申請(qǐng)日2013.12.04

　　公開(kāi)(公告)日2014.02.26

　　IPC分類號(hào)C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，包括如下工序：a.對(duì)生活污水進(jìn)行水解和酸化處理;b.對(duì)所述生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵;c.對(duì)所述生活污水進(jìn)行沉淀處理;d.使所述生活污水從下通過(guò)可吸附及生物降解有機(jī)物的至少一個(gè)活性生物膜濾獲得濾液;e.使所述濾液與氧氣充分接觸;f.收集氧化降解后的濾液;或?qū)��?jīng)氧化降解的濾液進(jìn)行消毒后再行收集。本發(fā)明提供的一種污水處理方法，采用先水解酸化后沉降處理的方法，使沉降后的廢渣有機(jī)污染物含量能夠達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而減少進(jìn)入后續(xù)處理的固體雜質(zhì)，有效防止其在后續(xù)處理中堵塞設(shè)備，從而使本發(fā)明的無(wú)動(dòng)力污水處理目的得以實(shí)現(xiàn)。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，包括如下工序：

　　a.對(duì)生活污水進(jìn)行水解和酸化處理，將污水中的難溶于水的大分子污染物水解為水溶性小分子物質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生有機(jī)酸;

　　b.對(duì)所述生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵，將其中的小分子物質(zhì)及有機(jī)酸降解為水和二氧化碳，同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣體;

　　c.對(duì)所述生活污水進(jìn)行沉淀處理，除去沉淀的不溶性雜質(zhì);

　　d.使所述生活污水從下通過(guò)可吸附及有氧/無(wú)氧生物降解有機(jī)物的至少一個(gè)活性生物膜，進(jìn)行生物活性過(guò)濾處理，獲得濾液;

　　e.使所述濾液與氧氣充分接觸，進(jìn)一步氧化降解其中的有機(jī)物;

　　f.收集氧化降解后的濾液;或?qū)��?jīng)氧化降解的濾液進(jìn)行消毒后再行收集。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述活性生物膜包括毛刷狀聚碳酸酯構(gòu)成的基層以及與所述基層復(fù)合、具有生物降解活性的降解層;所述降解層的原料包括按重量計(jì)40-70份的瓊脂、5-25份氨基硅球、10-15份的海藻酸鈉、1-5份的聚乙烯肽胺以及8-20份的生物活性材料。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述生物活性材料由按重量計(jì)7-15份的活性污泥提取物以及1-5份濃度為105-107cfu/mL的鼻疽諾卡氏菌菌懸液制成;所述活性污泥提取物為按重量計(jì)干重2-15份的活性污泥與30-45份的清水混合并通過(guò)旋轉(zhuǎn)式搖床以100-300r/min的轉(zhuǎn)速震蕩3-5min而成。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述生物活性膜 的制備方法為將所述瓊脂、海藻酸鈉、聚乙烯肽胺混合，加入體積為所述混合物1.5-2倍的水，加熱至80-90℃使上述混合物溶于水制成熔膠;將熔膠倒入邊長(zhǎng)與基層相同的容器中，冷卻至70℃時(shí)加入所述氨基硅球，并將所述基層浸入熔膠;溶膠凝固后，將其取出并于溶膠表面涂覆所述活性污泥提取物，置于20-30℃環(huán)境中干燥30-50min;再向溶膠表面涂覆所述鼻疽諾卡氏菌菌懸液，置于30-35℃環(huán)境中靜置2-5小時(shí)。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述活性生物膜 數(shù)量為3-5塊，每塊活性生物膜 面積為0.5-1m2;所述工序d中生活污水是以0.1-0.5m/min的速度流經(jīng)活性生物膜，其溫度為40℃-50℃ 。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述工序d在一生物膜過(guò)濾室中進(jìn)行，所述活性生物膜水平或豎直地設(shè)置于生物膜過(guò)濾室中，生物過(guò)濾室底部設(shè)有供生活污水進(jìn)入的進(jìn)水口，活性生物膜底部距進(jìn)水口的垂直距離為0.5-1m;活性生物膜上方設(shè)有供完成過(guò)濾的濾液流走的出水口。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述工序e是在一與所述生物膜過(guò)濾室出水口連通的氧化室內(nèi)進(jìn)行的;所述氧化室內(nèi)充滿氧氣，其內(nèi)壁設(shè)有表面起伏的凹凸部。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述氧化室為一端與生物膜過(guò)濾室連通、另一端為排水口的蛇形管，污水在蛇形管中流動(dòng)5-10小時(shí)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述工序a中水解是指使用曝氣及好氧活性污泥方法將生活污水中難溶的大分子有機(jī)污染物分解為水溶性的小分子物質(zhì);所述酸化是指采用厭氧產(chǎn)酸微生物在充滿CO2氣體的密封環(huán)境下、40-60℃溫度下將生活污水中的碳水化合物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸直至生活污水pH降至2.1-3.4。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，其特征在于：所述工序b中對(duì)所述生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵是指使用甲烷發(fā)酵微生物在充滿CO2氣體的密封環(huán)境、30-50℃條件下對(duì)生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵，每10m3的生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵處理36-50小時(shí)。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)動(dòng)力污水處理方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，水資源問(wèn)題日益突出。水資源短缺與水污染已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。生活污水最為國(guó)內(nèi)水體污染的重要污染源之一，具有來(lái)源廣泛、成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、流量波動(dòng)大等特點(diǎn)，采用常規(guī)的污水凈化方法難以獲得理想的處理效果。采用生物膜處理生活污水，具有有機(jī)污染物降解效率高、實(shí)適用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，主要有生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化、生物滴濾池、曝氣生物濾池、移動(dòng)床生物膜法等。但上述現(xiàn)有的生物膜處理污水的方法普遍存在存在蚊蠅孳生、對(duì)不同類型污水凈化效果波動(dòng)大、效率低級(jí)運(yùn)行穩(wěn)定性不足、易發(fā)生堵塞而縮短運(yùn)行周期等缺點(diǎn)。為防止設(shè)備發(fā)生堵塞、提高處理效率，通常還會(huì)采用污水提升泵等提高污水流速，運(yùn)行能耗高，維護(hù)頻率高。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　有鑒于此，本發(fā)明公開(kāi)一種能夠有效凈化生活污水、低能耗、防設(shè)備堵塞的生活污水處理方法。

