申請(qǐng)日2016.05.12

　　公開(kāi)(公告)日2016.07.13

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F9/14; C02F101/30; C02F101/16

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種生物濾池?生物接觸氧化?鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)及其用于污水處理的方法，所述系統(tǒng)包括生物濾池、生物接觸氧化池、水力循環(huán)泵、曝氣管、曝氣泵和沉淀池，還包括內(nèi)部設(shè)置有鋼渣填料層的吸附除磷池，所述生物濾池設(shè)置有進(jìn)水口，生物濾池的出水口與所述生物接觸氧化池相連通，所述生物接觸氧化池包括好氧區(qū)和厭氧區(qū)，所述水力循環(huán)泵連通所述好氧區(qū)和厭氧區(qū)，所述曝氣管設(shè)置在所述好氧區(qū)底部，所述曝氣泵與所述曝氣管相連用以實(shí)現(xiàn)曝氣，所述生物接觸氧化池與沉淀池的進(jìn)水口相連通，所述沉淀池的出水口與所述吸附除磷池的進(jìn)水口相連通，所述吸附除磷池設(shè)置有出水口。所述方法用上述系統(tǒng)對(duì)污水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除、除氮除磷效果。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)，包括生物濾池、生物接觸氧化池、水力循環(huán)泵、曝氣管、曝氣泵和沉淀池，其特征在于：還包括內(nèi)部設(shè)置有鋼渣填料層的吸附除磷池，所述生物濾池設(shè)置有進(jìn)水口，生物濾池的出水口與所述生物接觸氧化池相連通，所述生物接觸氧化池包括好氧區(qū)和厭氧區(qū)，所述水力循環(huán)泵連通所述好氧區(qū)和厭氧區(qū)，所述曝氣管設(shè)置在所述好氧區(qū)底部，所述曝氣泵與所述曝氣管相連用以實(shí)現(xiàn)曝氣，所述生物接觸氧化池與沉淀池的進(jìn)水口相連通，所述沉淀池的出水口與所述吸附除磷池的進(jìn)水口相連通，所述吸附除磷池設(shè)置有出水口。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生物濾池上方設(shè)置有穿孔布水管，所述穿孔布水管與生物濾池的進(jìn)水口相連通。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生物濾池設(shè)置在所述生物接觸氧化池的上方。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生物接觸氧化池為整體呈中央島式的環(huán)形氧化溝結(jié)構(gòu)，所述中央島上設(shè)置有所述沉淀池和所述吸附除磷池。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)，其特征在于：沿所述吸附除磷池進(jìn)水口至出水口方向依次設(shè)置有多排鋼渣填料層。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述吸附除磷池內(nèi)填充的鋼渣為經(jīng)過(guò)堿溶液浸泡處理24h，并于700℃下干燥1h后得到的改性鋼渣。

　　7.采用權(quán)利要求1~6任一所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　1)將污水引入浮渣清除裝置去除污水中的懸浮雜質(zhì);

　　2)將步驟1)處理后的污水匯入調(diào)節(jié)池中進(jìn)行調(diào)蓄;

　　3)將步驟2)調(diào)蓄后的出水泵入所述生物濾池中，通過(guò)生物濾池中懸浮填料上微生物的降解作用去除水中部分有機(jī)物;

　　4)將步驟3)處理后的出水引入所述生物接觸氧化池中，在水力循環(huán)泵的循環(huán)作用下進(jìn)行交替厭氧-好氧反應(yīng)，在厭氧區(qū)的厭氧菌作用下完成氮的反硝化反應(yīng)和厭氧釋磷反應(yīng)，在好氧區(qū)的好氧菌作用下完成氮的硝化反應(yīng)、好氧超量吸磷反應(yīng)和有機(jī)物降解反應(yīng)，去除污水中的有機(jī)物、氮和磷;

　　5)將步驟4)處理后的出水引入沉淀池中，實(shí)現(xiàn)泥水分離;

