申請(qǐng)日2016.05.30
公開(kāi)(公告)日2016.09.07
IPC分類(lèi)號(hào)C02F9/14; C02F101/30; C02F101/16
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)及方法，污水由進(jìn)水管同時(shí)進(jìn)入一級(jí)缺氧區(qū)、二級(jí)缺氧區(qū)生物膜區(qū)，進(jìn)水比例3:1‑1:1，隨后污水通過(guò)連通管折流式經(jīng)過(guò)各級(jí)缺氧區(qū)和好氧區(qū)，污水在一級(jí)缺氧區(qū)經(jīng)過(guò)前置預(yù)處理及利用回流污泥脫氮，進(jìn)入一級(jí)好氧區(qū)去除有機(jī)物和氨氮，一級(jí)好氧區(qū)出水與二級(jí)缺氧區(qū)進(jìn)水混合后，于其內(nèi)進(jìn)一步脫氮，二級(jí)好氧區(qū)進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮，經(jīng)處理后污水進(jìn)入沉淀池，沉淀池表層上清液出水至磷吸附裝置中，經(jīng)吸附后由其底部排出，磷吸附裝置對(duì)污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進(jìn)行吸附，吸附飽和后通過(guò)反沖洗泵對(duì)其進(jìn)行清洗。本發(fā)明尤其適用于中、小型城鎮(zhèn)生活污水及工業(yè)廢水深度脫氮除磷領(lǐng)域。
摘要附圖
權(quán)利要求書(shū)
1.一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，包括由進(jìn)水管連接的原水箱、進(jìn)水泵及主體生物反應(yīng)器，所述主體生物反應(yīng)器連接有沉淀池、磷吸附裝置，所述磷吸附裝置通過(guò)反沖洗泵連接至清水池，其特征在于：
所述主體生物反應(yīng)器為矩形反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)并行地相隔設(shè)置有2～4級(jí)A/O單元，所述A/O單元包括缺氧區(qū)、好氧區(qū)，其上一級(jí)A/O單元的好氧區(qū)與下一級(jí)A/O單元的缺氧區(qū)相連通，形成使污水呈折流的多級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每級(jí)A/O單元的缺氧區(qū)與進(jìn)水管相連，最后一級(jí)的好氧區(qū)與沉淀池相連，沉淀池底部連接有污泥回流泵;
所述A/O單元底部設(shè)置有微孔曝氣盤(pán)，微孔曝氣盤(pán)上方設(shè)有承托板，承托板上開(kāi)有圓孔，承托板之上為填料區(qū)，填料區(qū)上層預(yù)留穩(wěn)定水層，微生物在填料表面附著繁殖，形成生物膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述主體生物反應(yīng)器設(shè)置有兩級(jí)A/O單元，其分為四個(gè)獨(dú)立區(qū)間，沿進(jìn)水方向依次為一級(jí)缺氧區(qū)、一級(jí)好氧區(qū)、二級(jí)缺氧區(qū)、二級(jí)好氧區(qū)，所述一級(jí)缺氧區(qū)、一級(jí)好氧區(qū)、二級(jí)缺氧區(qū)、二級(jí)好氧區(qū)底部均設(shè)有微孔曝氣盤(pán)，微孔曝氣盤(pán)連接有氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)及空氣調(diào)節(jié)閥構(gòu)成曝氣系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述缺氧區(qū)與好氧區(qū)通過(guò)連通管交替連接，其中上一級(jí)缺氧區(qū)與下一級(jí)好氧區(qū)的連通管設(shè)置于下水面上10cm處，上一級(jí)好氧區(qū)與下一級(jí)缺氧區(qū)的連通管設(shè)置于上水面下10cm處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述缺氧區(qū)采用連續(xù)進(jìn)水低曝氣運(yùn)行，其進(jìn)水管設(shè)置于邊壁上方，所述進(jìn)水管位置為水面上10cm處，其采用小孔均勻布水，所述缺氧區(qū)微孔曝氣盤(pán)曝氣強(qiáng)度控制在出水溶解氧小于0.5mg/l。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述好氧區(qū)微孔曝氣盤(pán)曝氣強(qiáng)度控制在出水溶解氧大于2.0mg/l。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述每級(jí)A/O單元內(nèi)缺氧區(qū)和好氧區(qū)的容積比為1:1～1:3，以充分匹配硝化與反硝化的過(guò)程。