專利名稱：厭氧微孔曝氣氧化溝反應器及污水處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于城市生活污水處理的設施及方法，特別涉及一種用于滿足深 度脫氮除磷要求的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器及應用該反應器進行污水處理的方法。
背景技術：
為了保護水環(huán)境，降低污染，近年來我國加大了對城市污水處理廠的建設力度。目 前適合于城市污水處理的工藝有活性污泥法工藝、SBR法及其變種工藝、氧化溝工藝等主流 技術。然而，城市污水處理也是高能耗行業(yè)之一，高能耗造成了污水處理設施運營成本高， 是導致污水處理廠不能正常運行的重要原因之一。因此，污水處理的節(jié)能降耗已成為保障 城市污水處理廠的正常運行亟需解決的問題。氧化溝自20世紀50年問世以來，由于其結構簡單、運行操作簡便和穩(wěn)定的處理效 果而在世界各地被廣泛研究與應用，而且不斷有新型氧化溝涌現。近年來，氧化溝工藝在我 國城市污水處理方面的應用相當普遍。2006年采用氧化溝的污水廠已有154家，接近現有 城市污水處理廠的三分之一。目前常見的氧化溝類型包括卡魯塞爾(Carrouse)氧化溝、雙溝或三溝交替式氧 化溝、奧貝爾(Orbal)氧化溝和帕斯維爾(Pasveer)氧化溝等。這些氧化溝大多以裸露于 地面且呈環(huán)形或條形回路的溝渠構成其主體反應部分，并具備氧化和沉淀處理能力。這些現有的氧化溝通常利用表面曝氣裝置供氧和推動水流前進，這些設備的特點 是安裝維修簡單，使用方便。但是其存在的問題就是所配備設備的運行功率高，單方水處理 的能耗高，這種供氧方式能耗一般在15 25w/m3。同時這些設備的曝氣效果也只能波及水 下1-2米的距離，它們通過轉刷、轉碟等設備將混合液上層部分攪拌混合供氧，進而帶動下 層部分混合供氧，所以通常這些氧化溝工藝的池深不大。此外，氧化溝的運行特征是低負荷、長污泥齡，因此處理效果穩(wěn)定、出水水質好，并 且可達到較高的總氮去除率。然而，從生物脫氮除磷的原理來看，長污泥齡有利于硝化菌 的生長，可以獲得高脫氮效率；但生物除磷是通過剩余污泥的排放使磷從系統(tǒng)中去除，因此 長污泥齡是導致生物除磷效率不高的重要原因。盡管目前一些氧化溝工藝中增加了厭氧反 應器，但除磷效率的提高通常需要縮短污泥齡。隨著污泥齡的縮短，氧化溝原有的優(yōu)勢被削 弱。因此，在保持氧化溝特點的基礎上提高脫氮除磷效果是一技術難點。所以，這些現有的氧化溝本身具有某些缺點，一是氧化溝進行供氧時所消耗的能 量與有機物體積負荷之比較高；二是占地面積較大，主要是受制于表面曝氣裝置的供氧效 率低、需要較大的推動力和溝深較淺等原因；三是脫氮除磷效果不佳，難以滿足城市污水行 業(yè)深度脫氮除磷的要求。由于氧化溝技術在我國大規(guī)模應用的時間較短，大多是引進和復制，缺乏系統(tǒng)的 研究和總結，而如何降低氧化溝的能耗和提高脫氮除磷效率，是保證氧化溝系統(tǒng)穩(wěn)定運行 和繼續(xù)發(fā)展的關鍵。

發(fā)明內容
針對上述現有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能夠滿足城市污水處理行業(yè) 日益提高的脫氮除磷要求的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器及污水處理方法，以解決目前氧化 溝工藝普遍存在的脫氮除磷工藝投資高，運行費用高等問題，降低氧化溝工藝中污水處理 的能耗，提高工藝脫氮除磷效率。為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案之一是一種厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，該 反應器包括相互鄰接且彼此之間水力連通的多個處理區(qū)域，所述多個處理區(qū)域包括水解區(qū)，將待處理的污水引入該水解區(qū)，并通過停留其中的水解酸化菌和反硝化 菌進行水解酸化處理和反效果脫氮作用，以去除C0D、B0D、懸浮物SS和總氮指標，并將污水 中的難降解有機物轉化為易被生物降解的有機物；厭氧區(qū)，將經水解處理后的污水自該水解區(qū)引入該厭氧區(qū)，并通過停留其中的厭 