申請日2016.05.30

　　公開(公告)日2016.09.07

　　IPC分類號C02F9/14; C02F101/30; C02F101/16

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種多點進水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)及方法，污水由進水管同時進入一級缺氧區(qū)、二級缺氧區(qū)生物膜區(qū)，進水比例3:1‑1:1，隨后污水通過連通管折流式經(jīng)過各級缺氧區(qū)和好氧區(qū)，污水在一級缺氧區(qū)經(jīng)過前置預(yù)處理及利用回流污泥脫氮，進入一級好氧區(qū)去除有機物和氨氮，一級好氧區(qū)出水與二級缺氧區(qū)進水混合后，于其內(nèi)進一步脫氮，二級好氧區(qū)進一步去除有機物和氨氮，經(jīng)處理后污水進入沉淀池，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，磷吸附裝置對污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進行吸附，吸附飽和后通過反沖洗泵對其進行清洗。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

　　1.一種多點進水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，包括由進水管連接的原水箱、進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A/O單元，所述A/O單元包括缺氧區(qū)、好氧區(qū)，其上一級A/O單元的好氧區(qū)與下一級A/O單元的缺氧區(qū)相連通，形成使污水呈折流的多級串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每級A/O單元的缺氧區(qū)與進水管相連，最后一級的好氧區(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，微孔曝氣盤上方設(shè)有承托板，承托板上開有圓孔，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所述的一種多點進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A/O單元，其分為四個獨立區(qū)間，沿進水方向依次為一級缺氧區(qū)、一級好氧區(qū)、二級缺氧區(qū)、二級好氧區(qū)，所述一級缺氧區(qū)、一級好氧區(qū)、二級缺氧區(qū)、二級好氧區(qū)底部均設(shè)有微孔曝氣盤，微孔曝氣盤連接有氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計、空氣壓縮機及空氣調(diào)節(jié)閥構(gòu)成曝氣系統(tǒng)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多點進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)通過連通管交替連接，其中上一級缺氧區(qū)與下一級好氧區(qū)的連通管設(shè)置于下水面上10cm處，上一級好氧區(qū)與下一級缺氧區(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所述的一種多點進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)進水低曝氣運行，其進水管設(shè)置于邊壁上方，所述進水管位置為水面上10cm處，其采用小孔均勻布水，所述缺氧區(qū)微孔曝氣盤曝氣強度控制在出水溶解氧小于0.5mg/l。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多點進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)微孔曝氣盤曝氣強度控制在出水溶解氧大于2.0mg/l。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多點進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程。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多點進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)氮進行反硝化脫氮，二級缺氧區(qū)進一步脫氮;一級好氧區(qū)去除有機物和氨氮，二級好氧區(qū)進一步去除有機物和氨氮，所述沉淀池上清液出水，其底部部分污泥直接排出，部分污泥則通過污泥回流泵回流至各級缺氧區(qū)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多點進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，對污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進行吸附，吸附飽和后通過反沖洗泵進行清洗，使磷吸附裝置恢復(fù)工作性能。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多點進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。

　　10.一種多點進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所述的多點進水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其包括：

　　污水由進水管同時進入一級缺氧區(qū)、二級缺氧區(qū)生物膜區(qū)，進水比例3:1-1:1，隨后污水通過連通管折流式經(jīng)過各級缺氧區(qū)和好氧區(qū)，污水在一級缺氧區(qū)經(jīng)過前置預(yù)處理及利用回流污泥脫氮，進入一級好氧區(qū)去除有機物和氨氮，一級好氧區(qū)出水與二級缺氧區(qū)進水混合后，于其內(nèi)進一步脫氮，二級好氧區(qū)進一步去除有機物和氨氮，經(jīng)處理后污水進入沉淀池，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，磷吸附裝置對污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進行吸附，吸附飽和后通過反沖洗泵對其進行清洗。

　　說明書

　　一種多點進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進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，我國城鎮(zhèn)污水處理廠存在嚴重的碳源不足問題，碳源不足不僅使TN達標難度較大，還會造成污泥濃度低、易松散膨脹等問題。

　　北京市地方標準一級B標準，排放限值為COD<30mg/L，NH4+-N<2mg/L，TN<15mg/l，TP<1.5mg/l，TSS<8mg/l。新標準相比《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A排放標準更為嚴格，單一的工藝已經(jīng)遠不能滿足時代需求，耦合工藝的串聯(lián)、協(xié)同變得尤為重要。

　　連續(xù)流多點進水工藝是一種高效的污水生物脫氮工藝，是近年來國內(nèi)外新開發(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，采用多點進水方式在各段缺氧區(qū)進水的生物處理工藝，結(jié)合了兩者優(yōu)勢開發(fā)了對處理低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A/O分段進水工藝存在的問題作了諸多改進，但仍然存在很多問題。如中國專利“改良分段進水深度脫氮除磷的裝置和方法”(公告號：CN101570382B，公告日：2011.7.13)公布了一種改良分段進水深度脫氮除磷的裝置和方法，將A/O分段進水工藝改為改良UCT分段進水工藝，馴化出反硝化除磷細菌來實現(xiàn)反硝化除磷，從而實現(xiàn)除磷，其反硝化除磷細菌馴化周期比較長，因此啟動時間相應(yīng)也比較長;除磷和脫氮存在泥齡上的矛盾，兩者不能同時兼顧，因此除磷穩(wěn)定性差。

