一種廢水生物處理的一體化裝置和廢水處理方法

2023-05-18 11:52:51 2

一種廢水生物處理的一體化裝置和廢水處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種廢水生物處理一體化裝置，其中，所述廢水生物處理一體化裝置（20）包括相互隔開的作為廢水一級處理單元的生物載體流動床（21）和作為廢水二級處理單元的曝氣生物濾池（22）以及分別與生物載體流動床（21）和曝氣生物濾池（22）相連通的流體通道（23），所述生物載體流動床（21）中設置有可懸浮填料（3）；所述曝氣生物濾池（22）中設置有固定填料層（8）。本發明還提供了一種廢水處理方法。本發明提供的所述廢水生物處理一體化裝置通過合理布置FCBR單元和BAF單元而使它們有機結合起來，能更好的發揮兩種工藝的特長，從而能更有效的處理廢水。而且，採用一體化的結構形式，節省了佔地面積，特別的結構設計簡化了流程，減少了泵、管道和閥門等設備，同時也便於操作和控制。
【專利說明】一種廢水生物處理的一體化裝置和廢水處理方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種廢水生物處理的一體化裝置以及採用該一體化裝置的廢水處理方法。

【背景技術】
[0002]生物載體流化床(簡稱為FCBR)技術，採用了獨特設計的流態化生物載體(Fluidized B1carrier),由於該生物載體獨特的結構設計,使FCBR較傳統工藝具有更高的汙泥濃度，從而獲得更好的淨化效果。微生物附著生長於流態化生物載體的表面，形成一定厚度的微生物膜層。附著生長的微生物可以達到很高的生物量，因此，反應池內生物濃度是懸浮生長活性汙泥工藝的2-4倍，可達8-12g/L，降解效率也因此成倍提高，對來水的水質的要求不高，且對來水的水量具有更強的抗衝擊能力。
[0003]載體流動床技術屬於生物膜技術，不存在傳統活性汙泥法中的汙泥膨脹、汙泥上浮以及汙泥流失等問題，也不用擔心傳質問題和供氧問題，因此不必頻繁的監控反應池中的汙泥情況和變換運行參數，使日常的運行管理更簡捷。
[0004]曝氣生物濾池(B1logical Aerated Filter)簡稱BAF,是80年代末在歐美發展起來的一種新型生物膜法汙水處理工藝。該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX (有害物質)的作用，其特點是集生物氧化和截留懸浮固體於一體，節省了後續沉澱池(二沉池)，其容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好，運行能耗低，運行費用省。
[0005]曝氣生物濾池與普通活性汙泥法相比，具有有機負荷高、佔地面積小(是普通活性汙泥法的1/3)、投資少(節約30%)、不會產生汙泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質好等優點。
[0006]由於載體流動床和曝氣生物濾池具有的諸多優勢，得到了廣泛的研究和關注，如:
[0007]CN101565233A涉及一種採用生物載體流化床處理有機含鹽廢水的方法，該方法將空氣由流化床底部的空氣進口進入反應池，含鹽有機廢水由流化床頂部廢水流入口進入反應池,在載體流化床反應池內容納有球狀或短柱狀輕質高分子生物載體,所述生物載體的填充密度為23-35kg/m3反應池容積，所述生物載體呈流化態懸浮於反應池內，水相微生物附著於所述生物載體表面，與含鹽有機廢水充分接觸使汙染物分解，處理後的廢水經廢水流出口排出。該方法具有載體不會流失以及營養物和汙染物接觸充分，耐鹽性好，處理效率聞等優勢。
[0008]CN201358204Y涉及一種用於煉油汙水深度處理裝置，該裝置由進水池和一級或多級工程菌-曝氣生物濾池EM-BAF反應器串聯組成，EM-BAF反應器內裝有活性生物填料床，內部分為多個空間，每個空間填充有活性生物填料，活性生物填料床下方設曝氣管路和排泥管。經二級生物處理後的煉油汙水在本裝置內與活性生物填料接觸後排出，汙水中COD以及氨氮得到去除。該裝置具有耐受汙染物濃度變化衝擊，微生物負載量高，產泥少的優點。
