專利名稱：采用木質(zhì)碎片的污泥污水微生物處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污泥污水處理方法，特別是利用微生物活動(dòng)對(duì)各種污泥污水進(jìn)行生物處理的方法。
根據(jù)污泥不同產(chǎn)生源大致分為沉渣、沉沙、最初沉淀池污泥、灑水濾板處理后的沉淀污泥、活性污泥處理后的剩余污泥、厭氣性消化污泥、好氣性消化污泥等。這些種類的污泥的主要化學(xué)成分、含有量以及物理化學(xué)特性如表1-3所示。
表1．各種污泥的化學(xué)成分(干燥固態(tài)物基準(zhǔn)(％)表2．各種污泥的質(zhì)與量表3．各種污泥的物化特性表1各種污泥的化學(xué)成份(干燥固體基準(zhǔn)(％))脫水塊
<p>表2各種污泥的質(zhì)與量成分％(干燥物中)
表3各種污泥的物理化學(xué)諸特性
可見，各種污泥均含有大量有機(jī)物和水份，若不加處理就丟棄，會(huì)產(chǎn)生腐敗、惡臭，與環(huán)境衛(wèi)生不容，因此必須進(jìn)行處理。
目前，對(duì)以上污泥進(jìn)行處理，通常采用直接丟棄法，或采用氧化、燃燒等物理化學(xué)處理法，當(dāng)然，近年來也有利用微生物活動(dòng)的厭氣消化、好氣消化等生化處理方法。但是現(xiàn)有的生化處理一般采用自然發(fā)酵，它仍存在二次污染，而且在與這些處理方法相關(guān)連的工程，即濃縮、脫水等方面，其適用性差，操作難度大和最終處理經(jīng)費(fèi)高。
而且各種污泥的最終處理辦法無論是地上處理，水中處理(海洋處理)還是利用處理，進(jìn)行這些處理時(shí)，污泥都是以固體或液體的形態(tài)運(yùn)走。對(duì)于地面處理，如將含有水份的消化污泥或在太陽光下干燥，或?qū)C(jī)械脫水后的固體粉碎用于土壤改良的方法，還有將干燥物棄于空地的方法；對(duì)于利用處理，消化污泥用作肥料雖然價(jià)格低，但利用價(jià)值不高，并不受農(nóng)家歡迎；而水中處理是將消化污泥或液體狀態(tài)，或脫水之后裝船向海洋投棄，或?qū)⑾勰嗤ㄟ^管道輸送到海水中擴(kuò)散，但使用船的處理方法常因污泥的運(yùn)輸需要較高的成本，并且采用管道輸送投棄法的海中擴(kuò)散又受適當(dāng)?shù)难匕读鳎畲?，利用擴(kuò)散的水文條件等地理?xiàng)l件的制約，還得預(yù)先除去渣、油等浮游物質(zhì)，不能在海底有污泥沉淀，從外觀到實(shí)質(zhì)不能把海水污泥化，要實(shí)施實(shí)際上是很困難的。
本發(fā)明的目的在于提供一種適用性強(qiáng)，操作簡便，成本低，處理完全的污泥微生物處理方法。
本發(fā)明者在這類污泥處理方面就其處理方法和投棄方法，，經(jīng)過對(duì)通常技術(shù)應(yīng)克服的問題反復(fù)研究，驚奇地發(fā)現(xiàn)，往所定粒度的微細(xì)木質(zhì)碎片中注入各種被處理污泥，通過簡單的處理，污泥被完全分解、消化、過濾，而且透過木質(zhì)碎片后的水可以處理到符合SS、BOD等的規(guī)定直接排放或者向地下滲透(所述木質(zhì)碎片是指典型的被稱作鋸木屑的微細(xì)木粉和木片等，一般情況下包括具有同鋸木屑同樣的多孔性并在屑狀充填狀態(tài)下賦予適當(dāng)空隙率的全部木質(zhì)碎片)。
