专利名称：利用cass工艺和塔式蚯蚓生态滤池处理工业废水的方法
技术领域：
本发明属于环保技术领域的方法，具体是一种利用CASS工艺和塔式蚯蚓生态滤池处理工业废水的方法。
背景技术：
近年来随着经济和社会的快速发展，环境间题日益突出，大量的未经控制治理的污水直接或间接排入水体，大大超过了环境容量，使污染日益严重。工业废水是造成水环境污染的重要污染源，其主要特点是有机物浓度高、污染物浓度范围宽波动大、水质复杂，对生态环境以及人类造成一定的危害。同时水资源的匮乏对污水回用的要求也越来越高。目前，国内外对工业废水处理广泛采用的方法是生物处理工艺，如好氧生物处理工艺中的活性污泥法、生物膜法和SBR法(序批式间歇活性污泥法)，厌氧生物处理工艺中的UASB (上流式厌氧污泥床)、厌氧污泥颗粒膨胀床和厌氧内循环反应器，或是好氧生物处理与厌氧生物处理相结合的综合工艺。上述工艺虽然技术上比较成熟，但造价和运行费用较高，不适于在小型的工厂企业或是分散的乡镇企业中应用。经对现有CASS工艺和塔式蚯蚓生态滤池对工业废水处理的文献检索发现，现已有利用某单顶或组合技术进行工业废水处理，如中国专利申请号200710171219. 8，专利名称为应用蚯蚓生物滤池处理工业废水的方法，该专利自述为“蚯蚓生物滤池对工业废水具有较好的处理效果，工艺简单、投资运行费用低和无二次污染；其中应用实例以工业废水和生活污水综合废水为处理对象，CODcr和BOD5的平均去除率都在85%以上，SS去除率达到90%，满足国家《综合污水排放》二级标准。”；另外专利申请号200420030055. 9，专利名称为一体化膜-间歇式活性污泥反应器设备，该专利自述为“一体化设备主要包括有CASS 生化反应池、水平悬浮滤膜系统和单板机自动控制系统，能在城市污水处理与回用、中水回用、生活污水、医院废水、屠宰场废水、高浓度工业废水等处理中得到广泛应用，缓解水资源短缺的矛盾”。综上所述，虽然上述工艺能对工业废水有效去除，但是单一 CASS池脱氮和除磷效率一般，单一蚯蚓生物滤池停留时间短，存在硝态氮积累和总氮去除率不高的缺点。
发明内容
本发明的目的是针对单一 CASS或是蚯蚓生态滤池对污染物去除方面存在的不足，提供一种应用生物和生态结合处理工业废水的方法，即将CASS工艺和塔式蚯蚓生态滤池进行有机的结合，二者协同处理不仅提高了污水中有机污染物的分解处理效率，而且加强脱氮除磷的效果，能耗低，自动化程度高、节省基建和运行费用。本发明的目的可以通过以下措施达到一种利用CASS工艺和塔式蚯蚓生态滤池处理工业废水的方法废水先通过格栅去除悬浮物，然后进入调节池中调节废水的水质水量，再通入CASS池内进行处理，经CASS 池处理的污水排入中间水池经调节水量后，进入一级或多级串联的塔式蚯蚓生态滤池做进一步处理，出水即可；其中每级塔式蚯蚓生态滤池从底部至顶部依次由鹅卵石层、青石层、黄沙层和含蚯蚓的土壤层组成。本方法的第一步是将废水先通过格栅去除其中的悬浮物，截留大体积悬浮污染物，去除的目的是保护后续处理单元和防止污水提升泵堵塞，格栅由程序控制清渣时间。格栅可采用自动清渣，格栅的清渣时间由具体水质情况而定，当污水中悬浮物多时，增加清渣的频率，当悬浮物少时，减少清渣的次数，PLC程序控制的时间范围在10分钟 1周之间。本发明的废水选自生活污水、制糖废水、肉食加工废水、啤酒废水或养殖废水中的一种或几种。上述格栅的栅间距为15 30mm。本方法的第二步是将格栅出水进入调节池中调节废水的水质水量，有利于后续处理单元的有效均衡运行，污水提升泵安置其中，通过液位仪控制泵的启停。本方法的第三步是污水进入CASS池处理。CASS池包括预反应区和主反应区，污水先在前部的生物反应区(预反应区)，经历一个高负荷的基质快速积累过程，随后在主反应区经历一个低负荷的基质降解过程，通过曝气机和滗水器的作用，完成曝气反应、沉淀和排水的工作循环，使系统处于好氧-缺氧周期性变化中，完成对污染物质的高效去除和降解。 主反应区内的曝气时间为30min 4h，沉淀时间为Ih 2h，排水时间为30min 1. 5h。 CASS工艺主反应区内的运行周期所包含的曝气、沉淀和排水时间可以由PLC控制调节，水质发生变化时，调整各个阶段的运行时间，优化配比，将其输入程序中自动运行。