專利名稱：利用cass工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池處理工業(yè)廢水的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術領域的方法，具體是一種利用CASS工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池處理工業(yè)廢水的方法。
背景技術：
近年來隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，環(huán)境間題日益突出，大量的未經(jīng)控制治理的污水直接或間接排入水體，大大超過了環(huán)境容量，使污染日益嚴重。工業(yè)廢水是造成水環(huán)境污染的重要污染源，其主要特點是有機物濃度高、污染物濃度范圍寬波動大、水質復雜，對生態(tài)環(huán)境以及人類造成一定的危害。同時水資源的匱乏對污水回用的要求也越來越高。目前，國內外對工業(yè)廢水處理廣泛采用的方法是生物處理工藝，如好氧生物處理工藝中的活性污泥法、生物膜法和SBR法(序批式間歇活性污泥法)，厭氧生物處理工藝中的UASB (上流式厭氧污泥床)、厭氧污泥顆粒膨脹床和厭氧內循環(huán)反應器，或是好氧生物處理與厭氧生物處理相結合的綜合工藝。上述工藝雖然技術上比較成熟，但造價和運行費用較高，不適于在小型的工廠企業(yè)或是分散的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)中應用。經(jīng)對現(xiàn)有CASS工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池對工業(yè)廢水處理的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已有利用某單頂或組合技術進行工業(yè)廢水處理，如中國專利申請?zhí)?00710171219. 8，專利名稱為應用蚯蚓生物濾池處理工業(yè)廢水的方法，該專利自述為“蚯蚓生物濾池對工業(yè)廢水具有較好的處理效果，工藝簡單、投資運行費用低和無二次污染；其中應用實例以工業(yè)廢水和生活污水綜合廢水為處理對象，CODcr和BOD5的平均去除率都在85%以上，SS去除率達到90%，滿足國家《綜合污水排放》二級標準?！保涣硗鈱＠暾?zhí)?00420030055. 9，專利名稱為一體化膜-間歇式活性污泥反應器設備，該專利自述為“一體化設備主要包括有CASS 生化反應池、水平懸浮濾膜系統(tǒng)和單板機自動控制系統(tǒng)，能在城市污水處理與回用、中水回用、生活污水、醫(yī)院廢水、屠宰場廢水、高濃度工業(yè)廢水等處理中得到廣泛應用，緩解水資源短缺的矛盾”。綜上所述，雖然上述工藝能對工業(yè)廢水有效去除，但是單一 CASS池脫氮和除磷效率一般，單一蚯蚓生物濾池停留時間短，存在硝態(tài)氮積累和總氮去除率不高的缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對單一 CASS或是蚯蚓生態(tài)濾池對污染物去除方面存在的不足，提供一種應用生物和生態(tài)結合處理工業(yè)廢水的方法，即將CASS工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池進行有機的結合，二者協(xié)同處理不僅提高了污水中有機污染物的分解處理效率，而且加強脫氮除磷的效果，能耗低，自動化程度高、節(jié)省基建和運行費用。本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到一種利用CASS工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池處理工業(yè)廢水的方法廢水先通過格柵去除懸浮物，然后進入調節(jié)池中調節(jié)廢水的水質水量，再通入CASS池內進行處理，經(jīng)CASS 池處理的污水排入中間水池經(jīng)調節(jié)水量后，進入一級或多級串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進一步處理，出水即可；其中每級塔式蚯蚓生態(tài)濾池從底部至頂部依次由鵝卵石層、青石層、黃沙層和含蚯蚓的土壤層組成。本方法的第一步是將廢水先通過格柵去除其中的懸浮物，截留大體積懸浮污染物，去除的目的是保護后續(xù)處理單元和防止污水提升泵堵塞，格柵由程序控制清渣時間。格柵可采用自動清渣，格柵的清渣時間由具體水質情況而定，當污水中懸浮物多時，增加清渣的頻率，當懸浮物少時，減少清渣的次數(shù)，PLC程序控制的時間范圍在10分鐘 1周之間。本發(fā)明的廢水選自生活污水、制糖廢水、肉食加工廢水、啤酒廢水或養(yǎng)殖廢水中的一種或幾種。上述格柵的柵間距為15 30mm。本方法的第二步是將格柵出水進入調節(jié)池中調節(jié)廢水的水質水量，有利于后續(xù)處理單元的有效均衡運行，污水提升泵安置其中，通過液位儀控制泵的啟停。本方法的第三步是污水進入CASS池處理。CASS池包括預反應區(qū)和主反應區(qū)，污水先在前部的生物反應區(qū)(預反應區(qū))，經(jīng)歷一個高負荷的基質快速積累過程，隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個低負荷的基質降解過程，通過曝氣機和潷水器的作用，完成曝氣反應、沉淀和排水的工作循環(huán)，使系統(tǒng)處于好氧-缺氧周期性變化中，完成對污染物質的高效去除和降解。 