氧菌進行厭氧處理，從污水中釋放出磷；缺氧區(qū)，將經厭氧處理后的污水自該厭氧區(qū)引入該缺氧區(qū)，并通過停留其中的兼 性菌進行缺氧反硝化處理，從污水中脫氮；好氧區(qū)，將經缺氧處理后的污水自該缺氧區(qū)引入該好氧區(qū)，并通過供氧方式而對 污水進行去除有機碳源、硝化處理和好氧吸磷；以及沉淀區(qū)，將處理好的泥水混合液自該好氧區(qū)引入該沉淀區(qū)，進行泥水分離，然后進 行污泥排放和處理后清水的排放；其中在該沉淀區(qū)和該水解區(qū)之間設置有上清液回流通道，使得該沉淀區(qū)中排出的含有 硝酸鹽的上清液回流至該水解區(qū)中，并利用反硝化菌進行反硝化處理來脫除氮源。根據本發(fā)明的一個實施例，其中，在該沉淀區(qū)和該厭氧區(qū)之間還設置有污泥回流 通道，使得在該好氧區(qū)中經有機碳源去除、硝化處理和吸磷處理的部分污泥從該沉淀區(qū)回 流至該厭氧區(qū)中繼續(xù)參加厭氧處理。根據本發(fā)明的一個實施例，其中，在該好氧區(qū)和該缺氧區(qū)之間還設置有混合液回 流通道，使得該好氧區(qū)中的部分含有硝酸鹽的泥水混合液回流至該缺氧區(qū)中繼續(xù)參加缺氧 反硝化處理。為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案之一是一種污水處理方法，其應用如上所述 的任意一種厭氧微孔曝氣氧化溝反應器進行污水處理，該方法包括以下步驟將待處理的污水引入水解區(qū)，并通過停留其中的水解酸化菌和反硝化菌進行水解 酸化處理和反效果脫氮作用，以去除C0D、B0D、懸浮物SS和總氮指標，并將污水中的難降解 有機物轉化為易被生物降解的有機物；將經水解處理后的污水自該水解區(qū)引入該厭氧區(qū)，并通過停留其中的厭氧菌進行 污水的釋放磷元素處理；將經厭氧處理后的污水自該厭氧區(qū)引入該缺氧區(qū)，并通過停留其中的兼性菌進行 污水的反硝化脫氮處理；將經缺氧處理后的污水自該缺氧區(qū)引入該好氧區(qū)，并通過供氧方式而對污水進行 有機碳源去除、硝化處理和吸磷處理；以及將處理好的泥水混合液自該好氧區(qū)引入該沉淀區(qū)，進行泥水分離，然后進行污泥 排放和處理后清水的排放；其中
當從該沉淀區(qū)排出上清液時，將部分上清液從該沉淀區(qū)至該水解區(qū)進行上清液回 流，使得部分含有硝酸鹽的上清液回流至該水解區(qū)中，并通過利用反硝化菌進行反硝化處 理來脫除氮源。本發(fā)明的有益效果是，本生物反應器集水解、厭氧、缺氧、好氧與沉淀系統(tǒng)于一體， 大大節(jié)省了占地面積，降低了投資基建費用。所采用的內回流系統(tǒng)，提高了池容利用率，增 強了脫氮除磷的效果，降低了處理費用。運行的穩(wěn)定性和可靠性增加，出水水質可達到國家 一級排放標準。構筑物一體化、單元化，可擴展性較強。具體而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)本發(fā)明的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器采用厭氧-好氧組合原理，充分發(fā)揮不需 要能耗的厭氧預處理的優(yōu)勢，并以此降低氧化溝的有機負荷，從而達到降低整個處理系統(tǒng) 能耗的目標。本發(fā)明的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器在沉淀區(qū)和水解區(qū)之間增設了上清液回流 通道，將沉淀區(qū)中排出的含有硝酸鹽的上清液回流至該水解區(qū)中，并通過利用反硝化菌進 行反硝化處理來實現更充分的脫除氮源。充分利用水解區(qū)的厭氧水解作用，使其不僅具有 對碳源有機物降解的作用，同時具有現有的單獨水解池工藝所不具備的脫除氮源的效果。2)本發(fā)明的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器在好氧區(qū)(即氧化溝)中整合了傳統(tǒng)活性 污泥法中的微孔曝氣裝置，大大提高了好氧區(qū)內溶解氧的利用效率。同時利用設置在該微 孔曝氣裝置下游的水下推進器代替?zhèn)鹘y(tǒng)氧化溝的轉刷和轉碟裝置，在不降低水平流速的前 提下，大大降低了推動的動力能耗，并有助于提高微孔曝氣裝置的供氧效率。3)由于曝氣裝置的曝氣不均勻性幾乎是不可避免的，所以，即使采用了符合規(guī)范 要求的供風量，在池體局部仍會形成死角，而本發(fā)明的借助于水下推進器的循環(huán)推流形式 則可以形成良好的水力流態(tài)，有效避免類似情況的發(fā)生。因此，增加橫向流速后，有利于提 高池容的利用率。