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述一級(jí)缺氧區(qū)為前置預(yù)處理及利用回流污泥中的硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化脫氮，二級(jí)缺氧區(qū)進(jìn)一步脫氮;一級(jí)好氧區(qū)去除有機(jī)物和氨氮，二級(jí)好氧區(qū)進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮，所述沉淀池上清液出水，其底部部分污泥直接排出，部分污泥則通過(guò)污泥回流泵回流至各級(jí)缺氧區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述沉淀池表層上清液出水至磷吸附裝置中，經(jīng)吸附后由其底部排出，所述磷吸附裝置中填料采用碳化污泥，對(duì)污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進(jìn)行吸附，吸附飽和后通過(guò)反沖洗泵進(jìn)行清洗，使磷吸附裝置恢復(fù)工作性能。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述承托板上開(kāi)有直徑8cm的圓孔，承托板之上為填料區(qū)，填料區(qū)體積為對(duì)應(yīng)A/O單元體積的60%-80%，所述缺氧區(qū)、好氧區(qū)的填料均為直徑10cm的速分球，該速分球內(nèi)填充物為火山巖，孔隙率為0.6。
10.一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的方法，其特征在于：該方法應(yīng)用于權(quán)利要求1至9所述的多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其包括：
污水由進(jìn)水管同時(shí)進(jìn)入一級(jí)缺氧區(qū)、二級(jí)缺氧區(qū)生物膜區(qū)，進(jìn)水比例3:1-1:1，隨后污水通過(guò)連通管折流式經(jīng)過(guò)各級(jí)缺氧區(qū)和好氧區(qū)，污水在一級(jí)缺氧區(qū)經(jīng)過(guò)前置預(yù)處理及利用回流污泥脫氮，進(jìn)入一級(jí)好氧區(qū)去除有機(jī)物和氨氮，一級(jí)好氧區(qū)出水與二級(jí)缺氧區(qū)進(jìn)水混合后，于其內(nèi)進(jìn)一步脫氮，二級(jí)好氧區(qū)進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮，經(jīng)處理后污水進(jìn)入沉淀池，沉淀池表層上清液出水至磷吸附裝置中，經(jīng)吸附后由其底部排出，磷吸附裝置對(duì)污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進(jìn)行吸附，吸附飽和后通過(guò)反沖洗泵對(duì)其進(jìn)行清洗。
說(shuō)明書(shū)
一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體為一種改良多點(diǎn)進(jìn)水生物膜與磷吸附裝置耦合的生物脫氮除磷處理污水的結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術(shù)
目前，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠存在嚴(yán)重的碳源不足問(wèn)題，碳源不足不僅使TN達(dá)標(biāo)難度較大，還會(huì)造成污泥濃度低、易松散膨脹等問(wèn)題。
北京市地方標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，排放限值為COD<30mg/L，NH4+-N<2mg/L，TN<15mg/l，TP<1.5mg/l，TSS<8mg/l。新標(biāo)準(zhǔn)相比《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，單一的工藝已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足時(shí)代需求，耦合工藝的串聯(lián)、協(xié)同變得尤為重要。
連續(xù)流多點(diǎn)進(jìn)水工藝是一種高效的污水生物脫氮工藝，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外新開(kāi)發(fā)的生物脫氮工藝，它耦合了傳統(tǒng)生物膜工藝、磷吸附工藝，采用多點(diǎn)進(jìn)水方式在各段缺氧區(qū)進(jìn)水的生物處理工藝，結(jié)合了兩者優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)了對(duì)處理低C/N比污水更有利的污水處理工藝。
現(xiàn)有技術(shù)雖然針對(duì)A/O分段進(jìn)水工藝存在的問(wèn)題作了諸多改進(jìn)，但仍然存在很多問(wèn)題。如中國(guó)專(zhuān)利“改良分段進(jìn)水深度脫氮除磷的裝置和方法”(公告號(hào)：CN101570382B，公告日：2011.7.13)公布了一種改良分段進(jìn)水深度脫氮除磷的裝置和方法，將A/O分段進(jìn)水工藝改為改良UCT分段進(jìn)水工藝，馴化出反硝化除磷細(xì)菌來(lái)實(shí)現(xiàn)反硝化除磷，從而實(shí)現(xiàn)除磷，其反硝化除磷細(xì)菌馴化周期比較長(zhǎng)，因此啟動(dòng)時(shí)間相應(yīng)也比較長(zhǎng);除磷和脫氮存在泥齡上的矛盾，兩者不能同時(shí)兼顧，因此除磷穩(wěn)定性差。