　　本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

　　.一種無(wú)動(dòng)力生活污水處理方法，包括如下工序：

　　a.對(duì)生活污水進(jìn)行水解和酸化處理，將污水中的難溶于水的大分子污染物水解為水溶性小分子物質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生有機(jī)酸;

　　b.對(duì)所述生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵，將其中的小分子物質(zhì)及有機(jī)酸降解為水和二氧化碳，同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣體;

　　c.對(duì)所述生活污水進(jìn)行沉淀處理，除去沉淀的不溶性雜質(zhì);

　　d.使所述生活污水從下往上流經(jīng)可吸附及有氧/無(wú)氧生物降解有機(jī)物的活性生物膜，進(jìn)行生物活性過(guò)濾處理，獲得濾液;

　　e.使所述濾液與氧氣充分接觸，進(jìn)一步氧化降解其中的有機(jī)物;

　　f.收集氧化降解后的濾液;或?qū)��?jīng)氧化降解的濾液進(jìn)行消毒后再行收集。

　　本發(fā)明首先對(duì)生活污水進(jìn)行水解，將污水中的不溶性大分子有機(jī)污染物分解為能溶于水的小分子有機(jī)物，一方面能夠?yàn)楹罄m(xù)的甲烷發(fā)酵提供更高效的反應(yīng)底物，另一方面也能防止不溶于水的大分子有機(jī)物在后續(xù)的處理中堵塞設(shè)備。酸化處理能夠降低生活污水的pH值，使生活污水形成一更有利于甲烷發(fā)酵的環(huán)境;同時(shí)酸化處理產(chǎn)生的有機(jī)酸亦能促進(jìn)污水有機(jī)物的溶解度。甲烷發(fā)酵能夠有效去除生活污水中的一部分有機(jī)物，同時(shí)產(chǎn)生可供生產(chǎn)、生活利用的甲烷沼氣。工序c則進(jìn)一步除去生活污水中的難溶物質(zhì)及前處理產(chǎn)生的浮沫、廢渣等，防止其進(jìn)入后續(xù)步驟，從而保持設(shè)備的暢通。由于以先行對(duì)污水進(jìn)行了水解和酸化，污水中不溶性物質(zhì)所含有機(jī)污染物基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，故所述浮沫和廢渣均鵝直接排放至環(huán)境中。本發(fā)明采用可吸附及生物降解有機(jī)物的活性生物膜對(duì)生活污水進(jìn)行過(guò)濾，其能夠?qū)⑸�活污水中的絕大部分有機(jī)物吸附并于隨后降解，經(jīng)過(guò)濾的濾液可直接排放或進(jìn)入下一處理工序而無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間等待其降解。由于生活污水已經(jīng)過(guò)水解、酸化、沉降、甲烷發(fā)酵等處理，其中的不溶性物質(zhì)已被控制在濃度最低的程度，從而有效防止活性生物膜的損壞，使其具有較長(zhǎng)的使用壽命。由于本發(fā)明采用活性生物膜取代普通的活性污泥，具有回收、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，且無(wú)需在采用污泥回收設(shè)備對(duì)污泥進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。此外，活性生物膜也不會(huì)如活性污泥般存在堵塞設(shè)備之虞，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明無(wú)動(dòng)力污水處理的目的。