圖1表示根據本發(fā)明實施例的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器的結構示意圖其中，附 圖標記說明如下1 水解區(qū)，2 厭氧區(qū)，3 缺氧區(qū)，4 好氧區(qū)，5 沉淀區(qū)，6 污泥儲存池， 7-10 連通孔，11-13 出水堰，14 混合液回流泵，15 污泥回流泵，16 污泥排放泵， 17-19 水下推進器，20 微孔曝氣裝置，21 出水井，22 上清液回流泵，23 進水管， 24 污泥斗，25 出水管，26 配水渠，Rl 上清液回流通道，R2 污泥回流通道，R3 混合液回流通道，W1-W4 反應器外壁。
具體實施例方式下面結合附圖及實例對本發(fā)明做進一步的說明。圖1表示根據本發(fā)明實施例的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器的結構示意圖。如圖1所示，本實施的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器包括相互鄰接且彼此之間水力 連通的多個處理區(qū)域。所述多個處理區(qū)域包括水解區(qū)1、厭氧區(qū)2、缺氧區(qū)3、好氧區(qū)4、沉淀 區(qū)5和污泥儲存池6。將上述多個處理區(qū)域合理配置，使其構成一個類似于長方形的、由反應器外壁W1-W4圍成的反應器總區(qū)域。在本實施例中，靠近厭氧區(qū)2和缺氧區(qū)3的反應器 外壁Wl是上方外壁，靠近沉淀區(qū)5的反應器外壁W3是下方外壁，靠近水解區(qū)1的反應器外 壁W4是右方外壁，遠離水解區(qū)1的反應器外壁W3是左方外壁。水解區(qū)1用于將待處理的污水引入該水解區(qū)1，并通過停留其中的水解酸化菌和 反硝化菌進行水解酸化處理和反效果脫氮作用，以去除C0D、B0D、懸浮物SS和總氮指標，并 將污水中的難降解有機物轉化為易被生物降解的有機物。厭氧區(qū)2用于將經水解處理后的污水自該水解區(qū)1引入該厭氧區(qū)2，并通過停留其 中的厭氧菌進行厭氧處理，從污水中釋放出磷。缺氧區(qū)3用于將經厭氧處理后的污水自該厭氧區(qū)2引入該缺氧區(qū)3，并通過停留其 中的兼性菌進行缺氧反硝化處理，從污水中脫氮。好氧區(qū)4用于將經缺氧處理后的污水自該缺氧區(qū)3引入該好氧區(qū)4，并通過供氧方 式而對污水進行碳化和硝化處理。沉淀區(qū)5用于將處理好的泥水混合液自該好氧區(qū)4引入該沉淀區(qū)5，進行泥水分 離，然后進行污泥排放和處理后清水的排放。在該沉淀區(qū)5和該水解區(qū)1之間設置有上清液回流通道R1，使得該沉淀區(qū)5中排 出的含有硝酸鹽的上清液回流至該水解區(qū)1中，并利用反硝化菌進行反硝化處理來脫除氮 源。在該沉淀區(qū)5和該厭氧區(qū)2之間還設置有污泥回流通道R2，使得在該好氧區(qū)4中 經碳化和硝化處理的部分污泥從該沉淀區(qū)5回流至該厭氧區(qū)2中，保持足夠的微生物量繼 續(xù)參加厭氧處理。在該好氧區(qū)4和該缺氧區(qū)3之間還設置有混合液回流通道R3，使得該好氧區(qū)4中 的部分含有硝酸鹽的泥水混合液回流至該缺氧區(qū)3中繼續(xù)參加缺氧反硝化處理。其中，該好氧區(qū)4由四條并排的長條形溝道形成雙U形環(huán)流溝渠，在每條長條形溝 道的中部設置用于給微生物供氧的微孔曝氣裝置20。在設置于每條長條形溝道中的微孔曝 氣裝置20的下游緊鄰設置有用以推動泥水混合液循環(huán)流動的水下推進器19。