用於汙水處理的載體循環生物處理方法
2023-10-05 07:37:19 1
專利名稱：用於汙水處理的載體循環生物處理方法
技術領域：
本發明是一種用於汙水處理的載體循環生物處理方法。
背景技術：
隨著對水環境保護的日益重視，人們對脫氮除磷工藝的研究越來越重視。目前技術成熟、運用較廣泛、運行可靠的工藝有A/O、A2/O、CAST等工藝，均為活性汙泥法。總體上看，活性汙泥法的處理效率較高，但它具有運行費用高，消耗量多，對於進水負荷變化的適應性差，並且還有可能產生汙泥膨脹的缺點。
與活性汙泥法相比，生物膜法形成了一個更為複合生態系統。在縱向，微生物構成了一個由細菌、真菌、藻類、原生動物、後生動物等多個營養級組成的複合生態系統；在橫向，沿著液體到填料的方向，構成了一個附著好氧型、附著兼氧型和附著厭氧型的多種不同活動能力、呼吸類型、營養類型的微生物系統，因而生物膜法具有一定的脫氮作用，特別是較薄的生物膜處理效率更高，並且生物膜法具有更節能，更強的抗衝擊負荷能力，具有較大的單位體積生物量、較長的固體停留時間和剩餘汙泥量少且易於沉澱以及運行管理方便等優點。近年來國際上出現了重視生物膜法的新動向，出現了一批新的生物膜法工藝技術，如A/O二段式淹沒生物膜法脫氮效果較好，但除磷效果不理想，與物化方法組合即能取得較好的處理效果；淹沒序批式生物膜法具有同步脫氮除磷的功能，除磷效果較好而脫氮效果相對較差，且目前的研究還未能應用於實際汙水處理中。隨著新型生物膜反應器的面世及處理工藝的深入研究，生物膜法極有可能成為活性汙泥法的替代技術。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種用於汙水處理的載體循環生物處理方法，該方法工藝簡單、成本低廉，出水水質好，可廣泛用於各種規模城市及工業汙水的處理。
本發明是一種用於汙水處理的載體循環生物處理方法，其工藝是汙水經調節池進入三段即好氧/厭氧/好氧段生物膜反應器進行生物處理，或進入四段即厭氧/好氧/厭氧/好氧段生物膜反應器進行生物處理，然後加入絮凝劑去除磷，再經沉澱池沉澱出水。
本發明由於利用具有較好脫氮效果的較薄生物膜，並設置了好氧區及厭氧區，以及採用了汙泥回流方式相結合，因而具有如下主要優點其一.工藝及設備簡單，可建成一體化反應器，水力停留時間較短，可適宜處理各種水質水量的汙水，出水水質好。
其二.由於水力旋轉生物膜反應器抗衝擊負荷能力強，所含的活性汙泥的濃度非常高(包括生物填料表面的生物膜及沉澱池回流汙泥)，因此汙水處理效率高，去除有機物及脫氮效果均較好。
其三.所用絮凝劑可有效除磷，回流後又成為生物膜生長的載體(類似流化床工藝中載體，比表面積極大)，所產生的剩餘汙泥含水率低，節省處理費用，並可製成肥料。
其四.容積負荷高，佔地面積小。
其五.運行靈活，管理維護方便。
其六.一次性投資較低，運行成本顯著低於現行汙水處理工藝，可廣泛用於各種規模城市及工業汙水的處理。
圖1是本發明用於處理可生化性較好汙水的工藝流程示意圖。
圖2是本發明用於處理可生化性較差汙水的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
本發明是在一種新型生物膜反應器——水力旋轉生物膜反應器基礎上開發出的具有脫氮除磷作用的生物膜法工藝，其工藝是汙水經調節池進入三段即好氧/厭氧/好氧段生物膜反應器進行生物處理(見圖1)，或進入四段即厭氧/好氧/厭氧/好氧段生物膜反應器進行生物處理(見圖2)，然後加入蒙脫石、活性炭等絮凝劑去除磷，再經沉澱池沉澱出水。
為了提高汙水處理效果，可將沉澱池中的汙泥回流至調節池與生物膜反應器，生物膜反應器內汙泥可去除有機物及脫氮。回流後的絮凝劑可以有效除磷及改善出水水質，另外，蒙脫石與活性炭比表面積相當大，回流後可以作為活性汙泥的載體，提高活性汙泥的濃度。絮凝劑，其組分是(重量％)蒙託石39～68，硫酸亞鐵20～40，聚合氯化鋁3～10，蒙脫石活化劑2～7，活性炭1～4；一般選用蒙託石57、硫酸亞鐵30、聚合氯化鋁5、蒙脫石活化劑5和活性炭3，效果就比較好。
上述的好氧段生物膜反應器，可採用能夠進行硝化和氧化反應的水力旋轉生物膜反應器(專利申請號200420017804.4)。它是一級或多級串接而成的水力旋轉生物膜反應器，每級反應器的結構是包括機架、反應槽和水力旋轉裝置；反應槽與機架固連；水力旋轉裝置位於反應槽上，其包括水力旋轉水槽和與之相連的轉動骨架，該骨架設有與反應槽槽壁相連的轉軸，還設有若干個均勻分布的載體隔間，每個載體隔間裝有載體艙，載體艙裝有生物填料。由於水力旋轉生物膜反應器內水力剪切力較大，多面球填料的生物膜較薄，生物膜內物料傳遞效率較高，尤其適合硝化菌與反硝化菌的生長，因此在二級好氧段內均可通過同步硝化反硝化反應去除一部分的氮。
