專利名稱:活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝及裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種污水處理工藝,具體涉及一種活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝及裝置。
背景技術:
地球雖然有70. 8%的面積為水所覆蓋,但淡水資源卻極其有限,人類真正能夠利用的僅是江河湖泊以及地下水中的一部分,僅占地球總水量的O. 26%,而且分布不均。20世紀50年代以后,全球人口急劇增長,工業(yè)發(fā)展迅速,人類對水資源的需求以驚人的速度擴大;而另一方面,日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源,使全球水資源狀況迅速惡化,“水危機”日趨嚴重。中國水資源人均占有量少,空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業(yè)化的加速,一方面是水資源的需求缺口日益增大,一方面是隨之而來的日益增多的工業(yè)廢水與生活污水,尤其是越來越多的氮磷營養(yǎng)物排放到天然水體中,加之農(nóng)田徑流等,水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象越來越嚴重,引起嚴重的水體污染。因此污水的處理尤其是污水中氮磷營養(yǎng)物的去除已成為防治水污染的必要任務。傳統(tǒng)的污水生化處理法作為污水處理的一種重要處理方法,應用十分廣泛。目前的污水生化處理法主要有好氧活性污泥法、生物膜法。但單一的好氧活性污泥法存在著抗水力及濃度沖擊負荷能力一般;動力消耗多,系統(tǒng)穩(wěn)定性欠佳;尤其是適用于脫氮除磷的工藝調(diào)控較為復雜,調(diào)節(jié)難度較大,污泥產(chǎn)生量大等缺點。而單一的生物膜法又有著生物膜培養(yǎng)時間長,生物膜附著生長的填料投資成本較大,填料架掛、曝氣裝置安裝施工及故障維修困難,對氮磷等污染物的去除能力有限,有機污染物去除凈化率一般的缺點。除此,傳統(tǒng)污水生物處理工藝在實際應用中,經(jīng)常出現(xiàn)脫氮和除磷效果不能同時達到最佳的現(xiàn)象,主要體現(xiàn)在以下幾方面
(I)除磷與脫氮之間的污泥齡矛盾。傳統(tǒng)除磷方式是通過排除富磷剩余污泥來去除污水中的磷酸鹽,污泥齡越短越利于除磷;而在脫氮方面,由于硝化細菌增殖速度慢,系統(tǒng)必須維持較長的污泥齡才能取得良好的氮去除效果。因此,傳統(tǒng)工藝往往處理不好脫氮與除磷之間的污泥齡矛盾,導致脫氮除磷不能兼顧。(2)硝化過程的產(chǎn)物硝酸鹽對厭氧釋磷過程有抑制作用。厭氧段存在硝酸鹽時,反硝化菌會與磷酸菌競爭吸附污水中有機質,并以聚磷菌作為電子受體進行反硝化,從而影響聚磷菌對有機物的發(fā)酵產(chǎn)酸作用,結果使聚磷菌無法得到足夠的揮發(fā)性脂肪酸(VFAs), 進而抑制聚磷菌厭氧釋磷及PHB (聚D羥基丁酸鹽)的合成能力,影響好氧段聚磷菌的吸磷能力,導致除磷效果不佳。(3)現(xiàn)有工藝微生物平均停留時間不長,導致增殖較慢的微生物有可能還沒來得及增殖就已流失,如世代時間長的硝化菌較難增殖。此外,當污水水量水質波動大時,系統(tǒng)抗水力及濃度的沖擊負荷能力低,也會不宜于生物量的增加和高級別微生物的生長繁殖, 從而導致脫氮除磷效果不穩(wěn)定。
另外隨著產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和制造業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉移,如大量建有經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)的小城鎮(zhèn)產(chǎn)生的污水,污水排放不規(guī)律性大,水質水量變化波動較大,有些還有特殊的工業(yè)廢水進入。因此,以好氧活性污泥法、生物膜法為主的傳統(tǒng)污水生化處理方法,難以適應當前我國污水處理。