專利名稱：針對高濃度有機廢水的酵母菌低氧sbr工藝與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境工程與廢水處理工程領(lǐng)域，尤其涉及以高濃度有機廢水為主要目標的酵母菌低氧SBR工藝與裝置。該工藝與裝置廣泛適用于包括高油、高鹽、高硫、高氨等在內(nèi)的不同類型高濃度有機廢水。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，目前我國工業(yè)廢水占總污水量的70％以上，其中每年排放的酒精工業(yè)廢水約1200萬t，味精工業(yè)廢水250～400萬t，檸檬酸工業(yè)廢水110萬t，淀粉工業(yè)廢水1600萬t。這些廢水的COD一般在2000mg/L以上，有些達數(shù)萬甚至幾十萬mg/L。它們對環(huán)境水體的污染程度極大，是國內(nèi)外環(huán)保研究領(lǐng)域中的熱點課題之一，已經(jīng)引起了人們的普遍關(guān)注。
SBR作為一個間歇運行的污水處理工藝，與傳統(tǒng)連續(xù)流活性污泥法相比，具有耐沖擊負荷更強、工藝流程簡單、構(gòu)筑物少、占地省、設(shè)備及運行管理費用低等。近年來，許多專利技術(shù)通過SBR技術(shù)處理實際廢水取得了較好的效果。如專利號為02157756.0，名稱為廚房污水為中水的SBR處理方法及其裝置，公開號為CN1509997A的發(fā)明專利申請就公開了一種應用SBR技術(shù)處理廚房廢水為中水的工藝及其裝置，其工藝流程為廚房廢水——除油沉淀預處理——SBR生化處理——混凝過濾消毒等深度處理——中水回用。該技術(shù)處理的廚房廢水COD為1400mg/L左右，生化反應池內(nèi)的微生物種群是通過普通活性污泥培養(yǎng)的。再如專利號為200410029800.2，名稱為SBR法交替好氧/缺氧生物脫氮工藝及實時控制裝置和方法，公開號為CN1569690A的專利中請公開了一種將待處理廢水分成三個部分分別進入反應器，在實時過程控制下實施交替好氧曝氣和缺氧攪拌運行方式來完成對有機物降解和含氮化合物的去除的SBR工藝及控制裝置和方法。為滿足所投加微生物在處理廢水的各個階段對反應條件的不同要求，專利中設(shè)計了實時控制裝置來調(diào)整溶解氧量、氧化還原電位及pH值。
然而，盡管常規(guī)SBR技術(shù)具有眾多的優(yōu)越性，但尚未見到該工藝與裝置應用于高濃度有機廢水的報道。而高濃度有機廢水目前多采用“厭氧+好氧”處理模式，工藝流程復雜，某些特殊高濃度有機廢水如高油、高鹽、高硫、高氨在生物處理之前還需要加上諸如除油、脫鹽或吹氨工序才能應用于厭氧處理，有些甚至因為預處理成本過高而不得不借助不同廢水的稀釋才能進行生物處理。因此，重新設(shè)計SBR工藝過程，優(yōu)化與改良微生物種群結(jié)構(gòu)，開發(fā)一種以高濃度有機廢水為目標的SBR工藝與裝置將具有非?，F(xiàn)實的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有SBR工藝處理高濃度有機廢水時存在的不足，選擇優(yōu)良的酵母菌種群為處理主體，通過設(shè)計與優(yōu)化SBR工藝及裝置，從而使SBR工藝能夠直接應用于高濃度有機廢水。本專利技術(shù)曝氣過程采用低氧方式(0-0.5mg/L溶氧)，從而降低了處理成本。本專利技術(shù)所適應的進水濃度與厭氧工藝進水水平相當，能夠直接應用于不同類型高濃度有機廢水，并且去除效率與厭氧工藝相當。
本發(fā)明專利的特征在于，所述針對高濃度有機廢水的酵母菌低氧SBR處理工藝，根據(jù)進水COD水平以及出水水質(zhì)要求，在進水階段與潷水階段中間設(shè)計一個或多個運行單元，每個運行單元分為曝氣、沉淀、排泥三個階段(中間不設(shè)置潷水階段)，其中最后一個運行單元不設(shè)置排泥階段(即僅含曝氣、沉淀兩個階段)，通過每個運行單元逐級降低COD水平。其中，曝氣階段控制為低溶氧狀態(tài)(溶解氧0-0.5mg/L)，在某個曝氣階段中采用連續(xù)或間歇曝氣，反應器中酵母菌為主體降解微生物，在低氧反應條件下通過酵解途徑高效分解高濃度有機廢水中的有機成分，生成低級有機酸、醇類及其它中間體等產(chǎn)物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點1、應用范圍廣。能夠直接應用于各類高濃度有機廢水，包括某些非厭氧工藝廢水類型(如高氮型、高硫型、高油型、高鹽型等高濃度有機廢水)，所適用的廢水COD濃度可達到十萬mg/L左右。