主反應區(qū)內的曝氣時間為30min 4h，沉淀時間為Ih 2h，排水時間為30min 1. 5h。 CASS工藝主反應區(qū)內的運行周期所包含的曝氣、沉淀和排水時間可以由PLC控制調節(jié)，水質發(fā)生變化時，調整各個階段的運行時間，優(yōu)化配比，將其輸入程序中自動運行。本方法的第四步是經(jīng)CASS工藝處理的污水流入中間水池，將污水(可通過提升泵)導入下一個處理單元，同時通過中間水池的溢流孔將過量的污水回流至調節(jié)池，即中間水池在其高液位上方20cm 50cm處設溢流口，該溢流口與所述調節(jié)池相通，過量污水回流至調節(jié)池。本方法的第五步是中間池出水進入一級或多級串聯(lián)(特別是三級串聯(lián))的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進一步處理，通過濾料的吸附和存在其中的微生物對污水中的污染物質進一步降解，增加脫氮除磷的效果，使污水達標排放。每級塔式蚯蚓生態(tài)濾池的組成為鵝卵石層 10 30cm、青石層20 40cm、黃沙層20 40cm，含蚯蚓的土壤層30 60cm。含蚯蚓(如赤子愛勝蚓)的土壤層的填料為秸桿和土壤，二者的體積比1 3 7，秸稈增加系統(tǒng)內碳源，在提高反硝化作用的同時增強了脫氮效果。所述含蚯蚓的土壤層中蚯蚓的密度為10 15g/L 土。從中間水池排出的污水進入塔式蚯蚓生態(tài)濾池，采用電動旋轉布水使污水分布均勻。所述的污水在塔式蚯蚓生態(tài)濾池內靠重力流動，經(jīng)由各級處理后自然流出，無需任何提升設備，同時濾池的外形建筑構造和顏色可根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境要求做出相應的調整。本方法的出水的CODcr、BOD5, SS和TP濃度可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放》 一級標準。本發(fā)明與現(xiàn)有工藝技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果CASS池穩(wěn)定可靠，耐負荷沖擊能力強，不發(fā)生污泥膨脹，自動化程度高，管理方便；建設費用低，占地面積和運行費用省，與普通曝氣法相比省去初沉池和二沉池，占地面積和建設費用分別節(jié)省20 30%和 25 30%，不需添加藥劑去除氮、磷，運行費用節(jié)省約20 30%。中間水池的加入有效防止了水力負荷過大對后續(xù)單元的沖擊，提高了整體運行的穩(wěn)定性。在前序處理基礎上，塔式蚯蚓濾池中的蚯蚓利用自身的活動特點增加濾池的滲透率的同時提高有機物的分解效率，土壤中秸稈的加入增強系統(tǒng)的脫氮能力，多極濾料的設計使污水中磷進一步去除。經(jīng)過CASS池和塔式蚯蚓生態(tài)濾池的協(xié)同處理后，CODcr和SS的去除率在95%以上，NH4+和TP的去除率在98%以上，TN的去除率也達到85%，出水可用于廠區(qū)綠化、景觀或沖洗廁所，節(jié)約了水資源。此外，蚯蚓生態(tài)濾池的建筑構造和顏色可與廠區(qū)的環(huán)境協(xié)調一致，在完成污水處理的同時美化了周邊環(huán)境。


圖1是本發(fā)明的一種CASS工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池處理工業(yè)廢水的工藝流程圖。圖2是塔式蚯蚓濾池單級濾池填料結構圖。圖中，1- 土壤層，2-黃沙層，3-青石層，4-鵝卵石層。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施例做詳細說明如圖1所示，本發(fā)明由格柵、調節(jié)池、CASS池、中間水池和塔式蚯蚓生態(tài)濾池五部分組成。(1)廢水先進入格柵，當廢水流過時，呈懸浮狀的大體積污染物被截留，降低污水中的懸浮物保護后續(xù)處理設施。(2)出水進入調節(jié)池，使水質水量保持相對穩(wěn)定，保證后續(xù)處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定。(3)出水進入CASS池，包含預反應區(qū)和主反應區(qū)，主反應區(qū)集曝氣反應、沉淀和排水于一體，通過PLC控制反應時間，每一個工作周期微生物處于好氧-缺氧周期性變化中， 極大的降低了廢水中污染物和有機物的濃度。(4)經(jīng)CASS池處理的污水先進入中間水池，為的的是調節(jié)水量，保證后續(xù)處理單元的穩(wěn)定運行，當CASS池潷水過多或是雨天使中間水池水量猛增超過高水位界限，設在中間水池上部的溢流口把多余的污水回流至調節(jié)池。(5)經(jīng)潛水泵提升中間水池的水通過旋轉布水器均勻的灑在塔式蚯蚓生態(tài)濾池的表面，此處的塔式蚯蚓生態(tài)濾池采取三級串聯(lián)的構造，每級濾池濾料從上至下按圖2所示， 其中土壤層還含有蚯蚓和秸稈，蚯蚓添加密度12g/L 土，土壤層中秸稈和土壤的體積比為 1 5。通過多極濾料、塔式蚯蚓的設計和秸稈的添加，污水中的有機物進一步降解，脫氮除磷能力進一步增強，在達標排放或回用的前提下，美化了廠區(qū)環(huán)境。