中國(guó)專(zhuān)利“一種分段進(jìn)水MBBR脫氮除磷的裝置”(公告號(hào)：CN202492436U，公告日：2012.10.17)公布了一種分段進(jìn)水MBBR脫氮除磷的裝置，將A/O分段進(jìn)水工藝改為改良UCT分段進(jìn)水工藝，馴化出反硝化除磷細(xì)菌來(lái)實(shí)現(xiàn)反硝化除磷，從而實(shí)現(xiàn)除磷，通過(guò)在好氧段投加懸浮填料和使用濾布濾池，解決了除磷和脫氮存在的泥齡矛盾，利用反硝化除磷菌實(shí)現(xiàn)除磷，但仍存在反硝化除磷細(xì)菌馴化周期比較長(zhǎng)，啟動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述不足，本發(fā)明提供了一種改良多點(diǎn)進(jìn)水生物膜與磷吸附裝置耦合的生物脫氮除磷處理污水的結(jié)構(gòu)及方法，鑒于連續(xù)流多點(diǎn)進(jìn)水脫氮工藝有較好的脫氮性能，對(duì)于較低碳氮比的污水有一定的處理優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明將連續(xù)流多點(diǎn)進(jìn)水生物膜工藝與磷吸附工藝相結(jié)合，利用強(qiáng)化同步硝化反硝化脫氮作用來(lái)尋求低碳氮比污水實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化處理效果的耦合工藝。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：
一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，包括由進(jìn)水管連接的原水箱、進(jìn)水泵及主體生物反應(yīng)器，所述主體生物反應(yīng)器連接有沉淀池、磷吸附裝置，所述磷吸附裝置通過(guò)反沖洗泵連接至清水池;
所述主體生物反應(yīng)器為矩形反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)并行地相隔設(shè)置有2～4級(jí)A/O單元，所述A/O單元包括缺氧區(qū)、好氧區(qū)，其上一級(jí)A/O單元的好氧區(qū)與下一級(jí)A/O單元的缺氧區(qū)相連通，形成使污水呈折流的多級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每級(jí)A/O單元的缺氧區(qū)與進(jìn)水管相連，最后一級(jí)的好氧區(qū)與沉淀池相連，沉淀池底部連接有污泥回流泵;
所述A/O單元底部設(shè)置有微孔曝氣盤(pán)，微孔曝氣盤(pán)上方設(shè)有承托板，承托板上開(kāi)有圓孔，承托板之上為填料區(qū)，填料區(qū)上層預(yù)留穩(wěn)定水層，微生物在填料表面附著繁殖，形成生物膜。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述主體生物反應(yīng)器設(shè)置有兩級(jí)A/O單元，其分為四個(gè)獨(dú)立區(qū)間，沿進(jìn)水方向依次為一級(jí)缺氧區(qū)、一級(jí)好氧區(qū)、二級(jí)缺氧區(qū)、二級(jí)好氧區(qū)，所述一級(jí)缺氧區(qū)、一級(jí)好氧區(qū)、二級(jí)缺氧區(qū)、二級(jí)好氧區(qū)底部均設(shè)有微孔曝氣盤(pán)，微孔曝氣盤(pán)連接有氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)、空氣壓縮機(jī)及空氣調(diào)節(jié)閥構(gòu)成曝氣系統(tǒng)。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述缺氧區(qū)與好氧區(qū)通過(guò)連通管交替連接，其中上一級(jí)缺氧區(qū)與下一級(jí)好氧區(qū)的連通管設(shè)置于下水面上10cm處，上一級(jí)好氧區(qū)與下一級(jí)缺氧區(qū)的連通管設(shè)置于上水面下10cm處。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述缺氧區(qū)采用連續(xù)進(jìn)水低曝氣運(yùn)行，其進(jìn)水管設(shè)置于邊壁上方，所述進(jìn)水管位置為水面上10cm處，其采用小孔均勻布水，所述缺氧區(qū)微孔曝氣盤(pán)曝氣強(qiáng)度控制在出水溶解氧小于0.5mg/l。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述好氧區(qū)微孔曝氣盤(pán)曝氣強(qiáng)度控制在出水溶解氧大于2.0mg/l。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述每級(jí)A/O單元內(nèi)缺氧區(qū)和好氧區(qū)的容積比為1:1～1:3，以充分匹配硝化與反硝化的過(guò)程。