根據(jù)本發(fā)明者的連續(xù)實(shí)驗(yàn)和研究，通過將木質(zhì)碎片作為微生物培養(yǎng)基兼處理介質(zhì)層用于污泥的處理，與層中各種污泥中的脂肪質(zhì)、蛋白質(zhì)、纖維素等成分相對(duì)應(yīng)的菌種發(fā)生繁殖作用，污泥在較短的時(shí)間內(nèi)完全分解、消化。處理槽中幾乎不留任何處理殘?jiān)举|(zhì)碎片的處理介質(zhì)層無需維護(hù)、補(bǔ)充，可以永久性使用。
根據(jù)上述思路，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種采用木質(zhì)碎片的污泥污水微生物處理方法，其特征在于在具有通氣口、污泥處理水注入口和污泥處理水排出口的處理槽中，充填粒徑為0.2-5mm的木質(zhì)碎片處理介質(zhì)層；從污泥處理水注入口通入含水污泥或含生活有機(jī)物污染水，同時(shí)在環(huán)境溫度下，經(jīng)通氣口反復(fù)向處理介質(zhì)中送氣和中斷送氣，讓含水污泥或含生活有機(jī)物污染水反復(fù)交替處于好氣性處理和厭氣性處理狀態(tài)，從而降低從污泥處理水排出口排出的處理水中的BOD濃度。
本發(fā)明中，用于污泥微生物工學(xué)處理上的木質(zhì)碎片的粒度，粒度分布和化學(xué)成分的組成須維持在特定范圍內(nèi)，這點(diǎn)甚為重要，特別是粒度，平均碎片徑應(yīng)為0.2-5mm，最好在0.2-3mm范圍內(nèi)。若碎片徑低于0.2mm，會(huì)降低過濾功能，而產(chǎn)生堵塞；若碎片徑在5mm以上，作為微生物培養(yǎng)基的比表面積過小，沒有充分的污泥處理能力。
木質(zhì)碎片的化學(xué)組成，據(jù)原木的種類和固體差多少有些變化，大致上主要含有60％-65％纖維素，15％-25％木質(zhì)素，10％-15％戊聚糖和水?，F(xiàn)今容易到手的原木種類幾乎都可以滿足以上范圍組成。
本發(fā)明的污泥處理溫度一般同環(huán)境溫度同樣即可，沒有必要去特地調(diào)節(jié)溫度。比如在冬季或是寒冷地帶，只要環(huán)境溫度在3℃以上，由于微生物的分解、發(fā)酵反應(yīng)所產(chǎn)生的熱存在木質(zhì)碎片之中，因而可進(jìn)行充分的處理。所以，本發(fā)明的方法中的″在環(huán)境溫度下″這一條件，意為不主動(dòng)積極地去控制溫度，而是讓處理介質(zhì)層中的微生物的化學(xué)反應(yīng)自然而然地進(jìn)行。
本發(fā)明中污泥處理的一個(gè)最重要的特色是通過污泥微生物活性所進(jìn)行的分解、消化、發(fā)酵等的生化處理，是由污泥或土中等外部環(huán)境侵入處理介質(zhì)層(即木質(zhì)碎片)中的微生物繁殖所進(jìn)行的。這種微生物處理通常是由好氣性或者厭氣性菌的消化而進(jìn)行的。在本發(fā)明中，木質(zhì)碎片內(nèi)具有適宜于污泥中微生物菌體的繁殖條件，若據(jù)其菌種逐次地反復(fù)形成好氣性和厭氣性繁殖環(huán)境，可得到更為良好的污泥處理效果。因此，在進(jìn)行污泥的微生物處理時(shí)，重要的是間歇地向木質(zhì)碎片中送入空氣。
所述木質(zhì)碎片處理介質(zhì)層的填充比例是處理槽容量的10％-100％為最佳。
從污泥處理水注入口通入的含水污泥或含生活有機(jī)物污染水的處理量依污水污泥的BOD濃度高低所決定。
本發(fā)明中所使用的處理介質(zhì)層以含上述木質(zhì)碎片為必要條件，據(jù)其情況，一部分也可用沸石或者多孔陶瓷等無機(jī)質(zhì)吸附材料乃至濾材及其他有同樣功能的多孔材質(zhì)來置換。這種情況下多孔材質(zhì)和木質(zhì)碎片的混合比例最好在1∶4-3∶8的范圍內(nèi)。
