專利名稱：一種廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法。
背景技術(shù)：
隨著城市化化和工業(yè)化進程的不斷加快，環(huán)境污染日益嚴重，各種廢水凈化方法 和技術(shù)層出不窮并得到了應(yīng)用，但由于這些廢水凈化處理方法存在著各種各樣的問題，特 別是隨著目前排放標準的不斷提高和土地、能源的日益緊張，大大限制了這些廢水凈化處 理技術(shù)的工程應(yīng)用。與本發(fā)明相似的現(xiàn)有廢水處理技術(shù)為傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤(生物膜)技術(shù)和普通活性污 泥技術(shù)。生物轉(zhuǎn)盤污水處理技術(shù)曾經(jīng)以其占地面積較小、結(jié)構(gòu)較緊湊、能耗較低、管理方 便、操作容易等優(yōu)點而在廢水凈化處理工程中得到普遍應(yīng)用，但是經(jīng)過長期運行實踐發(fā)現(xiàn) 生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)不可避免的存在著以下問題及缺點1、微生物附著量小，且微生物載體(膜)易脫落；2、對溫度等環(huán)境條件要求苛刻，北方工程的處理系統(tǒng)和構(gòu)筑需建在室內(nèi)；3、受微生物菌種和微生物菌載體(膜)特性和處理效率的限制，只適合小水量廢 水處理工程；4、廢水的適應(yīng)范圍小，對于高濃度廢水不能起到很好的凈化作用；5、受微生物菌種和載體特性的限制，除磷除氮能力差；6、處理過程中容易散發(fā)惡臭氣體，造成二次污染。普通活性污泥技術(shù)由于受所應(yīng)用的生物菌種的限制，很難處理高濃度污水，特別 是難以去除廢水中的氮、磷成分，且占地面積大、構(gòu)筑物土建施工量大，工期長，投資高，運 行能耗高，污泥產(chǎn)量大，系統(tǒng)抗負荷沖擊能力差，負荷變化時易出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是對以上述傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤和普通活性污泥技術(shù)等廢水處理技術(shù)實際應(yīng)用 狀況進行反復(fù)分析研究后所形成的創(chuàng)意。本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤和普通活性污 泥法等現(xiàn)有廢水凈化處理技術(shù)上的不足，提供了一種新型的廢水處理方法。本發(fā)明提供了一種廢水處理方法，該方法包括，將廢水經(jīng)過調(diào)整槽調(diào)整后進入微 生物增殖培養(yǎng)設(shè)備，附著在微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備載體上的微生物對廢水中的有機物類物質(zhì) 吸收和降解，接著進入曝氣槽組進行曝氣處理，然后在沉淀槽中進行沉淀；沉淀槽的沉淀污 泥通過污泥回流管回流到所述曝氣槽組、調(diào)整槽和微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備；供氣管向曝氣槽 組和微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備供氣；其中，所述微生物為枯草桿菌(Bacillus)；所述微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備包括多孔組織纖維體，該多孔組織纖維體物理性質(zhì)及化 學(xué)性質(zhì)均穩(wěn)定，其容積比重為0. 04-0. 08g/cm3，空隙率為90%以上。
根據(jù)本發(fā)明提供的廢水處理方法，為在廢水處理中所采用的微生物桿狀菌即枯草 桿菌(Bacillus)提供適宜的生存和儲量條件，以達到促其旺盛增殖和提高儲量的目的，并 且可以通過對其生存繁殖條件的變化，達到或最大限度地使該微生物枯草桿菌(Bacillus) 無孢子形成和死亡發(fā)生，從而最大限度地發(fā)揮其在廢水處理中的生物活性和能力，有效降 解廢水中的有機物，特別是有效去除現(xiàn)有技術(shù)難以去除的廢水中的氮磷成分和惡臭氣體。 能夠達到有效凈化各種廢水的目的，使其既可適用于大規(guī)模廢水處理工程，也可適用于中 小企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的各類工業(yè)廢水的處理。通過充分推廣該廢水處理方法，就能有效實現(xiàn) 地球環(huán)境凈化的目標，因而它無疑是一種具有巨大效益的發(fā)明；本發(fā)明通過適當(dāng)改變處理 系統(tǒng)整體的構(gòu)成關(guān)系，用小型、緊湊且低成本的設(shè)備和構(gòu)筑，適應(yīng)處理水質(zhì)、水量、負荷和溫 度等條件的變化，在節(jié)約用地、節(jié)省動力消耗和低碳環(huán)保下成功實現(xiàn)了期望中的廢水的凈 化處理。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明中微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的平面示意圖3為圖2的III-III截面圖4為本發(fā)明微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備實例之一的部分剖面圖