　　6)將步驟5)處理后的出水引入所述吸附除磷池中，利用鋼渣填料對(duì)污水中的磷進(jìn)行深度去除。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述采用生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法，其特征在于，步驟3)中生物濾池的水力停留時(shí)間為2~6小時(shí)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求7所述采用生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法，其特征在于，步驟4)生物接觸氧化池的水力停留時(shí)間為10~24小時(shí)，運(yùn)行氣水比為9~15，水力負(fù)荷為0.075~0.175m3/(m2·h)。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求7所述采用生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法，其特征在于，步驟6)吸附除磷池中按照每處理100mL廢水使用1~5g鋼渣進(jìn)行鋼渣填料層的填充。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)及其用于污水處理的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于水環(huán)境保護(hù)研究與應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)及其用于污水處理的方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)污水排放量也不斷增加。然而由于過(guò)去“重建設(shè)，輕環(huán)�！钡呐f觀念，城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市建設(shè)，缺乏必要的污水收集系統(tǒng)和污水處理設(shè)施。污水無(wú)序亂流，不僅直接污染了小城鎮(zhèn)自身生態(tài)環(huán)境，而且造成了河、湖水體的嚴(yán)重污染，已成為區(qū)域性水環(huán)境的重要污染源。

　　目前，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理適用技術(shù)尚不成熟，部分較發(fā)達(dá)城鎮(zhèn)污水處理廠沿用城市大中型污水處理廠的工藝技術(shù)。然而對(duì)于發(fā)展落后的小城鎮(zhèn)，受基建費(fèi)用大、設(shè)備投資大、運(yùn)行管理缺乏有經(jīng)驗(yàn)的人員、工藝流程復(fù)雜等問(wèn)題制約，這些處理工藝在小城鎮(zhèn)很難得以實(shí)踐。

　　因此，針對(duì)小城鎮(zhèn)污水排放量小、分散廣、水質(zhì)水量變化大、收集難度高、氮、磷和懸浮物含量高、基本不含重金屬離子和其他有毒有害物質(zhì)的特點(diǎn)，同時(shí)考慮到客觀經(jīng)濟(jì)技術(shù)、管理人員方面，一些各具特色的中、小型污水一體化處理設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)小城鎮(zhèn)的生活污水有很好的處理效果。

　　現(xiàn)有的小城鎮(zhèn)污水一體化裝置通過(guò)在結(jié)構(gòu)上將多個(gè)工藝合并，組合在同一個(gè)設(shè)備之內(nèi)對(duì)污水進(jìn)行處理，具有建設(shè)周期短、投資少、占地省、處理效果好、能耗低、管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，主要有：A/0一體化裝置、SBR序批式反應(yīng)器、一體化膜生物反應(yīng)器等。然而，這些一體化裝置多數(shù)工藝仍然是將傳統(tǒng)處理方法進(jìn)行組合，存在工藝單元多、結(jié)構(gòu)不夠緊湊、附屬設(shè)備多等不足;并且多數(shù)一體化裝置主要以污水中的有機(jī)物為處理對(duì)象，而忽視了除磷脫氮，面對(duì)日益嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，這些裝置難以滿(mǎn)足處理要求。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有小城鎮(zhèn)污水一體化處理裝置主要以污水中有機(jī)物為處理對(duì)象，而忽視污水除磷脫氮的不足之處，而提供一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)物去除、生物硝化反硝化、生物除磷和吸附除磷同步處理效果的生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)及其用于污水處理的方法。

　　實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)，包括生物濾池、生物接觸氧化池、水力循環(huán)泵、曝氣管、曝氣泵和沉淀池，還包括內(nèi)部設(shè)置有鋼渣填料層的吸附除磷池;所述生物濾池設(shè)置有進(jìn)水口，生物濾池的出水口與所述生物接觸氧化池相連通，所述生物接觸氧化池包括好氧區(qū)和厭氧區(qū)，所述水力循環(huán)泵連通所述好氧區(qū)和厭氧區(qū)，所述曝氣管設(shè)置在所述好氧區(qū)底部，所述曝氣泵與所述曝氣管相連用以實(shí)現(xiàn)曝氣，所述生物接觸氧化池與沉淀池的進(jìn)水口相連通，所述沉淀池的出水口與所述吸附除磷池的進(jìn)水口相連通，所述吸附除磷池設(shè)置有出水口。