研究開發(fā)抗水質水量沖擊負荷能力強,經(jīng)濟可行的脫氮除磷污水處理工藝技術的意義十分重大。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種以生物膜為主,活性污泥為輔的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流處理污水生化處理工藝及裝置。該工藝可結合活性污泥的生物多樣性和生物膜的雙重特性,抗沖擊負荷能力強,適應性強,可實現(xiàn)同步脫氮除磷,污水處理效果好?;钚晕勰嗯c生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝,其特征在于它包括將前處理后的污水由主進水孔通入缺氧區(qū),使污水與生物活性污泥在充分混合的狀態(tài)下,進行缺氧生化處理,然后引入?yún)捬鯀^(qū),與次進水孔進入?yún)捬鯀^(qū)的污水混合,在污水與生物活性污泥充分混合的狀態(tài)下進行厭氧生化處理,再進入活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū),污水混合液在推流曝氣作用下,形成內(nèi)循環(huán)水流,循環(huán)往復流過生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū),同時與活性污泥和生物膜上微生物的混合與接觸雙重作用下進行好氧生化處理,達到污水處理工藝要求后經(jīng)好氧區(qū)出水孔排出。按上述方案,所述的缺氧生化處理至少包括兼性反硝化菌在缺氧條件下進行反硝化反應,所述的厭氧生化處理至少包括使聚磷菌在完全厭氧條件下充分釋磷,所述的好氧生化處理至少包括將污水中的有機物、氨氮、磷等污染物與活性污泥和生物膜上微生物的混合和接觸雙重作用下,發(fā)生碳氧化、氨氧化及硝化和聚磷等生化反應。按上述方案,所述的污水生化處理工藝還包括根據(jù)工藝需要將后處理得到的污泥回流送入缺氧區(qū)。按上述方案,所述的污水生化處理工藝還包括根據(jù)工藝需要將活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū)的污水混合液部分回流至缺氧區(qū)進行處理。按上述方案,所述的回流污水混合液的回流比即好氧區(qū)的污水回流量與缺氧區(qū)進水量的體積比為100%-150%。按上述方案,所述的污水生化處理工藝還包括根據(jù)工藝需要,開啟生物膜填料區(qū)下方布設的空氣分布器曝氣,對老化的生物膜進行沖刷處理?;钚晕勰嗯c生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,它包括集中設置在一個構筑物中相對獨立且相互連通的缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū);
所述缺氧區(qū)為完全活性污泥處理區(qū),所述缺氧區(qū)設有主進水孔,用于通入污水或回流污泥,缺氧區(qū)內(nèi)設有攪拌器攪拌混合;
所述厭氧區(qū)為完全活性污泥處理區(qū),所述厭氧區(qū)設有次進水孔,用于通入污水,厭氧區(qū)內(nèi)設置有攪拌器攪拌混合;
所述好氧區(qū)為活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū),所述好氧區(qū)中間隔布設有多個生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū),所述的生物膜填料區(qū)布設有填料,填料上附著生長經(jīng)過培養(yǎng)和馴化的生物膜,所述活性污泥混合曝氣區(qū)底部布設有推流器和空氣分布器,使水流循環(huán)運動,在好氧區(qū)內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)水流,并形成好氧環(huán)境,所述好氧區(qū)設有出水孔。