在該好氧區(qū)4中還包括混合液回流泵14，在該混合液回流通道R3中將該好氧區(qū) 4中的部分泥水混合液回流至該缺氧區(qū)3中，該混合液回流泵14設置在靠近該缺氧區(qū)3處； 連通孔10，用于與該沉淀區(qū)5連通，該連通孔10設置在該好氧區(qū)4與該沉淀區(qū)5之間的隔 墻上，如圖1所示，該連通孔10具體設置在此隔墻上靠近其最右端位置處，即靠近配水渠 26處；以及出水堰12，用于收集處理后的泥水混合液，該出水堰12設置在靠近該連通孔10 處，將所收集的上清液通過該連通孔10流入下一處理區(qū)域。其中，該水解區(qū)1呈矩形形狀，在該水解區(qū)1中包括進水管23，用于將待處理污 水引入該水解區(qū)1中，該進水管23與外部污水輸送管道連通；連通孔7，用于與該厭氧區(qū)2 連通，該連通孔7設置在該水解區(qū)1中與該厭氧區(qū)2之間的隔墻上，如圖1所示，該連通孔 7具體設置在此隔墻上靠近其最上部位置處，即靠近反應器的外壁Wl處；以及出水堰11，用 于收集上清液，該出水堰11設置在靠近該連通孔7處，將所收集的上清液通過該連通孔7 流入下一處理區(qū)域。其中，該厭氧區(qū)2由兩條并排的長條形溝道形成環(huán)流溝渠，在每條長條形溝道的 中部設置有用以推動泥水混合液循環(huán)流動的水下推進器17。
在該厭氧區(qū)2中包括連通孔8，用于與該缺氧區(qū)3連通，該連通孔8設置在該厭氧 區(qū)2與該缺氧區(qū)3之間的隔墻上，如圖1所示，該連通孔8具體設置在此隔墻上靠近其中部 位置處。其中，該缺氧區(qū)3由兩條并排的長條形溝道形成環(huán)流溝渠，在每條長條形溝道的 中部設置有用以推動泥水混合液循環(huán)流動的水下推進器18。在該缺氧區(qū)3中還包括連通孔9，用于與該好氧區(qū)4連通，該連通孔9設置在該缺 氧區(qū)3與該好氧區(qū)4之間的隔墻上，如圖1所示，該連通孔9具體設置在此隔墻上靠近其最 左端位置處，即靠近反應器的外壁W2處。其中，該沉淀區(qū)5由矩形溝道形成，在該沉淀區(qū)5中包括配水渠26，用于將從該 好氧區(qū)4流出的處理好的泥水混合液均勻分布地引入該沉淀區(qū)5，該配水渠26設置在該沉 淀區(qū)5的上游端；污泥斗24，用于將該沉淀區(qū)5中沉淀的污泥收集起來，該污泥斗24設置 在該配水渠26附近；出水堰13，用于收集上清液并排出，該出水堰13設置在該沉淀區(qū)5的 下游端。此外，污泥儲存池6用于將該沉淀區(qū)5中沉淀后的污泥引入該污泥儲存池6并儲 存其中，該污泥儲存池6設置在該沉淀區(qū)5和該水解區(qū)1之間。在該污泥儲存池6中包括污泥回流泵15，在污泥回流通道R2中將活性污泥從該 沉淀區(qū)5回流至該厭氧區(qū)2中；以及污泥排放泵16，用于將含有磷元素的剩余污泥從該污 泥儲存池6排出。在本實施例中，所述厭氧微孔曝氣氧化溝反應器還包括出水井21，用于將該沉淀 區(qū)5中的出水堰13排出的上清液引入其中，該出水井21設置在該沉淀區(qū)5和該好氧區(qū)4 之間。在該出水井21中包括上清液回流泵22，在上清液回流通道Rl中將該出水堰13 排出的部分上清液回流至該水解區(qū)1中；以及出水管25，用于將該出水堰13排出的上清液 排出該反應器之外，該出水管25與外部處理后清水輸送管道連通。下面具體描述使用本發(fā)明的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器進行污水處理的方法。該方法包括以下步驟首先，待處理的污水經格柵集水井泵房、提升后進入沉砂池，自流進入本發(fā)明的厭 氧微孔曝氣氧化溝反應器，最后處理達標后排放。待處理的污水首先經由進水管23進入前端的水解區(qū)1，在該水解區(qū)1停留的含有 水解酸化菌的活性污泥，其對有機碳源、懸浮物SS均有一定的去除效果，同時可以將難降 解的有機物轉化為易生物降解性有機物，提高后續(xù)好氧處理的效率。該水解區(qū)1還有一個 本發(fā)明所特有的功能，就是將來自沉淀區(qū)5末端的含有硝酸鹽的上清液回流至該區(qū)完成上 清液回流，通過利用反硝化菌進行反硝化處理，可以進一步提高對污水的脫氮效果。污水在水解區(qū)1中處理后經由出水堰11和連通孔7進入厭氧區(qū)2中，在該厭氧區(qū) 2中停留的含有厭氧菌的活性污泥。在該厭氧區(qū)2的環(huán)流溝渠兩側各安裝有水下推進器17， 負責推動泥水混合液在環(huán)形溝渠內高速運轉，細菌與有機物得以充分混合。通過利用厭氧 菌進行污水的除磷處理，污水中的磷得以釋放。