圖5為圖4的局部放大圖。
附圖標記說明
1、調(diào)整槽；
2、曝氣槽組，
加、第一曝氣槽；2b、第二曝氣槽；2c、第三曝氣槽；2d、第四丨
3、沉淀槽；
3a、沉降污泥回流管
4、排水池；
5、微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備
6、原水池
8、旋轉(zhuǎn)體(散氣機構(gòu))
9、連接管
10、纖維板狀體組
11、多孔組織纖維體
12、平面間隔
13、板狀體間隙
14、支撐部件
15、垂直間隙
16、供氣管
17、排氣筒
18、空氣噴出口
20、旋轉(zhuǎn)體組
21、蓋子22、廢水槽23、旋轉(zhuǎn)軸24、驅(qū)動機構(gòu)25、軸承26、供氣管27、連接器27a、固定盤27b、軸30、污泥回流管31、曝氣槽回流管32、調(diào)整槽和增值培養(yǎng)設(shè)備回流管
具體實施例方式本發(fā)明提供的廢水處理方法包括，將廢水經(jīng)過調(diào)整槽調(diào)整后進入微生物增殖培養(yǎng) 設(shè)備，附著在微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備載體上的微生物對廢水中的有機物類物質(zhì)吸收和降解， 接著進入曝氣槽組進行曝氣處理，然后在沉淀槽中進行沉淀；沉淀槽的沉淀污泥通過污泥 回流管以一定的回流量回流到所述曝氣槽組、調(diào)整槽和微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備，所述回流比 通?？梢詾?. 5 10 ；供氣管向曝氣槽組和微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備供氣；其中，所述微生物為枯草桿菌(Bacillus)，上述枯草桿菌(Bacillus)可以采用本領(lǐng)域 已知的枯草桿菌，例如 B. Subtills, B. Thuringiensis^ B. Megaterium^ B. Pumilas0 上述菌 種可以采用商購獲得，例如日本的帕奇魯斯公司生產(chǎn)的B. Subtills菌。由于微生物為枯草桿菌，因枯草桿菌的特性而使產(chǎn)生的剩余污泥量極少，從而能 夠在硝化和脫氮方面獲得巨大效果。而且，在沉淀槽中，氧氣量急劇降低，導(dǎo)致上述枯草桿 菌形成孢子，并以高粘性的沉淀物方式沉淀下來，憑借這種沉淀物的高度粘性，可有效去除 磷分。另外，孢子狀枯草桿菌的粘性可很好地吸附和降解惡臭氣體物質(zhì)，從而具有非常好的 除臭作用。所述微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備包括多孔組織纖維體，該多孔組織纖維體物理性質(zhì)及化 學(xué)性質(zhì)均穩(wěn)定，其容積比重為0. 04-0. 08g/cm3，空隙率為90%以上，優(yōu)選為93-98. 5%。所 述多孔組織纖維體可以商購獲得，例如商品名為“saran lock”，牌號為“0S-120”，由帕其魯 斯公司制造。根據(jù)本發(fā)明提供的廢水處理方法，可以處理各種廢水，例如所述廢水可以為生活 垃圾滲濾液廢水、城市市政生活廢水、屎尿糞便廢水、牲畜養(yǎng)殖場和屠宰廠廢水、海產(chǎn)品和 食品加工廠廢水、造紙廠廢水、醫(yī)院廢水、焦化廢水、農(nóng)藥廢水、石油化工廢水等。例如待處 理廢水的BOD5范圍可以為10 40000mg/L，通常為300 20000mg/L，總氮可以為30 3000mg/L,總磷可以為 30 200mg/L。根據(jù)本發(fā)明提供的廢水處理方法，所述曝氣槽內(nèi)的溶解氧優(yōu)選為0. 1-1. Omg/L。本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)的整體配置和結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，包括原水池6、調(diào)整槽1 和由多個曝氣槽2a、2b、2c、2d所構(gòu)成的曝氣槽組2，以及沉淀槽3和排水池4 ；前述調(diào)整槽1與曝氣槽組2之間設(shè)有微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備5，并用連接管9連接。