申請日2015.07.27

　　公開(公告)日2015.11.25

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　一種微曝氣循環(huán)一體化污水生物生態(tài)處理系統(tǒng)及方法，生活污水先由調(diào)節(jié)池均質(zhì)均量，后送至表面布水式生物濾池，進行酸化水解降低部分有機物，然后自流進入循環(huán)生物強化接觸池進行好氧生化處理去除絕大部分有機物、硝化反硝化脫氮，污泥好氧吸磷等生化作用，出水自流至斜板沉淀池進行固液分離后，上清液自流至豎向流濕地，廢水中磷污染物進一步被濾池中富鐵礦材料吸附去除，出水流至清水池排放或回用。本系統(tǒng)將表面布水式生物濾池、循環(huán)生物強化接觸池、人工濕地進行一體化集成設(shè)計，各反應(yīng)單元空間布局緊湊，占地面積小;工藝使用的設(shè)備少，廢水主要靠重力流和推流，自動化強，運行管理簡便;污泥回流量小，脫氮除磷處理效果好，尤其是磷去除率高。

　　權(quán)利要求書

　　1.微曝氣循環(huán)一體化污水生物生態(tài)處理系統(tǒng)，其特征在于：包括依次連通并成G字形分布的調(diào)節(jié)池(3)、污泥池(6)、表面布水式生物濾池(9)和循環(huán)生物強化接觸池(12)，循環(huán)生物強化接觸池采用中央島式循環(huán)結(jié)構(gòu)，中央布置斜板沉淀池(16)和豎向流濕地(18)，三者也依次連通，進水管(1)從調(diào)節(jié)池(3)接入，出水管(20)從豎向流濕地(18)接出;所述表面布水式生物濾池(9)設(shè)在循環(huán)生物強化接觸池(12)上方，有高程上的差異;表面布水式生物濾池(9)和污泥池(6)之間設(shè)有污泥回流通道;

　　所述表面布水式生物濾池(9)內(nèi)填料采用半軟性填料(11)，填料制作成具有相同尺寸和形狀的單元塊，每塊填料由壓成波紋狀的薄片交叉組裝而成，濾池上部并在填料上方安裝圓形自旋轉(zhuǎn)布水器(22);

　　所述循環(huán)生物強化接觸池(12)為好氧—缺氧環(huán)境，具有依次交替分布的好氧區(qū)與厭氧區(qū)，好氧區(qū)與厭氧區(qū)之比為4：1，好氧區(qū)內(nèi)安裝射流曝氣機(13)，采用微曝氣技術(shù)，循環(huán)生物強化接觸池的填料為多面空心球填料(15);

　　所述豎向流濕地(18)內(nèi)放置具有除磷特性的富鐵礦填料。

　　2.用于權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)進行微曝氣循環(huán)一體化污水生物生態(tài)處理的方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　1)污水首先經(jīng)調(diào)節(jié)池(3)混勻后被泵入表面布水式生物濾池(9)，同時，從污泥池(6)回流的污泥也被送入表面布水式生物濾池(9);

　　2)通過圓形自旋轉(zhuǎn)布水器(22)，污水長期以噴灑滴濾方式流經(jīng)表面布水式生物濾池(7)中的波紋板填料表面，在填料表面形成一層生物膜，微生物對污水進行脫氮處理，并對有機物進行厭氧分解，并去除污水中的磷;污水在表面布水式生物濾池(9)的水力停留時間：HRT=7h;

　　3)除磷后的污水及活性污泥混合液自然流入循環(huán)生物強化接觸池(12)，廢水在池內(nèi)循環(huán)流動過程中不斷處于好氧—缺氧交替狀態(tài)，有機物被活性污泥中的好氧菌進一步降解去除，污泥中的硝化菌將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽完成硝化反應(yīng)，污水中有機物、氮、磷等污染物絕大部分被去除;在循環(huán)生物強化接觸池(12)中，總水力停留時間：HRT=10h，池內(nèi)填料填充比：40～50%;

　　4)好氧處理后的污水及活性污泥混合物自然流入經(jīng)斜板沉淀池(16)進行泥水分離，一部分污泥回流到前端污泥池(6)以補充活性污泥;

