专利名称：一种营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水处理技术领域，涉及一种废水处理系统，尤其涉及一种难降解工业废水的处理系统。
背景技术：
随着城市化及工业化的迅速发展，城镇及工业园区环境治理要求的提高及污水处理系统的完善，我国污水处理能力日益提高，由此带来的需处理的污水厂污泥数量也增长迅速(有数据显示目前我国每年产生的污泥已高达I亿吨以上)。由于污泥性质的特殊性，其不仅含水率高，易腐烂，散发强烈的臭气，污泥中还含有有机物质、氮、磷、重金属和盐类以及病原微生物和寄生虫卵，如不对污水处理厂剩余污泥进行有效处理处置，将会影响环境，污染水体和土壤，危害人体健康。同时随着水体富营养化的问题也日益突出，世界各国对污水处理厂的氮、磷排放标准也日益严格。相反，工业废水根据其来源的组成不同，往往呈现出营养物比例失衡的情况，难以达到微生物理想的BOD:N:P=100:5:1的比例，因而在实际运行中，难降解工业废水处理厂往往需要视实际情况额外投加碳、氮、磷等营养物，大大增加了污水处理厂的运营成本。传统的污泥处理方式如填埋、投海、焚烧等，由于受自身技术限制及可能对环境造成二次污染的风险，已逐渐被禁止或受到限制，因此对污水厂污泥的资源化利用及减量化技术也愈发成为本领域关注的焦点。污泥资源化目前对污泥资源化利用方式主要有堆肥农用、材料化利用及能源化利用等。堆肥是在一定条件下通过微生物的发酵作用，使有机物不断被降解和稳定，并生产出一种适宜于土地利用的产品的过程。污泥堆肥主要有好氧堆肥和厌氧堆肥。污泥堆肥虽然可以稳定化污泥并制成肥料，但该方法也面临着占地面积大，工艺管理复杂、所制肥料可能因受重金属污染、市场接受度较低等问题困扰，目前仍处在发展初期，尤其是对工业废水污泥更是受到制约。污泥的材料化利用主要有污泥制砖、制水泥、制轻质陶粒等。污泥制砖是将干污泥或污泥焚烧灰渣作为掺料按一定比例掺入其它材料烧制成砖。用污泥制砖既可以将污泥有效利用，又可减少粘土和页岩的消耗。但同样也存在着能耗高、有潜在的重金属污染风险及产品市场接受度等问题，因此应用范围受限。污泥的能源化利用有消化制沼气、焚烧发电等。焚烧是将脱水污泥干化后利用焚烧炉加以焚烧，污泥燃烧所释放出的热能通过热回收系统和发电系统实现能量的转化，其大致流程如图I所示。污泥焚烧虽然可以较大程度地减容减量、杀灭病原体并转化部分电能，但是技术和设备复杂、投资高、管理难度高，而且因为污泥的燃烧热值低，含水率为80%的污泥在焚烧发电时需要辅助燃料，因此导致能耗大、费用高、经济性不佳，为非低碳处理工艺，且有大气污染的风险。污泥减量化污泥减量化技术目前主要有超声波法、投加氧化剂法、代谢解偶联法、高温中温好氧法、厌氧消化法、投加酶法、微型动物捕食法等。这些方法都从污泥的不同特性出发，确实有减少污泥量的作用，但是也都存在技术复杂、投入高、运营成本高、有些药剂甚至有环境安全性问题等，所以应用都有限。经上述分析，污泥含有许多不同成分，有被资源化利用的可能，如果可以将污泥作为资源加以利用，即可从源头减少污泥的产出，避免后续一系列为了资源化利用或减量化的巨大投资。本实用新型工艺即是一种通过对现有污水处理厂处理工艺进行适当改进，便可在处理系统本身内将污泥的有效营养物充分利用的一种技术，既通过营养物自我补偿实现了污泥的资源化利用，同时又达到了污泥减量化目的。目前，常用的对难降解工业废水的处理厂处理工艺流程如图2所示。对于难降解 工业废水处理厂而言，通常采用水解和好氧活性污泥法相结合的工艺，二沉池污泥除部分回流外，其余部分排出至浓缩池，浓缩后污泥进行脱水处理，浓缩池上清液回至进水端。经过水解后，污水中能被微生物在活性污泥法生物处理阶段有效利用的碳源营养物减少，影响了活性污泥段的处理效果。此外，上述常规方案需经脱水处理的污泥量大，增加了污泥处理处置投入。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统，可实现活性污泥生物处理的营养物质的自我补充，而且可以大大降低系统产生的剩余污泥量，在提升系统处理能力的同时，降低了污泥处理处置费用。