一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统及方法.pdf

本发明公开了一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统。所述基于污泥内源消耗的工业废水处理系统包括：格栅井、第一水解池、第一水解沉淀池、厌氧塔、综合调节池、第二水解池、第二水解沉淀池、生物好氧池、二沉池和排放池。所述基于污泥内源消耗的工业废水处理系统将高浓度和中低浓度工业废水进行分质收集、处理：高浓度工业废水经过水解酸化、厌氧处理后，与中低浓度废水混合，再一起进行水解、生物好氧处理，经生物处理产生的污泥全回流至缺氧池及生物好氧池，实现工业废水处理过程有机污泥零排放的目的。

权利要求书
1.  一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统，其特征在于，包括：第二格栅井、综合调节池、第二水解池、第二水解沉淀池、生物好氧池、二沉池和排放池；中低浓度废水通过所述第二格栅井进入所述综合调节池，所述综合调节池管道连接所述第二水解池，中低浓度废水在所述第二水解池进行水解酸化，所述第二水解池连接所述第二水解沉淀池，所述中低浓度废水在所述第二水解沉淀池进行沉淀，在所述第二水解沉淀池沉降下来的污泥通过脉冲气提排泥装置自控回流至所述第二水解池，提高所述第二水解池的污泥浓度，所述第二水解沉淀池连接所述生物好氧池，经过所述第二水解沉淀池沉降的废水上清液进入所述生物好氧池，所述生物好氧池连接所述二沉池，所述二沉池分别连接所述生物好氧池和第二水解池，经所述二沉池沉淀的污泥分别回流至所述生物好氧池和第二水解池，所述二沉池的排水口连接所述排放池。

2.  如权利要求1所述的基于污泥内源消耗的工业废水处理系统，其特征在于，所述工业废水处理系统还包括：格栅井、第一水解池、第一水解沉淀池和厌氧塔，所述格栅井连接所述第一水解池，高浓度废水通过所述格栅井(微滤格栅)截留悬浮物和漂浮物后进入所述第一水解池进行水解酸化，所述第一水解池连接所述第一水解沉淀池，经水解酸化的高浓度废水进入所述第一水解沉淀池进行沉淀，在所述第一水解沉淀池沉降下来的污泥回流至所述第一水解池，所述第一水解沉淀池连接所述厌氧塔，经所述第一水解沉淀池沉淀后的高浓度废水的上清液进入所述厌氧塔进行厌氧处理，所述厌氧塔管道连接所述综合调节池；经过厌氧处理的高浓度废水与中低浓度废水在所述综合调节池混合，所述高浓度废水和中低浓度废水混合后在所述第二水解池进行水解酸化，所述高浓度废水和中低浓度废水经水解酸化后在所述第二水解沉淀池进行沉淀，所述二沉池还连接所述第一水解池，经所述二沉池沉淀的污泥还回流至所述第一水解池。

3.  如权利要求2所述的基于污泥内源消耗的工业废水处理系统，其特征在于，所述工业废水处理系统还包括：高浓废水集水池和中间池，所述高浓废 水集水池分别连接所述格栅井和所述第一水解池，经微滤格栅分离后的高浓度废水进入高浓废水集水池进行水量和水质调节；所述中间池分别连接所述第一水解沉淀池和所述厌氧塔。

4.  如权利要求2所述的基于污泥内源消耗的工业废水处理系统，其特征在于，所述生物好氧池采用碟式射流曝气，所述生物好氧池的污泥浓度大于或等于8g/L,而且所述生物好氧池中pH值范围在6.8-7.5之间。

5.  如权利要求2所述的基于污泥内源消耗的工业废水处理系统，其特征在于，所述二沉池沉降的污泥40％-70％回流至所述第一水解池和所述第二水解池；所述第一水解池、厌氧塔以及第二水解池都维持在高污泥浓度负荷运行，在这种污泥浓度较高及缺氧、厌氧环境下，污泥产率降低，同时污泥进行反消化，污泥量减少。

6.  如权利要求2所述的基于污泥内源消耗的工业废水处理系统，其特征在于，所述二沉池沉降的污泥30％-60％回流至所述生物好氧池，所述生物好氧池维持在高污泥浓度负荷下，增加处理效率，实现了污泥的内源消耗，从而限制了污泥的增殖，减少污泥量，所述生物好氧池维持高浓度污泥负荷运行，污泥浓度大于或等于8g/L。

7.  如权利要求5或6中任意一项所述的基于污泥内源消耗的工业废水处理系统，其特征在于，所述二沉池沉降的污泥30％回流至所述生物好氧池，60％回流至所述所述第二水解池，10％回流至所述第一水解池。