在上述結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明的調(diào)整槽1、曝氣槽組2、沉淀槽3分別為在施工現(xiàn)場澆注 或焊接的混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成。作為小規(guī)模污水處理設(shè)施的更佳模式，如圖1各部位 所示，可將槽1、2、3組合制成混凝土預(yù)制構(gòu)件，也可將槽1、2、3制成鋼結(jié)構(gòu)組合體結(jié)構(gòu)件， 將在工廠生產(chǎn)的單件分別運送至施工現(xiàn)場后進行連接組裝，以減少現(xiàn)場施工工期和土建成 本。上述微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備為采用金屬板材或合成樹脂材料，在工廠生產(chǎn)制造的設(shè) 備，該微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備用于上述枯草桿菌(Bacillus)的旺盛培養(yǎng)和增殖。該設(shè)備由啟 動機構(gòu)、添加物加料機構(gòu)、通氣機構(gòu)、通水機構(gòu)和微生物增殖培養(yǎng)機構(gòu)等組裝而成。本設(shè)備 能夠使上述實現(xiàn)微生物增殖培養(yǎng)的功能簡單化和設(shè)備的輕便化，且不需要與其設(shè)置位置相 關(guān)的專用場地等，使用戶能夠選擇合適的配設(shè)模式，其中包括與其它機構(gòu)重疊狀態(tài)下的設(shè) 置等。本發(fā)明通過在微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備中對上述枯草桿菌(Bacillus)的積極增殖和 培養(yǎng)，對廢水中的有機物進行分解，使用曝氣設(shè)備的前部曝氣槽去除40% -70%左右的廢 水中的B0D，而后部曝氣槽則能發(fā)揮脫氮和脫磷的處理作用，整個系統(tǒng)還具有獨特的惡臭氣 體的去除作用。如圖2和圖3所示的是機構(gòu)性主體兩側(cè)所成對設(shè)置的數(shù)個多孔組織纖維體11，和 設(shè)于它們之間的散氣機構(gòu)8。在如圖2所示的平面方向的中央部分，有平面間隙12，在位于 兩側(cè)的多孔組織纖維板狀體11分別保持板狀體間隙13的狀態(tài)下，成對設(shè)置了用支撐部件 14固定的纖維板狀體組10。垂直方向也如圖3所示，上述纖維板狀體組10上下間構(gòu)成垂 直間隙15。此外，在上述平面間隙12的底部設(shè)有供氣管16，該供氣管16配設(shè)了空氣噴出 口 18及排氣筒17，用于向所提供的被處理水(廢水)充分釋放和供應(yīng)空氣，使廢水及噴出 空氣在上述纖維板狀體間及其組織中得到充分流通。它不需要特殊的啟動機構(gòu)，而是憑借 從散氣機構(gòu)8噴出的空氣，從而形成所期望的接觸攪拌狀態(tài)。上述多孔組織纖維體11是具有一般硬度的合成樹脂纖維材料在松弛彎曲狀態(tài)下 壓縮粘合而成的立體化的空隙率達90%以上、更優(yōu)選93-98. 5%的巨大板狀體，優(yōu)選為采 用聚乙烯氯化合成纖維加工成的絲網(wǎng)狀的立體網(wǎng)狀體。立體的網(wǎng)狀組織具有物理性質(zhì)上 及化學(xué)性質(zhì)均穩(wěn)定的組織。通過該多孔組織的纖維體，不僅可將被導(dǎo)入至該組織中的廢 水，以及從供氣管16噴出并在排氣筒17內(nèi)被分散氣泡化的空氣有效地提供給以枯草桿菌 (Bacillus)為主體的有機微生物，并促進其增殖培養(yǎng)。不僅如此，通過不會導(dǎo)致增殖培養(yǎng)床 閉塞的上述高性能散氣機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)攪拌流，該微生物被剝離并被沖走，從而使曝氣槽組的 曝氣處理得以有效進行。由于上述多孔組織纖維體的材料為幾乎不具有吸水性和吸濕性的材料，所以一般 被認為即使在廢水中長期使用也不會發(fā)生重量變化及發(fā)霉、腐蝕，因此能夠?qū)崿F(xiàn)長期的連 續(xù)運轉(zhuǎn)。此外，由于該微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備5可以進行上述的有效增殖培養(yǎng)，因此，較小的 設(shè)備投資即可滿足廢水處理的要求。由于上述的多孔組織的纖維體由很輕的合成樹脂纖維 制成，保證了設(shè)備總成的輕質(zhì)化，因此不需要將其設(shè)置在地基上，而是可以設(shè)置在其他合適 的工藝槽上，從而縮減了系統(tǒng)的占地面積，減少了土地占用成本。此外，在本發(fā)明中，利用如圖2、圖3所示的空氣吹送方法，通過采用如圖4及圖5所示的運動機構(gòu)，則可形成滿足微生物增殖培養(yǎng)的接觸條件。