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统，所述处理系统包括水解消解池、固液分离池、生物处理池、二沉池、浓缩池；难降解工业废水通过进水通道输入至水解消解池；水解消解池设有pH值调节单元，用以调节水解消解池内的pH值；所述水解消解池、固液分离池、生物处理池、二沉池依次连接，经过水解消解池处理的工业废水依次进入固液分离池、生物处理池、二沉池处理；所述固液分离池、浓缩池分别与水解消解池连接，所述固液分离池分离出的一部分污泥、浓缩池浓缩后的污泥进入水解消解池。作为本实用新型的一种优选方案，所述固液分离池包括三个出口 ；第一出口连接水解消解池，通过第一出口将部分污泥回流至水解消解池，以保证污泥消解池中的污泥浓度；通过第二出口排出极少量稳定化污泥；第三出口连接生物处理池，通过第三出口将从固液分离池分离出的液体传输至生物处理池；所述生物处理池的出口连接二沉池；所述二沉池包括出水管道，二沉池还连接浓缩池；所述二沉池用以使污泥与水分离，分离出的水通过二沉池的出水管道流出；分离出的一部分污泥回流至生物处理池，剩余污泥进入浓缩池处理。作为本实用新型的一种优选方案，所述浓缩池将从二沉池输出的剩余污泥进行浓缩处理，浓缩池上清液回流至生物处理池处理；浓缩后的剩余污泥进入水解消解池处理；即，浓缩后的剩余污泥以及固液分离池的回流污泥均进入水解消解池处理。作为本实用新型的一种优选方案，所述pH值调节单元包括pH值检测模块、调节溶液控制模块；所述PH值检测模块用以实时检测水解消解池中的pH值；所述调节溶液控制模块用以根据PH值检测模块的检测结果，控制调节溶液的流量。本实用新型提出的营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统的有益效果在于工艺简单有效。本实用新型工艺在生产性试验的工业园区污水处理厂中，在对原工艺无太大改变的情况下，只是增加了污泥浓缩池至水解消解池的管道及相应阀门等管件，通过对水解消解池的参数进行控制，没有额外增加任何建、构筑物，便实现了充分利用剩余污泥自身含有的营养物质对系统进行补充，大大增加了污泥浓度及系统处理能力，在 运行期间未额外投加任何营养物质及药剂，有效降低了运行费用。二沉池的剩余活性污泥只有少量排出，全部回流至水解消解池，减少了系统剩余污泥的产量。本实用新型工艺在生产性试验的污水处理厂运行了 6个月，系统最终排泥减少了 60%以上，这极大减少了污泥的产量，节省了后续一系列污泥脱水、外运、填埋的费用。此外，排出系统的少量稳定化剩余污泥的脱水性能有显著的提高，通过砂砾渗水试验发现剩余污泥性质已经发生变化，通过SVI试验也发现系统中活性污泥的沉降性能有显著提升。因此，本实用新型工艺在充分利用污泥中自有营养物质，实现活性污泥生物处理的营养物质的自我补充，增强系统处理能力，在提升系统良好处理效果的同时，大大减少了系统剩余活性污泥排放量，降低了污泥处理处置费用，具有良好的经济、社会效益。
图I为污泥的能源化利用流程图。图2为现有难降解工业废水的处理工艺流程图。图3为本实用新型(SEP工艺)难降解工业废水处理方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。本实用新型工艺通过对现有污水处理厂处理工艺进行适当改进，便可在处理系统本身内将污泥的有效营养物充分利用，既通过营养物自我补偿实现了污泥的资源化利用，同时又达到了污泥减量化目的。本实用新型工艺(难降解工业废水处理厂营养物自我补偿及剩余污泥减量化新技术)的原理是在不增加很多投资的前提下，通过适当改进工艺路线，使原本排出系统的剩余活性污泥全部回流至水解消解池，大幅提高了水解消解池的污泥浓度，水解消解池后设置固液分离池，通过调控工艺参数，达到工艺中营养物自偿。请参阅图3，本实用新型揭示了一种营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统，包括水解消解池I、固液分离池2、生物处理池3、二沉池4、浓缩池5。难降解工业废水通过进水通道输入至水解消解池I。水解消解池I设有pH值调节单元，用以调节水解消解池内的pH值，使得水解消解池I内的pH值控制在7 8. 5的范围。