按上述方案,所述好氧區(qū)布設于矩形構筑物的一側,由N (N為偶數(shù))個相互平行的回轉型流道構成,所述生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū)間隔布設于好氧區(qū)各回轉型流道的直通過流區(qū)和回轉過流區(qū),所述矩形構筑物內(nèi)設有用于將好氧區(qū)和除好氧區(qū)之外的缺氧區(qū)、厭氧區(qū)隔離的半封閉式隔離墻,所述半封閉式隔離墻隔離而成的另一側分割成兩個區(qū)域,分別為厭氧區(qū)和缺氧區(qū);所述缺氧區(qū)和厭氧區(qū)之間設有過水孔,使經(jīng)過缺氧區(qū)處理的出水進入?yún)捬鯀^(qū);所述次進水孔設于缺氧區(qū)進入?yún)捬鯀^(qū)的過水孔處;所述半封閉式隔離墻與矩形構筑物側壁形成過水溝道,使經(jīng)厭氧區(qū)處理后的污水通入好氧區(qū),所述出水孔設于與好氧區(qū)的進水處相對的另一側。按上述方案,所述好氧區(qū)中每兩相鄰回轉型流道的回轉過流區(qū)設有弧形導流墻。 所述的弧形導流墻有利于使污水由前一回轉型流道流到后一回轉型流道。按上述方案,所述好氧區(qū)最后一個回轉型流道回轉過流區(qū)的外側下部設置有隔離墻,隔離墻下部設有回流口和推流泵,根據(jù)工藝需要實現(xiàn)污水混合液從好氧區(qū)到缺氧區(qū)、從缺氧區(qū)到厭氧區(qū),從厭氧區(qū)再到好氧區(qū)的水流外循環(huán)運動。按上述方案,所述缺氧區(qū)內(nèi)間隔布設有阻隔墻,將缺氧區(qū)分割成多個反應區(qū),每相鄰兩反應區(qū)的過流孔呈對角線布置。按上述方案,所述生物膜填料區(qū)的填料為帶狀填料。按上述方案,所述生物膜填料區(qū)的底部布設有空氣分布器。所述的空氣分布器為微孔曝氣管、曝氣盤或可變孔曝氣管等。本發(fā)明的污水生化處理工藝為通過調(diào)控進水量,回流量和曝氣量,使活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水處理裝置中形成缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)三個生化處理區(qū)域,并使待處理污水及混合液在裝置中依次經(jīng)過缺氧區(qū),厭氧區(qū)和好氧區(qū)的外循環(huán),和在好氧區(qū)中依次經(jīng)過活性污泥混合曝氣區(qū)和生物膜填料區(qū)的內(nèi)循環(huán)兩種不同循環(huán)方式進行生化處理, 必要時進行循環(huán)往復,達到降解凈化污水中污染物的目的。具體的污水處理過程為
經(jīng)過前處理后的大部分污水由主進水孔通入缺氧區(qū)中,有需要時,和含有溶解氧和硝態(tài)氮的回流污泥或泥水混合液混合進入缺氧區(qū),在碳源得到充足保證、低溶氧的條件下,促進兼性反硝化細菌的生長繁殖,完成硝態(tài)氮反硝化脫氮反應。同時還可根據(jù)工藝需求,將好氧區(qū)的污水混合液持續(xù)回流至缺氧區(qū),優(yōu)選回流比為100% 150%,強化污水處理系統(tǒng)的脫氮功能。經(jīng)過反硝化處理,污水混合液和次進水孔直接進入?yún)捬鯀^(qū)的少部分污水混合,在厭氧區(qū)污水混合液中溶解氧和硝態(tài)氮進一步消耗殆盡,有效保證了嚴格厭氧條件。在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的條件下,兼性細菌會將溶解性BOD轉化成低分子發(fā)酵產(chǎn)物,聚磷菌將優(yōu)先吸附這些低分子發(fā)酵物,并將其運送到細胞內(nèi)、同化成細胞內(nèi)碳源存儲物,所需能量來源于聚磷菌及細胞內(nèi)糖的水解,從而完成磷酸鹽的釋放,為在好氧區(qū)吸收磷做好準備,而提高該系統(tǒng)的除磷能力;聚磷菌經(jīng)過厭氧釋磷后,隨泥水混合液進入好氧區(qū)。由厭氧區(qū)進入好氧區(qū)的泥水混合液,與好氧區(qū)中的內(nèi)循環(huán)回流混合液混合,在推流曝氣作用下形成流動水流,在整個流道中循環(huán)流動,依次多次經(jīng)歷從活性污泥混合曝氣區(qū)到生物膜填料區(qū),再進入到活性污泥混合曝氣區(qū)的過程,如此形成水流內(nèi)循環(huán)運動。所述好氧區(qū)通過控制曝氣量可使流道沿程有明顯的從高到低,從低到高,再從高到低的溶解氧梯度。