換言之，將經(jīng)過預(yù)處理的原水 通過管道送入微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備中的廢水槽22，旋轉(zhuǎn)體組20裝配于旋轉(zhuǎn)軸23上，即在旋 轉(zhuǎn)軸23上呈層積狀安裝了至少10 30個的多個旋轉(zhuǎn)體8，在廢水槽22的軸向兩側(cè)安裝有 軸承座25，用于旋轉(zhuǎn)體組20的旋轉(zhuǎn)軸的支承。由驅(qū)動機構(gòu)M驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)軸圍繞軸承座25 旋轉(zhuǎn)。各旋轉(zhuǎn)體組20的周圍則裝配了由圖5中所示的固定盤27a與軸27b構(gòu)成的連接器 27。軸27b為中空，由連接軸貫通并固定，立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的合成纖維組織體在連接器27作 用下保持一定間隔狀態(tài)。在此狀態(tài)下，由至少10張、一般20張以上組成的旋轉(zhuǎn)體組20整 體進行旋轉(zhuǎn)。上述旋轉(zhuǎn)體組20以適當(dāng)速度進行旋轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)體8的纖維組織依次并交替地與微 生物增殖培養(yǎng)設(shè)備5內(nèi)的下部廢水和其上部的空氣層接觸，交替地給纖維組織在適當(dāng)狀態(tài) 下供給液體(來自廢水及沉淀槽的沉降污泥)與空氣。上蓋21上設(shè)有合適的檢查窗，能夠 對內(nèi)部的工作狀態(tài)進行檢查確認。各旋轉(zhuǎn)體組20由經(jīng)過適度彎曲加工的具有剛性的多孔組織纖維體在不規(guī)則的混 合狀態(tài)下集合而成，同時粘合劑通過噴霧方式附著在各纖維交點部分，使其通過凝結(jié)作用 成為一體。在容積比重為0. 04g/cm3 0. 08g/cm3下，其空隙率可達到90%以上，尤其是空 隙率在93% 98. 5%左右時，上述旋轉(zhuǎn)體中的廢水與空氣易于進出空隙組織，使以桿狀菌 為主體的微生物得以旺盛的繁殖，從而達到所期望的處理效果。因上述容積比重較小，即使由合成纖維材料組成的旋轉(zhuǎn)體組20體積較大(例如直 徑達2m)，但是細微的纖維組織的水阻力也不會影響其旋轉(zhuǎn)，因此其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所需要的驅(qū)動 力極小。由于與廢水的接觸面積較大，同時空氣、廢水和混入的污泥能夠順暢的進出纖維組 織，因此能夠?qū)崿F(xiàn)桿狀菌等在組織內(nèi)的大量繁殖。在實現(xiàn)這種旺盛的繁殖后，通過適當(dāng)控制 空氣供給量，能夠在好氧條件到兼氧條件的范圍內(nèi)提供與其條件相近的多樣性變化，從而 使硝化和脫氮作用得以可靠進行。因此，它可取得傳統(tǒng)技術(shù)所無法達到的作用，并使處理效 果得以充分提高。不僅如此，作為本發(fā)明中重要的特殊性條件，如圖1所示，在污泥沉淀槽3a上開口 的污泥回流管30的第一分支管31，被引至曝氣槽組2中的第一曝氣槽2a，并向該第一曝氣 槽加供給沉降污泥。此外，上述污泥回流管30的第二分支管32則被引入至調(diào)整槽1和引 入微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備5，并向它們供給回流污泥，由此形成整個系統(tǒng)。在采用如圖4、圖5所示的旋轉(zhuǎn)方式的微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備時，一般通過使旋轉(zhuǎn)體 組20以低速旋轉(zhuǎn)，以交替且均一的狀態(tài)向其纖維組織之間供給空氣和廢水，從而使在穩(wěn)定 狀態(tài)下旺盛的枯草桿菌為主體的微生物能夠獲得繁殖。這種低速旋轉(zhuǎn)降低了動力成本，并 能提高設(shè)備的耐用性，從而能夠以低成本進行持續(xù)的廢水處理。本發(fā)明中所采用的多孔組織纖維體11以及用于旋轉(zhuǎn)板20的彎曲纖維組織體，使 用了典型合成纖維，為采用聚乙烯氯化合成纖維加工成的絲網(wǎng)狀的立體網(wǎng)狀體，具有以下 特性(1)由于在接觸部分形成了極大的特殊網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此與廢水及空氣的接觸面較 大，從而可獲得高效的處理效果。(2)由于重量輕、不吸水(容積比重0. 04 0. 08g/cm3)，因此驅(qū)動馬達的電費和 維護費用均很低廉。
