公布日：2022.04.08
申請日：2021.12.17
分類號：C02F3/12(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種泥‑膜組合治理污水的裝置及方法，本發(fā)明中的填料載體采用自由漂浮性懸浮載體，將填料載體置于網(wǎng)箱中，使填料載體懸浮在網(wǎng)箱中，并將填料約束在網(wǎng)箱中，形成獨(dú)立的填料裝備，將填料裝備按照順序緊密擺放在生物反應(yīng)池中，形成新型的泥‑膜組合裝置；從根本上解決了傳統(tǒng)泥‑膜組合工藝的缺點，充分發(fā)揮了生物膜增加微生物的優(yōu)點，大大降低了由于填料無序流動和堆積等引起的生產(chǎn)運(yùn)行的諸多問題。
權(quán)利要求書
1.一種泥-膜組合治理污水的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)設(shè)置泥-膜組合治理污水的裝置：將篩網(wǎng)(3)包裹在呈框架結(jié)構(gòu)的骨架(2)的外部從而形成長方體或者正方體形狀網(wǎng)箱；然后在網(wǎng)箱的頂面設(shè)置用來裝卸填料載體用的填料裝卸孔(4)，通過填料裝卸孔向網(wǎng)箱內(nèi)部裝填填料載體(6)，填料載體為自由漂浮型載體；在網(wǎng)箱頂面的四角分別連接一條連接繩(5)后將連接繩(5)子的末端固定在一起形成鉤掛點；在生物反應(yīng)池(7)的底部多個呈行分布的支撐架(8)；(2)設(shè)置運(yùn)行方式：在生物反應(yīng)池的上方安裝起吊裝置，秋季水溫降低時啟動起吊裝置將其吊鉤鉤掛在網(wǎng)箱頂面四條連接繩形成的鉤掛點上，然后通過起吊裝置將裝填有填料載體的網(wǎng)箱按照順序緊密的放置在支撐架上，通過在填料載體上生長生物膜，提高污水處理系統(tǒng)的微生物量，保障低水溫條件下污水的處理效果；在春季或者夏季水溫較高時，利用起吊裝置將網(wǎng)箱從生物反應(yīng)池中移除，減少運(yùn)行能耗；(3)設(shè)置運(yùn)行參數(shù)：設(shè)置生物反應(yīng)池處理污水的運(yùn)行參數(shù)為：水力停留時間為1.5h-9h，污泥回流比為20％-100％，混合液回流比為50％-200％，溶解氧不超過2mg/L；(4)填料載體掛膜馴化：按照步驟(3)中的運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行一段時間后，網(wǎng)箱內(nèi)的填料載體上生長出生物膜，污水中的活性污泥和生長出的生物膜共同處理污水中有機(jī)物和氨氮，工藝負(fù)荷設(shè)定為：有機(jī)物去除速率不超過5gCODCr/m2.d，硝化速率不超過0.6gNH3-N/m2.d，反硝化速率不超過2gNO3-N/m2.d；(5)檢修維護(hù)：對生物反應(yīng)池內(nèi)的泥-膜組合治理污水的裝置進(jìn)行檢修時，通過起吊裝置將網(wǎng)箱吊出生物反應(yīng)池，然后進(jìn)行檢修、更換填料載體或者清洗填料載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，每個網(wǎng)箱內(nèi)填料載體的體積數(shù)量達(dá)到網(wǎng)箱體積的60％-80％；所述的填料載體，為圓球形狀的、塑料材質(zhì)的填料載體，內(nèi)部均勻的設(shè)置有供微生物附著生長的橋架，填料載體的尺寸大于篩網(wǎng)的孔徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的填料載體為改性生物懸浮填料，通過在塑料中投加有利于反硝化細(xì)菌生長的生物酶或者有利于硝化細(xì)菌生長的生物酶從而形成缺氧填料或好氧填料，生物酶的投加量為0.1％-1％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的有利于反硝化細(xì)菌生長的生物酶，為反硝化細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