污泥的種類不同，沙等不溶性無機(jī)物含量不同，在這種情況下，長時(shí)間采用此法對(duì)含水污泥進(jìn)行處理，沙會(huì)堆積于由木質(zhì)碎片構(gòu)成的處理介質(zhì)層內(nèi)，產(chǎn)生堵塞，這可能會(huì)導(dǎo)致其處理功能降低。因此，對(duì)于這種情況，通常預(yù)先將被處理污泥稀釋到適合的濃度，污泥中的沙會(huì)因此而立即沉淀，將與此分離的上澄水注入含上述木質(zhì)碎片的處理介質(zhì)層中，按上述方法可有效處理污泥。上述的稀釋濃度根據(jù)從污泥中充分地分離出的沙和處理水量的經(jīng)濟(jì)性等來定，若到1000PPm以下就已具充分的實(shí)用性。
在本發(fā)明中，由于木質(zhì)碎片的有機(jī)物多孔構(gòu)造，有較大的能與通?？捎玫亩嗫滋沾上嗥车谋缺砻娣e，對(duì)外部侵入木質(zhì)碎片的污泥消化菌形成極好的繁殖環(huán)境，也就是說，木質(zhì)碎片據(jù)其多孔性對(duì)微生物的物理性和化學(xué)性方面，在予以吸附表面的較大的繁殖點(diǎn)的同時(shí)，作為有機(jī)培養(yǎng)基，對(duì)這些細(xì)菌的污泥成分進(jìn)行分解、消化、發(fā)酵等生化反應(yīng)時(shí)，可較好地緩沖維持溫度、濕度、送氣量及PH值等反應(yīng)條件，作用能與自然環(huán)境土中的微生物的繁殖場所-土壤有機(jī)腐殖的功能相媲美。這些是沸石等通常使用的多孔吸附材料所完全沒有的優(yōu)良效果。
本發(fā)明中，在由所用木質(zhì)碎片形成良好的微生物繁殖環(huán)境的另一方面，通過間斷地向木質(zhì)碎片中送入空氣，交替形成適于好氣性和厭氣性細(xì)菌繁殖的條件，使污泥中存在的這種菌種的消化活性的以各自充分發(fā)揮，從而得到有效的污泥消化效果。這些好氣性和厭氣性消化條件在逐次反復(fù)中的各期間，比通常我們可知道的利用好氣性、厭氣性菌進(jìn)行的消化要進(jìn)行得迅速，污泥的分解、消化更完全。其污泥分解活性適于廣泛的各種污泥成分，處理之后幾乎不存在通常的菌體殘?jiān)?，就連橡膠質(zhì)、毛發(fā)等成分也能通過幾個(gè)月的處理被分解。
采用本發(fā)明進(jìn)行的污泥處理，通過完全的分解、消化，處理之后廢水中的SS、BOD等能降至廢水處理標(biāo)準(zhǔn)可規(guī)定的范圍內(nèi)，廢水可直接排放或讓其滲透地下。
采用本發(fā)明，由于處理完金，處理槽內(nèi)不留殘?jiān)?、不堆積，而作為處理介質(zhì)的木質(zhì)碎片長年使用也幾乎沒有損耗，故處理槽在設(shè)置以后無需實(shí)質(zhì)上的維護(hù)，可以半永久性地使用。另外，本發(fā)明因在常溫下進(jìn)行，又完全不需處理槽的攪拌，除上述的空氣送入之外，不用其他操作，可顯著節(jié)省勞力，降低成本。
綜上所述，本發(fā)明的處理方法，是將需作處理的污泥稀釋后的上澄水和生活污水及生活有機(jī)污染水注入含木質(zhì)碎片的處理介質(zhì)層中，在環(huán)境溫度下反復(fù)不斷地送氣或間隔送氣來進(jìn)行處理的極為簡便的方法。而且，本發(fā)明適用性強(qiáng)，可以用于處理水下腐敗槽污泥、凈化槽污泥、終沉污泥、城市污泥、糞便污泥、糞便消化污泥、糞便消化終沉污泥、生活廢水污泥、食品廠廢水污泥、動(dòng)物糞便污泥以及上述各類污水，其有機(jī)質(zhì)污染水在短時(shí)間內(nèi)可完全分解，消化，而且由于通過木質(zhì)碎片層，所處理的污水中懸浮物及BOB等可降低至現(xiàn)行法則的規(guī)定值以下，完全能滿足廢水處理標(biāo)準(zhǔn)，可以直接排放或向地下滲透。