　　5)斜板沉淀池(16)分離出的清水流入豎向人工濕地(18)，進一步去除廢水中的磷。

　　說明書

　　微曝氣循環(huán)一體化污水生物生態(tài)處理系統(tǒng)及方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水處理、環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及微曝氣循環(huán)一體化污水生物生 態(tài)處理技術(shù)。

　　背景技術(shù)

　　現(xiàn)有的生活廢水多為A/O、SBR、CASS、UASB等活性污泥法或其改良處理技術(shù)，這些 處理技術(shù)一方面占地面積大，運行管理復(fù)雜，處理效果不理想，絕大部分處理工藝對氮 磷處理不能兼顧，主要依靠生物脫氮、化學(xué)除磷方式，從而造成運行成本偏高，這些缺 陷直接制約了活性污泥法在生活污水處理中的廣泛應(yīng)用。

　　目前國內(nèi)外尚未見有關(guān)于生活廢水表面布水式生物濾池、循環(huán)生物強化接觸池、豎 向人工濕地等組合一體化處理污水，尤其是對氮磷同時處理的報道。

　　與上述活性污泥法相比，一體化成套污水處理技術(shù)具有最明顯的優(yōu)勢就是占地面積 小、運行管理簡便、氮磷去除率高。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明針對生活廢水處理采用傳統(tǒng)活性污泥法存在的上述不足，提出一種微曝氣循 環(huán)一體化污水生物生態(tài)處理技術(shù)，采用表面布水式生物濾池+循環(huán)生物強化接觸池+豎向 人工濕地等核心組合工藝，即可以繼承傳統(tǒng)生化法穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，同時，又結(jié)合厭氧 滴濾、生物倍增和富鐵礦除磷等技術(shù)特點，使得廢水處理效果更好。此外本組合工藝各 反應(yīng)單元空間布局緊湊合理，可以大幅度的減少占地面積。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

　　微曝氣循環(huán)一體化污水生物生態(tài)處理系統(tǒng)，包括依次連通并成G字形分布的調(diào)節(jié)池、 污泥池、表面布水式生物濾池和循環(huán)生物強化接觸池，循環(huán)生物強化接觸池采用中央島 式循環(huán)結(jié)構(gòu)，中央布置斜板沉淀池和豎向流濕地，外周是循環(huán)生物強化接觸池，三者也 依次連通，進水管從調(diào)節(jié)池接入，出水管從豎向流濕地接出;所述表面布水式生物濾池 建設(shè)在循環(huán)生物強化接觸池上方;表面布水式生物濾池和污泥池之間設(shè)置有污泥回流通 道。

　　本系統(tǒng)中，表面布水式生物濾池主要功能為去除有機物，循環(huán)生物強化接觸池主要 功能為脫氮除磷、進一步去除廢水中的有機物，豎向人工濕地主要功能為進一步去除廢 水中的磷，其確保排水磷濃度達標(biāo)。經(jīng)過上述處理，可充分去除污水中的碳、氮、磷和 有機物，可得到符合《城鎮(zhèn)生活污水處理廠污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級B 標(biāo)準(zhǔn)的清水。

　　具體地，所述表面布水式生物濾池內(nèi)填料采用半軟性填料，填料制作成具有相同尺 寸和形狀的單元塊，每塊填料由壓成波紋狀的薄片交叉組裝而成。濾池上部并在填料上 方法安裝圓形自旋轉(zhuǎn)布水器，廢水依靠泵壓流入布水器,布水器在噴水反作用力作用下 作旋轉(zhuǎn)運動，從而使廢水均勻地滴灑在濾池的填料上進行處理。

