专利名称：高浓度有机污水处理组合工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高质量出水的高浓度有机污水处理组合工艺及其设备，例如对于养殖行业的畜禽场污水处理。
背景技术：
随着畜牧业的发展，畜禽养殖场的废水污染问题越来越多的受到人们的重视。在城市近郊区，大多数畜禽养殖场的粪尿未经无害化处理直接存储或排放。猪场废水主要来自粪尿、圈舍冲洗及水冲粪或水泡粪。目前规模化猪场的粪污处理大多采用厌氧或厌氧+好氧的处理工艺。一般采用的生化处理工艺是，猪场废水经过隔栅后，进入厌氧消化池，厌氧出水再经过好氧处理最后或排放，或进行农田灌溉。厌氧阶段产生的沼气用于集中供气或发电用于内部能源供应，沼气渣用来生产有机肥。其中，厌氧生物处理工艺过程有上流式厌氧污泥床(UASB)、普通厌氧消化池、厌氧滤床(AF)等，好氧生物处理工艺过程有活性污泥法、接触氧化法、水生植物塘等工艺。具体的差异在于处理的要求和目标不同，厌氧阶段和好氧阶段的具体反应器形式不同，或省去好氧工艺。
猪场废水包含大量的高浓度有机物，目前的工艺处理存在不同程度的缺点，主要是出水水质不好，一般只能达到国家《污水综合排放标准》中的三级标准，这在极度缺水、要求回用的地区，像西北干旱地区、对处理后污水排放要求较为严格的省份和地区以及生态保护区，以上处理方法远远不能满足要求。
本发明在提高高浓度有机废水处理出水质量和实现出水回用方面能取得满意效果。
发明内容
提高高浓度有机废水处理出水质量和实现出水回用，解决日益突出的水资源缺乏问题。
一种高浓度有机污水处理组合工艺，采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器和好氧池以缺氧/好氧(A/O)方式串连；其特征在于首先对来自高浓度有机废水用隔栅和沉淀池进行预处理；用UASB反应器对预处理后污水中的有机污染物进行高效去除；用UASB反应器和好氧池以A/O串连，混合液回流的方式进行有机物降解和脱氮；处理后的污水经超滤膜组件过滤抽吸出水，膜处理出水经二氧化氯发生器进行病源菌的去除，出水再进入反渗透装置进行深度处理。
本发明的另外一个方面涉及一种高浓度有机污水处理设备，包括沉淀池，调节池，厌氧池，好氧池，膜分离装置，反渗透装置等，其特征在于污水通过隔栅以后自流到前沉淀池中，从前沉淀池的污水通过管道和污水提升泵进入UASB反应池，UASB反应池和好氧池合建，从厌氧反应池中的污水从池上部自流进入好氧池的活性污泥区，再从活性污泥区底部流入膜分离区，处理后的水通过膜组件，稳压阀和自吸泵出水，再通过反渗透装置进一步处理；在好氧池中的污水部分由污水泵通过管道回流到UASB厌氧池中，其它部分自流到后沉淀池中，后沉淀池中的部分活性污泥通过污泥泵泵入好氧池中的活性污泥区，剩余部分由脱水机脱水以后进行堆肥处理。
发明详述本发明的方法适用于处理任何高浓度的有机污水，包括屠宰加工废水，酿酒废水，养殖行业排放的废水。本发明尤其适用于水资源缺乏地区的规模化养殖场，在处理了废弃物的同时可以回用，节约水资源。
在本发明的优选实施方案中，方法和设备包括以下部分1.预处理本发明专利一个方面涉及高浓度有机污水的预处理，用隔栅和沉淀池去除来自高浓度有机废水中的悬浮物，大部分高浓度有机废水中含有较多的易沉降颗粒，经过1h沉淀后，其中悬浮物的去除率接近50％，悬浮物的大量去除一方面有利于UASB反应器中颗粒污泥的形成，另一方面有利于UASB反应器的稳定运行，同时降低后续处理的负荷。
2.厌氧处理本发明的一个方面涉及高浓度有机污水厌氧处理以UASB反应器和好氧池反应器以A/O方式串连，在UASB反应器中维持较高的容积负荷，例如5kgBOD/kgMLSS*d左右，厌氧反应器能够高效低耗地去除污水中的有机污染物，膜分离装置能够有效的截留活性污泥，在好氧池中维持较高的污泥浓度，例如6-10g/l，可以提高运行的污泥负荷，同时提高出水质量。混和液回流实现硝化反硝化脱氮。在好氧池后面串连了一个沉淀池，沉淀池将来自好氧池的混和液分离，将活性污泥回流到好氧池，一部分污泥废弃以控制好氧池的污泥浓度。上清液回流到UASB反应器，该沉淀池主要作用是避免回流液中悬浮物对UASB反应器稳定运行的影响。
