专利名称：采用木质碎片的污泥污水微生物处理方法
技术领域：
本发明涉及一种污泥污水处理方法，特别是利用微生物活动对各种污泥污水进行生物处理的方法。
根据污泥不同产生源大致分为沉渣、沉沙、最初沉淀池污泥、洒水滤板处理后的沉淀污泥、活性污泥处理后的剩余污泥、厌气性消化污泥、好气性消化污泥等。这些种类的污泥的主要化学成分、含有量以及物理化学特性如表1-3所示。
表1．各种污泥的化学成分(干燥固态物基准(％)表2．各种污泥的质与量表3．各种污泥的物化特性表1各种污泥的化学成份(干燥固体基准(％))脱水块
<p>表2各种污泥的质与量成分％(干燥物中)
表3各种污泥的物理化学诸特性
可见，各种污泥均含有大量有机物和水份，若不加处理就丢弃，会产生腐败、恶臭，与环境卫生不容，因此必须进行处理。
目前，对以上污泥进行处理，通常采用直接丢弃法，或采用氧化、燃烧等物理化学处理法，当然，近年来也有利用微生物活动的厌气消化、好气消化等生化处理方法。但是现有的生化处理一般采用自然发酵，它仍存在二次污染，而且在与这些处理方法相关连的工程，即浓缩、脱水等方面，其适用性差，操作难度大和最终处理经费高。
而且各种污泥的最终处理办法无论是地上处理，水中处理(海洋处理)还是利用处理，进行这些处理时，污泥都是以固体或液体的形态运走。对于地面处理，如将含有水份的消化污泥或在太阳光下干燥，或将机械脱水后的固体粉碎用于土壤改良的方法，还有将干燥物弃于空地的方法；对于利用处理，消化污泥用作肥料虽然价格低，但利用价值不高，并不受农家欢迎；而水中处理是将消化污泥或液体状态，或脱水之后装船向海洋投弃，或将消化污泥通过管道输送到海水中扩散，但使用船的处理方法常因污泥的运输需要较高的成本，并且采用管道输送投弃法的海中扩散又受适当的沿岸流，水深大，利用扩散的水文条件等地理条件的制约，还得预先除去渣、油等浮游物质，不能在海底有污泥沉淀，从外观到实质不能把海水污泥化，要实施实际上是很困难的。
本发明的目的在于提供一种适用性强，操作简便，成本低，处理完全的污泥微生物处理方法。
本发明者在这类污泥处理方面就其处理方法和投弃方法，，经过对通常技术应克服的问题反复研究，惊奇地发现，往所定粒度的微细木质碎片中注入各种被处理污泥，通过简单的处理，污泥被完全分解、消化、过滤，而且透过木质碎片后的水可以处理到符合SS、BOD等的规定直接排放或者向地下渗透(所述木质碎片是指典型的被称作锯木屑的微细木粉和木片等，一般情况下包括具有同锯木屑同样的多孔性并在屑状充填状态下赋予适当空隙率的全部木质碎片)。
根据本发明者的连续实验和研究，通过将木质碎片作为微生物培养基兼处理介质层用于污泥的处理，与层中各种污泥中的脂肪质、蛋白质、纤维素等成分相对应的菌种发生繁殖作用，污泥在较短的时间内完全分解、消化。处理槽中几乎不留任何处理残渣，含木质碎片的处理介质层无需维护、补充，可以永久性使用。
根据上述思路，本发明是这样实现的一种采用木质碎片的污泥污水微生物处理方法，其特征在于在具有通气口、污泥处理水注入口和污泥处理水排出口的处理槽中，充填粒径为0.2-5mm的木质碎片处理介质层；从污泥处理水注入口通入含水污泥或含生活有机物污染水，同时在环境温度下，经通气口反复向处理介质中送气和中断送气，让含水污泥或含生活有机物污染水反复交替处于好气性处理和厌气性处理状态，从而降低从污泥处理水排出口排出的处理水中的BOD浓度。
本发明中，用于污泥微生物工学处理上的木质碎片的粒度，粒度分布和化学成分的组成须维持在特定范围内，这点甚为重要，特别是粒度，平均碎片径应为0.2-5mm，最好在0.2-3mm范围内。若碎片径低于0.2mm，会降低过滤功能，而产生堵塞；若碎片径在5mm以上，作为微生物培养基的比表面积过小，没有充分的污泥处理能力。
木质碎片的化学组成，据原木的种类和固体差多少有些变化，大致上主要含有60％-65％纤维素，15％-25％木质素，10％-15％戊聚糖和水。现今容易到手的原木种类几乎都可以满足以上范围组成。
本发明的污泥处理温度一般同环境温度同样即可，没有必要去特地调节温度。比如在冬季或是寒冷地带，只要环境温度在3℃以上，由于微生物的分解、发酵反应所产生的热存在木质碎片之中，因而可进行充分的处理。所以，本发明的方法中的″在环境温度下″这一条件，意为不主动积极地去控制温度，而是让处理介质层中的微生物的化学反应自然而然地进行。