從而使好氧區(qū)污水混合液中的有機物、氨氮、磷等污染物在活性污泥和生物膜上多種微生物的雙重作用下,發(fā)生吸附、氧化分解,硝化甚至反硝化等分解代謝生化反應,使污水混合液中的有機物、氨氮等被消耗降解,而經(jīng)過釋磷的聚磷菌在好氧狀態(tài)下具有很強的吸磷能力,吸收、存儲超出生長需求的磷量,并合成新的聚磷菌細胞、產(chǎn)生富磷污泥,最終通過剩余污泥的排放將磷從系統(tǒng)中除去;同時微生物本身也發(fā)生合成代謝增殖,由此隨著有機物的氧化和微生物細胞物質的合成,實現(xiàn)污水中有機物的高效降解和脫氮除磷。經(jīng)生化污水處理裝置處理后的污水可通過出水口進入后處理單元,經(jīng)沉淀分離污泥和消毒后即可排放。本發(fā)明提供的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流生化污水處理裝置具有如下特點 (I)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)相對獨立且相互連通。缺氧區(qū)和厭氧區(qū)相對獨立不僅有利
于溶解氧(DO)的控制,可一定程度上緩解厭氧釋磷和反硝化菌反硝化作用對碳源的競爭, 而緩解對厭氧釋磷過程的抑制作用。厭氧段存在硝酸鹽時,反硝化菌會與磷酸菌競爭吸附污水中有機質,并以聚磷菌作為電子受體進行反硝化,從而影響聚磷菌對有機物的發(fā)酵產(chǎn)酸作用,結果使聚磷菌無法得到足夠的揮發(fā)性脂肪酸(VFAs),進而抑制聚磷菌厭氧釋磷及 PHB(聚D羥基丁酸鹽)的合成能力,影響好氧段聚磷菌的吸磷能力,導致除磷效果不佳。該污水處理裝置中的厭氧區(qū)回流液來自缺氧區(qū)經(jīng)反硝化脫氮后的混合液,硝酸鹽含量很少, 如此可緩解硝酸鹽對厭氧釋磷的抑制作用。另外由此進水孔進入?yún)捬鯀^(qū)的新鮮污水也可一定程度上保證聚磷菌釋磷所需的碳源供應。(2)好氧區(qū)中設置的生物膜填料區(qū)中填料的加入,可使微生物生存環(huán)境由原來的氣、液兩相轉變成氣、液、固三相,同時防止增長速率慢的微生物被淘洗出系統(tǒng),也可使微生物在生物膜上固著生長,為微生物創(chuàng)造了更有利的生存條件,便于微生物的生產(chǎn)繁殖,特別是營養(yǎng)層次較高的或者污泥齡較長的微生物,強化大量自養(yǎng)菌(如世代時間長,生長速率慢的硝化菌)的富集和固定,解決了傳統(tǒng)長泥齡和短泥齡微生物生長之間的矛盾,并增加了好氧區(qū)內(nèi)參與污水凈化反應的生物量和生物種類,同時生物膜填料區(qū)中填料的巨大表面積, 可增加整個推流曝氣區(qū)的微生物活性污泥濃度,最大限度地發(fā)揮多種微生物的處理功能, 增強污水處理系統(tǒng)對水質、水量變動大的污水較強的適應性。具體地,其可借助活性污泥的生物多樣性生長繁殖形成異養(yǎng)菌(如絲狀菌、球狀菌)為主的優(yōu)勢菌膠團,以及鞭毛蟲、肉毛蟲、纖毛蟲和吸管蟲等多種原生動物,而生物膜可強化富集和固定大量的自養(yǎng)菌(如世代時間長,生長速率慢的硝化菌),以及占優(yōu)勢的固著型纖毛蟲、鐘蟲等原生動物,和輪蟲、線蟲等后生動物微生物菌群,增強生物硝化脫氨氮的能力,強化對多種有機物降解和脫氮除磷的處理效果,增強污水處理系統(tǒng)對水質、水量變動大的污水較強的適應性。并且,由于大量的微生物生長在生物膜填料區(qū)填料的內(nèi)部和表面,使微生物不易流失,因此可節(jié)省該污水處理系統(tǒng)因長時間停止不用而再啟動使用的恢復時間;典型地,可使硝化菌在生物膜上固著生長,由此給生長速率緩慢的硝化菌創(chuàng)造一個穩(wěn)定的生活環(huán)境, 使硝化菌始終處于好氧環(huán)境中,增加系統(tǒng)中的硝化菌量,提高硝化率,而且也可防止不利條件下的硝化細菌流失。同時因聚磷菌主要生長在懸浮活性污泥中,因此可根據(jù)工藝需要調(diào)控活性污泥的泥齡,實現(xiàn)短泥齡聚磷菌的生長,解決了傳統(tǒng)硝化菌等長泥齡微生物和聚磷菌等短泥齡微生物的生長矛盾,更有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。