　　所述活性生物膜包括包括毛刷狀聚碳酸酯構(gòu)成的基層以及與所述基層復(fù)合、具有生物降解活性的降解層;所述降解層的原料包括按重量計(jì)40-70份的瓊脂、5-25份氨基硅球、10-15份的海藻酸鈉、1-5份的聚乙烯肽胺以及8-20份的生物活性材料。

　　聚碳酸酯具有性質(zhì)穩(wěn)定、生物親和力強(qiáng)、機(jī)械性能優(yōu)秀等優(yōu)點(diǎn)，用其作為基層可有效提高活性生物膜的強(qiáng)度，使之不易損壞。毛刷狀的聚碳酸酯基層可有效增大活性生物膜的表面積，提供可供生物活性材料的附著的面積及與廢水接觸的面積。以本發(fā)明的用量調(diào)配瓊脂、氨基硅球、海藻酸鈉、聚乙烯肽胺為原料制造的降解層，能夠使生物活性物質(zhì)牢固地附著于其上，同時(shí)又具有良好的滲透性供廢水中的有機(jī)物進(jìn)入與生物活性物質(zhì)反應(yīng)，還具有較高的強(qiáng)度，不易被分解或廢水侵蝕而破損。尤其是其中的氨基硅球，對(duì)非極性有機(jī)污染物具有極強(qiáng)的富集能力，能夠提高生物活性膜附近非極性有機(jī)物的濃度，提高其降解效率。

　　所述生物活性材料由按重量計(jì)7-15份的活性污泥提取物以及1-5份濃度為105-107cfu/mL的鼻疽諾卡氏菌菌懸液制成;所述活性污泥提取物為按重量計(jì)干重2-15份的活性污泥與30-45份的清水混合并通過(guò)旋轉(zhuǎn)式搖床以100-300r/min的轉(zhuǎn)速震蕩3-5min而成。

　　所述活性污泥可以是任一種用于污水處理的活性污泥。本發(fā)明中生物活性物質(zhì)選用活性污泥提取物與鼻疽諾卡氏菌菌懸液組成�；钚晕勰啻嬖诰�種豐富、活性高等優(yōu)點(diǎn)。許多研究相信這是活性污泥菌群的協(xié)同作用，但將上述微生物菌群從活性污泥分離后單獨(dú)用于污水處理，其性能有較大的下降。而直接利用活性污泥進(jìn)行污水處理，則具有處理周期長(zhǎng)、污泥回收困難、容易堵塞設(shè)備、無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力等問(wèn)題。因此本發(fā)明采用對(duì)活性污泥提取物附著于生物活性膜，進(jìn)行污水處理。而發(fā)明人同時(shí)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的生物活性膜具有增強(qiáng)活性污泥提取物的生物活性。鼻疽諾卡氏菌(Noeardia·fareiniea)，屬于諾卡式菌科的一種，廣泛存在于自然界中。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將其附著于本發(fā)明的生物活性膜上，能夠與所述活性污泥提取物協(xié)同作用而增強(qiáng)對(duì)漂染廢水中的芳香類有機(jī)物的降解能力。此外，當(dāng)廢水的pH被調(diào)為3.8-4時(shí)，本發(fā)明的生物活性膜能夠發(fā)揮最大的降解活性。

