申請日2014.09.03

　　公開(公告)日2015.03.04

　　IPC分類號C02F3/30

　　摘要

　　本實(shí)用新型公開了一種小型流化床污水處理系統(tǒng)，包括集中在一個反應(yīng)器內(nèi)依次連通的好氧流化床、缺氧/厭氧流化床、床料顆粒再生床和污泥沉淀床;本申請結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占地面積小，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，利用本申請?zhí)幚砦鬯�，運(yùn)行成本低，污泥產(chǎn)生量少，應(yīng)用范圍廣，可以同時處理可溶性的和含有顆粒的廢水且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，通過調(diào)節(jié)好氧流化床底部與上部曝氣裝置的供氣比例實(shí)現(xiàn)生長有活性生物膜的固體床料的內(nèi)循環(huán)或不循環(huán)，特別適合應(yīng)用于小型的污水處理領(lǐng)域。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括集中在一個反應(yīng)器內(nèi)依次連通的好氧 流化床(1)、缺氧/厭氧流化床(2)、床料顆粒再生床(3)和污泥沉淀床(4);所述好氧 流化床(1)和缺氧/厭氧流化床(2)內(nèi)填充有固體床料，所述固體床料上生長有活性生 物膜，所述好氧流化床(1)內(nèi)還設(shè)有曝氣裝置(5)，所述好氧流化床(1)與缺氧/厭氧 流化床(2)的相鄰側(cè)的中上部設(shè)有床料顆粒循環(huán)口(6)、上部設(shè)有好氧流化床出口(7); 所述好氧流化床(1)和缺氧/厭氧流化床(2)內(nèi)的固體床料密相區(qū)上界面低于床料顆粒 循環(huán)口(6);所述好氧流化床(1)經(jīng)好氧流化床出口(7)還跟床料顆粒再生床(3)的 上部連通;所述缺氧/厭氧流化床(2)底部設(shè)有進(jìn)水口，所述缺氧/厭氧流化床(2)與床 料顆粒再生床(3)相鄰側(cè)的中下部設(shè)有床料返料口(8);所述床料顆粒再生床(3)與 污泥沉淀床(4)相鄰側(cè)的中部設(shè)有床料顆粒再生床出口(9);所述污泥沉淀床(4)底 部設(shè)有污泥出口(11)、上部設(shè)有污水出口(10);所述好氧流化床(1)底部設(shè)有的進(jìn)水 口經(jīng)由回流水管跟頂部設(shè)有的出水口連通，好氧流化床(1)頂部的出水口經(jīng)回流水管還 跟缺氧/厭氧流化床(2)底部的進(jìn)水口連通;所述缺氧/厭氧流化床(2)頂部的出水口和 底部的進(jìn)水口通過回流水管連通。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的曝氣裝置(5)成 對分層設(shè)置在好氧流化床(1)的底部及上部。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧流化床(1)的 上部的曝氣裝置高于好氧流化床(1)內(nèi)床料密相區(qū)上界面。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的曝氣裝置(5) 為M215圓盤曝氣頭或微孔曝氣管。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的床料返料口 (8)設(shè)有L返料閥或螺旋返料裝置或兩者的結(jié)合。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的床料顆粒再 生床出口(9)設(shè)有慣性分離器或?yàn)V網(wǎng)。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述好氧流化床出 口(7)還設(shè)有床料分離裝置(12)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述床料分離裝置(12) 為斜管沉降床料或?yàn)V網(wǎng)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型流化床污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的床料顆粒再 生床(3)內(nèi)添加有化學(xué)除磷藥劑。

　　說明書

　　一種小型流化床污水處理系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　本實(shí)用新型涉及污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種小型流化床污水處理系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)：

　　《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》(國發(fā)〔2011〕26號)推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施 及配套管網(wǎng)建設(shè)，改造提升現(xiàn)有設(shè)施，強(qiáng)化脫氮除磷。到2015年，基本實(shí)現(xiàn)所有縣和重點(diǎn)建 制鎮(zhèn)具備污水處理能力，全國新增污水日處理能力4200萬噸，新建配套管網(wǎng)約16萬公里， 城市污水處理率達(dá)到85%，形成化學(xué)需氧量和氨氮削減能力280萬噸、30萬噸。繼續(xù)推進(jìn)節(jié) 能減排科技專項(xiàng)行動，組織高效節(jié)能、廢物資源化以及小型分散污水處理、農(nóng)業(yè)面源污染治 理等共性、關(guān)鍵和前沿技術(shù)攻關(guān)。

