專(zhuān)利名稱(chēng)：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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(guò)了環(huán)境容量，使污染日益嚴(yán)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(diǎn)是有機(jī)物濃度高、污染物濃度范圍寬波動(dòng)大、水質(zhì)復(fù)雜，對(duì)生態(tài)環(huán)境以及人類(lèi)造成一定的危害。同時(shí)水資源的匱乏對(duì)污水回用的要求也越來(lái)越高。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)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(nèi)循環(huán)反應(yīng)器，或是好氧生物處理與厭氧生物處理相結(jié)合的綜合工藝。上述工藝雖然技術(shù)上比較成熟，但造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)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(yīng)用。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有CASS工藝和塔式蚯蚓生態(tài)濾池對(duì)工業(yè)廢水處理的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已有利用某單頂或組合技術(shù)進(jìn)行工業(yè)廢水處理，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00710171219. 8，專(zhuān)利名稱(chēng)為應(yīng)用蚯蚓生物濾池處理工業(yè)廢水的方法，該專(zhuān)利自述為“蚯蚓生物濾池對(duì)工業(yè)廢水具有較好的處理效果，工藝簡(jiǎn)單、投資運(yùn)行費(fèi)用低和無(wú)二次污染；其中應(yīng)用實(shí)例以工業(yè)廢水和生活污水綜合廢水為處理對(duì)象，CODcr和BOD5的平均去除率都在85%以上，SS去除率達(dá)到90%，滿足國(guó)家《綜合污水排放》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?！保涣硗鈱?zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00420030055. 9，專(zhuān)利名稱(chēng)為一體化膜-間歇式活性污泥反應(yīng)器設(shè)備，該專(zhuān)利自述為“一體化設(shè)備主要包括有CASS 生化反應(yīng)池、水平懸浮濾膜系統(tǒng)和單板機(jī)自動(dòng)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(chǎng)廢水、高濃度工業(yè)廢水等處理中得到廣泛應(yīng)用，緩解水資源短缺的矛盾”。綜上所述，雖然上述工藝能對(duì)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(shí)間短，存在硝態(tài)氮積累和總氮去除率不高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)單一 CASS或是蚯蚓生態(tài)濾池對(duì)污染物去除方面存在的不足，提供一種應(yīng)用生物和生態(tài)結(jié)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(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，二者協(xié)同處理不僅提高了污水中有機(jī)污染物的分解處理效率，而且加強(qiáng)脫氮除磷的效果，能耗低，自動(dòng)化程度高、節(jié)省基建和運(yùn)行費(fèi)用。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)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(guò)格柵去除懸浮物，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)水量，再通入CASS池內(nèi)進(jìn)行處理，經(jīng)CASS 池處理的污水排入中間水池經(jīng)調(diào)節(jié)水量后，進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進(jìn)一步處理，出水即可；其中每級(jí)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(guò)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(hù)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(shí)間。格柵可采用自動(dòng)清渣，格柵的清渣時(shí)間由具體水質(zhì)情況而定，當(dāng)污水中懸浮物多時(shí)，增加清渣的頻率，當(dāng)懸浮物少時(shí)，減少清渣的次數(shù)，PLC程序控制的時(shí)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(jìn)入調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)水量，有利于后續(xù)處理單元的有效均衡運(yùn)行，污水提升泵安置其中，通過(guò)液位儀控制泵的啟停。本方法的第三步是污水進(jìn)入CASS池處理。CASS池包括預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，污水先在前部的生物反應(yīng)區(qū)(預(yù)反應(yīng)區(qū))，經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程，通過(guò)曝氣機(jī)和潷水器的作用，完成曝氣反應(yīng)、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(duì)污染物質(zhì)的高效去除和降解。 主反應(yīng)區(qū)內(nèi)的曝氣時(shí)間為30min 4h，沉淀時(shí)間為Ih 2h，排水時(shí)間為30min 1. 5h。 CASS工藝主反應(yīng)區(qū)內(nèi)的運(yùn)行周期所包含的曝氣、沉淀和排水時(shí)間可以由PLC控制調(diào)節(jié)，水質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，調(diào)整各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間，優(yōu)化配比，將其輸入程序中自動(dòng)運(yùn)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(guò)提升泵)導(dǎo)入下一個(gè)處理單元，同時(shí)通過(guò)中間水池的溢流孔將過(guò)量的污水回流至調(diào)節(jié)池，即中間水池在其高液位上方20cm 50cm處設(shè)溢流口，該溢流口與所述調(diào)節(jié)池相通，過(guò)量污水回流至調(diào)節(jié)池。本方法的第五步是中間池出水進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)串聯(lián)(特別是三級(jí)串聯(lián))的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進(jìn)一步處理，通過(guò)濾料的吸附和存在其中的微生物對(duì)污水中的污染物質(zhì)進(jìn)一步降解，增加脫氮除磷的效果，使污水達(dá)標(biāo)排放。每級(jí)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(ài)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(nèi)碳源，在提高反硝化作用的同時(shí)增強(qiáng)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(jìn)入塔式蚯蚓生態(tài)濾池，采用電動(dòng)旋轉(zhuǎn)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(nèi)靠重力流動(dòng)，經(jīng)由各級(jí)處理后自然流出，無(wú)需任何提升設(shè)備，同時(shí)濾池的外形建筑構(gòu)造和顏色可根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境要求做出相應(yīng)的調(diào)整。本方法的出水的CODcr、BOD5, SS和TP濃度可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放》 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明與現(xiàn)有工藝技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果CASS池穩(wěn)定可靠，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，不發(fā)生污泥膨脹，自動(dòng)化程度高，管理方便；建設(shè)費(fèi)用低，占地面積和運(yùn)行費(fèi)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(shè)費(fèi)用分別節(jié)省20 30%和 25 30%，不需添加藥劑去除氮、磷，運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省約20 30%。