn)的廢水為例，規(guī)模為240m3/d，反應(yīng)池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積為20m3，水力停留時(shí)間為2h，內(nèi)設(shè)直徑為0.8m的鋼板制導(dǎo)流筒，攪拌機(jī)1臺，133轉(zhuǎn)/分，功率為0.55Kw，進(jìn)出水管采用DN32鍍鋅鋼管，排渣管與放空管采用DN50鍍鋅鋼管。經(jīng)調(diào)試穩(wěn)定運(yùn)行后，進(jìn)水動(dòng)植物油平均為206mg/l，出水平均為12mg/l，去除率為94.2％。
權(quán)利要求
1.一種高濃度有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理方法，其特征在于通過攪拌使有機(jī)污水與含有高活性厭氧菌的污泥混合，在15～60℃的溫度下，污泥中的微生物在厭氧條件下分解污水中的有機(jī)物，生成氣泡，氣泡附著污水中未分解的顆粒雜質(zhì)及懸浮油脂浮出水面，形成浮渣，使污水停留反應(yīng)1至2小時(shí)后排出，完成有機(jī)污水的預(yù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理方法，其特征在于所述污泥為高濃度厭氧活性污泥，其平均濃度為50～60g/L，活性生物量為70～80％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理方法，其特征在于所述污泥中的微生物與污水中的有機(jī)物的反應(yīng)溫度為30～38℃，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。
4.一種高濃度有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理裝置，包括一反應(yīng)池體[10]，所述池體內(nèi)設(shè)有將池體分為反應(yīng)區(qū)與分離區(qū)的分隔板，所述反應(yīng)區(qū)側(cè)的池壁頂部設(shè)有排渣結(jié)構(gòu)，底部分別設(shè)有進(jìn)水管[11]和放空管[9]，其特征在于反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒[4]，所述導(dǎo)流筒通過支墩[8]架于位于池底的污泥床上，對應(yīng)于導(dǎo)流筒上方的池體頂部架設(shè)的踏板上固定有攪拌器[1]，攪拌槳[7]伸入導(dǎo)流筒內(nèi)；所述分離區(qū)側(cè)的池壁頂部設(shè)有出水管[12]，所述分隔板[13]高度低于排渣斗及出水管的高度，其近底部設(shè)有污泥回流孔，分離區(qū)內(nèi)設(shè)有擋板[14]，擋板平行于分隔板設(shè)置，頂端高于出水管，底端高于污泥回流孔[16]。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣浮預(yù)處理裝置，其特征在于所述出水管[12]側(cè)的池壁上設(shè)有與分隔板平行布置的出水堰[15]，所述出水管[12]與出水堰連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣浮預(yù)處理裝置，其特征在于所述排渣結(jié)構(gòu)由固定于池壁上的排渣斗[5]及與排渣斗連通的排渣管[6]構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)污水的氣浮預(yù)處理方法，其特征在于通過攪拌使有機(jī)污水與含有高活性的厭氧菌的污泥混合，在15～60℃的溫度下，污泥中的微生物在厭氧條件下分解污水中的有機(jī)物，生成氣泡，氣泡附著污水中未分解的顆粒雜質(zhì)浮出水面，形成浮渣，使污水停留反應(yīng)1小時(shí)至2小時(shí)后排出，完成有機(jī)污水的預(yù)處理。其裝置包括一反應(yīng)池體，其內(nèi)部經(jīng)設(shè)于池底的分隔板分為反應(yīng)區(qū)與分離區(qū)，所述反應(yīng)區(qū)側(cè)的池壁頂部設(shè)有排渣管，底部分別設(shè)有進(jìn)水管和放空管，反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒，對應(yīng)于導(dǎo)流筒上方設(shè)有攪拌器；所述分離區(qū)側(cè)的池壁頂部設(shè)有出水管，所述分隔板頂端設(shè)有缺口，其近底部設(shè)有回流孔。本發(fā)明利用生物厭氧法生成的氣體作為氣浮法的氣源，去除顆粒雜質(zhì)，大大縮短反應(yīng)時(shí)間，降低成本。
文檔編號C02F1/24GK1951838SQ20061009759
公開日2007年4月25日 申請日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者黃天寅, 黃勇, 呂錫武 申請人:蘇州科技學(xué)院