[0009]但在實際的應用過程中，FCBR工藝存在著出水懸浮物較高等問題，而BAF存在著處理濃度較高的廢水時所需的反衝洗水量大、水頭損失也較大的缺陷。同時現有的生化裝置也存在佔地較大等缺陷。


【發明內容】

[0010]本發明的目在於解決現有技術中的不足，將FCBR和BAF工藝結合起來，提出一種廢水處理效果好、操作更簡便、佔地更省的廢水生物處理一體化裝置以及使用該裝置的廢水處理方法。
[0011]為了實現上述目的，本發明提供一種廢水生物處理一體化裝置，其中，所述廢水生物處理一體化裝置包括相互隔開的作為廢水一級處理單元的生物載體流動床和作為廢水二級處理單元的曝氣生物濾池以及分別與生物載體流動床和曝氣生物濾池相連通的流體通道，所述生物載體流動床中設置有可懸浮填料，所述可懸浮填料上可承載用於分解廢水中有機物的微生物；所述曝氣生物濾池中設置有固定填料層，所述固定填料層中可承載用於分解廢水中有機物的微生物，所述廢水生物處理一體化裝置包括進水口、排水口、第一進氣口、第二進氣口、第一排氣口、第二排氣口，其中，進水口、第一進氣口和第一排氣口分別與生物載體流動床相連通；排水口、第二進氣口和第二排氣口分別與曝氣生物濾池相連通，所述第一進氣口和所述第二排氣口通過連通管道相通。
[0012]本發明還提供了一種廢水處理方法，該方法包括使用本發明所述的廢水生物處理的一體化裝置，該方法包括先將待處理廢水引入廢水一級處理單元生物載體流動床中，與處於流化狀態的可懸浮填料接觸，進行好氧或缺氧或厭氧生化反應，處理後出水通過流體通道引入廢水二級處理單元曝氣生物濾池中，與固定填料層接觸，進行好氧生化反應，所述廢水生物處理一體化裝置包括進水口、排水口、第一進氣口、第二進氣口、第一排氣口、第二排氣口，其中，進水口、第一進氣口和第一排氣口分別與生物載體流動床相連通；排水口、第二進氣口和第二排氣口分別與曝氣生物濾池相連通，將待處理廢水從進水口引入生物載體流動床中，並通過第一進氣口向生物載體流動床中通入含氧或不含氧的氣體，並使其中的可懸浮填料處於流化狀態，經過生物載體流動床處理的處理後出水通過流體通道引入廢水二級處理單元曝氣生物濾池中，通過第二進氣口向曝氣生物濾池中通入含氧氣體對廢水進行曝氣，最終出水從排水口被引出，第一排氣口和第二排氣口分別用於將生物載體流動床和曝氣生物濾池中的廢氣排出，所述第一進氣口和所述第二排氣口通過連通管道相通，將從曝氣生物濾池中被排出的至少部分廢氣通過連通管道引入生物載體流動床中。
[0013]本發明提供的所述廢水生物處理一體化裝置通過合理布置FCBR單元和BAF單元而使它們有機結合起來，能更好的發揮兩種工藝的特長，從而能更有效的處理廢水。而且，採用一體化的結構形式，節省了佔地面積，特別的結構設計簡化了流程，減少了泵、管道和閥門等設備，同時也便於操作和控制。
[0014]優選地，所述廢水生物處理一體化裝置包括橫向隔板和縱向隔板，該橫向隔板和縱向隔板將所述廢水生物處理一體化裝置內部空間圍成第一區域、第二區域和第三區域，所述第一區域作為生物載體流動床，所述第二區域作為曝氣生物濾池，所述第三區域作為流體通道。
[0015]優選地，作為生物載體流動床的第一區域位於該裝置的上部，作為曝氣生物濾池的第二區域位於該裝置的下部，作為流體通道的第三區域沿著該裝置的高度方向延伸。
[0016]優選地，縱向隔板的上端和下端分別與所述廢水生物處理的一體化裝置的頂壁和底壁間隔開，使得該流體通道能夠分別與生物載體流動床和曝氣生物濾池連通。
[0017]按照本發明的上述優選實施方式，通過合理、優化布置第一區域(作為生物載體流動床)、第二區域(作為曝氣生物濾池)以及第三區域(作為流體通道)的位置，以及使得與生物載體流動床連通的第一進氣口和與曝氣生物濾池連通的第二排氣口通過管道相連通，使得生物載體流動床單元可以在好氧、厭氧和缺氧的條件下操作，增加了所述廢水處理裝置的操作靈活性。再者，當生物載體流動床在厭氧和缺氧操作時，減少了攪動生物載體流動床中可懸浮填料的攪拌裝置，減少了成本，簡化了操作。