　　所述循環(huán)生物強化接觸池為好氧—缺氧環(huán)境，具有依次交替分布的好氧區(qū)與厭氧 區(qū)，好氧區(qū)與厭氧區(qū)之比為4：1，廢水在池內(nèi)循環(huán)流動時不斷地處于好氧—缺氧—好 氧……循環(huán)交替狀態(tài)，不僅有利于硝化反硝化脫氮，而且有利于磷的釋放和污泥對磷吸 收，從而起到很好的脫氮除磷效果。并且在好氧區(qū)內(nèi)安裝射流曝氣機，采用微曝氣技術(shù)， 氧氣氣泡細小，上升速率慢。一方面使得池內(nèi)氧氣濃度適中，分布均勻，另一方面氧氣 能與廢水充分接觸，利用率高，從而減少氧氣曝氣量。同時循環(huán)生物強化接觸池的填料 為多面空心球填料，采用比表面積高生物填料作為微生物生長載體，廢水在循環(huán)流動過 程中與填料表面的微生物充分接觸，不僅可促進有機物的降解，還可以減少污泥回流量， 增加排泥量有助于除磷。另外，由于采用多面空心球填料，污水由于這種填料的結(jié)構(gòu)特 點，使得它在這個區(qū)域內(nèi)的停留時間加長，循環(huán)生物強化接觸池具有高回流比特性，這 可提高其對進水水質(zhì)變化的抗沖擊能力。

　　所述豎向流濕地內(nèi)放置具有除磷特性的富鐵礦填料。經(jīng)前述系統(tǒng)的好氧、厭氧、缺 氧等生物除磷作用后，廢水的磷含量大部分得到去除，但仍不能滿足一級A標(biāo)或一級B 標(biāo)對磷的排放要求。因此，豎向人工濕地反應(yīng)器內(nèi)以一定粒徑的富鐵礦石作為填料，其 比面積大，而且對低濃度磷酸鹽廢水具有很好的吸附作用。當(dāng)廢水從上至下流經(jīng)富鐵礦 石表面時，廢水中的磷酸根被進一步去除，滿足廢水中磷的排放要求。

　　本發(fā)明具有以下幾大優(yōu)勢：

　　1、脫氮除磷處理效果好，尤其是除磷率高。本系統(tǒng)的循環(huán)生物強化接觸池采用好氧 缺氧循環(huán)交替和微曝氣技術(shù)，不僅曝氣量少，而且硝化和反硝化效果好，脫氮率高;此 外本工藝除了厭氧好氧生化除磷之后，為了確保滿足一級B排放要求，在處理末端又建 設(shè)了豎向人工濕地除磷。該濕地是選擇對磷酸鹽具有很強吸附效果的富鐵礦材料作為濾 料，對含磷濃度低的廢水具有很好的吸附效果。

　　2、廢水不僅處理效果好，而且污泥回流量小。由于表面布水式生物濾池和循環(huán)生物 強化接觸池設(shè)置有大量填料，微生物和廢水之間接觸面積大，可大大提高廢水處理效果 和減少污泥回流量。

　　3、建設(shè)和處理成本便宜，工藝使用的設(shè)備少，采用本系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)，廢水主要靠 重力流(如表面布水式生物濾池到循環(huán)生物強化接觸池的過程)和推流(如循環(huán)生物強 化接觸池的中央島環(huán)形結(jié)構(gòu))，能源消耗低，自動化強，運行管理簡便。

　　4、本發(fā)明采用一體化處理設(shè)備，占地面積小。本發(fā)明的表面布水式生物濾池在循環(huán) 生物強化接觸池上面，沉淀池和人工濕地濾池在循環(huán)生物強化接觸池中央，是以斜板沉 淀池和豎向流人工濕地為中心，廢水逆時針環(huán)繞流動，這樣各反應(yīng)單元不僅布局緊湊， 共用隔墻，空間利用充分，可大大減少占地面積，其占地面積只有同等處理規(guī)模設(shè)施占 地面積的一半左右;而且各反應(yīng)單元緊鄰，水頭損失小，可降低動力消耗。

　　可見，本系統(tǒng)將表面布水式生物濾池裝置、循環(huán)生物強化接觸池裝置、人工濕地裝 置進行一體化集成設(shè)計，各反應(yīng)單元空間布局緊湊，占地面積小;工藝使用的設(shè)備少， 廢水主要靠重力流和推流，自動化強，運行管理簡便;污泥回流量小，脫氮除磷處理效 果好，尤其是磷去除率高。