申請日2013.12.06

　　公開(公告)日2014.03.05

　　IPC分類號C02F3/30

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種二次循環(huán)的污水處理裝置及其使用方法，屬污水處理技術(shù)領(lǐng)域，提供一種二次循環(huán)活性污泥移動床生物膜共同處理污水的裝置及其用法。一種二次循環(huán)的污水處理裝置，包括好氧池、缺氧池、進(jìn)水管、出水管、循環(huán)液孔道、回流孔道、導(dǎo)流板、曝氣裝置、攪拌裝置、篩網(wǎng)、污泥回流管等。一種二次循環(huán)的污水處理裝置的使用方法，通過循環(huán)液孔道、回流孔道、攪拌裝置使污水在好氧池、缺氧池間流通構(gòu)成污水的第一循環(huán)，在好氧池內(nèi)加入帶有生物膜懸浮載體作為移動床生物膜與污水混合，通過曝氣裝置使污水在好氧池內(nèi)流通構(gòu)成污水的第二循環(huán)。本裝置及使用方法同時兼具活性污泥法與移動床生物膜法處理污水的優(yōu)勢。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種二次循環(huán)的污水處理裝置，包括好氧池(1)、缺氧池(2)、進(jìn)水管 (3)、出水管(4)，進(jìn)水管連通缺氧池，出水管連通好氧池，其特征在于：好 氧池圍繞缺氧池設(shè)置，好氧池和缺氧池間設(shè)有均連通好氧池、缺氧池并與好氧 池、缺氧池構(gòu)成液流回路的循環(huán)液孔道(6)和回流孔道(9);好氧池內(nèi)設(shè)有導(dǎo) 流板(5)，導(dǎo)流板分隔好氧池內(nèi)空間形成位于導(dǎo)流板兩側(cè)并相互連通的第一通 道(11)和第二通道(12)，好氧池內(nèi)還設(shè)有使液體在第一通道、第二通道中回 轉(zhuǎn)流通的曝氣裝置(8)，且液體在第一通道或第二通道內(nèi)的流動速度矢量在豎 直方向上分量的數(shù)值大于在水平方向上分量的數(shù)值;缺氧池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置 (22);所述出水管的管口設(shè)有篩網(wǎng)(7)，所述缺氧池內(nèi)設(shè)有污泥回流管(21)， 污泥回流管的管口高度高于所述進(jìn)水管的管口高度。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二次循環(huán)的污水處理裝置，其特征在于：所 述導(dǎo)流板垂直于所述好氧池的底面，第二通道靠近缺氧池，所述曝氣裝置設(shè)于 好氧池底部與第一通道對應(yīng)的位置。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二次循環(huán)的污水處理裝置，其特征在于：所 述導(dǎo)流板的頂部與所述好氧池的頂部的間距a為好氧池深度L的0.15倍-0.2倍， 導(dǎo)流板的底部與好氧池的底面相離的距離b為好氧池深度L的0.15倍-0.2倍。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種二次循環(huán)的污水處理裝置，其特征在于：所 述回流孔道均布于缺氧池內(nèi)側(cè)壁底部，所述循環(huán)液孔道均布于缺氧池內(nèi)側(cè)壁上 循環(huán)液孔道的分布帶，分布帶的位置高于好氧池內(nèi)導(dǎo)流板底部、低于好氧池內(nèi) 導(dǎo)流板頂部。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種二次循環(huán)的污水處理裝置，其特征在 于：所述好氧池的底面位于第二通道下方的部分沿靠近缺氧池的方向向上傾斜。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種二次循環(huán)的污水處理裝置，其特征在于：所 述好氧池的底面位于第二通道下方的部分的傾角為45°-60°。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種二次循環(huán)的污水處理裝置，其特征在 于：所述好氧池的有效容積為所述缺氧池的有效容積的2倍-3倍。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種二次循環(huán)的污水處理裝置，其特征在于：圍 繞所述缺氧池設(shè)置的所述好氧池各處寬度S相等，好氧池的深度L為寬度S的1 倍-2倍，第一通道與第二通道在水平面上的投影面積比為0.8-1.2。

　　9.一種使用權(quán)利要求1所述二次循環(huán)的污水處理裝置的方法，其特征在 于：通過進(jìn)水管向缺氧池內(nèi)注入污水，通過污泥回流管向缺氧池內(nèi)注入活性污 泥，通過循環(huán)液孔道使缺氧池從好氧池獲得硝化液，三者回合進(jìn)行反硝化脫氮， 攪拌裝置攪拌混合的污水使其從缺氧池的回流孔道流至好氧池，構(gòu)成污水的第 一循環(huán);好氧池內(nèi)注入帶有生物膜的懸浮載體(10)，在好氧池內(nèi)，曝氣裝置曝 氣使污水在第一通道、第二通道間循環(huán)流動，構(gòu)成污水的第二循環(huán)，懸浮載體 在第一通道、第二通道中與污水混合隨污水流動形成移動床生物膜。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種使用二次循環(huán)的污水處理裝置的方法，其 特征在于：使用直徑為9mm-11mm、高為9mm-11mm的圓柱體聚乙烯填料作為懸浮 載體。