[0018]本發明的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0020]圖1是說明本發明的廢水生物處理一體化裝置的一種實施方式的示意圖。
[0021]附圖標記說明
[0022]1:進水口 2:第一氣體分布板3:可懸浮填料4:溢流孔道
[0023]5:第一排氣口 6:第一進氣口 8:固定填料層9:第二氣體分布板
[0024]10:第二進氣口 11:排水口 12:第二排氣口 13:連通管道
[0025]20:廢水生物處理一體化裝置21:生物載體流動床
[0026]22:曝氣生物濾池23:流體通道24:橫向隔板25:縱向隔板

【具體實施方式】
[0027]以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
[0028]在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如「上、下、左、右」通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；「內、外」是指相對於各部件本身的輪廓的內、外。
[0029]按照本發明的一個方面，本發明提供了一種廢水生物處理一體化裝置，其中，所述廢水生物處理一體化裝置20包括相互隔開的作為廢水一級處理單元的生物載體流動床21和作為廢水二級處理單元的曝氣生物濾池22以及分別與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22相連通的流體通道23，所述生物載體流動床21中設置有可懸浮填料3，所述可懸浮填料3上可承載用於分解廢水中有機物的微生物；所述曝氣生物濾池22中設置有固定填料層8，所述固定填料層8中可承載用於分解廢水中有機物的微生物，所述廢水生物處理一體化裝置20包括進水口 1、排水口 11、第一進氣口 6、第二進氣口 10、第一排氣口 5、第二排氣口12，其中，進水口 1、第一進氣口 6和第一排氣口 5分別與生物載體流動床21相連通；排水口 11、第二進氣口 10和第二排氣口 12分別與曝氣生物濾池22相連通，所述第一進氣口 6和所述第二排氣口 12通過連通管道13相通。
[0030]本發明的所述廢水生物處理一體化裝置通過將生物載體流動床21和曝氣生物濾池22相互隔開，並設置分別與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22相連通的流體通道23，而將作為廢水一級處理單元的生物載體流動床21和作為廢水二級處理單元的曝氣生物濾池22有機結合起來，一方面提高了廢水的處理效果，另一方面，操作更簡便又節省了佔地。
[0031 ] 其中，生物載體流動床21、曝氣生物濾池22以及流體通道23可以以任意適當的方式設置在所述廢水生物處理一體化裝置中，只要保證將生物載體流動床21和曝氣生物濾池22相互隔開，並使得流體通道23分別與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22相連通。在本發明的優選的實施方式中，如圖1所示，所述廢水生物處理一體化裝置20包括橫向隔板24和縱向隔板25，該橫向隔板24和縱向隔板25將所述廢水生物處理一體化裝置20內部空間圍成第一區域、第二區域和第三區域，所述第一區域作為生物載體流動床21，所述第二區域作為曝氣生物濾池22，所述第三區域作為流體通道23。即，橫向隔板24、縱向隔板25以及一側側壁使得所述廢水生物處理一體化裝置被劃分圍成兩個腔體，分別為作為生物載體流動床21的第一區域，以及作為曝氣生物濾池22的第二區域。縱向隔板25與所述廢水生物處理一體化裝置的另一側側壁之間形成另外一個腔體，為作為流體通道23的第三區域。
[0032]因此，廢水先進入生物載體流動床21進行廢水的一級處理，經過一級處理的廢水通過流體通道23進入曝氣生物濾池22進行廢水的二級處理，然後排出。
[0033]其中，流體通道23可以分別與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22在任意適當的位置相連通。優選地，為了操作更加方便，作為生物載體流動床21的第一區域位於該裝置的上部，作為曝氣生物濾池22的第二區域位於該裝置的下部，作為流體通道23的第三區域沿著該裝置的高度方向延伸。從而使得經過一級處理後的廢水通過重力作用通過流體通道23自然過渡到曝氣生物濾池22中進行進一步的廢水處理。