中間水池的加入有效防止了水力負(fù)荷過(guò)大對(duì)后續(xù)單元的沖擊，提高了整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。在前序處理基礎(chǔ)上，塔式蚯蚓濾池中的蚯蚓利用自身的活動(dòng)特點(diǎn)增加濾池的滲透率的同時(shí)提高有機(jī)物的分解效率，土壤中秸稈的加入增強(qiáng)系統(tǒng)的脫氮能力，多極濾料的設(shè)計(jì)使污水中磷進(jìn)一步去除。經(jīng)過(guò)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(dá)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(gòu)造和顏色可與廠區(qū)的環(huán)境協(xié)調(diào)一致，在完成污水處理的同時(shí)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(jí)濾池填料結(jié)構(gòu)圖。圖中，1- 土壤層，2-黃沙層，3-青石層，4-鵝卵石層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明如圖1所示，本發(fā)明由格柵、調(diào)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(jìn)入格柵，當(dāng)廢水流過(guò)時(shí)，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(hù)后續(xù)處理設(shè)施。(2)出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，使水質(zhì)水量保持相對(duì)穩(wěn)定，保證后續(xù)處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。(3)出水進(jìn)入CASS池，包含預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，主反應(yīng)區(qū)集曝氣反應(yīng)、沉淀和排水于一體，通過(guò)PLC控制反應(yīng)時(shí)間，每一個(gè)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(jī)物的濃度。(4)經(jīng)CASS池處理的污水先進(jìn)入中間水池，為的的是調(diào)節(jié)水量，保證后續(xù)處理單元的穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)CASS池潷水過(guò)多或是雨天使中間水池水量猛增超過(guò)高水位界限，設(shè)在中間水池上部的溢流口把多余的污水回流至調(diào)節(jié)池。(5)經(jīng)潛水泵提升中間水池的水通過(guò)旋轉(zhuǎn)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(jí)串聯(lián)的構(gòu)造，每級(jí)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(guò)多極濾料、塔式蚯蚓的設(shè)計(jì)和秸稈的添加，污水中的有機(jī)物進(jìn)一步降解，脫氮除磷能力進(jìn)一步增強(qiáng)，在達(dá)標(biāo)排放或回用的前提下，美化了廠區(qū)環(huán)境。應(yīng)用實(shí)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(duì)象。格柵采用條形格柵，柵間距15mm，傾角為45度，運(yùn)行周期為Ih/天；調(diào)節(jié)池有效容積為75m3 ；CASS池有效容積200m3，主反應(yīng)區(qū)運(yùn)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(shè)在高水位上20cm處；塔式蚯蚓生態(tài)濾池采用三級(jí)立方體構(gòu)造，每級(jí)體積及填料選用完全相同，每級(jí)長(zhǎng)、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(shí)在土壤層上種有植物。 進(jìn)水來(lái)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(duì)CODcr、BOD5, SS和TP 的去除率分別達(dá)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(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。表 權(quán)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(guò)格柵去除懸浮物，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)水量，再通入CASS池內(nèi)進(jìn)行處理，經(jīng)CASS池處理的污水排入中間水池經(jīng)調(diào)節(jié)水量后，進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進(jìn)一步處理，出水即可；其中每級(jí)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(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述中間水池內(nèi)的部分廢水回流至所述調(diào)節(jié)池內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)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(quán)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(shí)間10分鐘 1周。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述CASS池包括預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)， 所述主反應(yīng)區(qū)內(nèi)的曝氣時(shí)間為30min 4h，沉淀時(shí)間為Ih 池，排水時(shí)間為30min 1.證。
6.根據(jù)權(quán)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(shè)溢流口，該溢流口與所述調(diào)節(jié)池相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述中間水池的出水進(jìn)入由三級(jí)串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進(jìn)一步處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每級(jí)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(quán)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(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于所述一級(jí)或多級(jí)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(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)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(guò)格柵去除懸浮物，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)水量，再通入CASS池內(nèi)進(jìn)行處理，經(jīng)CASS池處理的污水排入中間水池經(jīng)調(diào)節(jié)水量后，進(jìn)入一級(jí)或多級(jí)串聯(lián)的塔式蚯蚓生態(tài)濾池做進(jìn)一步處理，出水即可；其中每級(jí)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(duì)工業(yè)廢水中的有機(jī)物降解效率高、脫氮除磷能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、投資和運(yùn)行費(fèi)用低，出水可用于廠區(qū)的綠化、景觀等用水，同時(shí)塔式蚯蚓生態(tài)濾池還有美化環(huán)境的作用。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102249483SQ20111012624
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)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(guó), 鄭正, 郭飛宏 申請(qǐng)人:南京大學(xué)