(3)好氧區(qū)中各回轉式流道中均依次間隔布設有多個相對獨立的生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū),因而污水混合液在好氧區(qū)內(nèi)流動過程中,存在從高向低,由低到高, 由高到底的溶解氧梯度變化,由此可使每一反應區(qū)培養(yǎng)馴化得到與該區(qū)環(huán)境條件相適應的微生物種群,形成良好的種群配合和沿程分布,而避免了不同種群間生態(tài)幅的過多重復,從而保證相應的微生物相擁有最佳的工作活性。且溶解氧梯度的存在也可為反硝化菌利用硝化產(chǎn)物直接進行反硝化,促使在好氧區(qū)中發(fā)生同時硝化反硝化脫氮提供有利條件。(4)好氧區(qū)以生物膜接觸氧化法為主,活性污泥法為輔,因此好氧區(qū)的主生化反應屬于接觸氧化類型,本身就耐水量的沖擊負荷。且整個污水處理系統(tǒng)的流態(tài)為推流式,而污水處理系統(tǒng)內(nèi)每個反應區(qū)之間為完全混合式,如此推流和混合流相結合的流態(tài)不僅有利于提高污水處理裝置的容積利用率,也使污水處理裝置中循環(huán)流動的混合液對新鮮污水以較高的回流比形成稀釋作用,進一步增加了污水處理裝置的抗沖擊負荷能力,對水溫、水量和水質的變動有較強的適應性。(5)優(yōu)選采用附著生產(chǎn)微生物膜效果好的帶狀填料,無需持續(xù)攪拌即可使生物帶上的微生物與處理污水充分接觸,一定程度上降低攪拌所需電耗能。而一般動力消耗費用占了污水處理總運行費用(包括動力消耗費、設備維護費、人工費、污泥處置費、藥劑費等) 的60% 90%,而其中電費占到了動力消耗費用的80 90% ;
另外該污水處理裝置好氧區(qū)中由于明顯的溶解氧梯度的存在,氧利用率高,能進一步降低和減少運行費用,也可促進同時發(fā)生硝化反硝化作用,顯著減少混合液回流量,有利于節(jié)約能耗。對污泥處理的要求低,由于產(chǎn)生的剩余污泥極少,僅相當活性污泥的10 20%, 預計節(jié)省了處理剩余污泥的電費和藥劑費用60 80%。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明提供的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝兼有活性污泥法和生物膜法的雙重特性,具有工藝流程短、同步除磷脫氮,處理效果好,抗沖擊負荷能力、適應性強,污泥產(chǎn)生量少、能耗及運行費用低,并易于調(diào)控管理等優(yōu)點。所述的污水生化處理裝置緊湊,設計合理,易于調(diào)控管理,使用方便。
圖I是本發(fā)明實施例I的污水生化處理裝置平面示意圖2是圖I的A —A向截面首1J視圖3是圖I的B— B向截面剖視圖4是本發(fā)明實施例的工藝流程框圖中1主進水孔、2攪拌器、3缺氧區(qū)、4次進水孔、5厭氧區(qū)、6活性污泥混合曝氣區(qū)、7生物膜填料區(qū)、8推流器、9出水孔、10弧形導流槽、11微孔曝氣管、12推流泵、13 隔離墻、14半封閉式隔離墻、15帶狀填料。
具體實施方式
實施例活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,它包括集中設置在一個矩形構筑物中相對獨立且相互連通的缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū);其中所述好氧區(qū)布設于矩形構
8筑物的右側,呈矩形,由4個相互平行的回轉型流道構成,所述矩形構筑物內(nèi)設有用于將好氧區(qū)和除好氧區(qū)之外的缺氧區(qū)、厭氧區(qū)隔離的弧形半封閉式隔離墻14,所述弧形半封閉式隔離墻隔離而成的另一側分割成兩個區(qū)域,分別為厭氧區(qū)5和缺氧區(qū)3 ;
