[发明专利]一种废水处理和污泥减量稳定化的装置及其废水处理方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理的设备及方法领域，更具体地说，涉及一种结合淹没式生物填料床和蚯蚓生态滤池的废水处理和污泥减量稳定化的装置及其废水处理方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的飞速发展，生活小区和畜牧业养殖厂数量激增，由此产生大量的生活和畜禽养殖废水，给赖以生存的环境带来了一定的负面影响，例如导致水体生态系统多样性的急剧下降和频现的河湖富营养化等问题，因此急需构建适合单独生活区或畜禽养殖污水特点的废水处理系统。如何高效去除其中的有机物和营养物质成为科研工作者面临的一项重要课题。近年来发展起来的小型污水处理工艺，按照处理方式的不同分为两类：一种是传统的污水处理方式，包括A/O工艺、生物接触氧化法等，这类工艺出水稳定、基建费用低、占地面积小，但运行费用偏高，操作管理复杂；第二种是土地处理方法，例如人工湿地、生物塘等，出水效果好、运行管理简单、运行费用低，但缺点是占地面积大，基建费用相对较高。

在污水处理运行过程中会产生大量的剩余污泥，污泥中存在的重金属、病原菌以及有机污染物，对人类的生产生活带来危害。传统的污泥处理处置方式有填埋、土地利用和焚烧，上述方法简便易行，但填埋选址或运行不当会污染地下水环境，土地利用会对周围的土地产生环境扰动，焚烧成本过高；文献中报道的新技术有利用微生物、超声波或者电离辐射处置污泥，上述技术对污泥的减量化和无害化起到一定作用，但是运行成本过高，有些技术还处于探索阶段。

研制管理简单、运行成本低，对废水和污泥高效处理的一体化系统势在必行。曝气生物滤池和蚯蚓生态滤池是近年来发展起来的污水处理工艺，与普通活性污泥法相比两工艺具有有机负荷高、占地面积小、投资省和不会产生污泥膨胀等优点，后一技术还可通过微生物和蚯蚓的协同作用，在污水处理同时实现污泥的减量化和稳定化。经对现有技术的检索发现，已有利用曝气生物滤池处理污水的技术如中国发明专利（公开号CN102963981A）提供了一种一体化曝气生物滤池深度脱氮的方法，整个装置由进水系统、一体化曝气生物滤池、碳源投加系统和反冲洗系统组成，该系统对污水中的氨氮和总氮有较高的去除率；中国发明专利：一种用于污水深度处理回用的方法（公开号CN103172216A），采用的曝气生物滤池的生化装置由进水管、反洗进水管、反洗进气管、曝气管、反洗排水管、出水管、布水器、承托填料、陶瓷滤料、池体和滤板构成。对蚯蚓生物滤池的检索发现，中国发明专利（公开号CN102674555A）涉及一种木质填料蚯蚓生物滤池及其处理村镇剩余污泥的方法，来自生物反应池后的二次沉淀中的剩余污泥进入污泥调节池中稀释后，由蠕动泵泵入锥形布水器，均匀分布后，进入滤床反应器，经赤子爱胜蚓摄食消化和微生物分解等作用，实现剩余污泥的减量化和稳定化处理；生活污水的微生物-蚯蚓生态滤池水处理系统（中国发明专利公开号CN1320568A）由格栅、曝气沉砂池、微生物-蚯蚓滤池和布水装置组成，此装置能在生产性条件下长期连续工作不会发生堵塞，不会产生二次污染，剩余污泥产生量少。

上述两种技术在实际应用中存在以下局限和不足：

1.曝气生物滤池长时间运行后污水中的悬浮固体易堵塞滤料造成水头损失和去除率下降，需定期反冲洗保证正常运行，管理复杂且运行成本较高，同时污水处理过程中产生的污泥减量化和无害化效果不明显；

2.单一蚯蚓生态滤池对污水中营养物质特别是总氮去除率较低，影响出水水质；

3.曝气生物滤池或蚯蚓生态滤池与其它技术的组合工艺存在运行成本偏高，有些占地面积大，同时集成技术只针对污水或者污泥，未能对两者都高效处理。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对各种现有的生活或畜禽养殖废水小型处理系统不能兼具运行成本低廉、污水和污泥高效处理的问题，本发明提供了一种废水处理和污泥减量稳定化的装置及其废水处理方法，充分发挥填料和蚯蚓协同作用机制，实现了占地面积小、运行费用省、高效去除污水中有机物和营养物质以及减少污泥危害的目的。

2.技术方案

本发明的原理：利用淹没式生物滤池和蚯蚓生态滤池滤料上的微生物功能菌和蚯蚓的共同作用去除污水中的有机物和营养物质，配以合适的运行工艺达到对滤料高效利用的目的；同时借助蚯蚓行为及自身生命活动特征，提升污水处理效果的同时对污泥减量稳定化发挥重要作用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：