應用實例以化肥廠的工業(yè)廢水和生活污水混合而成的綜合廢水為處理對象。格柵采用條形格柵，柵間距15mm，傾角為45度，運行周期為Ih/天；調節(jié)池有效容積為75m3 ；CASS池有效容積200m3，主反應區(qū)運行周期4h (2h曝氣、Ih沉淀、Ih排水)；中間水池有效容積30m3，溢流孔設在高水位上20cm處；塔式蚯蚓生態(tài)濾池采用三級立方體構造，每級體積及填料選用完全相同，每級長、寬、高分別為1. 2m、0. 8m和0. 9m，土壤層、黃沙層、青石層和鵝卵石層的厚度分別為30cm、25cm、25cm和10cm，同時在土壤層上種有植物。 進水來自化肥廠的工業(yè)廢水和生活污水的綜合污水，經(jīng)處理后系統(tǒng)對CODcr、BOD5, SS和TP 的去除率分別達到95% 97%、92% 94%、94% 96%和95 97%，TN也有83% 88%的去除率，出水中的CODcr、BOD5, SS和TP濃度滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放》一級B標準。具體實驗結果和數(shù)據(jù)見表1。表 權利要求
1.一種利用CASS工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池處理工業(yè)廢水的方法，其特征在于廢水先通過格柵去除懸浮物，然后進入調節(jié)池中調節(jié)廢水的水質水量，再通入CASS池內進行處理，經(jīng)CASS池處理的污水排入中間水池經(jīng)調節(jié)水量后，進入一級或多級串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進一步處理，出水即可；其中每級塔式蚯蚓生態(tài)濾池從底部至頂部依次由鵝卵石層、青石層、黃沙層和含蚯蚓的土壤層組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述中間水池內的部分廢水回流至所述調節(jié)池內。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述廢水選自生活污水、制糖廢水、肉食加工廢水、啤酒廢水或養(yǎng)殖廢水中的一種或幾種。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述格柵的柵間距為15 30mm；所述格柵的清渣時間10分鐘 1周。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述CASS池包括預反應區(qū)和主反應區(qū)， 所述主反應區(qū)內的曝氣時間為30min 4h，沉淀時間為Ih 池，排水時間為30min 1.證。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述中間水池在其高液位上方20cm 50cm處設溢流口，該溢流口與所述調節(jié)池相通。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述中間水池的出水進入由三級串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進一步處理。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于每級塔式蚯蚓生態(tài)濾池的組成為鵝卵石層10 30cm、青石層20 40cm、黃沙層20 40cm，含蚯蚓的土壤層30 60cm。
9.根據(jù)權利要求1或8所述的方法，其特征在于所述含蚯蚓的土壤層的填料為秸桿和土壤，二者的體積比1 3 7，所述含蚯蚓的土壤層中蚯蚓的密度為10 15g/L 土。
10.根據(jù)權利要求1或8所述的方法，其特征在于所述一級或多級串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池的出水的CODcr、BOD5, SS和TP濃度達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放》一級標準。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用CASS工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池處理工業(yè)廢水的方法廢水先通過格柵去除懸浮物，然后進入調節(jié)池中調節(jié)廢水的水質水量，再通入CASS池內進行處理，經(jīng)CASS池處理的污水排入中間水池經(jīng)調節(jié)水量后，進入一級或多級串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進一步處理，出水即可；其中每級塔式蚯蚓生態(tài)濾池從底部至頂部依次由鵝卵石層、青石層、黃沙層和含蚯蚓的土壤層組成。本發(fā)明對工業(yè)廢水中的有機物降解效率高、脫氮除磷能力強、自動化程度高、投資和運行費用低，出水可用于廠區(qū)的綠化、景觀等用水，同時塔式蚯蚓生態(tài)濾池還有美化環(huán)境的作用。
文檔編號C02F9/14GK102249483SQ20111012624
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年5月16日
發(fā)明者張繼彪, 李軍狀, 梁越敢, 汪龍眠, 王家齊, 羅興章, 鄭賓國, 鄭正, 郭飛宏 申請人:南京大學