所述好氧區(qū)為活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū);所述好氧區(qū)中間隔布設有多個生物膜填料區(qū)7和活性污泥混合曝氣區(qū)6,所述生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū)分別間隔布設于好氧區(qū)各回轉型流道的直通過流區(qū)和回轉過流區(qū),所述的生物膜填料區(qū)布設有帶狀填料 15,帶狀填料上附著生長有經(jīng)過培養(yǎng)和馴化的生物膜,所述活性污泥混合曝氣區(qū)底部布設有推流器8和空氣分布器微孔曝氣管11,使水流循環(huán)運動以在好氧區(qū)內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)水流, 并形成好氧環(huán)境,所述好氧區(qū)的右側設有出水孔9 ;所述好氧區(qū)中每兩相鄰回轉型流道的回轉過流區(qū)設有弧形導流墻10,以使處理污水由前一回轉型流道流到后一回轉型流道,所述好氧區(qū)第4個回轉型流道的回轉過流區(qū)外側下部設置有隔離墻13,隔離墻13下部設有回流口和推流泵12,根據(jù)工藝需要實現(xiàn)處理污水混合液從好氧區(qū)到缺氧區(qū)、從缺氧區(qū)到厭氧區(qū),從厭氧區(qū)再到好氧區(qū)的水流外循環(huán)運動。所述生物膜填料區(qū)的下方也可根據(jù)需要布設空氣分布器微孔曝氣管。所述缺氧區(qū)為完全活性污泥處理區(qū),所述缺氧區(qū)左側設有主進水孔1,用于通入新鮮污水和回流污泥或泥水混合液,所述缺氧區(qū)內(nèi)設有攪拌器2攪拌混合,缺氧區(qū)內(nèi)間隔布設有阻隔墻,將缺氧區(qū)分割成多個反應區(qū),分割后的每相鄰兩反應區(qū)的過流孔呈對角線布置。所述缺氧區(qū)和厭氧區(qū)之間設有過水孔,使經(jīng)過缺氧區(qū)處理的出水進入?yún)捬鯀^(qū)。所述厭氧區(qū)為完全活性污泥處理區(qū),所述次進水孔4設于缺氧區(qū)進入?yún)捬鯀^(qū)的過水孔處,用于通入經(jīng)前處理后的新鮮污水,所述厭氧區(qū)內(nèi)設置有攪拌器2攪拌混合,所述弧形半封閉式隔離墻與矩形構筑物側壁形成過水溝道,以使經(jīng)厭氧區(qū)處理后的污水通入好氧區(qū)。污水生化處理工藝
以某市某污水處理廠為對象,該污水處理廠的進水量為5萬噸/天,進水水質為 C0D=200 1164. 3mg/L、TN=60 122 mg/L, NH3-N= 18 62 mg/L, TP=I 10 mg/L。具體污水生化處理工藝為將污水送入各處理單元依次進行前置處理,包括粗細格柵、旋流沉砂分離漂浮雜物和砂粒,水解酸化、水質水量調(diào)節(jié)等處理,然后通入上述生化污水處理裝置進行缺氧+厭氧+泥膜混合好氧生化的循環(huán)處理,具體為將經(jīng)過前處理后的污水,和回流污泥或泥水混合液由主進水孔通入缺氧區(qū),在攪拌器持續(xù)攪拌作用下,使污水與生物活性污泥在充分混合的狀態(tài)下,進行缺氧生化處理,包括在反硝化菌的作用下進行反硝化等,然后引入?yún)捬鯀^(qū),與直接進入?yún)捬鯀^(qū)的新鮮污水混合,進行厭氧生化處理包括使聚磷菌在完全厭氧條件下充分釋磷,然后進入活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū),好氧區(qū)中污水混合液在推流曝氣作用下,形成內(nèi)循環(huán)水流,循環(huán)往復流過生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū),在活性污泥和生物膜上微生物的混合與接觸雙重作用下進行好氧生化處理, 包括將污水中的有機物、氨氮、磷等污染物在活性污泥和生物膜上微生物的混合與接觸雙重作用下,發(fā)生碳氧化、氨氧化及硝化和聚磷等生化反應,達到污水處理工藝要求后經(jīng)出水孔送入后處理單元進行后處理,如進入配水井,經(jīng)配水接入二沉池,經(jīng)沉淀分離污泥后進入接觸消毒池消毒后即可排放達標污水。根據(jù)工藝需要,可將后處理單元處理得到的污泥回流送入缺氧區(qū),還可根據(jù)工藝需要將活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū)的污水混合液以120%的回流比回流至缺氧區(qū)進行處理。在污水處理過程中,根據(jù)工藝需要,可開啟生物膜填料區(qū)下方布設的空氣分布器微孔曝氣管曝氣,利用較強氣水流對老化生物膜進行沖刷處理。由此得到的出水水質能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》 (GB18918-2001)—級 A標準。具體出水監(jiān)測指標C0D ( 50mg/L、TN 彡 15mg/L、NH3_N 彡 5mg/ L、TP ( 0. 5mg/L,污水凈化結果見表I
