回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法.pdf

本发明公开了一种回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法：第一步，物理预处理：化学机械浆废水经过一组平行的金属格栅，然后通过尼龙网筛，进入沉淀池，第二步，水解酸化处理：经过第一步处理的水进入设有组合填料的水解池；第三步，ABR-连续SBR生物处理：经第二步处理后的废水进入ABR折流板厌氧反应器中，废水沿折流挡板上下折流运动，然后废水进入连续SBR好氧反应器，同时，将连续SBR好氧反应器中产生的生物污泥以间歇或者连续的方式，输送到沉淀池的废水进口处。第四步，组合混凝处理：经第三步处理完的废水和聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混合均匀，然后经隔板式混合槽，废水在隔板间的通道中形成涡流，然后进入反应沉淀池，沉淀后的上清液达标排放。

1.  一种回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，其特征在于，步骤为：
第一步，物理预处理：化学机械浆废水经过一组平行的金属格栅，流速为9～18m/min，然后废水以0.07～0.14m/min的流速通过尼龙网筛，进入沉淀池，流速降为1.8～3.5m/h，在沉淀池中的停留时间为5～10h；
第二步，水解酸化处理：经过第一步处理的水以1.8～3.5m/h的流速进入设有组合填料的水解池，在水解池中停留时间为4～8h，温度为5～40℃；
第三步，ABR-连续SBR生物处理：经第二步处理后的废水进入ABR折流板厌氧反应器中，废水沿折流挡板上下折流运动，废水以流速0.8～1.7m/h依次通过每个格室的污泥床，废水在ABR折流板厌氧反应器中的停留时间为14～28h，然后废水进入连续SBR好氧反应器，在连续SBR好氧反应器中废水的停留时间为9～18h，鼓风机的供气量为10～24m³/m³废水；同时，将连续SBR好氧反应器中产生的生物污泥以间歇或者连续的方式，输送到沉淀池的废水进口处，输送到沉淀池的生物污泥量和废水量的体积比为0.05～0.12∶1；
第四步，组合混凝处理：经第三步处理完的废水和聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混合均匀，然后经隔板式混合槽，废水在隔板间的通道中形成涡流，然后进入反应沉淀池，沉淀后的上清液达标排放。

2.  根据权利要求1所述的回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，其特征在于，所述的连续SBR池产生的生物污泥体积指数在30～150mL/g，污泥浓度4～10g/L。

3.  根据权利要求1所述的回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，其特征在于，所述的金属隔栅的间隙为16～25mm。

4.  根据权利要求1所述的回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，其特征在于，所述的尼龙网筛为60～100目。

5.  根据权利要求1所述的回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，其特征在于，所述的连续SBR好氧反应器是一个由三个单元池串联成的矩形反应池，三个单元池之间水力连通，每个单元池设有曝气装置，曝气装置由鼓风机供气，通过微孔曝气头释放空气，在外侧的两个单元池设有出水堰和剩余污泥排放口。

回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法
技术领域
本发明涉及一种废水的处理工艺，特别是涉及一种可广泛用于造纸、轻工、食品、制药等领域悬浮物SS含量高的有机废水的处理方法。
背景技术