3.好氧处理阶段本发明的另一个方面是在好氧池中采用了模块化的膜分离装置，该分离装置以一定处理能力(如100m3/d)为单位，将相应的膜组件和曝气系统和分离出水系统设计成一体化的形式。相应于处理水量的膜组件竖向固定于框架上。膜清洗污染控制由膜组件下方的穿孔管曝气实现，曝气通过管路由空压机供给。对于更大流量的污水处理工程建设不需要对膜分离装置中的膜组件曝气清洗系统另外布置曝气管路。膜负压抽吸出水由自吸泵供给，每个分离单元上有稳定压力的分配阀，压力稳定在-0.06-0MPa。
模块化膜分离装置有利于膜分离组件的标准化和工厂化生产，同时使膜分离装置的设计和工程建设简单化。
4.出水的深度处理本发明的另一个方面涉及膜分离出水的深度处理和消毒，串接二氧化氯发生器，用二氧化氯有效的杀灭出水中的病源菌，使出水的污染物进一步氧化削减，卫生等级提高。经二氧化氯处理后的污水再进入反渗透装置进行处理，处理后的水可以达到回用标准，进行回用。
附图1本发明优选的处理工艺的基本组成示意图。
附图2表示UASB反应器和好氧池串连的结构示意图。
附图3表示单个模块化膜分离装置的构成示意图。
图中1为隔栅，2为前沉淀池，3为污水提升泵，4为UASB反应池，5为好氧池，6为后沉淀池，7为回流泵，8为污泥泵，9为曝气风机，10为管道流量计，11为稳压阀，12为自吸泵，13为脱水机，14为堆肥，15为反渗透装置，16为膜架，17为出水管，18为膜组件，19为集水管，20为塑料板，21为穿孔曝气管。
实施方式在附图1中，高浓度有机污水经隔栅1分离后进入前沉淀池2，在前沉淀池2中去除大的悬浮物，去除的悬浮物和隔栅1分离的固体废弃物被用作堆肥14，前沉淀池2的出水经提升泵3提升进入UASB反应器4中，在UASB反应器4中进行高效的有机物厌氧去除，UASB反应器4的出水自流进入好氧池5，在好氧池5中进行有机物的好氧去除和硝化反应，好氧池5分为两段前段为活性污泥区，膜分离装置放置在第二段。好氧池5中的混合液靠重力自流进入后沉淀池6，经泥水分离后将上清液用回流泵7回流到UASB反应器4中，进行反硝化处理，即以缺氧/好氧(A/O)方式串连UASB反应器4和好氧池5，调节回流比，控制通过硝化反硝化去除氨氮的效果。将后沉淀池6中分离的污泥经污泥泵8部分回流到好氧池5，另外一部分废弃，废弃的部分经污泥脱水机13脱水后进行堆肥14。好氧池5中需氧反应的空气来自曝气风机9，进管道流量计10调节计量风量后进入好氧池5。膜分离单元抽吸出水通过自吸泵12和稳压阀11抽吸出水，抽吸出水进入反渗透装置15，进行深度处理后回用。
附图2中，前沉淀池2的污水经提升泵3提升到UASB反应器4，在UASB反应器4中进行有机物厌氧去除，UASB反应器4和好氧池5合建，UASB反应器4与好氧池5中间用隔墙隔开，UASB反应器4的出水经过上面连通的区域进入好氧池5；好氧池5分隔成体积比为2∶1的两个区域，即活性污泥区5-1和膜分离区5-2，中间用隔墙隔开，底部连通。泥水混合液在活性污泥区5-1好氧反应后，从底部进入膜分离区5-2进一步好氧氧化，通过放置在膜分离区5-2的膜分离装置抽吸出水，活性污泥区5-1和膜分离区5-2底部都有提供溶解氧的曝气装置，混合液从膜分离区5-2由重力自流进入后沉淀池6，经沉淀分离后，上清液由泵7送入UASB反应器4中进行反硝化脱氮，后沉淀池6中的沉淀污泥部分通过泵8回流至活性污泥区5-1中，另一部分经脱水机13脱水后用于堆肥14。
在附图3中，为单个膜分离装置结构视图，膜组件18的抽吸压力由自吸泵12提供，集水管19和膜组件18连接，通过出水管17和稳压阀11与膜组件18上面的集水管19稳压出水，稳压阀的压力范围为-0.06-0Mpa，膜组件面积相应于一定处理能力(如100m3/d)的处理水量，膜组件一片片竖向放置，每两片竖向的膜片之间可以取10cm的间距固定于膜架16上，膜架16的四个立面使用塑料板20封闭，封闭的上部高度和膜组件3上部高度平齐，下部与穿孔曝气管6平齐，构成膜盒；给膜组件3提供曝气清洗的是穿孔曝气管21，穿孔直径约5mm；穿孔曝气管21距离膜组件18的高度大约40厘米，曝气的空气来源由外部的空气压力机9经供气管路提供。