　　由于廢水中可能含有能致病的微生物、能促進(jìn)水生植物生長的營養(yǎng)物質(zhì)以及可能致病的 其它有毒化合物，為了保護(hù)人類的健康，廢水在重新利用或直接排入環(huán)境之前必須經(jīng)過適當(dāng) 的處理。廢水處理通常包括一級處理(物理處理)、二級處理(生化處理)和三級處理(深 度處理)。由于幾乎所有的廢水中都含有可生物降解的成分，因此，采用生物降解法去除廢 水中的各種營養(yǎng)成分(BNR)就成為廣泛采用的廢水處理工藝過程，其不僅可以去除廢水中 的有機(jī)污染物，而且還可以有效去除廢水中的氮和磷。

　　生物流化床處理污水的研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代的美國環(huán)保署。日本在80年代初 開展大量的生物流化床研究工作，有代表性是栗田公司和三菱公司。

　　國內(nèi)對生物流化床的研究起步較晚，1978年蘭州石化公司研究院環(huán)保所開始純氧曝氣生 物流化床處理石油化工廢水的研究工作。國內(nèi)主要研究的是空氣曝氣流化床，1980年成都市 政設(shè)計(jì)院、北京環(huán)保所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、武漢給排水設(shè)計(jì)院等開展的城市生活污水的以兼 氣床為主的流化床工藝研究，1984年撫順石油研究所采用射流曝氣三相床處理煉油廢水。主 要研究側(cè)重于探索操作方式、載體特性、充氧方法、生物膜控制和更新，在此基礎(chǔ)上推薦設(shè) 計(jì)參數(shù)。

　　申請?zhí)枮?3128090.0的專利文獻(xiàn)公開了一種城市生活污水處理的方法及設(shè)備，它是將賓 館、餐館生活污水先進(jìn)行隔油隔渣預(yù)處理后，再進(jìn)入三相生物流化床反應(yīng)器，讓污水在反應(yīng) 器中停留一段時間進(jìn)行生化氧化反應(yīng)，該反應(yīng)器包括反應(yīng)區(qū)、載體分離和脫膜區(qū)，液固分離 區(qū)，反應(yīng)區(qū)包括外筒、內(nèi)導(dǎo)流筒、控制截流導(dǎo)管、廢水、空氣分布器;載體分離脫膜區(qū)包括 擴(kuò)大導(dǎo)管及導(dǎo)流擋板;液固分離區(qū)包括導(dǎo)流板及出水分布器�？刂平亓鲗�(dǎo)管裝在內(nèi)導(dǎo)流筒裝 與外筒的中間，反應(yīng)區(qū)均裝有生物載體，反應(yīng)器下部裝有空氣分布器，內(nèi)導(dǎo)流筒下部裝有廢 水進(jìn)水分布器，并與高位槽或水泵連接，經(jīng)處理后的污水能達(dá)到或超過GB8978-1996規(guī)定的 污水排放一級標(biāo)準(zhǔn)。申請?zhí)枮?00580005561.X的專利文獻(xiàn)，將固定膜生物流化床技術(shù)和生物 營養(yǎng)物去除工藝整和到一個液固循環(huán)流化床中，達(dá)到了同時去除碳氮磷的目的。液固循環(huán)流 化床生物營養(yǎng)物去除系統(tǒng)含有兩個流化床，分別以缺氧/厭氧和好氧過程運(yùn)行，通過缺氧/厭氧 床和好氧床之間的連續(xù)固液再循環(huán)，完成同步硝化/反硝化并去除碳底物、營養(yǎng)物和磷。申請 號為200810158214.6專利文獻(xiàn)提供了一種多功能生物膜流化床及其運(yùn)行模式，該多功能生物 膜流化床包括床體，床體內(nèi)自下至上依次設(shè)有進(jìn)水管、穿孔布水板、篩網(wǎng)和膜組件，其特征 是：床體上部設(shè)有通入膜組件內(nèi)的出水管，篩網(wǎng)將床體內(nèi)穿孔布水板至膜組件之間的部分隔 成上下兩層，上下兩層內(nèi)均填充有填料，上層和下層均設(shè)有曝氣管，上層和下層的曝氣管上 均連接有進(jìn)氣閥門和流量計(jì)。該多功能生物膜流化床可實(shí)現(xiàn)兼性—好氧、厭氧、厭氧—好氧 和好氧等運(yùn)行模式。申請?zhí)枮?01110330215的專利文獻(xiàn)提供了一種一體化高效節(jié)能污水處理 器。其技術(shù)方案為：它包括整體封閉的圓柱狀的反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體內(nèi)還設(shè)置有兩 個套裝的內(nèi)筒一和內(nèi)筒二，所述反應(yīng)器本體外還套裝有外筒，所述內(nèi)筒一和內(nèi)筒二的上下口 完全開放，所述外筒與反應(yīng)器本體之間的腔體內(nèi)裝填有陶粒，所述反應(yīng)器本體的上部液面以 上連通有氣管，所述氣管的另一端插入陶粒底部。申請?zhí)枮?01210131085專利提供了一種厭 氧流化床-微氧膜生物反應(yīng)器的污水處理系統(tǒng)及方法，它涉及污水處理系統(tǒng)及方法，該發(fā)明要 解決現(xiàn)有技術(shù)——好氧活性污泥法占用場地面積大和能耗高的問題。該系統(tǒng)由厭氧流化床和 微氧膜生物反應(yīng)器串聯(lián)組合而成，污水先通過厭氧流化床進(jìn)行水解酸化和厭氧發(fā)酵，然后進(jìn) 入微氧生物反應(yīng)器，最后利用抽吸泵將出水排入清水池。申請?zhí)枮?01310676295的專利文獻(xiàn) 公開了一種基于MBBR的高硬度廢水氨氮的去除方法，屬于污水處理領(lǐng)域。針對高硬度水的 氨氮，通過采用MBBR工藝進(jìn)行處理，旨在解決以往生化工藝難以啟動、去除效果差及處理 效果不穩(wěn)定、容易結(jié)垢等問題。該發(fā)明技術(shù)方案包括接種啟動、高硬度啟動、高硬度連續(xù)流 運(yùn)行，最終氨氮膜面負(fù)荷大于0.83gN/m2/d，出水氨氮穩(wěn)定≤5mg/L，滿足城市污水廠污染物排 放標(biāo)準(zhǔn)對氨氮的要求。