许多工业废水含悬浮物较多，如制浆造纸废水悬浮物主要是由树皮、纤维、纤维束、填料以及涂料组成。采取沉淀法或气浮法可除去工业废水中大部分悬浮物，沉淀法分自然沉淀法和混凝沉淀法，自然沉淀法是利用重力沉淀的作用将悬浮物沉淀除去，沉淀物称为沉淀污泥。混凝沉淀法则用絮凝剂和助凝剂混凝水中的悬浮物，混凝效果好，絮体大而密实，沉淀快，可除去废水中大部分悬浮物。据报道，英国的造纸工业首选沉降法预处理造纸废水，平均可以去除50％左右的悬浮物。气浮法是利用高度分散的小气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物，使其密度小于水而上浮到水面实现固液分离的过程。与沉淀法相比，气浮法具有设备占地少、泥渣不易腐化、出水水质好、浮渣含水率低、所需药剂量少等优点。但是气浮法电能消耗大，运行成本较高，影响企业应用的积极性。造纸工业废水发生量大，含悬浮物多，实践证明用混凝沉淀法或气浮法处理都不经济，多数造纸企业优先采用自然沉淀法对废水进行预处理。
由于含大量悬浮物的有机工业废水污染负荷大，单独使用某种方法很难使废水达标排放，在实际生产中需要将两种或多种方法联合起来处理废水。在用沉淀法对废水进行预处理后，采用二级生物处理技术进一步去除废水中的COD和BOD。根据工业废水的污染特征，经过预处理后的废水再用好氧或厌氧-好氧方法进一步生物处理，使废水达标排放。就目前国内外制浆造纸废水的流程来看，主要是沉淀-好氧或沉淀-厌氧-好氧方法，被简称为二级生化方法。
废水的好氧处理工艺，是利用微生物群体组成的生物聚集体——活性污泥，经过曝气充氧，并使之与废水充分混合，活性污泥吸收废水中可生化的有机污染物质(BOD和一部分COD)，作为生命活动的能量，进行新陈代谢，废水中的有机物被转化为稳定的H₂O和CO₂等无机物质，使废水得到净化。与此同时，微生物本身利用废水中的有机物作为食物繁衍增殖，活性污泥得到增长。随着生化反应的进行，曝气池中活性污泥的数量越来越多，多余的活性污泥需及时从废水处理系统中排出，排出的活性污泥被称之为生物污泥。生物污泥主要由微生物聚集体(即活性污泥菌胶团)、废水带入的无机性沉渣、少量未降解的有机物和大量的游离水组成，含水率高达99.5％～99.8％，比重仅为1.006g/cm³～1.010g/cm³。每天，一个造纸企业废水处理产生的生物污泥可达数百m³，这些生物污泥都被排入污泥浓缩池浓缩，浓缩泥加药剂调理后再机械脱水成干泥，干泥外运填埋。
处理含大量悬浮物的有机工业废水的初沉池产生的沉淀污泥和生化池产生的生物污泥都被排入污泥浓缩池浓缩，然后压滤成为干泥外运填埋。人们试图将造纸废水生物污泥用于农田和林地、发电、热解制油、制取活性炭、吸附剂或建筑材料等，但至今尚无合适的工业应用。
发明内容
为了克服现有技术存在的生物污泥无法很好的利用的缺点，本发明提供了一种回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，利用废水生物处理过程中产生的大量生物污泥，回用到预处理沉淀池中，以达到废物利用、降低处理成本目的。
本发明的技术方案为：一种回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，步骤为：
第一步，物理预处理：化学机械浆废水经过一组平行的金属格栅，流速为9～18m/min，然后废水以0.07～0.14m/min的流速通过尼龙网筛，进入沉淀池，流速降为1.8～3.5m/h，在沉淀池中的停留时间为5～10h；所述的金属隔栅的间隙为16～25mm，所述的尼龙网筛为60～100目。
第二步，水解酸化处理：经过第一步处理的水以1.8～3.5m/h的流速进入设有组合填料的水解池，在水解池中停留时间为4～8h，温度为5～40℃；所述的组合填料是由纤维塑料环片、支撑套管、中心绳和软性纤维丝束组成，中心绳外设有支撑套管，支撑套管外设有纤维塑料环片，纤维塑料环片上呈放射状均匀的设有软性纤维丝束，所述的软性纤维丝束为高维纶醛化长丝。