PH值调节单元包括pH值检测模块、调节溶液控制模块；所述pH值检测模块用以实时检测水解消解池中的PH值；所述调节溶液控制模块用以根据PH值检测模块的检测结果，控制调节溶液的流量。通过pH值的调节，不仅能保证水解消解池内高浓度有机物的水解效果，而且能实现固液分离池回流污泥和浓缩后剩余污泥的充分消解，以使污泥中的碳、氮、磷等营养物质充分释放，进入系统中，作为活性污泥法生物处理段的营养物补充，提高系统处理能力。经过水解消解池I处理的工业废水依次进入固液分离池2、生物处理池3、二沉池4处理。所述固液分离池2包括三个出口 ；通过第一出口将部分污泥回流至水解消解池1，以保证污泥消解池I中的污泥浓度；通过第二出口排出极少量稳定化 污泥；通过第三出口将从固液分离池2分离出的液体传输至生物处理池3。所述生物处理池3中，利用活性污泥法对工业废水进行处理。活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理工艺。活性污泥法具体为向生活污水中注入空气并进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水，如此操作并持续一段时间后，污水中生成一种黄褐色的絮凝体，即活性污泥。所述生物处理池3的出口连接二沉池4。二沉池4使污泥与水分离；分离出的水通过二沉池4的出水管道流出；分离出的一部分污泥回流至生物处理池3，剩余污泥进入浓缩池5处理。所述浓缩池5将从二沉池4输出的剩余污泥进行浓缩处理，浓缩池上清液回流至生物处理池3处理；浓缩后的剩余污泥进入水解消解池I处理；即，浓缩后的剩余污泥以及固液分离池2的回流污泥均进入水解消解池I处理，使水解消解池I的污泥浓度达到10 30g/L，保证水解消解效果。水解消解后，污泥沉降性能和脱水性能大大改善，固液分离后的污泥，沉降性能更好，污泥量更少，大大降低了最终稳定化的污泥量。以上介绍了本实用新型难降解工业废水的处理系统，本实用新型在揭示上述处理系统的同时，还揭示一种难降解工业废水的处理工艺；请结合图3，所述处理工艺包括如下步骤步骤SI难降解工业废水通过进水通道输入至水解消解池I;调节水解消解池I内的pH值，使得水解消解池I内的pH值控制在7 8. 5的范围。水解消解池I需要搅拌，搅拌频率为一天2 4次，每次I. 5 3小时；水力停留时间为10 20小时；使得水解消解池I内高浓度有机物充分水解，实现固液分离池2回流污泥和浓缩后剩余污泥的充分消解，以使污泥中的营养物质充分释放。通过pH值的调节，不仅能保证水解消解池内高浓度有机物的水解效果，而且能实现固液分离池回流污泥和浓缩后剩余污泥的充分消解，以使污泥中的碳、氮、磷等营养物质充分释放，进入系统中，作为活性污泥法生物处理段的营养物补充，提高系统处理能力。步骤S2经过水解消解池I处理的工业废水进入固液分离池2处理，固液分离池2包括三个出口 ；通过第一出口将部分污泥回流至水解消解池，以保证污泥消解池中的污泥浓度；通过第二出口排出极少量稳定化污泥；通过第三出口将从固液分离池2分离出的液体传输至生物处理池3。[0046]步骤S3生物处理池3中，利用活性污泥法对工业废水进行处理。活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理工艺。步骤S4生物处理池3的出口连接二沉池4，通过二沉池4使污泥与水分离；分离出的水通过二沉池4的出水管道流出；分离出的一部分污泥回流至生物处理池3，剩余污泥进入浓缩池5处理。步骤S5剩余污泥进入浓缩池5浓缩，浓缩池上清液回流至生物处理池3处理；浓缩后的剩余污泥进入水解消解池I处理；即，浓缩后的剩余污泥以及固液分离池2的回流污泥均进入水解消解池I处理，使水解消解池I的污泥浓度达到10 30g/L，保证水解消解效果。水解消解后，污泥沉降性能和脱水性能大大改善，固液分离后的污泥，沉降性能更好，污泥量更少，大大降低了最终稳定化的污泥量。 本工艺(简称“SEP工艺”)在保证系统出水各项指标达到国家排放标准的同时，还能有效降低处理成本。系统只有极少量已稳定化的剩余污泥排出，节省了污泥处理和处置的投资和消耗。剩余污泥的脱水性能也得到显著改良，脱水后污泥的含水率明显下降。