权利要求
1.一种高浓度有机污水处理组合工艺，采用上流式厌氧污泥床(UASB)反应器和好氧膜池以缺氧/好氧(A/O)方式串连；其特征在于首先对来自高浓度有机废水用隔栅和沉淀池进行预处理；UASB反应器对预处理后污水中的有机污染物进行高效去除；UASB反应器和好氧池以A/O串连，混合液回流的方式进行有机物降解和脱氮；处理后的污水经超滤膜组件过滤抽吸出水，膜处理出水经二氧化氯发生器进行病源菌的去除，出水再进入反渗透装置进行深度处理。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度有机污水处理组合工艺，其特征在于在高浓度有机污水进入UASB反应器之前，首先经过隔栅分离和初沉淀池沉淀，沉淀时间超过1小时。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度有机污水处理组合工艺，其特征在于由初沉淀池沉淀后的污水经污水提升泵提升后进入脉冲进料桶，用脉冲进料桶对UASB反应器进行布水；污水在UASB反应器内停留超过1.5d，UASB反应器设计容积负荷为5kgBOD/kgMLSS*d左右。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度有机污水处理组合工艺，其特征在于UASB反应器的出水在好氧池中进行好氧生物降解，进一步去除有机污染物，进行硝化反应，在好氧池中维持6-10g/L的污泥浓度，好氧池的混合液经后沉淀池沉淀后，要求上清液回流到UASB池。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度有机污水处理组合工艺，其特征在于好氧池分隔成高污泥浓度、高负荷的活性污泥区和膜分离区，膜分离区中放置有模块化膜分离装置，模块化膜分离装置中的膜组件为中空纤维微滤膜组件，微滤膜组件抽吸压力在-0.6-0MPa下抽吸出水。
6.根据权利要求1所述的一种高浓度有机污水处理设备包括沉淀池，调节池，厌氧池，好氧池，膜分离装置，反渗透装置等，其特征在于污水通过隔栅以后自流到前沉淀池中，从前沉淀池的污水通过管道和污水提升泵进入UASB反应池，UASB反应池和好氧池合建，从厌氧反应池中的污水从池上部自流进入好氧池的活性污泥区，再从活性污泥区底部流入膜分离区，处理后的水通过膜组件，稳压阀和自吸泵出水，再通过反渗透装置进一步处理；在好氧池中的污水部分由污水泵通过管道回流到UASB厌氧池中，其它部分自流到后沉淀池中，后沉淀池中的部分活性污泥通过污泥泵泵入好氧池中的活性污泥区，剩余部分由脱水机脱水以后进行堆肥处理。
7.根据权利要求6所述的一种高浓度有机污水处理设备，其特征在于膜分离装置，由膜架，膜组件，穿孔曝气管，出水管，自吸泵组成；按一定处理能力设计的膜组件竖向排列安装在膜架上，在膜组件下方安装对膜组件起曝气和清洗作用的穿孔曝气管；自吸泵通过稳压阀与膜组件的出水管连接。
8.根据权利要求6所述的一种高浓度有机污水处理设备，其特征在于模块化膜分离装置的膜组件、膜架和穿孔曝气管装配成为一体，在膜架外侧采用塑料板从穿孔曝气管底部到膜组件顶部四面封闭。
全文摘要
一种高浓度有机污水处理组合工艺及其设备，采用UASB反应器与好氧池以A/O方式串连；该工艺包括通过隔栅、沉淀池对废水的预处理，去除污水中的悬浮物；预处理后的污水进入UASB进行C、N脱除，UASB的出水自流进入好氧池MO，好氧池分隔成高污泥浓度、高负荷的活性污泥区和膜分离区，这两个区底部连通，污水在活性污泥区好氧氧化后，进入膜分离区，该区放置有根据处理水量决定的模块化膜分离装置，污水在该区经超滤膜组件过滤后由稳压阀和自吸泵抽吸出水，膜分离区的混合液自流到后沉淀池，经泥水分离后，上清液回流到UASB，截留的污泥部分回流到好氧池的活性污泥区；风机提供好氧池的生化需氧。
文档编号C02F9/14GK1533992SQ03121560
公开日2004年10月6日 申请日期2003年4月2日 优先权日2003年4月2日
发明者董红敏, 赵立欣, 豆小敏, 黄宏坤, 陶秀萍, 朱志平 申请人:董红敏, 赵立欣