第三步，ABR-连续SBR生物处理：经第二步处理后的废水进入ABR折流板厌氧反应器中，废水沿折流挡板上下折流运动，废水以流速0.8～1.7m/h依次通过每个格室的污泥床，废水在ABR折流板厌氧反应器中的停留时间为14～28h，然后废水进入连续SBR好氧反应器，在连续SBR好氧反应器中废水的停留时间为9～18h，鼓风机的供气量为10～24m³/m³废水；同时，将连续SBR好氧反应器中产生的生物污泥以间歇或者连续的方式，输送到沉淀池的废水进口处，输送到沉淀池的生物污泥量和废水量的体积比Ratio of Sludge to Influent，RSI为0.05～0.12，所述的连续SBR池产生的生物污泥体积指数SVI在30～150mL/g，污泥浓度4～10g/L。在生物污泥回用到初沉池的运行过程中，必须控制好初沉池的排泥时间，生物污泥不宜在初沉池中停留时间过长。当初沉池水温较高、生物污泥停留时间较长时，池底的混合泥易厌氧发酵而上浮，影响出水水质。如果曝气池生物污泥的SVI超过150mL/g，生物污泥的沉降性变差，此时生物污泥不宜回流入初沉池。
所述的连续SBR好氧反应器是一个由三个单元池串联成的矩形反应池，三个单元池之间水力连通，每个单元池设有曝气装置，曝气装置由鼓风机供气，通过微孔曝气头释放空气，在外侧的两个单元池设有出水堰和剩余污泥排放口。
第四步，组合混凝处理：经第三步处理完的废水和聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混合均匀，然后经隔板式混合槽，废水在隔板间的通道中形成涡流，然后进入反应沉淀池，沉淀后的上清液达标排放；
整个处理过程中初沉中沉淀池、水解池、连续SBR好氧反应器、混凝过程中产生的生物污泥最终都是集中到浓缩池中浓缩压滤成干泥再处理。
有益效果：
1.连续SBR处理高悬浮物有机废水产生的污泥，结合紧密、带有绒絮状的污泥菌胶团，胶体颗粒带负电荷，亲水性好。污泥菌胶团比表面积大，其粒径分散范围宽，包括粒径小于0.1μm的超细颗粒、1.0～100μm的胶体颗粒。吸附性良好，具有高活性的生物聚凝作用，所以SBR池的排泥在沉淀池中可以发挥良好絮凝作用。
2.生物污泥的带电性、聚凝性和巨大的比表面积，能和废水中的悬浮物发生良好的混凝作用，使大部分悬浮物沉淀而分离。生物污泥的沉淀作用，强化了初沉池的沉淀功能，使被处理废水SS和COD的去除率明显提高，沉淀出水SS和COD值降低。工程运行数据表明，初沉池出水的SS和COD生物污泥回用前明显降低，减轻了后续二级生物处理有机物的负荷量，节省曝气量，降低废水处理的费用。
附图说明
图1是废水处理工艺流程示意图。
图2是生物污泥回用后对沉淀池处理效果的影响。
图3是SBR池的污泥指数。
具体实施方式
下面结合两个工程实例及图1～3，对本发明作进一步详细阐述。
实施例1：
某纸业公司化学机械浆废水处理工程流程如图1所示。每天进入沉淀池的废水4800m³，再经过水解、ABR厌氧反应、SBR好氧反应和混凝，最终达标排放。
SBR好氧反应池的活性生物污泥具有良好的沉降性，见图2。SBR池分东、中、西3池，东池SVI 71～117mL/g，中池SVI 56～146mL/g，西池SVI 55～120mL/g，SVI总变化范围为55～146mL/g，SBR池污泥具有良好沉降性。
用污泥泵输送SBR池生物污泥到初沉步骤中的沉淀池，利用进水的动能，和废水发生充分的混合作用，依靠污泥高活性生物聚凝作用，吸附有机废水中的悬浮物，以提高预处理的效果。被回用的的污泥SVI 55～146mL/g，污泥浓度5～8g/L，污泥量和废水量之比RSI为0.05～0.08。
比较生物污泥回用前后沉淀池处理效果的变化。见图3，其中上面一条曲线表示的是第1周到第4周没有回用污泥的效果。从第1周到第4周，污泥没被回用到初沉池，污泥被直接抽到污泥浓缩池，废水经沉淀池处理后，SS的平均去除率为51.4％，COD的平均去除率为37.1％。从第5周到第12周，将SBR池的排泥回用到沉淀池，从连续8周的处理效果看，废水SS的平均去除率为58.4％，COD的平均去除率为43.6％。对比表明，污泥回用后，废水SS的去除率提高了7个百分点，COD的去除率提高了6.5个百分点。强化了初沉池的沉淀功能，沉淀出水SS和COD值明显降低，减轻了后续二级生物处理有机物的负荷量，节省了曝气量，降低了废水处理的费用。
在SBR池的排泥回用到初沉池的运行过程中，必须控制好初沉池的排泥时间，回用的污泥不宜在初沉池中停留时间过长。由于初沉池废水水温较高，当剩余污泥在初沉池停留时间较长时，池底的混合泥易厌氧发酵而上浮，影响出水水质。如果回用的污泥SVI超过150mL/g，污泥的沉降性变差，此时须严格控制RSI。