8.  如权利要求2所述的基于污泥内源消耗的工业废水处理系统使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)高浓度废水通过所述格栅井(微滤格栅)截留悬浮物和漂浮物以减轻后续处理构筑物的处理负荷，产生的栅渣外运进行处理处置；经过所述格栅井的高浓度废水进入所述第一水解池进行水解酸化提高废水的B/C比，改善可 生化性。
(2)经水解酸化的高浓度废水进入所述第一水解沉淀池进行沉淀，在所述第一水解沉淀池沉降下来的污泥回流至所述第一水解池以提高第一水解池污泥浓度。
(3)经所述第一水解沉淀池沉淀后的高浓度废水的上清液通过所述厌氧塔顶部的脉冲多点布水器，通过分布管从厌氧塔的厌氧污泥床底部进入，与厌氧塔的反应区污泥层的污泥混合、接触，所述高浓度废水中有机物消解转化为甲烷气，甲烷气以微小气泡上升，合并形成较大的气泡，在污泥床上部形成一个浓度较稀薄的泥、水层、气，并不断上升进入三相分离器；经三相分离器甲烷气由导管引出，处理出水从沉淀区溢流堰溢出，在厌氧塔的厌氧环境下，降解有机物的同时消化污泥，污泥产泥量极低。
(4)中低浓度废水通过所述综合调节池入口进入所述综合调节池与经过厌氧处理的废水混合。
(5)高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解池进行水解酸化，进一步提升混合废水可生化性。
(6)所述高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解沉淀池进行沉淀，在所述第二水解沉淀池沉降下来的污泥通过脉冲气提排泥装置自控回流至所述第二水解池，提高所述第二水解池的污泥浓度。
(7)经过所述第二水解沉淀池沉降的废水混合液的上清液进入所述生物好氧池，所述生物好氧池连接所述二沉池。
(8)所述二沉池底部污泥经专有脉冲气提排泥装置自控回流至第一水解池的污泥使第一水解池维持在较高的污泥浓度，提供水解酸化营养源，起到较好的水解酸化作用，提高了难降解物质的可降解性；所述二级沉淀池底部污泥经专有脉冲气提排泥装置自控回流至生物好氧池，并采用DJAM型碟式射流曝气，生物好氧池的污泥浓度可达到8g/L以上,生物好氧池中pH控制在6.8-7.5。
(9)所述二沉池11的排水口连接所述排放池12。