　　上述專利均未涉及利用氣-液-固三相流化床進(jìn)行小型分散性污水處理。

　　發(fā)明內(nèi)容：

　　本實(shí)用新型的目的是提供一種成本低、工藝適應(yīng)性強(qiáng)的小型流化床污水處理系統(tǒng)。

　　本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

　　一種小型流化床污水處理系統(tǒng)，包括集中在一個反應(yīng)器內(nèi)依次連通的好氧流化床、缺氧/ 厭氧流化床、床料顆粒再生床和污泥沉淀床;所述好氧流化床和缺氧/厭氧流化床內(nèi)填充有固 體床料，所述固體床料上生長有活性生物膜，所述好氧流化床內(nèi)還設(shè)有曝氣裝置，所述好氧 流化床與缺氧/厭氧流化床的相鄰側(cè)的中上部設(shè)有床料顆粒循環(huán)口、上部設(shè)有好氧流化床出 口;所述好氧流化床和缺氧/厭氧流化床內(nèi)的固體床料密相區(qū)上界面略低于床料顆粒循環(huán)口; 所述好氧流化床出口還跟床料顆粒再生床的上部連通;所述缺氧/厭氧流化床底部設(shè)有進(jìn)水 口，所述缺氧/厭氧流化床與床料顆粒再生床相鄰側(cè)的中下部設(shè)有床料返料口;所述床料顆粒 再生床與污泥沉淀床相鄰側(cè)的中部設(shè)有床料顆粒再生床出口;所述污泥沉淀床底部設(shè)有污泥 出口、上部設(shè)有污水出口;所述好氧流化床底部設(shè)有的進(jìn)水口經(jīng)由回流水管跟頂部設(shè)有的出 水口連通，好氧流化床頂部出水口流出的液體循環(huán)至好氧流化床底部的進(jìn)水口，實(shí)現(xiàn)床內(nèi)床 料的流化，好氧流化床頂部的出水口經(jīng)回流水管還跟缺氧/厭氧流化床底部的進(jìn)水口連通，實(shí) 現(xiàn)好氧流化床內(nèi)的部分液體循環(huán)至缺氧/厭氧流化床內(nèi);所述缺氧/厭氧流化床頂部的出水口和 底部的進(jìn)水口通過回流水管連通，缺氧/厭氧流化床內(nèi)的床料通過由底部的進(jìn)水口進(jìn)入床內(nèi)的 原污水、床內(nèi)的自循環(huán)液體以及少量來自好氧流化床內(nèi)的循環(huán)液體實(shí)現(xiàn)床內(nèi)床料的流化。