接著污水經由連通孔8進入缺氧區(qū)3中，在該缺氧區(qū)3中停留有含有兼性菌的活 性污泥。在該缺氧區(qū)3的環(huán)流溝渠兩側同樣安裝有水下推進器18，負責推動泥水混合液在環(huán)形溝渠內高速運轉，細菌與有機物得以充分混合。通過利用兼性菌的反硝化作用進行污 水的脫氮處理。污水中的氮源得以去除。在該缺氧區(qū)3中，通過將來自好氧區(qū)4的混合液回流其中，利用回流的混合液中所 含的硝酸鹽進一步進行反硝化處理，從而實現進一步的脫氮。然后污水經由連通孔9進入了好氧區(qū)4內，該區(qū)是由四個長條溝道形成雙U形環(huán) 流溝渠，泥水混合液在水下推進器19的推動下以不低于0. 3m/s的速度在溝渠內流動，同時 每隔一段距離設置有微孔曝氣裝置20，負責給停留其中的好氧微生物供氧；該好氧區(qū)4在 微生物的作用下同時進行著有機碳源去除和硝化的作用。在好氧區(qū)4靠近缺氧區(qū)3處設置有混合液回流泵14，用于進行上述的混合液回流。污水在好氧區(qū)4內降解至國家要求的排放標準后，處理好的泥水混合液最終經由 出水堰12和連通孔10進入沉淀區(qū)5的配水渠26，然后進入沉淀區(qū)5的進行泥水分離，沉淀 后的污泥用設置在沉淀池5頂面的刮泥機將池底沉積的污泥刮入污泥斗24中，然后再排入 污泥儲存池6內。泥水分離之后的上清液則通過設置在沉淀區(qū)5末端的出水堰13收集并排出至出 水井21中，部分上清液通過設置在該出水井21中的上清液回流泵22回流至該水解區(qū)1中 完成上清液回流，剩余的上清液作為達標出水通過出水管25排出。在該污泥儲存池6中，部分活性污泥通過設置在該污泥儲存池6中的污泥回流泵 15回流至厭氧區(qū)2中完成污泥回流，同時剩下的污泥經由污泥泵16排放至該反應器之外。本發(fā)明從以下三方面進行了改進1)利用厭氧_好氧組合原理，充分發(fā)揮無能耗的厭氧水解預處理的優(yōu)勢，同時降 低氧化溝的有機負荷，增強系統(tǒng)反硝化脫氮效果，進而達到降低系統(tǒng)的能耗的目標。水解區(qū)1的作用機理主要包括以下幾個方面a.水解酸化菌將廢水中的有機物降解為甲酸、乙酸等小分子有機物，易被反硝化 菌利用，提高了反硝化的速率和碳源利用效率。b.水解酸化過程和反硝化過程在同一水解區(qū)中進行，從而獲得協(xié)同處理彼此促進 的效應。水解酸化為反硝化提供了高效碳源，反硝化對水解酸化產物的消耗又可加速水解 酸化反應的發(fā)生，減少產物抑制，從而使酸化過程、碳源的利用都更加充分。c.反硝化菌對酸化產物的及時有效的利用可將其濃度保持在較低水平，減少了其 他微生物對酸化產物的吸收、吸附、以及生物代謝利用。d.硝化液回流改變了水解區(qū)的氧化還原電位，在一定程度上可能抑制了甲烷菌 (最佳0RP-200 -400mv)的生長。e.推流式的流態(tài)，上流式對于微生物生長極為有效。與傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝相比較而言，同樣在不增加外部碳源的情況下，本發(fā)明的 厭氧微孔曝氣氧化溝反應器的脫氮效果要提高近20 40 %，這對于目前城市污水處理廠 越來越嚴格的氮磷控制指標來說，這種厭氧微孔曝氣氧化溝無疑是個最佳選擇。2)好氧區(qū)4(氧化溝)整合了傳統(tǒng)活性污泥法中的微孔曝氣裝置，大大提高了好氧 區(qū)內溶解氧的利用效率。利用推進器代替?zhèn)鹘y(tǒng)氧化溝的轉刷和轉碟裝置，形成良好的水力 流態(tài)，在不降低水平流速的前提下，大大降低了推動的動力能耗。本發(fā)明中采用微孔曝氣裝置和水下推進器。首先在各氧化溝中以一定間隔設置微孔曝氣裝置，利用微孔曝氣方式增大了氧化溝工藝污水與空氣接觸面積，提高了氧轉移效 率高。其次，在微孔曝氣裝置的下游緊鄰設置有水下推進器，利用較低的能耗，滿足氧化溝 工藝運行所必需的水平流速。另外，水下推進器也增加了溶解氧的傳遞，從而有助于改善微 孔曝氣裝置的供氧效率。水下推進器對供氧效率的提高主要通過兩個途徑一方面使水體 流態(tài)更趨于紊亂，有利于加速氣液界面的更新而加速氧的轉移；另一方面通過削弱環(huán)狀流 的影響，使氣泡實際上升流速度降低，相應地延長了氣液之間的接觸時間。