　　本發(fā)明污水處理系統(tǒng)使用時(shí)，污水進(jìn)入生物濾池，在生物濾池中懸浮填料上微生物的降解作用下去除污水中的部分有機(jī)物后，泵入生物接觸氧化池，在水力循環(huán)泵的循環(huán)下進(jìn)行交替厭氧-好氧反應(yīng)，通過(guò)好氧菌和厭氧菌的作用以去除污水中的有機(jī)物、氮和磷，將生物接觸氧化池的出水引入沉淀池中實(shí)現(xiàn)泥水分離，將泥水分離后的清水引入吸附除磷池中，在鋼渣填料的作用下對(duì)污水中的磷進(jìn)行深度去除，使污水中的磷能夠達(dá)到有效去除，處理后的水經(jīng)出水管排出，完成污水處理過(guò)程。

　　進(jìn)一步，所述生物濾池上方設(shè)置有穿孔布水管，所述穿孔布水管與生物濾池的進(jìn)水口相連通。這樣，可以使待處理污水能夠均勻地分布在生物濾池表面，與生物濾池中的懸浮填料具有更大的接觸面積，能更好地被微生物降解去除有機(jī)物。

　　作為優(yōu)化，所述生物濾池設(shè)置在所述生物接觸氧化池的上方。這樣，不需要使用水泵僅通過(guò)出水的重力就可以直接將水引入生物接觸氧化池中，且將生物濾池設(shè)置在頂部，更加節(jié)省整套設(shè)備的占地面積，更加適合污水的原位收集處理。

　　作為又一優(yōu)化，所述生物接觸氧化池為整體呈中央島式的環(huán)形氧化溝結(jié)構(gòu)，所述中央島上設(shè)置有所述沉淀池和所述吸附除磷池。這樣，可以將接觸氧化池、沉淀池、吸附除磷池匯集在一個(gè)處理池內(nèi)，節(jié)省了占地空間，且采用這樣的中央島式結(jié)構(gòu)可以使中央島周?chē)�形成接觸氧化池的好氧-厭氧流，能夠促進(jìn)污水不斷地循環(huán)進(jìn)行厭氧-好氧反應(yīng)。

　　進(jìn)一步，沿所述吸附除磷池進(jìn)水口至出水口方向依次設(shè)置有多排鋼渣填料層。這樣，沿著水流方向設(shè)置有多排鋼渣填料層，可以降低鋼渣的堆積密度，使污水與鋼渣的接觸面積更大，可以有效提高除磷效率，使除磷效果更好。

　　作為優(yōu)化，所述吸附除磷池內(nèi)填充的鋼渣為經(jīng)過(guò)堿溶液浸泡處理24h，并于700℃下干燥1h后得到的改性鋼渣。經(jīng)過(guò)這樣處理后的改性鋼渣疏松多孔、比表面積大，對(duì)污水中的磷具有更好的吸附去除效果。

　　采用上述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法，包括如下步驟：

　　1)將污水引入浮渣清除裝置去除污水中的懸浮雜質(zhì);

　　2)將步驟1)處理后的污水匯入調(diào)節(jié)池中進(jìn)行調(diào)蓄;

　　3)將步驟2)調(diào)蓄后的出水泵入所述生物濾池中，通過(guò)生物濾池中懸浮填料上微生物的降解作用去除水中部分有機(jī)物;

　　4)將步驟3)處理后的出水引入所述生物接觸氧化池中，在水力循環(huán)泵的作用下進(jìn)行交替厭氧-好氧反應(yīng)，在厭氧區(qū)的厭氧菌作用下完成氮的反硝化反應(yīng)和厭氧釋磷反應(yīng)，在好氧區(qū)的好氧菌作用下完成氮的硝化反應(yīng)、好氧超量吸磷反應(yīng)和有機(jī)物降解反應(yīng)，去除污水中的有機(jī)物、氮和磷;

　　5)將步驟4)處理后的出水引入沉淀池中，實(shí)現(xiàn)泥水分離;