本方法的第四步是经CASS工艺处理的污水流入中间水池，将污水(可通过提升泵)导入下一个处理单元，同时通过中间水池的溢流孔将过量的污水回流至调节池，即中间水池在其高液位上方20cm 50cm处设溢流口，该溢流口与所述调节池相通，过量污水回流至调节池。本方法的第五步是中间池出水进入一级或多级串联(特别是三级串联)的塔式蚯蚓生态滤池做进一步处理，通过滤料的吸附和存在其中的微生物对污水中的污染物质进一步降解，增加脱氮除磷的效果，使污水达标排放。每级塔式蚯蚓生态滤池的组成为鹅卵石层 10 30cm、青石层20 40cm、黄沙层20 40cm，含蚯蚓的土壤层30 60cm。含蚯蚓(如赤子爱胜蚓)的土壤层的填料为秸杆和土壤，二者的体积比1 3 7，秸秆增加系统内碳源，在提高反硝化作用的同时增强了脱氮效果。所述含蚯蚓的土壤层中蚯蚓的密度为10 15g/L 土。从中间水池排出的污水进入塔式蚯蚓生态滤池，采用电动旋转布水使污水分布均勻。所述的污水在塔式蚯蚓生态滤池内靠重力流动，经由各级处理后自然流出，无需任何提升设备，同时滤池的外形建筑构造和颜色可根据厂区的环境要求做出相应的调整。本方法的出水的CODcr、BOD5, SS和TP浓度可达到《城镇污水处理厂污染物排放》 一级标准。本发明与现有工艺技术相比，具有以下优点及有益效果CASS池稳定可靠，耐负荷冲击能力强，不发生污泥膨胀，自动化程度高，管理方便；建设费用低，占地面积和运行费用省，与普通曝气法相比省去初沉池和二沉池，占地面积和建设费用分别节省20 30%和 25 30%，不需添加药剂去除氮、磷，运行费用节省约20 30%。中间水池的加入有效防止了水力负荷过大对后续单元的冲击，提高了整体运行的稳定性。在前序处理基础上，塔式蚯蚓滤池中的蚯蚓利用自身的活动特点增加滤池的渗透率的同时提高有机物的分解效率，土壤中秸秆的加入增强系统的脱氮能力，多极滤料的设计使污水中磷进一步去除。经过CASS池和塔式蚯蚓生态滤池的协同处理后，CODcr和SS的去除率在95%以上，NH4+和TP的去除率在98%以上，TN的去除率也达到85%，出水可用于厂区绿化、景观或冲洗厕所，节约了水资源。此外，蚯蚓生态滤池的建筑构造和颜色可与厂区的环境协调一致，在完成污水处理的同时美化了周边环境。
图1是本发明的一种CASS工艺和塔式蚯蚓生态滤池处理工业废水的工艺流程图。图2是塔式蚯蚓滤池单级滤池填料结构图。图中，1- 土壤层，2-黄沙层，3-青石层，4-鹅卵石层。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例做详细说明如图1所示，本发明由格栅、调节池、CASS池、中间水池和塔式蚯蚓生态滤池五部分组成。(1)废水先进入格栅，当废水流过时，呈悬浮状的大体积污染物被截留，降低污水中的悬浮物保护后续处理设施。(2)出水进入调节池，使水质水量保持相对稳定，保证后续处理系统运行稳定。(3)出水进入CASS池，包含预反应区和主反应区，主反应区集曝气反应、沉淀和排水于一体，通过PLC控制反应时间，每一个工作周期微生物处于好氧-缺氧周期性变化中， 极大的降低了废水中污染物和有机物的浓度。(4)经CASS池处理的污水先进入中间水池，为的的是调节水量，保证后续处理单元的稳定运行，当CASS池滗水过多或是雨天使中间水池水量猛增超过高水位界限，设在中间水池上部的溢流口把多余的污水回流至调节池。(5)经潜水泵提升中间水池的水通过旋转布水器均勻的洒在塔式蚯蚓生态滤池的表面，此处的塔式蚯蚓生态滤池采取三级串联的构造，每级滤池滤料从上至下按图2所示， 其中土壤层还含有蚯蚓和秸秆，蚯蚓添加密度12g/L 土，土壤层中秸秆和土壤的体积比为 1 5。通过多极滤料、塔式蚯蚓的设计和秸秆的添加，污水中的有机物进一步降解，脱氮除磷能力进一步增强，在达标排放或回用的前提下，美化了厂区环境。应用实例以化肥厂的工业废水和生活污水混合而成的综合废水为处理对象。格栅采用条形格栅，栅间距15mm，倾角为45度，运行周期为Ih/天；调节池有效容积为75m3 ；CASS池有效容积200m3，主反应区运行周期4h (2h曝气、Ih沉淀、Ih排水)；中间水池有效容积30m3，溢流孔设在高水位上20cm处；塔式蚯蚓生态滤池采用三级立方体构造，每级体积及填料选用完全相同，每级长、宽、高分别为1. 