另外，厭氧微孔曝氣氧化溝中設置的曝氣裝置的區(qū)域與非曝氣裝置的區(qū)域之比在 1/4 1/3之間，這與傳統(tǒng)活性污泥法工藝100%區(qū)域布置曝氣擴散裝置相比，大大節(jié)約了 曝氣裝置的裝配成本和降低了運行能耗。鑒于以上因素，厭氧微孔曝氣氧化溝工藝具有處理效果好，能耗低的特點。3)提高系統(tǒng)的池容利用效率氧化溝系統(tǒng)池容利用率與溶解氧的利用率和活性污泥的利用率均有關系?；钚晕?泥中的微生物菌與溶解氧及有機底物接觸充分的情況下，系統(tǒng)的處理效率才是最佳的。一般而言，好氧曝氣池中供氧曝氣的不均勻性幾乎是不可避免的，所以，即使采用 了符合規(guī)范要求的供風量，在池體局部仍會形成死角、死區(qū)。然后氧化溝的這種循環(huán)溝渠推 流形式則可以有效避免類似情況的發(fā)生。因此，利用微孔曝氣的方式，增加水下推進器提高 橫向流速后，有利于提高池容的利用率。下面通過實際污水處理廠的測試結果來進一步說明本發(fā)明的優(yōu)點及效果。測試條件及方法以某城市1. 5萬m3/d的污水處理廠工程為例，設計進水水質COD 450mg/L, BOD 220mg/L，TN 50mg/L, NH4-N 40mg/L，出水達到一級B排放標準。該工程采用的主體工藝為 厭氧微孔曝氣氧化溝工藝，反應器有效容積為12490m3，停留時間19. 40小時，包括水解、厭 氧、缺氧、好氧和沉淀五個處理階段。其處理工藝流程如下其流程為污水首先經過粗格柵去除粗大雜物，經過初步分離后污水進入集水井， 經泵提升后流經平流沉砂池上的轉鼓分離機進一步去除較小的顆粒物，轉鼓分離機截留物 連同格柵截留下來的柵渣外運至垃圾場。污水經轉鼓分離機后進入平流沉砂池進行砂水分 離，分離出砂石液經砂水分離裝置去除污水中的砂石，截留的砂外運。沉砂池出水進入本發(fā) 明的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，各項指標經微生物生化反應處理后達標排放。從厭氧微孔曝氣氧化溝反應器中排出的剩余污泥被送入集泥池，經脫水機脫水 后，泥餅外運。經實際運行后，對處理前后的污水檢測結果如表1所示。表2為污水處理期間反 應器內工藝參數。表2運行期間反應器內工藝參數
權利要求
1.一種厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，該反應器包括相互鄰接且彼此之間水力連通的多 個處理區(qū)域，所述多個處理區(qū)域包括水解區(qū)(1)，將待處理的污水引入該水解區(qū)(1)，并通過停留其中的水解酸化菌和反硝 化菌進行水解酸化處理和反效果脫氮作用，以去除C0D、B0D、懸浮物SS和總氮指標，并將污 水中的難降解有機物轉化為易被生物降解的有機物；厭氧區(qū)(2)，將經水解處理后的污水自該水解區(qū)(1)引入該厭氧區(qū)(2)，并通過停留其 中的厭氧菌進行厭氧處理，從污水中釋放出磷；缺氧區(qū)(3)，將經厭氧處理后的污水自該厭氧區(qū)(2)引入該缺氧區(qū)(3)，并通過停留其 中的兼性菌進行缺氧反硝化處理，從污水中脫氮；好氧區(qū)(4)，將經缺氧處理后的污水自該缺氧區(qū)(3)引入該好氧區(qū)(4)，并通過供氧方 式而對污水進行去除有機碳源、硝化處理和好氧吸磷；沉淀區(qū)(5)，將處理好的泥水混合液自該好氧區(qū)(4)引入該沉淀區(qū)(5)，進行泥水分離， 然后進行污泥排放和處理后清水的排放；其中在該沉淀區(qū)(5)和該水解區(qū)(1)之間設置有上清液回流通道(Rl)，使得該沉淀區(qū)(5) 中排出的含有硝酸鹽的上清液回流至該水解區(qū)(1)中，并利用反硝化菌進行反硝化處理來 脫除氮源。
2.根據權利要求1所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，在該沉淀區(qū)(5)和該厭氧 區(qū)(2)之間還設置有污泥回流通道(R2)，使得在該好氧區(qū)(4)中經碳化和硝化處理的部分 污泥從該沉淀區(qū)(5)回流至該厭氧區(qū)(2)中，保持足夠的微生物量繼續(xù)參加厭氧處理。
3.根據權利要求1所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，在該好氧區(qū)(4)和該缺氧 區(qū)(3)之間還設置有混合液回流通道(R3)，使得該好氧區(qū)(4)中的部分含有硝酸鹽的泥水 混合液回流至該缺氧區(qū)(3)中繼續(xù)參加缺氧反硝化處理。