说明书一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统及方法。
背景技术
我国工业(有机)废水的处理大多采用活性污泥法，它具有建设投资省、处理效果好的优点，但传统活性污泥法将产生大量的剩余污泥。剩余污泥通常含有相当数量的有毒有害物质以及未稳定化的有机物，如果不进行妥善的处理与处置，会对环境造成直接或潜在的污染。在传统活性污泥法中，每降解1kgBOD5会产生大约15～100L的剩余污泥，用于处理或处置剩余污泥的费用约占废水处理总费用的25％～65％。工业废水污泥的处理与处置已经成为环境领域的一大难题。
目前用于污泥减量化的技术主要有三类，一类是基于隐性生长的污泥减量技术，即基于细胞溶解(或分解)——隐性生长的污泥减量技术，如降低污泥负荷比例(提高污泥浓度)、增加污泥龄、提高温度改变工艺运行操作方式的方法，采用臭氧化学处理方法、超声波或机械破碎分解物理处理方法等；第二类是基于微型动物捕食的污泥减量技术，即增加系统中细菌捕食者的数量的污泥减量化技术；第三类是基于解偶联的污泥减量技术，即采用化学或生物方法促进解偶联代谢，造成能量泄漏，从而使生物生长效率下降。
但上述三类方法都存在着多种问题：基于隐性生长的污泥减量技术——如超声波法在国内尚处于研究阶段，臭氧氧化法投资相对较大、能耗大；微型动物捕食法对废水中总氮和总磷的去除效率不佳，微生物的种类和数量较难控制；投加化学解偶剂法会降低系统COD以及营养物质的去除，影响活性污泥的沉降性，并且具有一定毒性。
因此需要有一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统及方法来克服或至少减轻上述的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统及方法来克服现有技术中存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统包括：第二微滤格栅、综合调节池、第二水解池、第二水解沉淀池、生物好氧池、二沉池和排放池；中低浓度废水通过所述第二微滤格栅进入所述综合调节池，所述综合调节池管道连接所述第二水解池，中低浓度废水在所述第二水解池进行水解酸化，所述第二水解池连接所述第二水解沉淀池，所述中低浓度废水在所述第二水解沉淀池进行沉淀，在所述第二水解沉淀池沉降下来的污泥通过脉冲气提排泥装置自控回流至所述第二水解池，提高所述第二水解池的污泥浓度，所述第二水解沉淀池连接所述生物好氧池，经过所述第二水解沉淀池沉降的废水混合液的上清液进入所述生物好氧池，所述生物好氧池连接所述二沉池，所述二沉池分别连接所述生物好氧池和第二水解池，经所述二沉池沉淀的污泥分别回流至所述生物好氧池和第二水解池，所述二沉池的排水口连接所述排放池。
优选地，所述工业废水处理系统还包括：格栅井、第一水解池、第一水解沉淀池和厌氧塔，所述格栅井(微滤格栅)连接所述第一水解池，高浓度废水通过所微滤格栅截留悬浮物和漂浮物后进入所述第一水解池进行水解酸化，所述第一水解池连接所述第一水解沉淀池，经水解酸化的高浓度废水进入所述第一水解沉淀池进行沉淀，在所述第一水解沉淀池沉降下来的污泥回流至所述第一水解池，所述第一水解沉淀池连接所述厌氧塔，经所述第一水解沉淀池沉淀后的高浓度废水的上清液进入所述厌氧塔进行厌氧处理，所述厌氧塔管道连接所述综合调节池；经过厌氧处理的废水与中低浓度废水在所述综合调节池混合，所述高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解池进行水解酸化，所述高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解沉淀池进行沉淀，所述二沉池还连接所述第一水解池，经所述二沉池沉淀的污泥还回流至所述第一水解池。
优选地，所述工业废水处理系统还包括：高浓废水集水池和中间池，所 述高浓废水集水池分别连接所述格栅井和所述第一水解池，经微滤格栅处理的高浓度废水进入高浓废水集水池进行水量和水质调节；所述中间池分别连接所述第一水解沉淀池和所述厌氧塔。
优选地，所述好氧池采用专有碟式射流曝气，所述好氧池的污泥浓度大于或等于8g/L,而且所述好氧池中pH值范围在6.8-7.5之间。
优选地，所述二沉池沉降的污泥40％-70％回流至所述第一水解池和所述第二水解池；所述第一水解池、厌氧塔以及第二水解池都维持在高污泥浓度负荷运行，在这种污泥浓度较高及缺氧、厌氧环境下，污泥产率降低，同时污泥进行反消化，污泥量减少。
优选地，所述二沉池沉降的污泥30％-60％回流至所述生物好氧池，所述生物好氧池维持在高污泥浓度负荷下，增加处理效率，实现了污泥的内源消耗，从而限制了污泥的增殖，减少污泥量，所述生物好氧池维持高浓度污泥负荷运行，污泥浓度大于或等于8g/L。