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述一級(jí)缺氧區(qū)為前置預(yù)處理及利用回流污泥中的硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化脫氮，二級(jí)缺氧區(qū)進(jìn)一步脫氮;一級(jí)好氧區(qū)去除有機(jī)物和氨氮，二級(jí)好氧區(qū)進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮，所述沉淀池上清液出水，其底部部分污泥直接排出，部分污泥則通過(guò)污泥回流泵回流至各級(jí)缺氧區(qū)。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述沉淀池表層上清液出水至磷吸附裝置中，經(jīng)吸附后由其底部排出，所述磷吸附裝置中填料采用碳化污泥，對(duì)污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進(jìn)行吸附，吸附飽和后通過(guò)反沖洗泵進(jìn)行清洗，使磷吸附裝置恢復(fù)工作性能。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述承托板上開(kāi)有直徑8cm的圓孔，承托板之上為填料區(qū)，填料區(qū)體積為對(duì)應(yīng)A/O單元體積的60%-80%，所述缺氧區(qū)、好氧區(qū)的填料均為直徑10cm的速分球，該速分球內(nèi)填充物為火山巖，孔隙率為0.6。
一種多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的方法，該方法應(yīng)用于上述的多點(diǎn)進(jìn)水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其包括：
污水由進(jìn)水管同時(shí)進(jìn)入一級(jí)缺氧區(qū)、二級(jí)缺氧區(qū)生物膜區(qū)，進(jìn)水比例3:1-1:1，隨后污水通過(guò)連通管折流式經(jīng)過(guò)各級(jí)缺氧區(qū)和好氧區(qū)，污水在一級(jí)缺氧區(qū)經(jīng)過(guò)前置預(yù)處理及利用回流污泥脫氮，進(jìn)入一級(jí)好氧區(qū)去除有機(jī)物和氨氮，一級(jí)好氧區(qū)出水與二級(jí)缺氧區(qū)進(jìn)水混合后，于其內(nèi)進(jìn)一步脫氮，二級(jí)好氧區(qū)進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮，經(jīng)處理后污水進(jìn)入沉淀池，沉淀池表層上清液出水至磷吸附裝置中，經(jīng)吸附后由其底部排出，磷吸附裝置對(duì)污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進(jìn)行吸附，吸附飽和后通過(guò)反沖洗泵對(duì)其進(jìn)行清洗。
本發(fā)明進(jìn)水方式為一級(jí)缺氧區(qū)、二級(jí)缺氧區(qū)同時(shí)進(jìn)水;污水連續(xù)交替式經(jīng)過(guò)缺氧區(qū)和好氧區(qū)，隨后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)磷吸附裝置過(guò)濾后排出。采用多點(diǎn)進(jìn)水方式有如下工藝優(yōu)勢(shì)：
(1)有機(jī)物沿區(qū)均勻分布，負(fù)荷均衡，一定程度上縮小了供氧速率與好氧速率之間的差距，降低能耗，更能充分發(fā)揮活性污泥微生物的降解能力;
(2)各段缺氧區(qū)只進(jìn)入部分原水，反硝化菌優(yōu)先利用原水中易降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化反應(yīng)，減少了好氧區(qū)異養(yǎng)菌對(duì)有機(jī)物的競(jìng)爭(zhēng)，因此反硝化可以最大程度地利用原水碳源;
(3)硝化液從各段好氧區(qū)直接進(jìn)入下一段缺氧區(qū)，不用設(shè)置硝化液內(nèi)回流設(shè)施，簡(jiǎn)化了工藝流程，節(jié)省了動(dòng)力費(fèi)用;
(4)反硝化出水直接進(jìn)入好氧區(qū)，在一定程度上彌補(bǔ)了硝化反應(yīng)對(duì)堿度的需求，減少了堿度物質(zhì)投加量;
(5)對(duì)現(xiàn)有污水處理廠的升級(jí)改造相對(duì)簡(jiǎn)單，只需將污水改為分段進(jìn)水進(jìn)入主體反應(yīng)池體，部分池體改為缺氧運(yùn)行，其它設(shè)施無(wú)需改動(dòng)。
本發(fā)明帶來(lái)的有益效果有：
(1)提高碳源的利用率，將有效的碳源用于反硝化脫氮，同時(shí)避免過(guò)多的碳源直接進(jìn)入好氧區(qū)，減少碳源與氧氣的直接碳化作用，減少碳源損失;
(2)本發(fā)明利用一級(jí)缺氧區(qū)前置預(yù)處理及污泥回流脫氮，二級(jí)缺氧區(qū)同步硝化反硝化脫氮;利用一級(jí)好氧區(qū)使有機(jī)物和氨氮達(dá)標(biāo);利用二級(jí)好氧區(qū)進(jìn)一步去除有機(jī)物和氨氮;利用本系統(tǒng)，COD<30mg/L，NH4+-N<2mg/L，TN<15mg/l，TP<1.5mg/l，TSS<8mg/l;
(3)本發(fā)明投資省、占地面積少、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、特別適用于污水處理后用作地表水和地下水補(bǔ)充用水。