2、處理效率高。本工藝設(shè)計負荷與厭氧工藝相當。
3、節(jié)約成本。本專利技術(shù)采用低氧條件，曝氣過程除連續(xù)進行也可間歇進行，大幅度節(jié)省了運行成本。本專利技術(shù)集進水、調(diào)節(jié)、反應、沉淀于一體，具有構(gòu)筑物少，占地省，投資成本低等特點。同時污泥馴化期遠短于厭氧工藝，從而節(jié)約了馴化期的人力和物力，縮短了工期。
4、污泥產(chǎn)量低。遠低于好氧工藝，接近厭氧工藝、5、運行工序少。本專利技術(shù)僅采用曝氣階段、沉淀、排泥、潷水等四個階段，與常規(guī)SBR(通常含厭氧/缺氧、好氧、沉淀、排泥、潷水等五階段)相比，工序控制相對簡單。
6、簡單易行。可沿用原有的處理設(shè)施，在投加酵母菌菌種后調(diào)整工況，并可根據(jù)處理特征的變化調(diào)整操作參數(shù)。


據(jù)附圖1所示，階段I為進水期。階段II至階段IV為一個運行單元階段II為曝氣期；階段III為沉淀期；階段IV為排泥期。根據(jù)進水COD以及出水水質(zhì)要求，一個運行周期可包括一個或多個運行單元，其中最后一個運行單元僅包括階段II和III而不包括階段IV。階段V為潷水期。
附圖2所示，裝置1為處理構(gòu)筑物；裝置2為充氧曝氣系統(tǒng)；裝置3為消泡系統(tǒng)。
具體實施例方式
以下詳細說明本發(fā)明的工作原理和實施方式本發(fā)明所述的酵母菌低氧SBR工藝與裝置可以充分利用已有廢水處理構(gòu)筑物改造而得，根據(jù)進水COD水平以及出水水質(zhì)要求在進水階段與潷水階段之間設(shè)置一個或多個運行單元(包括曝氣、沉淀、排泥三個階段，在最后一個運行單元中不包括排泥階段)。如圖1所示，階段I為進水期，污水在該時段連續(xù)進入處理池內(nèi)，直至達到最高運行液位。階段V為潷水期，在該期內(nèi)將分離出的上清液連續(xù)排出。在階段I與V之間，可設(shè)置一個或多個運行單元(階段II、III和IV)，其中最后一個運行單元僅包括階段II和III而不包括階段IV。其中階段II為曝氣期，在該期內(nèi)既不進水也不排水，但開啟曝氣系統(tǒng)進行曝氣(可連續(xù)曝氣也可間歇曝氣)，控制溶解氧量為0.5mg/L以下。階段III為沉淀期，在該階段內(nèi)不進水也不排水，也不曝氣，反應池處于靜沉狀態(tài)，進行泥水分離；階段IV為排泥期，在此階段系統(tǒng)內(nèi)排出部分底泥，在構(gòu)筑物內(nèi)保留一定量的污泥量。
如附圖2所示，裝置1為處理構(gòu)筑物，構(gòu)型可采用矩形、圓形、不規(guī)則形狀等不同型式；裝置2為充氧曝氣系統(tǒng)；裝置3為消泡系統(tǒng)，可采用刮板消泡、水力消泡、攪拌槳消泡、消泡劑消泡等不同形式。在本專利技術(shù)實施的微生物培養(yǎng)過程中，首先在構(gòu)筑物中加入相應高濃度有機廢水，再接種酵母菌菌種，在低氧條件下培養(yǎng)至一定微生物量，然后在低氧條件下開始通入高濃度有機廢水。為縮短微生物培養(yǎng)周期，批量培養(yǎng)過程也可采用好氧條件，所用酵母菌群可預先篩選獲得。
實施例1某食品加工業(yè)廢水，其水質(zhì)特征如表1所示?，F(xiàn)有處理技術(shù)是利用常規(guī)SBR工藝。本發(fā)明在現(xiàn)有的處理構(gòu)筑物中投加經(jīng)篩選獲得的沉降性極好的酵母菌群，設(shè)定運行周期為1d，運行過程分為進水、曝氣、沉淀、排泥、潷水等四個階段。通過溶解氧在線控制裝置，控制DO≤0.5mg/L。各項出水水質(zhì)指標與常規(guī)的SBR工藝比較如表1所示。