[0034]此外，流體通道23與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22的連通方式亦可以採用各種適當的連通方式。例如，可以使縱向隔板25設置成與所述廢水生物處理一體化裝置的頂壁和底壁緊密貼合，使得作為生物載體流動床21的第一區域、作為曝氣生物濾池22的第二區域的和作為流體通道23的第三區域完全隔離開，然後通過管道分別使第一區域與第三區域相連通，以及使第二區域與第三區域相連通。
[0035]按照本發明的一種優選的實施方式，如圖1所示，縱向隔板25的上端和下端分別與廢水的生物處理一體化裝置的頂壁和底壁間隔開，使得該流體通道23能夠分別與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22連通。即，所述縱向隔板25的上端和下端分別不與該裝置的頂壁和底壁接觸，使得留有的空隙能夠允許廢水通過，即，使得廢水能夠通過縱向隔板25的上端和下端分別與所述廢水生物處理的一體化裝置20的頂壁和底壁間形成的空隙通過流體通道23流通。通過該種優選的實施方式，可以不增加額外的部件，而僅通過合理設置隔板的設置方式而滿足其功能的需要，因此，會使操作更加方便。
[0036]按照本發明的另一種優選的實施方式，如圖1所示，縱向隔板25的上端與所述廢水生物處理的一體化裝置20的頂壁接觸或間隔開，並在所述縱向隔板25的上端設置溢流孔道4，且縱向隔板25的下端與所述廢水生物處理的一體化裝置20的底壁間隔開，使得該流體通道23能夠分別與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22連通。當所述縱向隔板25的上端與廢水生物處理的一體化裝置20的頂壁接觸，為了使流體通道23能夠與生物載體流動床21相同，又能夠防止其中的可懸浮填料3的流失，在所述縱向隔板25的上端設置溢流孔道4，以使水流通過並保證使可懸浮填料3截留在生物載體流動床21內。因此，所述溢流孔道4的開口大小以及數量可以根據水量的需要以及可懸浮填料3的大小視實際需要而定。此外，在縱向隔板25的上端與所述廢水生物處理的一體化裝置20的頂壁間隔開的情況下，亦可以在所述縱向隔板25的上端設置溢流孔道4，以更好地起到使水流順利通過並阻止可懸浮填料3流失的作用。
[0037]按照本發明，為了更好地實現一體化後的所述生物載體流動床21和所述曝氣生物濾池22的廢水處理功能以及保證廢水的處理效果，如圖1所示，所述廢水生物處理一體化裝置20包括進水口 1、排水口 11、第一進氣口 6、第二進氣口 10、第一排氣口 5、第二排氣口 12，其中，進水口 1、第一進氣口 6和第一排氣口 5分別與生物載體流動床21相連通；排水口 11、第二進氣口 10和第二排氣口 12分別與曝氣生物濾池22相連通。
[0038]其中，第一進氣口 6和第二進氣口 10可以有選擇性地實現單獨的、分別的為生物載體流動床21和所述曝氣生物濾池22提供或停止進氣。對於生物載體流動床21來說，其進氣不但是保證其中的可懸浮填料3能夠保持流化狀態，還能夠通過控制進氣中的氧含量使廢水一級處理單元生物載體流動床21可以在好氧、厭氧和缺氧的條件下進行廢水處理操作，增加了操作的靈活性。對於曝氣生物濾池22來說，其進氣可以保證一定的曝氣量，SP溶解氧含量，使得廢水二級處理單元曝氣生物濾池22可以在好氧的條件下進行進一步的廢水處理操作。
[0039]因此，待處理廢水從進水口 I進入廢水一級處理單元生物載體流動床21中，由第一進氣口 6向所述生物載體流動床21中通入氣體，使生物載體流動床21中的可懸浮填料3處於流化狀態，並提供適當的處理條件以對廢水進行處理，使廢水中的大部分有機物通過承載於所述可懸浮填料3中的微生物被分解，經過生物載體流化床21處理後的出水通過流體通道23引入廢水二級處理單元曝氣生物濾池22中，作為曝氣生物濾池22的進水，使之與曝氣生物濾池22中的固定填料層8接觸，同時，通過第二進氣口 10向曝氣生物濾池22中通入含氧氣體，對所述廢水進行曝氣，使廢水中的有機物進一步通過承載於所述固定填料層8中的微生物被分解。廢氣可以通過第一排氣口 5和第二排氣口 12分別從生物載體流動床21和曝氣生物濾池22中被排出。