优选地，所述二沉池沉降的污泥30％回流至所述生物好氧池，60％回流至所述所述第二水解池，10％回流至所述第一水解池。
基于污泥内源消耗的工业废水处理方法，包括以下步骤：
(1)高浓度废水通过所述微滤格栅截留悬浮物和漂浮物以减轻后续处理构筑物的处理负荷，产生的栅渣外运进行处理处置；经过所述微滤格栅的高浓度废水进入所述第一水解池进行水解酸化提高废水的B/C比，改善可生化性。
(2)经水解酸化的高浓度废水进入所述第一水解沉淀池进行沉淀，在所述第一水解沉淀池沉降下来的污泥回流至所述第一水解池以提高第一水解池污泥浓度。
(3)经所述第一水解沉淀池沉淀后的高浓度废水的上清液通过所述厌氧塔顶部的脉冲多点布水器，通过分布管从厌氧塔的厌氧污泥床底部进入，与厌氧塔的反应区污泥层的污泥混合、接触，所述高浓度废水中有机物消解转化为甲烷气，甲烷气以微小气泡上升，合并形成较大的气泡，在污泥床上部形成一个浓度较稀薄的泥、水层、气，并不断上升进入三相分离器；经三相分离器甲烷气由导管引出，处理出水从沉淀区溢流堰溢出，在厌氧塔的厌氧环境下，降解有机物的同时消化污泥，污泥产泥量极低。
(4)中低浓度废水通过所述综合调节池入口进入所述综合调节池与经过厌氧处理的废水混合。
(5)高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解池进行水解酸化，进一步提升混合废水可生化性。
(6)所述高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解沉淀池进行沉淀，在所述第二水解沉淀池沉降下来的污泥通过脉冲气提排泥装置自控回流至所述第二水解池，提高所述第二水解池的污泥浓度。
(7)经过所述第二水解沉淀池沉降的废水混合液的上清液进入所述生物好氧池，所述生物好氧池连接所述二沉池。
(8)所述二沉池底部污泥经专有脉冲气提排泥装置自控回流至第一水解池的污泥使第一水解池维持在较高的污泥浓度，提供水解酸化营养源，起到较好的水解酸化作用，提高了难降解物质的可降解性；所述二沉池底部污泥经专有脉冲气提排泥装置自控回流至好氧池，并采用DJAM型碟式射流曝气，生物好氧池的污泥浓度可达到8g/L以上,好氧池中pH控制在6.8-7.5。
(9)所述二沉池11的排水口连接所述排放池12。
本发明提供了一种基于污泥内源消耗的工业废水处理系统，所述废水处理系统将高浓度和中低浓度工业废水进行分质收集、处理：高浓度工业废水经过厌氧处理后，与中低浓度废水混合，再一起进行水解、生物好氧处理，经生物处理产生的污泥全回流至缺氧池及生物好氧池，实现工业废水处理过程污泥减量化的目的，所述废水处理系统具有处理效率高，污泥产量低的优势，而且投资费用低，运行平稳，出水水质稳定达标，能满足生产回用水水质要求。
附图说明
图1是基于污泥内源消耗的工业废水处理系统的结构示意图。
附图标记：
1格栅井7综合调节池2高浓废水集水池8第二水解池3第一水解池9第二水解沉淀池
4第一水解沉淀池10生物好氧池5中间水池11二沉池6厌氧塔12排放池
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明一宽泛实施例中，基于污泥内源消耗的工业废水处理系统包括：格栅井、第一水解池、第一水解沉淀池、厌氧塔、综合调节池、第二水解池、第二水解沉淀池、生物好氧池、二沉池和排放池；所述格栅井连接所述第一水解池，高浓度废水通过所述格栅井(微滤格栅)截留悬浮物和漂浮物后进入所述第一水解池进行水解酸化，所述第一水解池连接所述第一水解沉淀池，经水解酸化的高浓度废水进入所述第一水解沉淀池进行沉淀，在所述第一水解沉淀池沉降下来的污泥回流至所述第一水解池，所述第一水解沉淀池连接所述厌氧塔，经所述第一水解沉淀池沉淀后的高浓度废水的上清液进入所述厌氧塔进行厌氧处理，所述厌氧塔管道连接所述综合调节池，中低浓度废水通过所述综合调节池入口进入所述综合调节池与经过厌氧处理的废水混合，所述综合调节池管道连接所述第二水解池，高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解 池进行水解酸化，所述第二水解池连接所述第二水解沉淀池，所述高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解沉淀池进行沉淀，在所述第二水解沉淀池沉降下来的污泥回流至所述第二水解池，所述第二水解沉淀池连接所述生物好氧池，经过所述第二水解沉淀池沉降的废水混合液的上清液进入所述生物好氧池，所述生物好氧池连接所述二沉池，所述二沉池分别连接所述生物好氧池、第一水解池和第二水解池，经所述二沉池沉淀的污泥分别回流至所述生物好氧池、第一水解池和第二水解池，所述二沉池的排水口连接所述排放池。