4.根據權利要求1或2或3所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，該好氧區(qū)(4)由 四條并排的長條形溝道形成雙U形環(huán)流溝渠，在每條長條形溝道的中部設置用于給微生物 供氧的微孔曝氣裝置(20)。
5.根據權利要求4所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，在設置于每條長條形溝 道中的微孔曝氣裝置(20)的下游緊鄰設置有用以推動泥水混合液循環(huán)流動的水下推進器 (19)。
6.根據權利要求4所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，在該好氧區(qū)(4)中包括 混合液回流泵(14)，在該混合液回流通道(R3)中將該好氧區(qū)(4)中的部分泥水混合液回流至該缺氧區(qū)(3)中，該混合液回流泵(14)設置在靠近該缺氧區(qū)(3)處；連通孔(10)，用于與該沉淀區(qū)(5)連通，該連通孔(10)設置在該好氧區(qū)(4)與該沉淀 區(qū)(5)之間的隔墻上；以及出水堰(12)，用于收集處理后的泥水混合液，該出水堰(12)設置在靠近該連通孔(10) 處，將所收集的泥水混合液通過該連通孔(10)流入下一處理區(qū)域。
7.根據權利要求1或2或3所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，該水解區(qū)(1)呈 矩形形狀，在該水解區(qū)(1)中包括進水管(23)，用于將待處理污水引入該水解區(qū)(1)中，該進水管(23)與外部污水輸送 管道連通；連通孔(7)，用于與該厭氧區(qū)(2)連通，該連通孔(7)設置在該水解區(qū)(1)與該厭氧區(qū) ⑵之間的隔墻上；以及出水堰(11)，用于收集上清液，該出水堰(11)設置在靠近該連通孔(7)處，將所收集的 上清液通過該連通孔(7)流入下一處理區(qū)域。
8.根據權利要求1或2或3所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，該厭氧區(qū)(2)由 兩條并排的長條形溝道形成環(huán)流溝渠，在每條長條形溝道的中部設置有用以推動泥水混合 液循環(huán)流動的水下推進器(17)。
9.根據權利要求8所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，在該厭氧區(qū)(2)中包括連 通孔(8)，用于與該缺氧區(qū)(3)連通，該連通孔(8)設置在該厭氧區(qū)(2)與缺氧區(qū)(3)之間 的隔墻上。
10.根據權利要求1或2或3所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，該缺氧區(qū)(3) 由兩條并排的長條形溝道形成環(huán)流溝渠，在每條長條形溝道的中部設置有用以推動泥水混 合液循環(huán)流動的水下推進器(18)。
11.根據權利要求10所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，在該缺氧區(qū)(3)中包 括連通孔(9)，用于與該好氧區(qū)(4)連通，該連通孔(9)設置在該缺氧區(qū)(3)中與該好氧區(qū)(4)之間的隔墻上。
12.根據權利要求1或2或3所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中，該沉淀區(qū)(5) 由矩形溝道形成，在該沉淀區(qū)(5)中包括配水渠(26)，用于將從該好氧區(qū)(4)流出的處理好的泥水混合液均勻分布地引入該沉 淀區(qū)(5)，該配水渠(26)設置在該沉淀區(qū)(5)的上游端；污泥斗(24)，用于將該沉淀區(qū)(5)中沉淀的污泥收集起來，該污泥斗(24)設置在該配 水渠(26)附近；出水堰(13)，用于收集泥水分離后的上清液并排出，該出水堰(13)設置在該沉淀區(qū)(5)的下游端。