表I某市某污水處理廠運行數(shù)據(jù)
權利要求
1.活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝,其特征在于它包括將前處理后的污水由主進水孔通入缺氧區(qū),使污水與生物活性污泥在充分混合的狀態(tài)下,進行缺氧生化處理,然后引入?yún)捬鯀^(qū),與次進水孔進入?yún)捬鯀^(qū)的污水混合,在污水與生物活性污泥充分混合的狀態(tài)下進行厭氧生化處理,再進入活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū),污水混合液在推流曝氣作用下,形成內(nèi)循環(huán)水流,循環(huán)往復流過生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū),同時與活性污泥和生物膜上微生物的混合與接觸雙重作用下進行好氧生化處理,達到污水處理工藝要求后經(jīng)好氧區(qū)出水孔排出。
2.根據(jù)權利要求I所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝,其特征在于所述的缺氧生化處理至少包括兼性反硝化菌在缺氧條件下進行反硝化反應,所述的厭氧生化處理至少包括使聚磷菌在完全厭氧條件下充分釋磷,所述的好氧生化處理至少包括將污水中的有機物、氨氮、磷等污染物與活性污泥和生物膜上微生物的混合和接觸雙重作用下,發(fā)生碳氧化、氨氧化及硝化和聚磷等生化反應。
3.根據(jù)權利要求I所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝,其特征在于所述的污水生化處理工藝還包括根據(jù)工藝需要將后處理得到的污泥回流送入缺氧區(qū)。
4.根據(jù)權利要求I所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝,其特征在于所述的污水生化處理工藝還包括根據(jù)工藝需要將活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū)的污水混合液部分回流至缺氧區(qū)進行處理。
5.根據(jù)權利要求4所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝,其特征在于所述的回流污水混合液的回流比為100%-150%。
6.根據(jù)權利要求I所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝,其特征在于所述的污水生化處理工藝還包括根據(jù)工藝需要,開啟生物膜填料區(qū)下方布設的空氣分布器曝氣,對老化的生物膜進行沖刷處理。
7.活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,其特征在于它包括集中設置在一個構筑物中相對獨立且相互連通的缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū);所述缺氧區(qū)為完全活性污泥處理區(qū),所述缺氧區(qū)設有主進水孔,用于通入污水或回流污泥,缺氧區(qū)內(nèi)設有攪拌器攪拌混合;所述厭氧區(qū)為完全活性污泥處理區(qū),所述厭氧區(qū)設有次進水孔,用于通入污水,厭氧區(qū)內(nèi)設置有攪拌器攪拌混合;所述好氧區(qū)為活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū),所述好氧區(qū)中間隔布設有多個生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū),所述的生物膜填料區(qū)布設有填料,填料上附著生長經(jīng)過培養(yǎng)和馴化的生物膜,所述活性污泥混合曝氣區(qū)底部布設有推流器和空氣分布器,使水流循環(huán)運動,在好氧區(qū)內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)水流,并形成好氧環(huán)境,所述好氧區(qū)設有出水孔。