)或RNA，具體為硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶、一氧化氮還原酶和氧化亞氮還原酶中的任意一種、兩種及以上以任意比例混合而成的混合物；所述的有利于硝化細(xì)菌生長的生物酶，為硝化細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)或RNA，具體為氨氮加氧酶、羧氨氧化還原酶、亞硝酸鹽氧化還原酶中的任意一種、兩種及以上以任意比例混合而成的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的生物反應(yīng)池為好氧池或缺氧池中的任意一種，或者二者結(jié)合的組合池；所述的生物反應(yīng)池(7)為好氧生物反應(yīng)池時，池底設(shè)置有呈行分布的曝氣器(9)，支撐架的高度高于曝氣器的高度，每一行支撐架的正下方設(shè)置一行曝氣器；所述的生物反應(yīng)池(7)為缺氧生物反應(yīng)池時，沿池壁在池底設(shè)置有多個攪拌器(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的生物反應(yīng)池，采用單層填料，即只放置一層網(wǎng)箱，每個生物反應(yīng)池中網(wǎng)箱的體積數(shù)量為生物反應(yīng)池容積的10％-60％；每個網(wǎng)箱中裝填的填料載體數(shù)量相同，每個系列的生物反應(yīng)池中放置的網(wǎng)箱數(shù)量相同；所述的生物反應(yīng)池，有效水深為5.5m-6.5m，要求網(wǎng)箱全部淹沒在水下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，當(dāng)所述的生物反應(yīng)池為缺氧池時，水力停留時間為1.5-2.5h，當(dāng)所述的生物反應(yīng)池為好氧池時，水力停留時間為3.5h-9h；當(dāng)所述的生物反應(yīng)池為好氧池時，溶解氧為2mg/L，當(dāng)所述的生物反應(yīng)池為缺氧池時，溶解氧為0mg/L；污泥回流比為100％，混合液回流比為100％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，有機(jī)物去除速率為0.5-5gCODCr/m2.d，硝化速率為0.05-0.6gNH3-N/m2.d，前置反硝化時反硝化速率為0.15-1gNO3-N/m2.d，投加碳源進(jìn)行后置反硝化時反硝化速率提高2倍。
9.一種泥-膜組合治理污水的裝置，主體為裝有填料的網(wǎng)箱，按照順序緊密擺放在生物反應(yīng)池中，其特征在于：所述的網(wǎng)箱(1)，包括骨架(2)和篩網(wǎng)(3)：所述的骨架為長方體或者正方體形狀的框架結(jié)構(gòu)，骨架的側(cè)面、頂面和底面包裹有所述的篩網(wǎng)從而形成長方體或者正方體形狀的網(wǎng)箱；所述的網(wǎng)箱，頂面設(shè)置有填料裝卸孔(4)，網(wǎng)箱頂面的四角分別連接有一條連接繩(5)，四條連接繩的末端固定在一起后與起重裝置的掛鉤相連接。所述的網(wǎng)箱，內(nèi)部裝填有塑料材質(zhì)的填料載體(6)，所述的填料載體為自由漂浮型載體；所述的填料載體，外形為圓球形，內(nèi)部均勻的設(shè)置有供微生物附著生長的橋架，橋架之間形成的空間均勻一致，尺寸大于篩網(wǎng)的孔徑；所述的生物反應(yīng)池(7)，池底安裝有多個呈行分布的支撐架(8)，裝填有填料載體的網(wǎng)箱按照順序緊密的放置在支撐架上；所述的生物反應(yīng)池，采用單層填料，即只放置一層網(wǎng)箱。