13.根據權利要求1或2或3所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，該反應器還包括 污泥儲存池(6)，用于將該沉淀區(qū)(5)中沉淀后的污泥引入該污泥儲存池(6)并儲存其中，該污泥儲存池(6)設置在該沉淀區(qū)(5)和該水解區(qū)(1)之間。
14.根據權利要求13所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，其中在該污泥儲存池(6)中 包括污泥回流泵(15)，在污泥回流通道(R2)中將活性污泥從該沉淀區(qū)(5)回流至該厭氧區(qū) (2)中；以及污泥排放泵(16)，用于將含有磷元素的剩余污泥從該污泥儲存池(6)排出。
15.根據權利要求1或2或3所述的厭氧微孔曝氣氧化溝反應器，該反應器還包括出水 井(21)，用于將該沉淀區(qū)(5)中的出水堰(13)排出的上清液引入其中，該出水井(21)設置 在該沉淀區(qū)(5)和該好氧區(qū)(4)之間，在該出水井(21)中包括上清液回流泵(22)，在上清液回流通道(Rl)中將該出水堰(13)排出的部分上清液回 流至該水解區(qū)⑴中；以及出水管(25)，用于將該出水堰(13)排出的上清液排出該反應器之外，該出水管(25)與 外部處理后清水輸送管道連通。
16.一種污水處理方法，其應用根據權利要求1至15中任意一項所述的厭氧微孔曝氣 氧化溝反應器進行污水處理，該方法包括以下步驟將待處理的污水引入水解區(qū)(1)，并通過停留其中的水解酸化菌和反硝化菌進行水解 酸化處理和反效果脫氮作用，以去除C0D、B0D、懸浮物SS和總氮指標，并將污水中的難降解 有機物轉化為易被生物降解的有機物；將經水解處理后的污水自該水解區(qū)(1)引入該厭氧區(qū)(2)，并通過停留其中的厭氧菌 進行污水的釋放磷元素處理；將經厭氧處理后的污水自該厭氧區(qū)(2)引入該缺氧區(qū)(3)，并通過停留其中的兼性菌 進行污水的反硝化脫氮處理；將經缺氧處理后的污水自該缺氧區(qū)(3)引入該好氧區(qū)(4)，并通過供氧方式而對污水 進行有機碳源去除、硝化處理和吸磷處理；以及將處理好的泥水混合液自該好氧區(qū)(4)引入該沉淀區(qū)(5)，進行泥水分離，然后進行污 泥排放和處理后清水的排放；其中當從該沉淀區(qū)(5)排出上清液時，將部分上清液從該沉淀區(qū)(5)至該水解區(qū)(1)進行 上清液回流，使得部分含有硝酸鹽的上清液回流至該水解區(qū)(1)中，并通過利用反硝化菌 進行反硝化處理來脫除氮源。
17.根據權利要求16所述的污水處理方法，其還包括以下步驟當從該沉淀區(qū)(5)排出污泥時，將部分污泥從該沉淀區(qū)(5)至該厭氧區(qū)(2)進行污泥 回流，使得部分含有活性微生物的污泥回流至該厭氧區(qū)(2)中繼續(xù)參與厭氧處理。
18.根據權利要求16所述的污水處理方法，其還包括以下步驟當在該好氧區(qū)(4)中 對泥水混合液進行有機碳源去除和硝化處理時，將部分正在處理中的泥水混合液從該好氧 區(qū)(4)至該缺氧區(qū)(3)進行混合液回流，使得部分含有硝酸鹽的泥水混合液回流至該缺氧 區(qū)(3)中繼續(xù)參加缺氧反硝化處理。
全文摘要
一種厭氧微孔曝氣氧化溝反應器及污水處理方法，該反應器包括相互鄰接且彼此之間水力連通的多個處理區(qū)域，所述多個處理區(qū)域包括水解區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)。在該沉淀區(qū)和該水解區(qū)之間設置有上清液回流通道，使得該沉淀區(qū)中排出的含有硝酸鹽的上清液回流至該水解區(qū)中，并通過利用反硝化菌的作用進行反硝化處理來進行脫氮的工程。本反應器集水解、厭氧、缺氧、好氧與沉淀系統(tǒng)于一體，大大節(jié)省了占地面積，降低了投資基建費用。所采用的內外回流系統(tǒng)提高了池容利用率，增強了脫氮除磷的效果，降低了處理費用。
文檔編號C02F9/14GK102001787SQ20101052738
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權日2010年10月26日
發(fā)明者宋英豪, 崔志峰, 徐晶, 朱民, 林秀軍, 王煥升, 賈立敏 申請人:北京市環(huán)境保護科學研究院