公布日：2022.08.12
申請日：2022.05.20
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/00(2006.01)I;C02F3/10(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，該污水處理工藝分為第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段，污水經(jīng)第一處理段進行曝氣好氧處理、經(jīng)第二處理段進行曝氣同步硝化反硝化處理、經(jīng)第三處理段處理污水中TN；最后經(jīng)砂濾段去除SS，總停留時間控制在6‑12小時。該方案采用三段生物膜處理，實現(xiàn)污水的好氧處理、同步硝化反硝化處理，處理效率高；尤其對低C/N廢水處理效果好，無需投加碳源。本發(fā)明工藝簡單高效、能耗低、占地面積小，尤其適用于小規(guī)模城市污水、農(nóng)村污水以及水環(huán)境黑臭治理。
權(quán)利要求書
1.一種基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：分為第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段，所述第一處理段內(nèi)部填充用于對污水曝氣好氧處理的第一填料，所述第二處理段內(nèi)部填充用于對污水曝氣同步硝化反硝化處理的第二填料，所述第三處理段內(nèi)部填充用于處理污水中TN的第三填料；所述第一處理段及第二處理段均設(shè)有曝氣組件；污水依次流經(jīng)第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段，總停留時間控制在6-12小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：所述第一處理段內(nèi)部第一填料為污泥生物炭載體材料，所述污泥生物炭載體的表面包覆好氧生物層；所述污泥生物炭載體材料的粒徑為1-2cm，比重0.8-1g/cm3；所述第一填料在第一處理段內(nèi)的填充率20-30％，溶解氧控制在2-3mg/L；污水在第一處理段內(nèi)停留時間控制在2-4小時；污泥生物炭載體材料中包括污泥基生物炭61、粘結(jié)劑62、功能材料63，粘結(jié)劑62包括有機粘結(jié)劑和無機粘結(jié)劑，各組分重量份數(shù)配比如下：污泥基生物炭：100份；有機粘結(jié)劑：0.1-10份；無機粘結(jié)劑：1-20份；功能材料：0.1-10份；水：20-100份；功能材料包括發(fā)泡劑、吸附劑和增強纖維，發(fā)泡劑、吸附劑和增強纖維按重量比1：(10-100):(5-50)混合；以上各組分經(jīng)混合固化而成污泥生物炭載體材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：所述第二處理段內(nèi)部第二填料是以污泥生物碳-硫基礦物載體材料為核芯，通過在污泥生物碳-硫基礦物載體材料的表面依次包覆硫自養(yǎng)反硝化菌層和包覆好氧微生物層，所述好氧微生物層包覆在硫自養(yǎng)反硝化菌層的外部；所述污泥生物碳-硫基礦物載體材料的粒徑為1-2cm，比重1-1.2g/cm3；第二填料在第二處理段內(nèi)的填充率30-40％，溶解氧控制在1-2mg/L，污水在第二處理段內(nèi)的停留時間控制在3-5小時；污泥生物炭-硫基礦物載體材料包括污泥基生物炭、粘結(jié)劑、硫基礦物材料、功能材料，粘結(jié)劑包括有機粘結(jié)劑和無機粘結(jié)劑，各組分重量份數(shù)配比如下：污泥基生物炭：100份；有機粘結(jié)劑：0.1-10份；無機粘結(jié)劑：1-20份；硫基礦物材料：10-50份；功能材料：0.1-10份；水：20-100份；功能材料包括發(fā)泡劑、吸附劑和增強纖維，發(fā)泡劑、吸附劑和增強纖維按重量比1：(10-100):(5-50)混合；以上各組分經(jīng)混合固化而成污泥生物炭-硫基礦物載體材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：所述第三處理段內(nèi)部第三填料以污泥生物碳-硫基礦物載體材料為核芯，通過在污泥生物碳-硫基礦物載體材料的表面包覆硫自養(yǎng)反硝化菌層；第三填料在第三處理段內(nèi)的填充率60-80％，溶解氧控制在0.2-0.5mg/L，污水在第三處理段內(nèi)的停留時間控制在1-3小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：所述砂濾段的內(nèi)部填裝石英砂，石英砂粒徑為0.5-1mm；污水在砂濾段內(nèi)的停留時間控制在0.01-0.5小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：當(dāng)污水經(jīng)過第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段處理后的出水濃度增高時，啟動回流系統(tǒng)；所述回流系統(tǒng)包括回流管和回流泵，所述回流管的進口端與第三處理段的出口端連通，所述回流管的出口端與第一處理段的進口相連，所述回流泵設(shè)置于回流管上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：所述第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段自上至下集成在箱體內(nèi)，所述第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段的頂部均設(shè)有隔板，所述隔板上設(shè)有過水孔，所述箱體的頂部設(shè)有進水口、底部設(shè)有出水口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：所述隔板上的過水孔直徑為0.5-1cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：所述曝氣組件為曝氣盤，所述曝氣盤分別設(shè)置于第一處理段及第二處理段的底部，所述曝氣盤通過風(fēng)管與風(fēng)機相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，其特征在于：所述風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)量控制閥門，所述箱體的底部設(shè)有出水控制閥門。