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明實(shí)施例1將灑水濾板污泥1公斤與5公斤粒徑約0.5-1mm的木質(zhì)碎片混合均勻，用水分調(diào)整到50％-75％，然后對(duì)填充有上述處理介質(zhì)層的處理槽以90升/小時(shí)的流量連續(xù)8小時(shí)送入空氣，之后中斷16小時(shí)送氣，并反復(fù)重復(fù)此操作，以在常溫下進(jìn)行污泥的微生物處理，經(jīng)過48小時(shí)的處理，污泥迅速被消化掉，處理槽中的木質(zhì)碎片層里幾乎不留有任何處理殘?jiān)?。處理槽排放液的PH值為6.5,BOD5值為7。
實(shí)施例2將高含不溶性無機(jī)物的厭氣性消化污泥按實(shí)施例1同樣的順序處理，結(jié)果短時(shí)間里處理槽內(nèi)便產(chǎn)生了堵塞現(xiàn)象。
本例又事先將污泥中加水，稀釋到1000PPm的濃度，首先讓污泥中的含沙等不溶性物質(zhì)沉降，然后把1立方米的分離后污泥液注入裝填有5公斤，粒徑為0.5-1mm木質(zhì)碎片的處理槽內(nèi)，從處理槽上方以100升/小時(shí)的流量注入，與此同時(shí)，以60升/小時(shí)的流量從處理槽下方連續(xù)8小時(shí)送氣，然后中斷16小時(shí)送氣，在常溫下反復(fù)操作進(jìn)行微生物處理。
污泥全部被迅速消化并且處理槽內(nèi)的木質(zhì)碎片層中幾乎未見任何處理殘?jiān)?。處理槽排放液的PH值為6.0,BOD5值約為8。
實(shí)施例3在0.7公斤活性污泥中加水，調(diào)整為污泥濃度700PPm的懸濁液，然后充分?jǐn)嚢?，讓不溶性無機(jī)物沉降分離。
把用8噸粒徑為0.2-5mm的木質(zhì)碎片和3噸粒徑為0.3-10mm的多孔陶瓷均勻混合而成的處理介質(zhì)混合物充填于處理槽內(nèi)，從處理槽上方以120升/小時(shí)的流量注入沉降分離后的懸濁液。同時(shí)，以90升/小時(shí)的流量從處理槽下方連續(xù)8小時(shí)送氣，然后送氣中斷16小時(shí)，反復(fù)操作，在常溫下進(jìn)行微生物處理。
污泥被迅速，完全消化掉，處理槽內(nèi)的處理介質(zhì)混合物中幾乎未見處理殘?jiān)?。處理槽排放液的PH值為6.2,BOD5值降至17。
實(shí)施例4在0.7公斤因霍夫槽消化污泥中加水，調(diào)整為污泥濃度為700PPm的懸濁液，然后充分?jǐn)嚢?，使不溶性無機(jī)物沉降分離。
把用8噸粒徑為0.2-5mm,1噸粒徑為0.3-5mm的膠質(zhì)土，1噸粒徑為0.2-4mm的沸石均勻混合而成的處理介質(zhì)混合物充填于處理槽內(nèi)，再從處理槽上方注入分離沉淀后的懸濁液，從下方按實(shí)施例3同樣的方法送入空氣，在常溫下作微生物處理。
污泥被迅速完全消化掉，處理槽內(nèi)的處理介質(zhì)混合物中未見處理殘?jiān)?，處理槽排放液的PH值為6.2,BOD5減至為大約12。
在上述實(shí)施例3、4中，作為木質(zhì)碎片的增量劑加以混合的多孔陶瓷，膠質(zhì)土(鹿沼土)及沸石的化學(xué)組成如下表表5
上述各實(shí)施例的廢水中各種成分的測(cè)定法均根據(jù)GB8978-96進(jìn)行。