2m、0. 8m和0. 9m，土壤层、黄沙层、青石层和鹅卵石层的厚度分别为30cm、25cm、25cm和10cm，同时在土壤层上种有植物。 进水来自化肥厂的工业废水和生活污水的综合污水，经处理后系统对CODcr、BOD5, SS和TP 的去除率分别达到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浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放》一级B标准。具体实验结果和数据见表1。表 权利要求
1.一种利用CASS工艺和塔式蚯蚓生态滤池处理工业废水的方法，其特征在于废水先通过格栅去除悬浮物，然后进入调节池中调节废水的水质水量，再通入CASS池内进行处理，经CASS池处理的污水排入中间水池经调节水量后，进入一级或多级串联的塔式蚯蚓生态滤池做进一步处理，出水即可；其中每级塔式蚯蚓生态滤池从底部至顶部依次由鹅卵石层、青石层、黄沙层和含蚯蚓的土壤层组成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述中间水池内的部分废水回流至所述调节池内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述废水选自生活污水、制糖废水、肉食加工废水、啤酒废水或养殖废水中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述格栅的栅间距为15 30mm；所述格栅的清渣时间10分钟 1周。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述CASS池包括预反应区和主反应区， 所述主反应区内的曝气时间为30min 4h，沉淀时间为Ih 池，排水时间为30min 1.证。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述中间水池在其高液位上方20cm 50cm处设溢流口，该溢流口与所述调节池相通。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述中间水池的出水进入由三级串联的塔式蚯蚓生态滤池做进一步处理。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于每级塔式蚯蚓生态滤池的组成为鹅卵石层10 30cm、青石层20 40cm、黄沙层20 40cm，含蚯蚓的土壤层30 60cm。
9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于所述含蚯蚓的土壤层的填料为秸杆和土壤，二者的体积比1 3 7，所述含蚯蚓的土壤层中蚯蚓的密度为10 15g/L 土。
10.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于所述一级或多级串联的塔式蚯蚓生态滤池的出水的CODcr、BOD5, SS和TP浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放》一级标准。
全文摘要
本发明公开了一种利用CASS工艺和塔式蚯蚓生态滤池处理工业废水的方法废水先通过格栅去除悬浮物，然后进入调节池中调节废水的水质水量，再通入CASS池内进行处理，经CASS池处理的污水排入中间水池经调节水量后，进入一级或多级串联的塔式蚯蚓生态滤池做进一步处理，出水即可；其中每级塔式蚯蚓生态滤池从底部至顶部依次由鹅卵石层、青石层、黄沙层和含蚯蚓的土壤层组成。本发明对工业废水中的有机物降解效率高、脱氮除磷能力强、自动化程度高、投资和运行费用低，出水可用于厂区的绿化、景观等用水，同时塔式蚯蚓生态滤池还有美化环境的作用。
文档编号C02F9/14GK102249483SQ20111012624
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者张继彪, 李军状, 梁越敢, 汪龙眠, 王家齐, 罗兴章, 郑宾国, 郑正, 郭飞宏 申请人:南京大学