在一未图示实施例中，基于污泥内源消耗的工业废水处理系统包括：第二格栅井、综合调节池、第二水解池、第二水解沉淀池、生物好氧池、二沉池和排放池；中低浓度废水通过所述第二格栅井进入所述综合调节池，所述综合调节池管道连接所述第二水解池，中低浓度废水在所述第二水解池进行水解酸化，所述第二水解池连接所述第二水解沉淀池，所述中低浓度废水在所述第二水解沉淀池进行沉淀，在所述第二水解沉淀池沉降下来的污泥通过脉冲气提排泥装置自控回流至所述第二水解池，提高所述第二水解池的污泥浓度，所述第二水解沉淀池连接所述生物好氧池，经过所述第二水解沉淀池沉降的废水混合液的上清液进入所述生物好氧池，所述生物好氧池连接所述二沉池，所述二沉池分别连接所述生物好氧池和第二水解池，经所述二沉池沉淀的污泥分别回流至所述生物好氧池和第二水解池，所述二沉池的排水口连接所述排放池。
如图1所示，基于污泥内源消耗的工业废水处理系统包括：格栅井1、第一水解池3、第一水解沉淀池4、厌氧塔6、综合调节池7、第二水解池8、第二水解沉淀池9、好氧池10、二级沉淀池11和排放池12。
如图1所示，所述格栅井1连接所述第一水解池3，高浓度废水通过所述格栅井(微滤格栅)1截留悬浮物和漂浮物以减轻后续处理构筑物的处理负荷，产生的栅渣外运进行处理处置；经过所述格栅井1的高浓度废水进入所述第一水解池3进行水解酸化提高废水的B/C比，改善可生化性。
所述第一水解池3连接所述第一水解沉淀池4，经水解酸化的高浓度废水进入所述第一水解沉淀池4进行沉淀，在所述第一水解沉淀池4沉降下来的污泥回流至所述第一水解池3以提高第一水解池3污泥浓度。
所述第一水解沉淀池4连接所述厌氧塔6，经所述第一水解沉淀池沉淀后 的高浓度废水的上清液通过所述厌氧塔6顶部的脉冲多点布水器，通过分布管从厌氧塔6的厌氧污泥床底部进入，与厌氧塔6的反应区污泥层的污泥混合、接触，所述高浓度废水中有机物消解转化为甲烷气，甲烷气以微小气泡上升，合并形成较大的气泡，在污泥床上部形成一个浓度较稀薄的泥、水层、气，并不断上升进入三相分离器；经三相分离器甲烷气由导管引出，处理出水从沉淀区溢流堰溢出，在厌氧塔6的厌氧环境下，降解有机物的同时消化污泥，污泥产泥量极低。
所述厌氧塔6管道连接所述综合调节池7，中低浓度废水通过所述综合调节池7入口进入所述综合调节池7与经过厌氧处理的高浓度废水混合。
所述综合调节池7管道连接所述第二水解池8，高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解8池进行水解酸化，进一步提升混合废水可生化性。
所述第二水解池8连接所述第二水解沉淀池9，所述高浓度废水和中低浓度废水混合液在所述第二水解沉淀池9进行沉淀，在所述第二水解沉淀池9沉降下来的污泥通过脉冲气提排泥装置自控回流至所述第二水解池8，提高所述第二水解池8的污泥浓度。
所述第二水解沉淀池9连接所述生物好氧池10，经过所述第二水解沉淀池9沉降的废水混合液的上清液进入所述生物好氧池10，所述生物好氧池10连接所述二沉池11。
所述二沉池11分别连接所述生物好氧池10、第一水解池3和第二水解池8，所述二沉池11底部污泥经专有脉冲气提排泥装置自控回流至第一水解池3的污泥使第一水解池3维持在较高的污泥浓度，提供水解酸化营养源，起到较好的水解酸化作用，提高了难降解物质的可降解性；所述二沉池11底部污泥经专有脉冲气提排泥装置自控回流至生物好氧池10，并采用DJAM型碟式射流曝气，生物好氧池10的污泥浓度可达到8g/L以上,生物好氧池10中pH控制在6.8-7.5。
所述二沉池11沉降的污泥40％-70％回流至第一水解池3和第二水解池8。第一水解池3、厌氧塔6以及第二水解池8都维持在高污泥浓度负荷运行，在这种污泥浓度较高及缺氧、厌氧环境下，污泥产率降低，同时污泥进行反消化，污泥量减少。
所述二沉池11沉降的污泥30％-60％回流至生物好氧池10，生物好氧池10维持在高污泥浓度负荷下，增加处理效率，实现了污泥的内源消耗，从而限制了污泥的增殖，减少污泥量，生物好氧池10维持高浓度污泥负荷运行，污泥浓度高达8g/L以上。
所述二沉池11沉降的污泥30％回流至所述生物好氧池10，60％回流至所述所述第二水解池8，10％回流至所述第一水解池3。
所述二沉池11沉降的污泥50％回流至所述生物好氧池10，40％回流至所述所述第二水解池8，10％回流至所述第一水解池3。
所述二沉池11沉降的污泥60％回流至所述生物好氧池10，35％回流至所述所述第二水解池8，5％回流至所述第一水解池3。
所述二沉池11的排水口连接所述排放池12。
如图1所示，所述工业废水处理系统还包括：高浓废水集水池2和中间池5，所述高浓废水集水池2分别连接所述格栅井1和所述第一水解池3，经格栅(微滤格栅)井1处理的高浓度废水进入高浓废水集水池2进行水量和水质调节；所述中间池5分别连接所述第一水解沉淀池4和所述厌氧塔6。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。