在使用本發(fā)明方法處理污泥時(shí)，幾乎所有污泥在微生物處理進(jìn)行的同時(shí)，含木質(zhì)碎片的反應(yīng)處理槽內(nèi)的PH值有向酸性方向發(fā)展的傾向，而處理以漁業(yè)水產(chǎn)廢棄物為主體的污泥時(shí)，PH值有時(shí)會(huì)顯弱堿性。這可以認(rèn)為是該種類污泥中所含氯化鈉所致。
權(quán)利要求
1．一種采用木質(zhì)碎片的污泥污水微生物處理方法，其特征在于在具有通氣口、污泥處理水注入口和污泥處理水排出口的處理槽中，充填粒徑為0.2-5mm的木質(zhì)碎片處理介質(zhì)層；從污泥處理水注入口通入含水污泥或含生活有機(jī)物污染水，同時(shí)在環(huán)境溫度下，經(jīng)通氣口反復(fù)向處理介質(zhì)層中送氣和中斷送氣，讓含水污泥或含生活有機(jī)物污染水反復(fù)交替處于好氣性處理和厭氣性處理狀態(tài)，從而降低從污泥處理水排出口排出的處理水中的生物耗氧量BOD濃度。
2．如權(quán)利要求1所述的采用木質(zhì)碎片的污泥污水微生物處理方法，其特征在于所述木質(zhì)碎片主要含有60％-65％纖維素，15％-25％木質(zhì)素，10％-15％戊聚糖和水。
3．如權(quán)利要求1或2所述的采用木質(zhì)碎片的污泥污水微生物處理方法，其特征在于所述木質(zhì)碎片處理介質(zhì)層按所述處理槽容量的10％-100％的比例填充。
4．如權(quán)利要求1所述的采用木質(zhì)碎片的污泥污水微生物處理方法，其特征在于所述木質(zhì)碎片一部分也可用沸石或者多孔陶瓷等無機(jī)質(zhì)吸附材料乃至濾材及其他有同樣功能的多孔材質(zhì)來置換。
5．如權(quán)利要求4所述的采用木質(zhì)碎片的污泥污水微生物處理方法，其特征在于所述沸石或多孔陶瓷或其他多孔材質(zhì)與所述木質(zhì)碎片的最佳混合比例為1∶4-3∶8。
6．如權(quán)利要求1所述的采用木質(zhì)碎片的污泥污水微生物處理方法，其特征在于把含水污泥或含生活有機(jī)物污染水稀釋至1000PPm以下，沉降去除稀釋后污水中的不溶性無機(jī)物，然后將分離后的上澄污水或生活污水注入含上述木質(zhì)碎片的處理介質(zhì)層中加以處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用微生物活動(dòng)對(duì)各種污泥污水進(jìn)行生物處理的方法。它是在具有通氣口、污泥處理水注入口和污泥處理水排出口的處理槽中,充填粒徑為0.2—5mm的木質(zhì)碎片處理介質(zhì)層;從污泥處理水注入口通入含水污泥或含生活有機(jī)物污染水;在環(huán)境溫度下,經(jīng)通氣口反復(fù)向處理介質(zhì)中送氣和中斷送氣,讓含水污泥或含生活有機(jī)物污染水反復(fù)交替處于好氣性處理和厭氣性處理狀態(tài),從而降低從污泥處理水排出口排出的處理水中的BOD濃度。據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的污泥處理,通過完全的分解、消化,處理之后廢水中的SS、BOD等能降至廢水處理標(biāo)準(zhǔn)可規(guī)定的范圍內(nèi),廢水可直接排放或讓其滲透地下。
文檔編號(hào)C02F3/10GK1231269SQ9811193
公開日1999年10月13日 申請(qǐng)日期1998年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月3日
發(fā)明者徐曉蕾, 宋藝聰 申請(qǐng)人:徐曉蕾