实施例2：
某啤酒厂生产废水曝气池每天产生生物污泥500m³，原来由污泥泵直接抽到污泥浓缩池浓缩处理。现在通过管道改造，将曝气池生物污泥回用到初沉池，和进入初沉池的10000m³/d啤酒生产废水充分混合凝聚。经过约1.5h的沉淀后，沉淀池底的混合泥由污泥泵抽至污泥浓缩池。将生物污泥回用到初沉池，沉淀池底的混合泥含水率从98.9％下降到98.0％，污泥固含量从11g/L上升到20g/L，干度提高了1.8倍。生物污泥回用前浓缩池5个月的平均排泥量为472m³/d，生物污泥回用后浓缩池7个月的平均排泥量为234m³/d，每天浓缩池排泥体积减少50％。生物污泥回用前，初沉池出水SS 5个月平均值是164mg/L，生物污泥回用后初沉池出水SS 7个月平均值是92mg/L，初沉池对废水SS净化率提高43.9％。管道改造前5个月初沉池出水COD平均值是348mg/L，改造后7个月初沉池出水COD的平均值是234mg/L，初沉池对废水COD净化率提高32.7％，管道改造后，初沉池出水水质有明显改善。初沉池出水水质污染负荷减少，减轻了好氧池的处理负担，节省了曝气量。初沉池污泥含水率的下降和体积的缩小，使污泥脱水使用的絮凝剂聚丙烯酰胺投加量减少，同时带式压滤机开机时间减少。改造后在储泥池预投稀释聚丙烯酰胺药液，压缩空气搅拌，又可排掉50％浓缩污泥体积的上清液。如进入浓缩池前污泥体积为240m³/d，则进入压滤机前污泥体积只有60m³/d，含水率约为92％，压滤前投药量约为改造前的1/2，污泥输送量至少降低1/2，这样压滤机由每日三班减至一班运行。
实施例3
一种回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，步骤为：
第一步，物理预处理：化学机械浆废水经过一组平行的金属格栅，流速为9.5m/min，然后废水以0.074m/min的流速通过尼龙网筛，进入沉淀池，流速降为1.85m/h，在沉淀池中的停留时间为6h；所述的金属隔栅的间隙为18mm，所述的尼龙网筛为70目。
第二步，水解酸化处理：经过第一步处理的水以1.85m/h的流速进入设有组合填料的水解池，在水解池中停留时间为4.5h，温度为6℃；所述的组合填料是由纤维塑料环片、支撑套管、中心绳和软性纤维丝束组成，中心绳外设有支撑套管，支撑套管外设有纤维塑料环片，纤维塑料环片上呈放射状均匀的设有软性纤维丝束，所述的软性纤维丝束为高维纶醛化长丝。
第三步，ABR-连续SBR生物处理：经第二步处理后的废水进入ABR折流板厌氧反应器中，废水沿折流挡板上下折流运动，废水以流速0.87m/h依次通过每个格室的污泥床，废水在ABR折流板厌氧反应器中的停留时间为15h，然后废水进入连续SBR好氧反应器，在连续SBR好氧反应器中废水的停留时间为10h，鼓风机的供气量为11m³/m³废水；同时，将连续SBR好氧反应器中产生的生物污泥以间歇或者连续的方式，输送到沉淀池的废水进口处，输送到沉淀池的生物污泥量和废水量的体积比Ratio of Sludge to Influent，RSI为0.06，所述的连续SBR池产生的生物污泥体积指数SVI在35mL/g，污泥浓度5g/L。
所述的连续SBR好氧反应器是一个由三个单元池串联成的矩形反应池，三个单元池之间水力连通，每个单元池设有曝气装置，曝气装置由鼓风机供气，通过微孔曝气头释放空气，在外侧的两个单元池设有出水堰和剩余污泥排放口。
第四步，组合混凝处理：经第三步处理完的废水和聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混合均匀，然后经隔板式混合槽，废水在隔板间的通道中形成涡流，然后进入反应沉淀池，沉淀后的上清液达标排放；
整个处理过程中初沉中沉淀池、水解池、连续SBR好氧反应器、混凝过程中产生的生物污泥最终都是集中到浓缩池中浓缩压滤成干泥再处理。
实施例4
一种回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，步骤为：