[0040]按照本發明的一種優選的實施方式，所述第一進氣口 6和所述第二排氣口 12通過連通管道13相通。將從曝氣生物濾池22中被排出的至少部分廢氣通過連通管道13引入生物載體流動床21中，不用額外、單獨地引入進氣，而可以通過控制通入曝氣生物濾池22中的進氣量和排氣量來控制生物載體流動床21中的進氣量，以使其中的可懸浮填料3流動起來。而且可以通過控制曝氣生物濾池22的曝氣量和排氣量控制進入生物載體流動床21中的溶解氧含量，根據廢水的處理需求使廢水一級處理單元生物載體流動床21可以在好氧、厭氧和缺氧的條件下操作。再者，當生物載體流動床在厭氧和缺氧操作時，通過從曝氣生物濾池22中被排出的廢氣通過連通管道13引入生物載體流動床21中還減少了攪動生物載體流動床21中可懸浮填料3的攪拌裝置，減少了成本，簡化了操作。
[0041]因此，基於上述描述可知，本發明所述的廢水生物處理一體化裝置20可以實現進行二級好氧的操作方式，也可以實現一級厭氧或好氧或缺氧+ 二級好氧的操作方式。特別地，當在一級缺氧+ 二級好氧的條件下操作時，本發明所述裝置還可以具有脫氮的功能。
[0042]根據本發明，優選地，為了操作更加簡便，操作流程更加順暢，所述第一排氣口 5設置在生物載體流動床21的上部，進水口 I和第一進氣口 6依次設置在生物載體流動床21的下部；第二排氣口 12和排水口 11依次設置在曝氣生物濾池22的上部，第二進氣口 10設置在曝氣生物濾池22的下部。將待處理廢水從進水口 I引入生物載體流動床21中，並通過第一進氣口 6向生物載體流動床21中通入含氧或不含氧的氣體，並使其中的可懸浮填料3處於流化狀態，經過生物載體流動床21處理的處理後出水通過流體通道23引入廢水二級處理單元曝氣生物濾池22中，通過第二進氣口 10向曝氣生物濾池22中通入含氧氣體對廢水進行曝氣，最終出水從排水口 11被引出，第一排氣口 5和第二排氣口 12分別用於將生物載體流動床21和曝氣生物濾池22中的廢氣排出。
[0043]按照本發明的一種優選的實施方式，所述廢水生物處理一體化裝置20還包括用於使氣體均勻分散的設置在生物載體流動床21下部且使可懸浮填料3位於其上部的第一氣體分布板2和設置在曝氣生物濾池22下部且使固定填料8設置在其上部的第二氣體分布板9。
[0044]第一氣體分布板2和第二氣體分布板9可以米用相同的結構,只要能夠支撐相應的填料層並設置有相應的通氣孔，以允許氣體穿過相應的通氣孔使氣體均勻分散，而分別使可懸浮填料3處於流化狀態，而可以進入固定填料層即可。
[0045]對於生物載體流動床21的操作來說，通過第一氣體分布板2對進氣的均勻分散成細小的氣泡能夠使可懸浮填料3處於更佳的流化狀態，而使承載於懸浮填料3上的微生物更好地與廢水接觸，並可以根據需要提供分散均勻的含氧氣體，從而進一步提高廢水的處理效果。對於曝氣生物濾池22來說，通過第二氣體分布板9對進氣的均勻分散成細小的氣泡能夠使含氧氣體在廢水中分散的更均勻並進入填料層，更利於承載於固定填料8中的微生物在溶氧均勻的環境下對有機物進行有效分解，從而進一步提高廢水的處理效果。
[0046]具體來說，所述第一氣體分布板2設置在第一進氣口 6的上部，所述第一氣體分布板2上設置有可懸浮填料3，所述第二氣體分布板9設置在第二進氣口 10的上部，所述第二氣體分布板9上設置有固定填料8。
[0047]所述第一氣體分布板2和第二氣體分布板9的設置方式為本領域技術人員所公知，本發明的優選實施方式中，如圖1所不，第一氣體分布板2和第二氣體分布板9可以橫向分別固定在生物載體流動床21內和曝氣生物濾池22內(例如，可以將其兩端分別固定在裝置的側壁和縱向隔板25上，亦可以在分別在生物載體流動床21內和曝氣生物濾池22內的底部設置多個支撐柱，以支撐、固定各自的氣體分布板)。