　　說明書

　　一種二次循環(huán)的污水處理裝置及其使用方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種二次循環(huán)的污水處理裝置及其 使用方法。

　　背景技術(shù)

　　目前，合流制城市管道污水由于納管水質(zhì)復(fù)雜，存在較為嚴(yán)峻的有機物降 解和脫氮壓力;此外，部分工業(yè)廢水(工業(yè)廢水處理液)的流入也帶來污水水 質(zhì)水量的大范圍波動，沖擊生化處理系統(tǒng)，影響污水處理穩(wěn)定性;上述問題加 劇了城市污水廠達(dá)標(biāo)處理的難度，將破壞受納水體的生態(tài)平衡，導(dǎo)致周邊環(huán)境 的快速惡化。

　　采用活性污泥法和生物膜法來處理城市污水是目前應(yīng)用最為普遍的方法。 活性污泥處理系統(tǒng)通過大量菌膠團及游離微生物的吸附-生物氧化來降解有機 分子，另一方面通過硝化-反硝化作用來實現(xiàn)廢水脫氮處理;但活性污泥法受水 質(zhì)波動影響較大，且通常占地面積較大。生物膜法由于生成較高密度的生物膜， 可降低設(shè)備容積，減小進(jìn)水沖擊;但相同反應(yīng)時間下，其有機物去除率(在 70-90%)卻很難達(dá)到活性污泥法(活性污泥法有機物去除率在90-98%)處理效 果。從最終出水來看，生物膜法由于其微生物種群較為豐富，最優(yōu)出水BOD可 達(dá)10mg/L，優(yōu)于活性污泥法。

　　移動床生物膜法作為一種新型生物膜污水處理技術(shù)，由于其載體的穩(wěn)定性 和密度特性(通常為0.95-0.98g/cm3)，能將生物膜輸送至全反應(yīng)器，加大生 物膜、氧氣和反應(yīng)底物的接觸幾率;較其他生物膜法具有更大的應(yīng)用前景。在 專利公開號為101891344A的中國專利、專利公開號為101560038的中國專利、 專利公開號為1887739的中國專利，均公開了用于活性污泥、生物膜共同處理 污水的污水處理裝置，但其中的生物膜均為固定設(shè)置的，不能適用于活性污泥、 移動床生物膜共同處理污水的處理方法。

　　因此，開發(fā)一種兼具活性污泥法與移動床生物膜法兩者優(yōu)勢的污水處理裝 置，將為新建城市污水處理廠達(dá)標(biāo)處理及已有污水廠提標(biāo)改造提供有效的技術(shù) 選擇。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明所要達(dá)到的目的是提供一種二次循環(huán)的污水處理裝置及其使用方 法，可使用活性污泥法和移動床生物膜法共同處理污水，兼具二者的優(yōu)勢。

　　為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種二次循環(huán)的污水處理 裝置，包括好氧池、缺氧池、進(jìn)水管、出水管，進(jìn)水管連通缺氧池，出水管連 通好氧池，好氧池圍繞缺氧池設(shè)置，好氧池和缺氧池間設(shè)有均連通好氧池、缺 氧池并與好氧池、缺氧池構(gòu)成液流回路的循環(huán)液孔道和回流孔道;好氧池內(nèi)設(shè) 有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板分隔好氧池內(nèi)空間形成位于導(dǎo)流板兩側(cè)并相互連通的第一通 道和第二通道，好氧池內(nèi)還設(shè)有使液體在第一通道、第二通道中回轉(zhuǎn)流通的曝 氣裝置，且液體流動速度矢量在豎直方向上分量的數(shù)值大于在水平方向上分量 的數(shù)值;缺氧池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置;所述出水管的管口設(shè)有篩網(wǎng)，所述缺氧池內(nèi) 設(shè)有污泥回流管，污泥回流管的管口高度高于所述進(jìn)水管的管口高度。

　　進(jìn)一步的，所述導(dǎo)流板垂直于所述好氧池的底面，第二通道靠近缺氧池， 所述曝氣裝置設(shè)于好氧池底部與第一通道對應(yīng)的位置。第一通道、第二通道豎 直，曝氣裝置在第一通道底部曝氣，使第一通道內(nèi)的水流方向向上，從而使第 二通道內(nèi)的水流方向向下，形成第一通道內(nèi)的升流區(qū)和第二通道內(nèi)的降流區(qū)。