8.根據(jù)權利要求7所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,其特征在于所述好氧區(qū)布設于矩形構筑物的一側,由N (N為偶數(shù))個相互平行的回轉型流道構成, 所述生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū)間隔布設于好氧區(qū)各回轉型流道的直通過流區(qū)和回轉過流區(qū),所述矩形構筑物內(nèi)設有用于將好氧區(qū)和除好氧區(qū)之外的缺氧區(qū)、厭氧區(qū)隔離的半封閉式隔離墻,所述半封閉式隔離墻隔離而成的另一側分割成兩個區(qū)域,分別為厭氧區(qū)和缺氧區(qū);所述缺氧區(qū)和厭氧區(qū)之間設有過水孔,使經(jīng)過缺氧區(qū)處理的出水進入?yún)捬鯀^(qū);所述次進水孔設于缺氧區(qū)進入?yún)捬鯀^(qū)的過水孔處;所述半封閉式隔離墻與矩形構筑物側壁形成過水溝道,使經(jīng)厭氧區(qū)處理后的污水通入好氧區(qū),所述出水孔設于與好氧區(qū)的進水處相對的另一側。
9.根據(jù)權利要求8所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,其特征在于所述好氧區(qū)中每兩相鄰回轉型流道的回轉過流區(qū)設有弧形導流墻。
10.根據(jù)權利要求8所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,其特征在于所述好氧區(qū)最后一個回轉型流道回轉過流區(qū)的外側下部設置有隔離墻,隔離墻下部設有回流口和推流泵,根據(jù)工藝需要實現(xiàn)污水混合液從好氧區(qū)到缺氧區(qū)、從缺氧區(qū)到厭氧區(qū),從厭氧區(qū)再到好氧區(qū)的水流外循環(huán)運動。
11.根據(jù)權利要求8所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,其特征在于所述缺氧區(qū)內(nèi)間隔布設有阻隔墻,將缺氧區(qū)分割成多個反應區(qū),每相鄰兩反應區(qū)的過流孔呈對角線布置。
12.根據(jù)權利要求7或8所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,其特征在于所述生物膜填料區(qū)的填料為帶狀填料。
13.根據(jù)權利要求7或8所述的活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理裝置,其特征在于所述生物膜填料區(qū)的底部布設有空氣分布器。
全文摘要
本發(fā)明涉及活性污泥與生物膜復合循環(huán)流污水生化處理工藝及裝置。它包括將前處理后的污水由主進水孔通入缺氧區(qū),使污水與生物活性污泥在充分混合狀態(tài)下,進行缺氧生化處理,然后引入?yún)捬鯀^(qū),與次進水孔進入?yún)捬鯀^(qū)的污水混合,在污水與生物活性污泥充分混合狀態(tài)下進行厭氧生化處理,再進入活性污泥與生物膜協(xié)同處理區(qū),污水混合液在推流曝氣作用下,形成內(nèi)循環(huán)水流,循環(huán)往復流過生物膜填料區(qū)和活性污泥混合曝氣區(qū),在活性污泥和生物膜上微生物的混合與接觸雙重作用下進行好氧生化處理,達到污水處理工藝要求后排出。其可結合活性污泥的生物多樣性和生物膜的雙重特性,抗沖擊負荷能力強,適應性強,可實現(xiàn)同步脫氮除磷,污水處理效果好。
文檔編號C02F3/30GK102583736SQ20121002081
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月30日 優(yōu)先權日2012年1月30日
發(fā)明者夏春霞, 王慶, 王雷, 許榕 申請人:湖北君集水處理有限公司