[0048]進一步優選情況下，所述第一氣體分布板2上分布的通氣孔的孔隙率為50-95%，孔直徑為0.05-3_，優選為0.5-1.5_。所述第二氣體分布板9上分布的通氣孔的孔隙率為 50-95%，孔直徑為 0.005-3mm，優選為 0.01-0.1mm。
[0049]根據本發明，生物載體流動床21中設置的可懸浮填料3的填充密度和該可懸浮填料的種類的可選擇範圍較寬，可以根據廢水處理的實際需要選擇適當的材料，只要適於承載、附著微生物並形成生物膜即可。通常，所述生物載體流動床21中設置的可懸浮填料3的填充密度為80-250kg/m3，所述可懸浮填料3優選選自硬質塑料填料中的一種或多種。所述硬質塑料可以為聚乙烯。
[0050]根據本發明，在所述可懸浮填料3上承載用於分解廢水中有機物的微生物的方法為本領域技術人員所公知。例如，可以通過外加微生物，或者通過對廢水的馴化而使微生物得以在填料上承載、附著而形成生物膜。
[0051]根據本發明，曝氣生物濾池22中設置的固定填料層8的填充密度和該可懸浮填料的種類的可選擇範圍較寬，可以根據廢水處理的實際需要選擇適當的材料，只要適於承載、附著微生物並形成生物膜即可，通常。所述曝氣生物濾池22中設置的固定填料層8中的固定填料的填充密度為200-1200kg/m3，所述固定填料層8中的固定填料優選選自陶粒、火山巖、活性炭顆粒和沸石中的一種或多種。
[0052]根據本發明，在所述固定填料層8中可承載用於分解廢水中有機物的微生物的方法為本領域技術人員所公知。例如，可以通過外加微生物，或者通過對廢水的馴化而使微生物得以在填料上承載、附著而形成生物膜。
[0053]以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。
[0054]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0055]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
[0056]以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
[0057]下述實施例1中所用的可懸浮填料為直徑為1mm高度為5mm的圓環填料(聚乙烯材料製成)；固定填料購自萍鄉環科粒徑為5-10mm的陶粒。
[0058]實施例1
[0059]本實施例用於說明採用本發明的廢水生物處理一體化裝置對廢水進行處理的方法。
[0060]採用如圖1所示的廢水一體化處理裝置20，包括相互隔開的作為廢水一級處理單元的生物載體流動床21和作為廢水二級處理單元的曝氣生物濾池22以及分別與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22相連通的流體通道23，該裝置還包括橫向隔板24和縱向隔板25，該橫向隔板24和縱向隔板25將所述廢水生物處理一體化裝置20內部空間圍成第一區域、第二區域和第三區域，所述第一區域作為生物載體流動床21，所述第二區域作為曝氣生物濾池22，所述第三區域作為流體通道23。作為生物載體流動床21的第一區域位於該裝置的上部，作為曝氣生物濾池22的第二區域位於該裝置的下部，作為流體通道23的第三區域沿著該裝置的高度方向延伸。且所述縱向隔板25的上端和下端分別與所述裝置20的頂壁和底壁間隔開，使得該流體通道23通過因隔開而形成的空隙能夠分別與生物載體流動床21和曝氣生物濾池22連通。且所述縱向隔板25的上端還設置有溢流孔道4(溢流孔道的開孔大小小於可懸浮填料的大小)。
[0061]所述生物載體流動床21中設置有可懸浮填料3 (填充密度為150kg/m3);所述曝氣生物濾池22中設置有固定填料層8 (填充密度為550kg/m3)。