(3)由于空隙率大，可達90%以上，因此便于廢水和空氣進出接觸體，處理效果極佳。(4)由于幾乎不具備吸水性和吸濕性，所以與廢水接觸時無重量變化，也不存在發(fā) 霉和腐蝕的問題。(5)不僅耐溫度變化性、耐藥物性和耐溶劑性優(yōu)異，機械強度也很高。(6)具有上述(3)所述高空隙率的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的接觸體，依靠可保持大量的枯 草桿菌等微生物載有量而提高了抗負荷沖擊能力，從而能夠獲得強大的去除效果。(7)此外，由于上述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體中生存著大量的微生物群(以枯草桿菌為主體)， 即使為了增強空氣中氧氣的吸收效率，而提高旋轉(zhuǎn)速度，也依然能夠在低成本下進行運轉(zhuǎn) 操作。(8)上述立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠保持大量的枯草桿菌，即使對10，000 30，OOOppm的 高濃度廢水，也能不用稀釋而加以應(yīng)對。下面采用實施例的方式對本發(fā)明進行進一步詳細描述。實施例使用本發(fā)明所述的系統(tǒng)，并按照本發(fā)明提供的方法，使用枯草桿菌B. Subtills (帕 其魯斯公司)，使用由帕其魯斯公司制造的商品名為“saran lock”，牌號為“0S-120”多孔 組織纖維體，處理BOD5為2000ppm左右的廢水，出水指標如果以BOD5在20ppm以下、氮去除 率80%以上、磷去除率95%以上為條件與標準活性污泥法進行對比，則可明顯發(fā)現(xiàn)如表1 所示的優(yōu)點。表 權(quán)利要求
1.一種廢水處理方法，該方法包括廢水經(jīng)過調(diào)整槽調(diào)整后進入微生物增殖培養(yǎng)設(shè) 備，用其中的微生物進行微生物處理，接著進入曝氣槽組進行曝氣處理，然后在沉淀槽中進 行沉淀；沉淀槽的沉淀污泥通過污泥回流管以0. 5 10倍的回流比回流到所述曝氣槽組、 調(diào)整槽和微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備；供氣管向曝氣槽組和微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備供氣；其中，所述微生物為枯草桿菌(Bacillus)；所述微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備包括多孔組織纖維體，其容積比重為0. 04-0. 08g/cm3,空隙 率為90%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其中，所述多孔組織纖維體的空隙率為 93-98. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水處理方法，其中，所述多孔組織纖維體為采用聚乙烯 氯化合成纖維加工成的絲網(wǎng)狀的立體網(wǎng)狀體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其中，所述曝氣槽內(nèi)的溶解氧為0.1-1. Omg/L0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢水處理方法，其中，所述廢水為生活垃圾滲濾液廢水、城市 市政生活廢水、屎尿糞便廢水、牲畜養(yǎng)殖場和屠宰廠廢水、海產(chǎn)品和食品加工廠廢水、造紙 廠廢水、醫(yī)院廢水、焦化廢水、農(nóng)藥廢水、石油化工廢水中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢水處理方法，該方法包括廢水經(jīng)過調(diào)整槽調(diào)整后進入微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備，用其中的微生物進行微生物處理，接著進入曝氣槽組進行曝氣處理，然后在沉淀槽中進行沉淀；沉淀槽的沉淀污泥通過污泥回流管以0.5～10倍的回流比回流到所述曝氣槽組、調(diào)整槽和微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備；供氣管向曝氣槽組和微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備供氣；其中，所述微生物為枯草桿菌(Bacillus)；所述微生物增殖培養(yǎng)設(shè)備包括多孔組織纖維體，其容積比重為0.04-0.08g/cm3，空隙率為90％以上。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，適應(yīng)處理水質(zhì)、水量、負荷和溫度等條件的變化，成功實現(xiàn)期望中的廢水的凈化處理。
文檔編號C02F3/32GK102079614SQ20111004922
公開日2011年6月1日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者劉生奎, 周德剛, 柴建中 申請人:青海潔神環(huán)境能源產(chǎn)業(yè)有限公司