上述的厭氧段生物膜反應器，可採用目前使用的能夠進行反硝化反應的淹沒式生物膜反應器。其結構主要是有一個可以排泥的反應槽，其底部呈10～60的坡度，其深度與一級水力旋轉生物膜反應器相當，內部可根據需要填充各種類型的填料，填料淹沒於水面下，無充氧曝氣裝置。
本發明中反應器較多，主要是為了避免循環水提升的動力消耗，及避免循環水對水質的稀釋而降低反應速度的缺點，當處理高濃度的廢水時，則可採用回流的運行方式。
下面結合附圖敘述本發明的汙水處理過程。
如圖1、圖2所示好氧段與缺氧段內分別適宜生長硝化菌與反硝化菌，固定的生物膜及經過回流的汙泥先後經過好氧段與缺氧段，即可脫除相當一部分的氮。脫氮主要利用水力旋轉生物膜反應器內同步硝化反硝化反應，與回流汙泥先後在好氧段進行硝化反應和缺氧段進行反硝化反應去除，磷主要通過加入絮凝劑去除。另外，本工藝運行方式非常靈活，絮凝劑的用量可根據汙水水質水量靈活掌握，當汙水濃度較高或水量較大時，可將部分汙泥回流至調節池，以充分發揮生物絮凝的作用。
1.好氧/厭氧/好氧工藝(見圖1)汙水首先進入調節池，緩衝水質水量的影響。然後進入一級水力旋轉生物膜反應器，停留時間為1～3小時左右，通過這一級處理後，CODcr與NH4-N的濃度大幅下降，TN小幅下降。汙水在淹沒式生物膜反應器內停留時間為1.5～3.5小時左右，處理後CODcr小幅下降，TN-N大幅下降。汙水在二級水力旋轉生物膜反應器內停留時間為1～3小時左右，主要去除水中的有機物。加入絮凝劑後進入沉澱池，停留時間為1.5～2.5小時。
本工藝用於處理可生化性較好的汙水。
2.厭氧/好氧/厭氧/好氧工藝(見圖2)汙水首先進入一級淹沒式生物膜反應器，以提高汙水的可生化性，停留時間為1.5～5小時左右，其後各級反應器的汙水處理與上述的好氧/厭氧/好氧工藝各級反應器相同。
本工藝較好氧/缺氧/好氧工藝多設了一個淹沒式生物膜反應器，其內為厭氧條件，主要目的是提高汙水的可生化性，用於處理可生化性較差的汙水。
上述兩種工藝可處理各種濃度的汙水。當汙染物濃度太高時，可採用最後一級反應器出水回流至第一級反應器的運行方式。
權利要求
1.一種用於汙水處理的生物處理方法，其特徵是用於汙水處理的載體循環生物處理方法，其工藝是汙水經調節池進入三段即好氧/厭氧/好氧段生物膜反應器進行生物處理，或進入四段即厭氧/好氧/厭氧/好氧段生物膜反應器進行生物處理，然後加入絮凝劑去除磷，再經沉澱池沉澱出水。
2.根據權利要求1所述的生物處理方法，其特徵是將沉澱池的汙泥回流至調節池與生物膜反應器，回流後的絮凝劑成為活性汙泥的載體，生物膜反應器內汙泥去除有機物、脫氮及聚磷。
3.根據權利要求1所述的生物處理方法，其特徵在於所述的好氧段生物膜反應器，採用能夠進行硝化和氧化反應的水力旋轉生物膜反應器。
4.根據權利要求1所述的生物處理方法，其特徵在於所述的厭氧段生物膜反應器，採用能夠進行反硝化反應的淹沒式生物膜反應器。
5.根據權利要求1所述的生物處理方法，其特徵在於所述的汙水為高濃度廢水時，採用最後一級反應器出水回流至第一級反應器的運行方式。
6.根據權利要求1或2所述的生物處理方法，其特徵在於所述的絮凝劑，其組分是(重量％)蒙託石39～68，硫酸亞鐵20～40，聚合氯化鋁3～10，蒙脫石活化劑2～7，活性炭1～4。
7.根據權利要求6所述的生物處理方法，其特徵在於所述的絮凝劑，其組分是(重量％)蒙託石57，硫酸亞鐵30，聚合氯化鋁5，蒙脫石活化劑5，活性炭3。
全文摘要
本發明是一種用於汙水處理的載體循環生物處理方法，其工藝是汙水經調節池進入三段即好氧/厭氧/好氧段生物膜反應器進行生物處理，或進入四段即厭氧/好氧/厭氧/好氧段生物膜反應器進行生物處理，然後加入絮凝劑去除磷，再經沉澱池沉澱出水。本發明具有工藝簡單、汙水處理效率高，以及設備簡單、佔地面積小、一次性投資較低和運行成本顯著低於現行汙水處理工藝等優點，可廣泛用於各種規模城市及工業汙水的處理。
文檔編號C02F3/12GK1579959SQ200410013159
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月14日 優先權日2004年5月14日
發明者曾慶福, 魯敏, 張躍武, 王軍 申請人:武漢科技學院