[0062]該裝置20包括進水口 1、排水口 11、第一進氣口 6、第二進氣口 10、第一排氣口 5、第二排氣口 12，其中，進水口 1、第一進氣口 6和第一排氣口 5分別與生物載體流動床21相連通；排水口 11、第二進氣口 10和第二排氣口 12分別與曝氣生物濾池22相連通，且所述第一進氣口 6和所述第二排氣口 12通過連通管道13相通。所述第一排氣口 5設置在生物載體流動床21的上部，進水口 I和第一進氣口 6依次設置在生物載體流動床21的下部；第二排氣口 12和排水口 11依次設置在曝氣生物濾池22的上部，第二進氣口 10設置在曝氣生物濾池22的下部。第一氣體分布板2設置在生物載體流動床21下部(位於第一進氣口6之上)且使可懸浮填料3位於其上部，第二氣體分布板9設置在曝氣生物濾池22下部(位於第二進氣口 10之上)且使固定填料8設置在其上部。
[0063]廢水通過進水口 I從廢水一級處理單元生物載體流動床21下部的進水口 I進入反應器，並通過第一進氣口 6向生物載體流動床21中通入不含氧的氣體，並通過第一氣體分布板2 (孔隙率為60-70%，孔直徑為Imm)分散成小氣泡以使生物載體流動床21中的可懸浮填料3懸浮起來並處於流化狀態，使廢水與其中的可懸浮填料3充分接觸，進行缺氧或厭氧生化反應。經過生物載體流動床21處理後的廢水經過縱向隔板25上端的間隙以及溢流孔道4進入流體通道23中並進入廢水二級處理單元曝氣生物濾池22的下部，與曝氣生物濾池22中的固定填料8進行充分接觸，通過第二進氣口 10向曝氣生物濾池22中通入壓縮空氣並通過第二氣體分布板9 (孔隙率為75-85%，孔直徑為0.05mm)分散成細小的氣泡自下而上與曝氣生物濾池22中的廢水和固定填料8接觸為其中的好氧生化反應提供氧源，以對廢水進行曝氣，進行好氧生化反應。
[0064]經過曝氣生物濾池22反應完畢後的一部分氣體通過第二排氣口 12排出，一部分通過連通管13和第一進氣管6進入生物載體流動床21的底部；再通過生物載體流動床21的第一氣體分布板2分散成小氣泡以使生物載體流動床21中的可懸浮填料3懸浮起來並處於流化狀態。廢氣從生物載體流動床21上部的第一排氣口 5排出。
[0065]最終的處理後出水從排水口 11被引出。
【權利要求】
1.一種廢水生物處理一體化裝置，其特徵在於，所述廢水生物處理一體化裝置(20)包括相互隔開的作為廢水一級處理單元的生物載體流動床(21)和作為廢水二級處理單元的曝氣生物濾池(22)以及分別與生物載體流動床(21)和曝氣生物濾池(22)相連通的流體通道(23 )，所述生物載體流動床(21)中設置有可懸浮填料(3 )，所述可懸浮填料(3 )上可承載用於分解廢水中有機物的微生物；所述曝氣生物濾池(22)中設置有固定填料層(8)，所述固定填料層(8)中可承載用於分解廢水中有機物的微生物，所述廢水生物處理一體化裝置(20)包括進水口(I)、排水口(11)、第一進氣口(6)、第二進氣口(10)、第一排氣口(5)、第二排氣口(12)，其中，進水口(I)、第一進氣口(6)和第一排氣口(5)分別與生物載體流動床(21)相連通；排水口(11)、第二進氣口(10)和第二排氣口(12)分別與曝氣生物濾池(22)相連通，所述第一進氣口(6)和所述第二排氣口( 12)通過連通管道(13)相通。
2.根據權利要求1所述的廢水生物處理一體化裝置，其特徵在於，所述廢水生物處理一體化裝置(20 )包括橫向隔板(24)和縱向隔板(25 ),該橫向隔板(24)和縱向隔板(25 )將所述廢水生物處理一體化裝置(20)內部空間圍成第一區域、第二區域和第三區域，所述第一區域作為生物載體流動床(21)，所述第二區域作為曝氣生物濾池(22)，所述第三區域作為流體通道(23)。
3.根據權利要求2所述的廢水生物處理一體化裝置，其特徵在於，作為生物載體流動床(21)的第一區域位於該裝置的上部，作為曝氣生物濾池(22)的第二區域位於該裝置的下部，作為流體通道(23)的第三區域沿著該裝置的高度方向延伸。
4.根據權利要求3所述的廢水生物處理的一體化裝置，其特徵在於，縱向隔板(25)的上端和下端分別與所述廢水生物處理的一體化裝置(20)的頂壁和底壁間隔開，使得該流體通道(23)能夠分別與生物載體流動床(21)和曝氣生物濾池(22)連通。
5.根據權利要求3所述的廢水生物處理的一體化裝置，其特徵在於，縱向隔板(25)的上端與所述廢水生物處理的一體化裝置(20)的頂壁接觸或間隔開，並在所述縱向隔板(25)的上端設置溢流孔道(4)，且縱向隔板(25)的下端與所述廢水生物處理的一體化裝置(20)的底壁間隔開，使得該流體通道(23)能夠分別與生物載體流動床(21)和曝氣生物濾池(22)連通。