本发明中污泥处理的一个最重要的特色是通过污泥微生物活性所进行的分解、消化、发酵等的生化处理，是由污泥或土中等外部环境侵入处理介质层(即木质碎片)中的微生物繁殖所进行的。这种微生物处理通常是由好气性或者厌气性菌的消化而进行的。在本发明中，木质碎片内具有适宜于污泥中微生物菌体的繁殖条件，若据其菌种逐次地反复形成好气性和厌气性繁殖环境，可得到更为良好的污泥处理效果。因此，在进行污泥的微生物处理时，重要的是间歇地向木质碎片中送入空气。
所述木质碎片处理介质层的填充比例是处理槽容量的10％-100％为最佳。
从污泥处理水注入口通入的含水污泥或含生活有机物污染水的处理量依污水污泥的BOD浓度高低所决定。
本发明中所使用的处理介质层以含上述木质碎片为必要条件，据其情况，一部分也可用沸石或者多孔陶瓷等无机质吸附材料乃至滤材及其他有同样功能的多孔材质来置换。这种情况下多孔材质和木质碎片的混合比例最好在1∶4-3∶8的范围内。
污泥的种类不同，沙等不溶性无机物含量不同，在这种情况下，长时间采用此法对含水污泥进行处理，沙会堆积于由木质碎片构成的处理介质层内，产生堵塞，这可能会导致其处理功能降低。因此，对于这种情况，通常预先将被处理污泥稀释到适合的浓度，污泥中的沙会因此而立即沉淀，将与此分离的上澄水注入含上述木质碎片的处理介质层中，按上述方法可有效处理污泥。上述的稀释浓度根据从污泥中充分地分离出的沙和处理水量的经济性等来定，若到1000PPm以下就已具充分的实用性。
在本发明中，由于木质碎片的有机物多孔构造，有较大的能与通常可用的多孔陶瓷相匹敌的比表面积，对外部侵入木质碎片的污泥消化菌形成极好的繁殖环境，也就是说，木质碎片据其多孔性对微生物的物理性和化学性方面，在予以吸附表面的较大的繁殖点的同时，作为有机培养基，对这些细菌的污泥成分进行分解、消化、发酵等生化反应时，可较好地缓冲维持温度、湿度、送气量及PH值等反应条件，作用能与自然环境土中的微生物的繁殖场所-土壤有机腐殖的功能相媲美。这些是沸石等通常使用的多孔吸附材料所完全没有的优良效果。
本发明中，在由所用木质碎片形成良好的微生物繁殖环境的另一方面，通过间断地向木质碎片中送入空气，交替形成适于好气性和厌气性细菌繁殖的条件，使污泥中存在的这种菌种的消化活性的以各自充分发挥，从而得到有效的污泥消化效果。这些好气性和厌气性消化条件在逐次反复中的各期间，比通常我们可知道的利用好气性、厌气性菌进行的消化要进行得迅速，污泥的分解、消化更完全。其污泥分解活性适于广泛的各种污泥成分，处理之后几乎不存在通常的菌体残渣，就连橡胶质、毛发等成分也能通过几个月的处理被分解。
采用本发明进行的污泥处理，通过完全的分解、消化，处理之后废水中的SS、BOD等能降至废水处理标准可规定的范围内，废水可直接排放或让其渗透地下。
采用本发明，由于处理完金，处理槽内不留残渣、不堆积，而作为处理介质的木质碎片长年使用也几乎没有损耗，故处理槽在设置以后无需实质上的维护，可以半永久性地使用。另外，本发明因在常温下进行，又完全不需处理槽的搅拌，除上述的空气送入之外，不用其他操作，可显著节省劳力，降低成本。
综上所述，本发明的处理方法，是将需作处理的污泥稀释后的上澄水和生活污水及生活有机污染水注入含木质碎片的处理介质层中，在环境温度下反复不断地送气或间隔送气来进行处理的极为简便的方法。而且，本发明适用性强，可以用于处理水下腐败槽污泥、净化槽污泥、终沉污泥、城市污泥、粪便污泥、粪便消化污泥、粪便消化终沉污泥、生活废水污泥、食品厂废水污泥、动物粪便污泥以及上述各类污水，其有机质污染水在短时间内可完全分解，消化，而且由于通过木质碎片层，所处理的污水中悬浮物及BOB等可降低至现行法则的规定值以下，完全能满足废水处理标准，可以直接排放或向地下渗透。
下面结合实施例对本发明作进一步说明实施例1将洒水滤板污泥1公斤与5公斤粒径约0.5-1mm的木质碎片混合均匀，用水分调整到50％-75％，然后对填充有上述处理介质层的处理槽以90升/小时的流量连续8小时送入空气，之后中断16小时送气，并反复重复此操作，以在常温下进行污泥的微生物处理，经过48小时的处理，污泥迅速被消化掉，处理槽中的木质碎片层里几乎不留有任何处理残渣。处理槽排放液的PH值为6.5,BOD5值为7。
实施例2将高含不溶性无机物的厌气性消化污泥按实施例1同样的顺序处理，结果短时间里处理槽内便产生了堵塞现象。