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于：所述的生物反應(yīng)池為好氧生物反應(yīng)池或缺氧生物反應(yīng)池中的任意一種，或者二者結(jié)合的組合池；所述的生物反應(yīng)池(7)為好氧生物反應(yīng)池時，池底分布有多個曝氣器(9)，支撐架的高度高于曝氣器的高度；所述的生物反應(yīng)池(7)為缺氧生物反應(yīng)池時，沿池壁在池底設(shè)置有多個攪拌器(10)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中泥-膜組合工藝中存在的填料載體混合不均勻、無序堆積，運(yùn)行管理難度大、曝氣充氧效率低等技術(shù)缺陷，而提供一種泥-膜組合治理污水的裝置及方法，本發(fā)明的目的是充分發(fā)揮泥-膜組合工藝的優(yōu)點，規(guī)避傳統(tǒng)泥-膜組合工藝的缺點，提高污水處理廠的處理效果，降低運(yùn)行能耗，易于運(yùn)行管理，進(jìn)一步推動新型泥-膜組合工藝的應(yīng)用；本發(fā)明中的填料載體采用自由漂浮性懸浮載體，將填料載體置于網(wǎng)箱中，使填料載體懸浮在網(wǎng)箱中，并將填料約束在網(wǎng)箱中，形成獨(dú)立的填料裝備，將填料裝備按照順序緊密擺放在生物反應(yīng)池中，形成新型的泥-膜組合工藝；從根本上解決了傳統(tǒng)泥-膜組合工藝的缺點，充分發(fā)揮了生物膜增加微生物的優(yōu)點，大大降低了由于填料無序流動和堆積等引起的生產(chǎn)運(yùn)行的諸多問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明首先提供一種泥-膜組合治理污水的方法，包括以下步驟：
(1)設(shè)置泥-膜組合治理污水的裝置：
將篩網(wǎng)包裹在呈框架結(jié)構(gòu)的骨架的外部從而形成長方體或者正方體形狀網(wǎng)箱；然后在網(wǎng)箱的頂面設(shè)置用來裝卸填料載體用的填料裝卸孔，通過填料裝卸孔向網(wǎng)箱內(nèi)部裝填填料載體，填料載體為自由漂浮型載體；在網(wǎng)箱頂面的四角分別連接一條連接繩后將連接繩子的末端固定在一起形成鉤掛點；在生物反應(yīng)池的底部多個呈行分布的支撐架；
(2)設(shè)置運(yùn)行方式：
在生物反應(yīng)池的上方安裝起吊裝置，秋季水溫降低時啟動起吊裝置將其吊鉤鉤掛在網(wǎng)箱頂面四條連接繩形成的鉤掛點上，然后通過起吊裝置將裝填有填料載體的網(wǎng)箱按照順序緊密的放置在支撐架上，通過在填料載體上生長生物膜，提高污水處理系統(tǒng)的微生物量，保障低水溫條件下污水的處理效果；在春季或者夏季水溫較高時，利用起吊裝置將網(wǎng)箱從生物反應(yīng)池中移除，減少運(yùn)行能耗；
(3)設(shè)置運(yùn)行參數(shù)：
設(shè)置生物反應(yīng)池處理污水的運(yùn)行參數(shù)為：水力停留時間為1.5h-9h，污泥回流比為20％-100％，混合液回流比為50％-200％，溶解氧不超過2mg/L；
(4)填料載體掛膜馴化：
按照步驟(3)中的運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行一段時間后，網(wǎng)箱內(nèi)的填料載體上生長出生物膜，污水中的活性污泥和生長出的生物膜共同處理污水中有機(jī)物和氨氮，工藝負(fù)荷設(shè)定為：有機(jī)物去除速率不超過5gCODCr/m2.d，硝化速率不超過0.6gNH3-N/m2.d，反硝化速率不超過2gNO3-N/m2.d；
(5)檢修維護(hù)：
對生物反應(yīng)池內(nèi)的泥-膜組合治理污水的裝置進(jìn)行檢修時，通過起吊裝置將網(wǎng)箱吊出生物反應(yīng)池，然后進(jìn)行檢修、更換填料載體或者清洗填料載體。
上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，所述骨架，材質(zhì)為不銹蝕的材料，具體為工程塑料、鋁合金或不銹鋼材料；所述的篩網(wǎng)，材質(zhì)為聚氨酯、錳鋼或不銹鋼，孔徑為1.5cm×1.5cm；所述的網(wǎng)箱，規(guī)格為：長1.5-2m、寬1.5-2m、高4-5m。