　　所述的曝氣裝置成對分層設(shè)置在好氧流化床的底部及上部。

　　好氧流化床的底部的曝氣裝置盡量靠近好氧流化床底部設(shè)置，曝氣時有利于曝氣氣泡對 好氧流化床的底部的顆粒起到良好的攪動及夾帶作用。所述好氧流化床的上部的曝氣裝置略 高于好氧流化床內(nèi)床料密相面。在保證曝氣氣泡基本不影響密相區(qū)內(nèi)床料顆粒的前提下，盡 量增加曝氣裝置的曝氣深度,可在保證系統(tǒng)供氣量的情況下減少系統(tǒng)供氣能耗。

　　所述曝氣裝置可采用污水處理工程常用M215圓盤曝氣頭或微孔曝氣管或其它可達(dá)到同 等作用的曝氣裝置。

　　所述的床料返料口設(shè)有L返料閥利用水力返料，或螺旋返料裝置機(jī)械返料或兩者的結(jié)合。

　　所述的床料顆粒再生床出口設(shè)有慣性分離器或?yàn)V網(wǎng)。

　　在不需要顆粒循環(huán)時，所述好氧流化床出口還設(shè)有床料分離裝置，所述床料分離裝置為 斜管沉降床料或?yàn)V網(wǎng)。

　　所述的床料顆粒再生床內(nèi)添加有化學(xué)除磷藥劑，以增強(qiáng)系統(tǒng)除磷效果。所述床料顆粒再 生床定期補(bǔ)充有新床料顆粒，通過將活性污泥與床料顆粒(包括新添加床料顆粒及可能存在 的從好氧流化床循環(huán)過來的原有床料顆粒)悶爆，使顆粒上形成活性固定化生物膜，以補(bǔ)充 系統(tǒng)流失的床料顆粒，保證流化床污水處理系統(tǒng)內(nèi)床料總量，使缺氧/厭氧流化床及好氧流化 床內(nèi)密相段高度基本保持恒定。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

　　(1)本申請結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占地面積大大減小，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了厭氧反應(yīng)、好 氧反應(yīng)和缺氧反應(yīng)集成于同一個反應(yīng)器內(nèi)，結(jié)合了懸浮生長BNR過程和固定膜反應(yīng)單元的優(yōu) 勢，污泥可沉降性好及其要求的凈化池尺寸相應(yīng)減小。

　　(2)利用本申請?zhí)幚砦鬯�，成本低：首先，對氧氣的需求量大大降低，所需的能耗也�?隨之降低很多;其次，作為微生物細(xì)菌膜載體的固體顆粒在循環(huán)過程中，生物膜的脫落可以 作為脫硝反應(yīng)所需的碳源，因此系統(tǒng)對碳源的需求量也會降低;再次，因床料顆粒再生床內(nèi) 添加有化學(xué)除磷藥劑，具有除磷的功能，化學(xué)法除磷試劑的用量大大降低。

　　(3)本申請應(yīng)用范圍廣，由于固體顆粒在流化床內(nèi)始終處于懸浮狀態(tài)，可以同時處理可 溶性的和含有顆粒的廢水。且由于生物膜的良好維持性能，過程運(yùn)行的穩(wěn)定性也得到顯著提 升。此外，由于缺氧反應(yīng)區(qū)內(nèi)比耗氧過程更低的污泥產(chǎn)率，化學(xué)污泥的產(chǎn)生量能減少到最小。 本申請具有比固定生物膜過程更長污泥齡和更高的生物自身降解，生物污泥的產(chǎn)生量也得到 有效控制。

　　總之，本申請結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占地面積小，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，利用本申請?zhí)幚砦鬯�，運(yùn) 行成本低，污泥產(chǎn)生量少，應(yīng)用范圍廣，可以同時處理可溶性的和含有顆粒的廢水且系統(tǒng)運(yùn) 行穩(wěn)定，通過調(diào)節(jié)好氧流化床底部與上部曝氣裝置的供氣比例實(shí)現(xiàn)生長有活性生物膜的固體 床料的內(nèi)循環(huán)或不循環(huán)，特別適合應(yīng)用于小型的污水處理領(lǐng)域。