经过小试、中试及生产性试验研究，证明本技术实用新型能充分利用污泥自身营养元素，提高污水系统自身处理能力，大大减少剩余污泥排出，而且排出的污泥是已充分稳定化及有良好脱水性的，处理后出水各项指标达到或优于国家排放标准。本实用新型是能完全实现工业废水处理中营养物自我补偿及剩余污泥减量化的新技术。本实用新型工艺已在一个工业园区污水处理厂(规模达7万m3/d)实施(自2011年9月始)，经过生产实践的检验，效果优良(见表I)。从表I中的数据可以看出，经过六个月的运行，系统固液分离池出水中的碳、氮、磷的比例更趋合理，说明剩余活性污泥中的确有大量微生物生长所需要的各种营养元素，且已经补偿到系统中。固液分离池回流污泥浓度明显上升，系统最终出水的各项指标已达到GB18918-2002 —级A类排放标准，这充分说明从污泥中释放出的营养元素被系统充分利用，促进了微生物的生长，同时大大增加了系统处理能力，并保证出水水质稳定达标。
权利要求1.一种营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统，其特征在于，所述处理系统包括水解消解池、固液分离池、生物处理池、二沉池、浓缩池； 难降解工业废水通过进水通道输入至水解消解池；水解消解池设有pH值调节单元,用以调节水解消解池内的PH值； 所述水解消解池、固液分离池、生物处理池、二沉池依次连接，经过水解消解池处理的工业废水依次进入固液分离池、生物处理池、二沉池处理； 所述固液分离池、浓缩池分别与水解消解池连接，所述固液分离池分离出的一部分污泥、浓缩池浓缩后的污泥进入水解消解池。
2.根据权利要求I所述的营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统，其特征在于 所述固液分离池包括三个出口 ；第一出口连接水解消解池，通过第一出口将部分污泥 回流至水解消解池，以保证污泥消解池中的污泥浓度；通过第二出口排出极少量稳定化污泥；第三出口连接生物处理池，通过第三出口将从固液分离池分离出的液体传输至生物处理池； 所述生物处理池的出口连接二沉池；所述二沉池包括出水管道，二沉池还连接浓缩池；所述二沉池用以使污泥与水分离，分离出的水通过二沉池的出水管道流出；分离出的一部分污泥回流至生物处理池，剩余污泥进入浓缩池处理。
3.根据权利要求I或2所述的营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统，其特征在于 所述浓缩池将从二沉池输出的剩余污泥进行浓缩处理，浓缩池上清液回流至生物处理池处理；浓缩后的剩余污泥进入水解消解池处理；即，浓缩后的剩余污泥以及固液分离池的回流污泥均进入水解消解池处理。
4.根据权利要求I或2所述的营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统，其特征在于 所述PH值调节单元包括pH值检测模块、调节溶液控制模块；所述pH值检测模块用以实时检测水解消解池中的PH值；所述调节溶液控制模块用以根据pH值检测模块的检测结果，控制调节溶液的流量。
专利摘要本实用新型揭示了一种营养物自我补偿难降解工业废水的处理系统，包括水解消解池、固液分离池、生物处理池、二沉池、浓缩池；难降解工业废水通过进水通道输入至水解消解池；水解消解池设有pH值调节单元；水解消解池、固液分离池、生物处理池、二沉池依次连接，经过水解消解池处理的工业废水依次进入固液分离池、生物处理池、二沉池处理；固液分离池、浓缩池分别与水解消解池连接，固液分离池分离出的一部分污泥、浓缩池浓缩后的污泥进入水解消解池。本实用新型难降解工业废水的处理工艺及系统，可实现活性污泥生物处理的营养物质的自我补充，而且可以大大降低系统产生的剩余污泥量，在提升系统处理能力的同时，降低了污泥处理处置费用。
文档编号C02F11/12GK202610076SQ201220255938
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者张玲洁, 倪世强, 高廷耀, 金正基, 周增炎, 李国建, 曹平, 蒋愉林, 马一行, 严华, 王东全, 陈海军, 沈阳 申请人:上海环保(集团)有限公司, 上海城市污染控制工程研究中心有限公司, 上海中耀环保实业有限公司