　　6)將步驟5)處理后的出水引入所述吸附除磷池中，利用鋼渣填料對(duì)污水中的磷進(jìn)行深度吸附處理。

　　采用這樣的方法對(duì)污水進(jìn)行處理：首先通過(guò)浮渣清除裝置去除污水中含有的大顆粒懸浮物，防止懸浮物在后續(xù)處理中堵塞水管和填料間孔隙;再將去除懸浮物后的污水引入調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)進(jìn)水量和水質(zhì)后通入生物濾池中，利用生物濾池和生物接觸氧化池的作用將污水中的有機(jī)物、氮去除，并去除小部分磷元素;進(jìn)一步將接觸氧化后的污水通入沉淀池中去除污水中的污泥，實(shí)現(xiàn)泥水分離;最后將污水通入吸附除磷池中，利用鋼渣的吸附作用，將污水中的磷元素進(jìn)行深度去除處理，除去污水中的大部分磷元素。采用這樣的方法實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除、生物硝化反硝化脫氮處理、生物除磷和吸附除磷同步進(jìn)行，使處理后的污水能夠滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　進(jìn)一步，步驟3)中生物濾池的水力停留時(shí)間為2~6小時(shí)。這樣，可以使污水中的有機(jī)物在生物濾池中微生物作用下降解更加徹底，達(dá)到更好的污水處理效果。

　　進(jìn)一步，步驟4)生物接觸氧化池的水力停留時(shí)間為10~24小時(shí)，運(yùn)行氣水比為9~15，水力負(fù)荷為0.075~0.175m3/(m2·h)。在生物接觸氧化池中采用這樣的條件，可以使污水中雜質(zhì)能夠進(jìn)行充分的有氧-無(wú)氧循環(huán)反應(yīng)，更有利于在無(wú)氧區(qū)完成氮的反硝化反應(yīng)和厭氧釋磷反應(yīng)，在好氧區(qū)的好氧菌作用下完成氮的硝化反應(yīng)和好氧超量吸磷反應(yīng)。

　　作為優(yōu)化，步驟6)吸附除磷池中按照每處理100mL廢水使用1~5g鋼渣進(jìn)行鋼渣填料層的填充。采用這樣的鋼渣使用量，可以使污水中的磷元素能夠更加充分地被吸附，使出水中磷元素含量更低，無(wú)需進(jìn)行后續(xù)復(fù)雜的除磷過(guò)程。

　　相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

　　1、本發(fā)明將微生物降解、沉淀分離、鋼渣吸附作用結(jié)合在一個(gè)環(huán)島矩形反應(yīng)器中，使有機(jī)物的去除、生物硝化反硝化、生物除磷和吸附除磷同步進(jìn)行，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)小城鎮(zhèn)分散式污水就地收集處理，使處理后的出水水質(zhì)滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、本發(fā)明污水處理系統(tǒng)可以采用一體化模塊設(shè)計(jì)，能夠靈活地應(yīng)對(duì)不同處理規(guī)模和地形條件的處理要求，運(yùn)行管理方便，基建投資及運(yùn)行設(shè)備費(fèi)用低，工藝適用范圍廣。

　　3、本發(fā)明污水處理系統(tǒng)中生物濾池和生物接觸氧化池的填料分別為懸浮填料和立體彈性填料，具有易掛膜、生物活性高、比表面積大、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，故反應(yīng)器的抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，污水處理效果好，適合水質(zhì)水量日變化系數(shù)大的城鎮(zhèn)污水處理。

　　4、本發(fā)明污水處理系統(tǒng)污泥產(chǎn)量少、無(wú)污泥膨脹之虞、也無(wú)需設(shè)污泥回流，降低了后期污泥處置難的顧忌，同時(shí)也降低了運(yùn)行成本。

　　5、本發(fā)明采用工業(yè)廢棄物鋼渣作為除磷吸附劑，利用其良好的吸附性能和來(lái)源廣泛，相較于現(xiàn)有技術(shù)中僅采用生物接觸氧化法除磷而言取得了更好的除磷效果，且鋼渣作為廢水處理劑不僅省去鋼渣處置費(fèi)，減少環(huán)境污染，使鋼渣得以資源化利用，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了污水治理，可謂一舉兩得。

　　6、本發(fā)明污水處理方法，無(wú)需對(duì)污水進(jìn)行特別的前處理或后處理步驟，僅將污水引入本發(fā)明污水處理系統(tǒng)，并對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的處理?xiàng)l件進(jìn)行控制即可達(dá)到高質(zhì)量的水處理效果，水處理過(guò)程更加簡(jiǎn)單方便。