　　所述生物活性膜 的制備方法為將所述瓊脂、海藻酸鈉、聚乙烯肽胺混合，加入體積為所述混合物1.5-2倍的水，加熱至80-90℃使上述混合物溶于水制成熔膠;將熔膠倒入邊長(zhǎng)與基層相同的容器中，冷卻至70℃時(shí)加入所述氨基硅球，并將所述基層浸入熔膠;溶膠凝固后，將其取出并于溶膠表面涂覆所述活性污泥提取物，置于20-30℃環(huán)境中干燥30-50min;再向溶膠表面涂覆所述鼻疽諾卡氏菌菌懸液，置于30-35℃環(huán)境中靜置2-5小時(shí)。

　　采用上述方法制成的生物活性膜，具有比表面積大、有機(jī)物易于滲透、生物活性物質(zhì)附著牢固、降解活性高、生物活性物質(zhì)無(wú)需另外活化處理及機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。

　　所述活性生物膜 數(shù)量為3-5塊，每塊活性生物膜 面積為0.5-1m2;所述工序d中生活污水是以0.1-0.5m/min的速度流經(jīng)活性生物膜，其溫度為40℃-50℃ 。

　　生活污水流經(jīng)活性生物膜后，其所殘留的大部分有機(jī)物均被活性生物膜所吸附;40℃-50℃的溫度能夠最大程度地提高活性生物膜的降解活性劑吸附能力，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理而不中斷處理過(guò)程。經(jīng)本發(fā)明活性生物膜處理后，污水中的有機(jī)物

　　所述工序d在一生物膜過(guò)濾室中進(jìn)行，所述活性生物膜水平或豎直地設(shè)置于生物膜過(guò)濾室中，生物過(guò)濾室底部設(shè)有供生活污水進(jìn)入的進(jìn)水口，活性生物膜底部距進(jìn)水口的垂直距離為0.5-1m;活性生物膜上方設(shè)有供完成過(guò)濾的濾液流走的出水口。

　　所述工序e是在一與所述生物膜過(guò)濾室出水口連通的氧化室內(nèi)進(jìn)行的;所述氧化室內(nèi)充滿氧氣，其內(nèi)壁設(shè)有表面起伏的凹凸部。

　　凹凸部能夠增強(qiáng)氧化室內(nèi)水流的湍流，從而促進(jìn)水體的溶氧濃度，促進(jìn)殘留微量有機(jī)物的進(jìn)一步降解。

　　所述氧化室為一端與生物膜過(guò)濾室連通、另一端為排水口的蛇形管，污水在蛇形管中流動(dòng)5-10小時(shí)。

　　所述工序a中水解是指使用曝氣及好氧活性污泥方法將生活污水中難溶的大分子有機(jī)污染物分解為水溶性的小分子物質(zhì);所述酸化是指采用厭氧產(chǎn)酸微生物在充滿CO2氣體的密封環(huán)境下、40-60℃溫度下將生活污水中的碳水化合物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸直至生活污水pH降至2.1-3.4。

　　所述工序b中對(duì)所述生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵是指使用甲烷發(fā)酵微生物在充滿CO2氣體的密封環(huán)境、30-50℃條件下對(duì)生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵，每10m3的生活污水進(jìn)行甲烷發(fā)酵處理36-50小時(shí)。本發(fā)明中，經(jīng)水解、酸化、甲烷發(fā)酵處理后，有機(jī)污染物去除率達(dá)到25%以上。流經(jīng)活性生物膜后，污水中的有機(jī)物再次被減少44%。經(jīng)氧化室處理后，所排出的水流有機(jī)物含量為再被降低10%以上。

　　在傳染病流行期間，還可將氧化室流出的水引至消毒井中進(jìn)行消毒處理。

　　本發(fā)明提供的一種污水處理方法，采用先水解酸化后沉降處理的方法，使沉降后的廢渣有機(jī)污染物含量能夠達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而減少進(jìn)入后續(xù)處理的固體雜質(zhì)，有效防止其在后續(xù)處理中堵塞設(shè)備，從而為本發(fā)明的無(wú)動(dòng)力污水處理目的得以實(shí)現(xiàn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí)本發(fā)明采用固定了具有降解活性的污泥提取物的活性生物膜進(jìn)行污水處理，解決了現(xiàn)有技術(shù)中活性污泥的回收機(jī)清理需要較大動(dòng)力的問(wèn)題，只需持續(xù)輸入污水便可實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理，無(wú)需外源動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力的污水處理。此外，本發(fā)明所提供的活性生物膜具有富集吸附污水中的有機(jī)污染物的功能，從而提高污水處理的速率，實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理的目的。