表1 某食品加工業(yè)廢水處理前后的指標值

實施例2某抗生素生產(chǎn)廢水，其水質(zhì)特征如表2所示，為典型的高氮型高濃度有機廢水，現(xiàn)有技術(shù)類型在生物處理工序之前需增加預處理脫氮工序。本發(fā)明在原有SBR反應池中接種人工選育的沉降性極好的酵母菌菌種，開始批量培養(yǎng)，當MLSS達到15g/L后直接通入未經(jīng)稀釋的廢水開始間歇曝氣處理，一周期運行步驟為進水→曝氣→沉淀→排泥→曝氣→沉淀→潷水，水力停留時間2-3d，各項出水指標如表1所示。
表2 某抗生素生產(chǎn)廢水處理前后的指標值

實施例3某煉油廢水，其水質(zhì)特征見表3，為典型的高油型高濃度有機廢水。本發(fā)明以未經(jīng)稀釋的該廢水作為培養(yǎng)基采用批量培養(yǎng)篩選方案獲得沉降性極好的酵母菌微生物群落，經(jīng)好氧培養(yǎng)后獲得用于現(xiàn)場的微生物種源。將微生物種源投加到已加入該類有機廢水的SBR反應池中，啟動周期為6天，然后通入未經(jīng)稀釋的廢水開始處理，一周期運行步驟為進水→曝氣→沉淀→排泥→曝氣→沉淀→排泥→曝氣→沉淀→排泥→曝氣→沉淀→潷水，水力停留時間5-7d，其出水指標見表2所示。
表3 某煉油廠廢水處理前后的指標值

權(quán)利要求
1.一種針對高濃度有機廢水的酵母菌低氧SBR工藝與裝置，其特征在于所述酵母菌低氧SBR處理工藝與裝置選擇優(yōu)良的酵母菌種群為處理主體，其曝氣階段均在低氧條件(0-0.5mg/L溶氧)下進行，一個運行周期包含一個或多個運行單元，能夠直接應用于不同類型高濃度有機廢水(包括高氮型、高硫型、高油型、高鹽型等非厭氧工藝廢水類型)。
2.如權(quán)利要求1所述的針對高濃度有機廢水的酵母菌低氧SBR處理工藝與裝置的一個或多個運行單元，其特征在于根據(jù)進水COD水平以及出水水質(zhì)要求，在進水階段與潷水階段中間設(shè)計一個或多個運行單元，每個運行單元分為曝氣、沉淀、排泥三個階段(中間不設(shè)置潷水階段)，其中最后一個運行單元不設(shè)置排泥階段(即僅含曝氣、沉淀兩個階段)，通過每個運行單元對COD的去除逐級降低COD水平，使出水水質(zhì)最終達到設(shè)計要求。
3.如權(quán)利要求2所述的酵母菌低氧SBR處理工藝與裝置單個運行單元的三個階段，其特征在于曝氣期內(nèi)既不進水也不排水，但開啟曝氣系統(tǒng)進行曝氣(可連續(xù)曝氣也可間歇曝氣)，控制溶解氧量為0.5mg/L以下；沉淀期內(nèi)不進水也不排水，也不曝氣，反應池處于靜沉狀態(tài)，進行泥水分離；排泥期內(nèi)排出部分底泥，在構(gòu)筑物內(nèi)保留一定量的污泥量。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)境工程與廢水處理工程領(lǐng)域，尤其涉及以高濃度有機廢水(包括高油、高鹽、高硫、高氨等不同類型)為處理目標的酵母菌低氧SBR工藝與裝置[其中曝氣階段均采用低氧條件(0－0.5mg/L溶氧)，連續(xù)或間歇曝氣方式]。針對常規(guī)SBR工藝在高濃度有機廢水處理上的不足，本發(fā)明專利選擇優(yōu)良的酵母菌種群作為微生物主體，通過優(yōu)化與設(shè)計SBR運行周期和運行參數(shù)，使SBR工藝能夠直接應用于不同類型高濃度有機廢水，所適用的廢水COD濃度可達到十萬mg/L左右，并具有很高的污染物去除率(COD去除率達90％以上)。本發(fā)明技術(shù)還具有污泥產(chǎn)量低(遠低于好氧工藝)、處理效率高(容積負荷與與厭氧工藝相當)、運行階段類型少、占地省、投資運行成本低等優(yōu)點。
文檔編號C02F101/30GK1807284SQ20051013031
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月22日
發(fā)明者鄭少奎, 楊志峰, 楊凡, 張燕燕 申請人:北京師范大學