上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，每個網(wǎng)箱內(nèi)填料載體的體積數(shù)量達(dá)到網(wǎng)箱體積的60％-80％；所述的填料載體，為圓球形狀的、塑料材質(zhì)的填料載體，內(nèi)部均勻的設(shè)置有供微生物附著生長的橋架，填料載體的尺寸大于篩網(wǎng)的孔徑，直徑優(yōu)選為2-10cm。
上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，所述的填料載體優(yōu)選為改性生物懸浮填料，通過在塑料中投加有利于反硝化細(xì)菌生長的生物酶或者有利于硝化細(xì)菌生長的生物酶從而形成缺氧填料或好氧填料，生物酶的投加量為0.1％-1％；改性生物懸浮填料有利于微生物在載體上生長，從而提高塑料載體的掛膜量。
上述技術(shù)方案中，所述的有利于反硝化細(xì)菌生長的生物酶，為反硝化細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)或RNA，具體為硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶、一氧化氮還原酶和氧化亞氮還原酶中的任意一種、兩種及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技術(shù)方案中，所述的有利于硝化細(xì)菌生長的生物酶，為硝化細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)或RNA，具體為氨氮加氧酶、羧氨氧化還原酶、亞硝酸鹽氧化還原酶中的任意一種、兩種及以上以任意比例混合而成的混合物。
上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，所述的支撐架，頂部距離池底的距離為1m。
上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，所述的生物反應(yīng)池為好氧池或缺氧池中的任意一種，或者二者結(jié)合的組合池；本發(fā)明的方法應(yīng)用于AAO、氧化溝、SBR等任何工藝，可以應(yīng)用在任何生物反應(yīng)池的池型中，不需要特殊池型，僅需將填料裝備直接放置在生物反應(yīng)池中即可。
上述技術(shù)方案中，所述的生物反應(yīng)池為好氧生物反應(yīng)池時，池底設(shè)置有呈行分布的曝氣器，每行曝氣器與生物反應(yīng)池長邊平行，每行曝氣器的池間距為0.6-0.9m，每個曝氣器間距為1-1.5m；所述的支撐架的高度高于曝氣器的高度，每一行支撐架的正下方設(shè)置一行曝氣器；所述的曝氣器優(yōu)選為微孔曝氣器，微孔曝氣器的曝氣量為水量乘以0.7。
上述技術(shù)方案中，所述的生物反應(yīng)池為缺氧生物反應(yīng)池時，沿池壁在池底設(shè)置有多個攪拌器，攪拌器間距為15-20m，轉(zhuǎn)刷為30-90r/min；所述的攪拌器為常規(guī)的攪拌器，攪拌器可在網(wǎng)箱之間布置，由于攪拌槳葉不直接接觸填料，攪拌槳葉不需要做特殊的鈍化等防磨損措施。
上述技術(shù)方案中，步驟(2)中，所述的生物反應(yīng)池，采用單層填料，即只放置一層網(wǎng)箱，每個生物反應(yīng)池中網(wǎng)箱的體積數(shù)量為生物反應(yīng)池容積的10％-60％；每個網(wǎng)箱中裝填的填料載體數(shù)量相同，每個系列的生物反應(yīng)池中放置的網(wǎng)箱數(shù)量相同。
上述技術(shù)方案中，步驟(2)中，所述的生物反應(yīng)池，有效水深為5.5m-6.5m，要求網(wǎng)箱全部淹沒在水下。
上述技術(shù)方案中，步驟(3)中，水力停留時間需要根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、出水標(biāo)準(zhǔn)選擇，一般情況下，當(dāng)所述的生物反應(yīng)池為缺氧池時，水力停留時間為1.5-2.5h；當(dāng)所述的生物反應(yīng)池為好氧池時，水力停留時間為3.5h-9h。中試試驗表明，新型泥-膜組合工藝和傳統(tǒng)缺氧/好氧工藝的極限水力停留時間分別為2.4h和3.6h。與缺氧/好氧工藝相比，相同工況條件下新型泥-膜組合工藝能夠提高日處理能力50％，具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。