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中污水治理設(shè)施成本高、維護難度大導(dǎo)致農(nóng)村污水處理發(fā)展緩慢的技術(shù)問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
一種基于污泥生物炭載體的污水處理工藝，分為第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段，所述第一處理段內(nèi)部填充用于對污水曝氣好氧處理的第一填料，所述第二處理段內(nèi)部填充用于對污水曝氣同步硝化反硝化處理的第二填料，所述第三處理段內(nèi)部填充用于處理污水中TN的第三填料；所述第一處理段及第二處理段均設(shè)有曝氣組件；
污水依次流經(jīng)第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段，總停留時間控制在6-12小時。
優(yōu)選的，所述第一處理段內(nèi)部第一填料為污泥生物炭載體材料，所述污泥生物炭載體的表面包覆好氧生物層；所述污泥生物炭載體材料由污泥生物碳、粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、吸附劑、增強纖維固化而成，粒徑為1-2cm，比重0.8-1g/cm3；所述第一填料在第一處理段內(nèi)的填充率20-30％，溶解氧控制在2-3mg/L；污水在第一處理段內(nèi)停留時間控制在2-4小時
優(yōu)選的，所述第二處理段內(nèi)部第二填料以污泥生物碳-硫基礦物載體材料為核芯，通過在污泥生物碳-硫基礦物載體材料的表面依次包覆硫自養(yǎng)反硝化菌層和包覆好氧微生物層，所述好氧微生物層包覆在硫自養(yǎng)反硝化菌層的外部；所述污泥生物碳-硫基礦物載體材料由污泥基生物碳、硫基礦物材料、粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、吸附劑、增強纖維固化而成，粒徑為1-2cm，比重1-1.2g/cm3；第二填料在第二處理段內(nèi)的填充率30-40％，溶解氧控制在1-2mg/L，污水在第二處理段內(nèi)的停留時間控制在3-5小時。
優(yōu)選的，所述第三處理段內(nèi)部第三填料以污泥生物碳-硫基礦物載體材料為核芯，通過在污泥生物碳-硫基礦物載體材料的表面包覆硫自養(yǎng)反硝化菌層；所述污泥生物碳-硫基礦物載體材料由污泥基生物碳、硫基礦物材料、粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、吸附劑、增強纖維固化而成，粒徑為1-2cm，比重1.2-1.5g/cm3；第三填料在第三處理段內(nèi)的填充率60-80％，溶解氧控制在0.2-0.5mg/L，污水在第三處理段內(nèi)的停留時間控制在1-3小時。
優(yōu)選的，所述砂濾段的內(nèi)部填裝石英砂，石英砂粒徑為0.5-1mm；污水在砂濾段內(nèi)的停留時間控制在0.01-0.5小時。
優(yōu)選的，當(dāng)污水經(jīng)過第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段處理后的出水濃度增高時，啟動回流系統(tǒng)；所述回流系統(tǒng)包括回流管和回流泵，所述回流管的進口端與第三處理段的出口端連通，所述回流管的出口端與第一處理段的進口相連，所述回流泵設(shè)置于回流管上。
優(yōu)選的，所述第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段自上至下集成在箱體內(nèi)，所述第一處理段、第二處理段、第三處理段及砂濾段的頂部均設(shè)有隔板，所述隔板上設(shè)有過水孔，所述箱體的頂部設(shè)有進水口、底部設(shè)有出水口。
優(yōu)選的，所述隔板上的過水孔直徑為0.5-1cm。
優(yōu)選的，所述曝氣組件為曝氣盤，所述曝氣盤分別設(shè)置于第一處理段及第二處理段的底部，所述曝氣盤通過風(fēng)管與風(fēng)機相連。
優(yōu)選的，所述風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)量控制閥門，所述箱體的底部設(shè)有出水控制閥門。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：
1、本發(fā)明采用三段生物膜處理，通過調(diào)節(jié)控制各處理段填充載體材料組成、比重，填充率、曝氣量和溶解氧，實現(xiàn)好氧處理、同步硝化反硝化處理，和反硝化處理，處理效率高。
2、本發(fā)明能夠利用同步硝化和硫自養(yǎng)反硝化，對低C/N廢水處理，無需投加碳源。
3、本發(fā)明能夠在同一個裝備中實現(xiàn)好氧處理、同步硝化反硝化處理，和反硝化處理，處理效率高，設(shè)備緊湊，集成度高，占地面積小。
4、本發(fā)明能夠在當(dāng)出現(xiàn)出水濃度較高時，開啟外回流，提高處理效率。
5、本發(fā)明工藝簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，易于控制，制造成本低，適合規(guī)�；a(chǎn)和應(yīng)用。
（發(fā)明人：高衛(wèi)民;程寒飛;徐馳;冉景;朱巧紅）