6.根據權利要求1所述的廢水生物處理的一體化裝置，其特徵在於，所述第一排氣口(5)設置在生物載體流動床(21)的上部，進水口(I)和第一進氣口(6)依次設置在生物載體流動床(21)的下部；第二排氣口( 12 )和排水口( 11)依次設置在曝氣生物濾池(22 )的上部，第二進氣口(10)設置在曝氣生物濾池(22)的下部。
7.根據權利要求1所述的廢水生物處理的一體化裝置，其特徵在於，所述廢水生物處理一體化裝置(20)還包括用於使氣體均勻分散的設置在生物載體流動床(21)下部且使可懸浮填料(3)位於其上部的第一氣體分布板(2)和設置在曝氣生物濾池(22)下部且使固定填料(8)設置在其上部的第二氣體分布板(9)。
8.根據權利要求1所述的廢水生物處理的一體化裝置，其特徵在於，生物載體流動床(21)中設置的可懸浮填料(3)的填充密度為80-250kg/m3,所述可懸浮填料(3)選自硬質塑料填料中的一種或多種；曝氣生物濾池(22)中設置的固定填料層(8)的填充密度為200-1200kg/m3,所述固定填料層(8 )中的固定填料選自陶粒、火山巖、活性炭顆粒和沸石中的一種或多種。
9.一種廢水處理方法，其特徵在於，該方法包括使用權利要求1所述的廢水生物處理的一體化裝置(20)，該方法包括先將待處理廢水引入廢水一級處理單元生物載體流動床(21)中，與處於流化狀態的可懸浮填料(3)接觸，進行好氧或缺氧或厭氧生化反應，處理後出水通過流體通道(23 )引入廢水二級處理單元曝氣生物濾池(22 )中，與固定填料層(8 )接觸，進行好氧生化反應，所述廢水生物處理一體化裝置(20)包括進水口( I )、排水口( 11 )、第一進氣口(6)、第二進氣口(10)、第一排氣口(5)、第二排氣口(12)，其中，進水口(I)、第一進氣口(6)和第一排氣口(5)分別與生物載體流動床(21)相連通；排水口(11)、第二進氣口( 10)和第二排氣口( 12)分別與曝氣生物濾池(22)相連通，將待處理廢水從進水口( I)引入生物載體流動床(21)中，並通過第一進氣口(6)向生物載體流動床(21)中通入含氧或不含氧的氣體，並使其中的可懸浮填料(3)處於流化狀態，經過生物載體流動床(21)處理的處理後出水通過流體通道(23)引入廢水二級處理單元曝氣生物濾池(22)中，通過第二進氣口(10)向曝氣生物濾池(22)中通入含氧氣體對廢水進行曝氣，最終出水從排水口(11)被引出，第一排氣口( 5 )和第二排氣口( 12 )分別用於將生物載體流動床(21)和曝氣生物濾池(22)中的廢氣排出，所述第一進氣口(6)和所述第二排氣口(12)通過連通管道(13)相通，將從曝氣生物濾池(22)中被排出的至少部分廢氣通過連通管道(13)引入生物載體流動床(21)中。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述廢水生物處理一體化裝置(20)包括橫向隔板(24)和縱向隔板(25 )，該橫向隔板(24)和縱向隔板(25 )將所述廢水生物處理一體化裝置(20)內部空間圍成第一區域、第二區域和第三區域，所述第一區域作為生物載體流動床(21)位於該裝置的上部，所述第二區域作為曝氣生物濾池(22)位於該裝置的下部，所述第三區域作為流體通道(23)並沿著該裝置的高度方向延伸，縱向隔板(25)的上端和下端分別與所述廢水生物處理的一體化裝置(20)的頂壁和底壁間隔開，使得該流體通道(23)能夠分別與生物載體流動床(21)和曝氣生物濾池(22)連通，使得廢水能夠通過縱向隔板(25)的上端和下端分別與所述廢水生物處理的一體化裝置(20)的頂壁和底壁間形成的空隙通過流體通道(23)流通。
【文檔編號】C02F3/08GK104512960SQ201310445612
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】高峰, 桑軍強 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院