　　中國專利“一種分段進水MBBR脫氮除磷的裝置”(公告號：CN202492436U，公告日：2012.10.17)公布了一種分段進水MBBR脫氮除磷的裝置，將A/O分段進水工藝改為改良UCT分段進水工藝，馴化出反硝化除磷細菌來實現(xiàn)反硝化除磷，從而實現(xiàn)除磷，通過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現(xiàn)除磷，但仍存在反硝化除磷細菌馴化周期比較長，啟動時間比較長等問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對上述不足，本發(fā)明提供了一種改良多點進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)流多點進水脫氮工藝有較好的脫氮性能，對于較低碳氮比的污水有一定的處理優(yōu)勢，本發(fā)明將連續(xù)流多點進水生物膜工藝與磷吸附工藝相結(jié)合，利用強化同步硝化反硝化脫氮作用來尋求低碳氮比污水實現(xiàn)最優(yōu)化處理效果的耦合工藝。

　　本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

　　一種多點進水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，包括由進水管連接的原水箱、進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A/O單元，所述A/O單元包括缺氧區(qū)、好氧區(qū)，其上一級A/O單元的好氧區(qū)與下一級A/O單元的缺氧區(qū)相連通，形成使污水呈折流的多級串聯(lián)結(jié)構(gòu)，每級A/O單元的缺氧區(qū)與進水管相連，最后一級的好氧區(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，微孔曝氣盤上方設(shè)有承托板，承托板上開有圓孔，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，所述主體生物反應(yīng)器設(shè)置有兩級A/O單元，其分為四個獨立區(qū)間，沿進水方向依次為一級缺氧區(qū)、一級好氧區(qū)、二級缺氧區(qū)、二級好氧區(qū)，所述一級缺氧區(qū)、一級好氧區(qū)、二級缺氧區(qū)、二級好氧區(qū)底部均設(shè)有微孔曝氣盤，微孔曝氣盤連接有氣體玻璃轉(zhuǎn)子流量計、空氣壓縮機及空氣調(diào)節(jié)閥構(gòu)成曝氣系統(tǒng)。

　　作為上述技術(shù)方案的改進，所述缺氧區(qū)與好氧區(qū)通過連通管交替連接，其中上一級缺氧區(qū)與下一級好氧區(qū)的連通管設(shè)置于下水面上10cm處，上一級好氧區(qū)與下一級缺氧區(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，所述缺氧區(qū)采用連續(xù)進水低曝氣運行，其進水管設(shè)置于邊壁上方，所述進水管位置為水面上10cm處，其采用小孔均勻布水，所述缺氧區(qū)微孔曝氣盤曝氣強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，所述好氧區(qū)微孔曝氣盤曝氣強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，所述每級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程。

　　作為上述技術(shù)方案的改進，所述一級缺氧區(qū)為前置預(yù)處理及利用回流污泥中的硝態(tài)氮進行反硝化脫氮，二級缺氧區(qū)進一步脫氮;一級好氧區(qū)去除有機物和氨氮，二級好氧區(qū)進一步去除有機物和氨氮，所述沉淀池上清液出水，其底部部分污泥直接排出，部分污泥則通過污泥回流泵回流至各級缺氧區(qū)。

　　作為上述技術(shù)方案的改進，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，對污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進行吸附，吸附飽和后通過反沖洗泵進行清洗，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，所述承托板上開有直徑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。

　　一種多點進水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的方法，該方法應(yīng)用于上述的多點進水生物膜耦合磷吸附裝置處理污水的結(jié)構(gòu)，其包括：

　　污水由進水管同時進入一級缺氧區(qū)、二級缺氧區(qū)生物膜區(qū)，進水比例3:1-1:1，隨后污水通過連通管折流式經(jīng)過各級缺氧區(qū)和好氧區(qū)，污水在一級缺氧區(qū)經(jīng)過前置預(yù)處理及利用回流污泥脫氮，進入一級好氧區(qū)去除有機物和氨氮，一級好氧區(qū)出水與二級缺氧區(qū)進水混合后，于其內(nèi)進一步脫氮，二級好氧區(qū)進一步去除有機物和氨氮，經(jīng)處理后污水進入沉淀池，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，磷吸附裝置對污水中磷及溶解性和懸浮性污染物質(zhì)進行吸附，吸附飽和后通過反沖洗泵對其進行清洗。

　　本發(fā)明進水方式為一級缺氧區(qū)、二級缺氧區(qū)同時進水;污水連續(xù)交替式經(jīng)過缺氧區(qū)和好氧區(qū)，隨后進入沉淀池，經(jīng)磷吸附裝置過濾后排出。采用多點進水方式有如下工藝優(yōu)勢：

　　(1)有機物沿區(qū)均勻分布，負荷均衡，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)只進入部分原水，反硝化菌優(yōu)先利用原水中易降解有機物進行反硝化反應(yīng)，減少了好氧區(qū)異養(yǎng)菌對有機物的競爭，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)直接進入下一段缺氧區(qū)，不用設(shè)置硝化液內(nèi)回流設(shè)施，簡化了工藝流程，節(jié)省了動力費用;

　　(4)反硝化出水直接進入好氧區(qū)，在一定程度上彌補了硝化反應(yīng)對堿度的需求，減少了堿度物質(zhì)投加量;

　　(5)對現(xiàn)有污水處理廠的升級改造相對簡單，只需將污水改為分段進水進入主體反應(yīng)池體，部分池體改為缺氧運行，其它設(shè)施無需改動。

　　本發(fā)明帶來的有益效果有：

　　(1)提高碳源的利用率，將有效的碳源用于反硝化脫氮，同時避免過多的碳源直接進入好氧區(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)明利用一級缺氧區(qū)前置預(yù)處理及污泥回流脫氮，二級缺氧區(qū)同步硝化反硝化脫氮;利用一級好氧區(qū)使有機物和氨氮達標;利用二級好氧區(qū)進一步去除有機物和氨氮;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、運行維護簡單、特別適用于污水處理后用作地表水和地下水補充用水。