本例又事先将污泥中加水，稀释到1000PPm的浓度，首先让污泥中的含沙等不溶性物质沉降，然后把1立方米的分离后污泥液注入装填有5公斤，粒径为0.5-1mm木质碎片的处理槽内，从处理槽上方以100升/小时的流量注入，与此同时，以60升/小时的流量从处理槽下方连续8小时送气，然后中断16小时送气，在常温下反复操作进行微生物处理。
污泥全部被迅速消化并且处理槽内的木质碎片层中几乎未见任何处理残渣。处理槽排放液的PH值为6.0,BOD5值约为8。
实施例3在0.7公斤活性污泥中加水，调整为污泥浓度700PPm的悬浊液，然后充分搅拌，让不溶性无机物沉降分离。
把用8吨粒径为0.2-5mm的木质碎片和3吨粒径为0.3-10mm的多孔陶瓷均匀混合而成的处理介质混合物充填于处理槽内，从处理槽上方以120升/小时的流量注入沉降分离后的悬浊液。同时，以90升/小时的流量从处理槽下方连续8小时送气，然后送气中断16小时，反复操作，在常温下进行微生物处理。
污泥被迅速，完全消化掉，处理槽内的处理介质混合物中几乎未见处理残渣。处理槽排放液的PH值为6.2,BOD5值降至17。
实施例4在0.7公斤因霍夫槽消化污泥中加水，调整为污泥浓度为700PPm的悬浊液，然后充分搅拌，使不溶性无机物沉降分离。
把用8吨粒径为0.2-5mm,1吨粒径为0.3-5mm的胶质土，1吨粒径为0.2-4mm的沸石均匀混合而成的处理介质混合物充填于处理槽内，再从处理槽上方注入分离沉淀后的悬浊液，从下方按实施例3同样的方法送入空气，在常温下作微生物处理。
污泥被迅速完全消化掉，处理槽内的处理介质混合物中未见处理残渣，处理槽排放液的PH值为6.2,BOD5减至为大约12。
在上述实施例3、4中，作为木质碎片的增量剂加以混合的多孔陶瓷，胶质土(鹿沼土)及沸石的化学组成如下表表5
上述各实施例的废水中各种成分的测定法均根据GB8978-96进行。
在使用本发明方法处理污泥时，几乎所有污泥在微生物处理进行的同时，含木质碎片的反应处理槽内的PH值有向酸性方向发展的倾向，而处理以渔业水产废弃物为主体的污泥时，PH值有时会显弱碱性。这可以认为是该种类污泥中所含氯化钠所致。
权利要求
1．一种采用木质碎片的污泥污水微生物处理方法，其特征在于在具有通气口、污泥处理水注入口和污泥处理水排出口的处理槽中，充填粒径为0.2-5mm的木质碎片处理介质层；从污泥处理水注入口通入含水污泥或含生活有机物污染水，同时在环境温度下，经通气口反复向处理介质层中送气和中断送气，让含水污泥或含生活有机物污染水反复交替处于好气性处理和厌气性处理状态，从而降低从污泥处理水排出口排出的处理水中的生物耗氧量BOD浓度。
2．如权利要求1所述的采用木质碎片的污泥污水微生物处理方法，其特征在于所述木质碎片主要含有60％-65％纤维素，15％-25％木质素，10％-15％戊聚糖和水。
3．如权利要求1或2所述的采用木质碎片的污泥污水微生物处理方法，其特征在于所述木质碎片处理介质层按所述处理槽容量的10％-100％的比例填充。
4．如权利要求1所述的采用木质碎片的污泥污水微生物处理方法，其特征在于所述木质碎片一部分也可用沸石或者多孔陶瓷等无机质吸附材料乃至滤材及其他有同样功能的多孔材质来置换。
5．如权利要求4所述的采用木质碎片的污泥污水微生物处理方法，其特征在于所述沸石或多孔陶瓷或其他多孔材质与所述木质碎片的最佳混合比例为1∶4-3∶8。
6．如权利要求1所述的采用木质碎片的污泥污水微生物处理方法，其特征在于把含水污泥或含生活有机物污染水稀释至1000PPm以下，沉降去除稀释后污水中的不溶性无机物，然后将分离后的上澄污水或生活污水注入含上述木质碎片的处理介质层中加以处理。
全文摘要
本发明涉及一种利用微生物活动对各种污泥污水进行生物处理的方法。它是在具有通气口、污泥处理水注入口和污泥处理水排出口的处理槽中,充填粒径为0.2—5mm的木质碎片处理介质层;从污泥处理水注入口通入含水污泥或含生活有机物污染水;在环境温度下,经通气口反复向处理介质中送气和中断送气,让含水污泥或含生活有机物污染水反复交替处于好气性处理和厌气性处理状态,从而降低从污泥处理水排出口排出的处理水中的BOD浓度。据本发明进行的污泥处理,通过完全的分解、消化,处理之后废水中的SS、BOD等能降至废水处理标准可规定的范围内,废水可直接排放或让其渗透地下。
文档编号C02F3/10GK1231269SQ9811193
公开日1999年10月13日 申请日期1998年4月3日 优先权日1998年4月3日
发明者徐晓蕾, 宋艺聪 申请人:徐晓蕾