第一步，物理预处理：化学机械浆废水经过一组平行的金属格栅，流速为11m/min，然后废水以0.11m/min的流速通过尼龙网筛，进入沉淀池，流速降为2.3m/h，在沉淀池中的停留时间为7.5h；所述的金属隔栅的间隙为20mm，所述的尼龙网筛为80目。
第二步，水解酸化处理：经过第一步处理的水以2.8m/h的流速进入设有组合填料的水解池，在水解池中停留时间为6h，温度为21℃；所述的组合填料是由纤维塑料环片、支撑套管、中心绳和软性纤维丝束组成，中心绳外设有支撑套管，支撑套管外设有纤维塑料环片，纤维塑料环片上呈放射状均匀的设有软性纤维丝束，所述的软性纤维丝束为高维纶醛化长丝。
第三步，ABR-连续SBR生物处理：经第二步处理后的废水进入ABR折流板厌氧反应器中，废水沿折流挡板上下折流运动，废水以流速1.1m/h依次通过每个格室的污泥床，废水在ABR折流板厌氧反应器中的停留时间为19h，然后废水进入连续SBR好氧反应器，在连续SBR好氧反应器中废水的停留时间为12h，鼓风机的供气量为17m³/m³废水；同时，将连续SBR好氧反应器中产生的生物污泥以间歇或者连续的方式，输送到沉淀池的废水进口处，输送到沉淀池的生物污泥量和废水量的体积比Ratio of Sludge to Influent，RSI为0.08，所述的连续SBR池产生的生物污泥体积指数SVI在90mL/g，污泥浓度7g/L。
所述的连续SBR好氧反应器是一个由三个单元池串联成的矩形反应池，三个单元池之间水力连通，每个单元池设有曝气装置，曝气装置由鼓风机供气，通过微孔曝气头释放空气，在外侧的两个单元池设有出水堰和剩余污泥排放口。
第四步，组合混凝处理：经第三步处理完的废水和聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混合均匀，然后经隔板式混合槽，废水在隔板间的通道中形成涡流，然后进入反应沉淀池，沉淀后的上清液达标排放；
整个处理过程中初沉中沉淀池、水解池、连续SBR好氧反应器、混凝过程中产生的生物污泥最终都是集中到浓缩池中浓缩压滤成干泥再处理。
实施例5
一种回用生物污泥处理悬浮物有机废水的方法，步骤为：
第一步，物理预处理：化学机械浆废水经过一组平行的金属格栅，流速为17m/min，然后废水以0.13m/min的流速通过尼龙网筛，进入沉淀池，流速降为3.4m/h，在沉淀池中的停留时间为9h；所述的金属隔栅的间隙为24mm，所述的尼龙网筛为100目。
第二步，水解酸化处理：经过第一步处理的水以3.4m/h的流速进入设有组合填料的水解池，在水解池中停留时间为8h，温度为40℃；所述的组合填料是由纤维塑料环片、支撑套管、中心绳和软性纤维丝束组成，中心绳外设有支撑套管，支撑套管外设有纤维塑料环片，纤维塑料环片上呈放射状均匀的设有软性纤维丝束，所述的软性纤维丝束为高维纶醛化长丝。
第三步，ABR-连续SBR生物处理：经第二步处理后的废水进入ABR折流板厌氧反应器中，废水沿折流挡板上下折流运动，废水以流速1.7m/h依次通过每个格室的污泥床，废水在ABR折流板厌氧反应器中的停留时间为28h，然后废水进入连续SBR好氧反应器，在连续SBR好氧反应器中废水的停留时间为18h，鼓风机的供气量为24m³/m³废水；同时，将连续SBR好氧反应器中产生的生物污泥以间歇或者连续的方式，输送到沉淀池的废水进口处，输送到沉淀池的生物污泥量和废水量的体积比Ratio of Sludge to Influent，RSI为0.12，所述的连续SBR池产生的生物污泥体积指数SVI在150mL/g，污泥浓度10g/L。
所述的连续SBR好氧反应器是一个由三个单元池串联成的矩形反应池，三个单元池之间水力连通，每个单元池设有曝气装置，曝气装置由鼓风机供气，通过微孔曝气头释放空气，在外侧的两个单元池设有出水堰和剩余污泥排放口。
第四步，组合混凝处理：经第三步处理完的废水和聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混合均匀，然后经隔板式混合槽，废水在隔板间的通道中形成涡流，然后进入反应沉淀池，沉淀后的上清液达标排放；
整个处理过程中初沉中沉淀池、水解池、连续SBR好氧反应器、混凝过程中产生的生物污泥最终都是集中到浓缩池中浓缩压滤成干泥再处理。