　　進(jìn)一步的，所述導(dǎo)流板的頂部與所述好氧池的頂部的間距a為好氧池深度L 的0.15倍-0.2倍，導(dǎo)流板的底部與好氧池的底面相離的距離b為好氧池深度L 的0.15倍-0.2倍。在導(dǎo)流板的頂部和底部各留出適當(dāng)間距，使第一通道和第二 通道連通，構(gòu)成一個水流循環(huán)。

　　進(jìn)一步的，所述回流孔道均布于缺氧池內(nèi)側(cè)壁底部，所述循環(huán)液孔道均布 于缺氧池內(nèi)側(cè)壁上循環(huán)液孔道的分布帶，分布帶的位置高于好氧池內(nèi)導(dǎo)流板底 部、低于好氧池內(nèi)導(dǎo)流板頂部。好氧池內(nèi)的污水可通過各循環(huán)液孔道進(jìn)入缺氧 池，缺氧池內(nèi)底部的污水在攪拌裝置的作用下可從回流孔道進(jìn)入好氧池，構(gòu)成 一個水流循環(huán)。

　　進(jìn)一步的，所述好氧池的底面位于第二通道下方的部分沿靠近缺氧池的方 向向上傾斜。使第二通道內(nèi)的水流被導(dǎo)向至曝氣裝置上方，繼續(xù)受曝氣裝置推 動進(jìn)行水流循環(huán)。

　　進(jìn)一步的，所述好氧池的底面位于第二通道下方的部分的傾角為45° -60°。過陡或過緩的斜面都不能高效導(dǎo)流水流。

　　進(jìn)一步的，所述好氧池的有效容積為所述缺氧池的有效容積的2倍-3倍。 經(jīng)實驗得出較為適宜的好氧池與缺氧池的容積比，處理污水的效率較高。

　　進(jìn)一步的，圍繞所述缺氧池設(shè)置的所述好氧池各處寬度S相等，好氧池的 深度L為寬度S的1倍-2倍，第一通道與第二通道在水平面上的投影面積比為 0.8-1.2。好氧池相對于寬度的深度太深時，曝氣裝置的曝氣動能可能不足，深 度不足時曝氣動能不能高效轉(zhuǎn)化為水流動能，氣體容易直接從水面釋出、第一 通道與第二通道的投影面積比大致相等可使水流速度均衡且最大化。缺氧池截 面為矩形時圍繞其設(shè)置的好氧池外緣也為矩形，缺氧池截面為圓形時圍繞其設(shè) 置的好氧池形成環(huán)狀，可根據(jù)需要制造不同形狀的污水處理裝置，并不影響污 水處理的效果，從而滿足不同需求。

　　本發(fā)明同時公開了使用上述污水處理裝置的方法：通過進(jìn)水管向缺氧池內(nèi) 注入污水，通過污泥回流管向缺氧池內(nèi)注入活性污泥，通過循環(huán)液孔道使缺氧 池從好氧池獲得硝化液，三者回合進(jìn)行反硝化脫氮，攪拌裝置攪拌混合的污水 使其從缺氧池的回流孔道流至好氧池，構(gòu)成污水的第一循環(huán);好氧池內(nèi)加入帶 有生物膜的懸浮載體，在好氧池內(nèi)，曝氣裝置曝氣使污水在第一通道、第二通 道間循環(huán)流動，構(gòu)成污水的第二循環(huán)，懸浮載體在第一通道、第二通道中與污 水混合隨污水流動形成移動床生物膜。

　　進(jìn)一步的，使用直徑為9mm-11mm、高為9mm-11mm的圓柱體聚乙烯填料作為 懸浮載體。該材料密度為0.98g/cm3，可與污水充分混合而不會浮于水面或沉底， 且該材料制得的懸浮載體表面積/體積比高，為1200m2/m3，使生物膜的微生物數(shù) 量更多。

　　采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

　　a、兼具活性污泥法和生物膜法污水處理技術(shù)優(yōu)點，強化了活性污泥法處理 有機污染物的效果，同時可以明顯提高污水的脫氮能力，穩(wěn)定合流制污水的深 度處理效果。

　　b、好氧池采用內(nèi)循環(huán)流化床設(shè)計，實現(xiàn)懸浮載體移動床生物膜和活性污泥 流態(tài)化，避免了當(dāng)前生物膜處理污水存在局部堵塞問題，提高了生物膜與底物 的生化反應(yīng)。

　　c、通過強制攪拌及循環(huán)孔道實現(xiàn)好氧池與缺氧池內(nèi)混合液二次循環(huán)，降低 了質(zhì)量傳遞對污染物降解速率的影響，提高了短程反硝化可能性。

　　d、采用曝氣即可實現(xiàn)好氧池內(nèi)懸浮載體的流態(tài)化循環(huán)，降低了能耗。

　　e、占地面積較小，適用于用地限制地區(qū);也較易于現(xiàn)有污水處理構(gòu)筑物提 標(biāo)改造。