上述技術(shù)方案中，步驟(3)中，污泥回流比與反應(yīng)池的污泥濃度和除磷效果確定，優(yōu)選為100％；混合液回流比受脫氮效果影響較大，出水TN要求越低，混合液回流比越大，傳統(tǒng)缺-好氧工藝混合液回流比范圍為100％-400％，通常為200％，工程設(shè)計中根據(jù)TN去除量確定；綜合考慮出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)和節(jié)能降耗的要求，本發(fā)明工藝的混合液回流比宜為100％時，系統(tǒng)總體性能處于最佳水平。
上述技術(shù)方案中，步驟(3)中，活性污泥和生物膜共同去除污水中的NH3-N，溶解氧對NH3-N的硝化影響更為復(fù)雜，應(yīng)結(jié)合具體情況確定；中試試驗的進(jìn)水有機(jī)物含量較低，出水NH3-N目標(biāo)為1mg/L以下，DO為1mg/L時，新型泥-膜組合工藝(好氧池)的除碳和硝化效果均受到抑制，溶解氧為2mg/L時，NH3-N可以完全消化；當(dāng)所述的生物反應(yīng)池為好氧池時，溶解氧為2mg/L，當(dāng)所述的生物反應(yīng)池為缺氧池時，溶解氧為0mg/L。
上述技術(shù)方案中，步驟(4)中，工藝負(fù)荷依據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)、水溫、溶解氧和填料填充率等確定，有試驗條件時，建議通過試驗確定工藝負(fù)荷；當(dāng)無試驗資料時，對于生活污水或以生活污水為主的市政污水，可以采用以下負(fù)荷：有機(jī)物去除速率為0.5-5gCODCr/m2.d，硝化速率為0.05-0.6gNH3-N/m2.d，前置反硝化時反硝化速率為0.15-1gNO3-N/m2.d，后置反硝化(投加碳源)時反硝化速率可提高2倍。
上述技術(shù)方案中，步驟(4)中，網(wǎng)箱內(nèi)的填料載體上生長出生物膜后，可將部分網(wǎng)箱利用起吊裝置移出生物反應(yīng)池，再將新的裝填有填料載體的網(wǎng)箱補(bǔ)充到生物反應(yīng)池中；將新填料裝備和已生長生物膜的填料裝備同時放置于生物反應(yīng)池中，可使新填料裝備內(nèi)的填料上迅速掛膜，提高掛膜效率，節(jié)約時間，快速啟動活性污泥和生物膜系統(tǒng)。傳統(tǒng)的泥-膜組合工藝的填料投加在反應(yīng)池后，生物膜的數(shù)量和位置不變；而本發(fā)明中，無論是生長出生物膜的網(wǎng)箱，還是新補(bǔ)充的網(wǎng)箱，數(shù)量可以靈活變化、位置可以隨意擺放。
本發(fā)明還提供一種上述方法中用到的泥-膜組合治理污水的裝置，主體為裝有填料的網(wǎng)箱，按照順序緊密擺放在生物反應(yīng)池中，其特征在于：
所述的網(wǎng)箱，包括骨架和篩網(wǎng)：所述的骨架為長方體或者正方體形狀的框架結(jié)構(gòu)，骨架的側(cè)面、頂面和底面包裹有所述的篩網(wǎng)從而形成長方體或者正方體形狀的網(wǎng)箱；
所述的網(wǎng)箱，頂面設(shè)置有填料裝卸孔，網(wǎng)箱頂面的四角分別連接有一條連接繩，四條連接繩的末端固定在一起后與起重裝置的掛鉤相連接。
所述的網(wǎng)箱，內(nèi)部裝填有填料載體，所述的填料載體為自由漂浮型載體；
所述的生物反應(yīng)池，池底安裝有多個支撐架，裝填有填料載體的網(wǎng)箱按照順序緊密的放置在支撐架上。
上述技術(shù)方案中，所述的骨架，材質(zhì)為不銹蝕的材料，具體為工程塑料、鋁合金或不銹鋼材料；滿足裝滿填料后吊起的受力要求。
上述技術(shù)方案中，所述的篩網(wǎng)，材質(zhì)為聚氨酯、錳鋼或不銹鋼；孔徑為1.5cm×1.5cm；篩網(wǎng)的孔徑小于填料的尺寸，但不會影響活性物污泥和生物膜的正常進(jìn)出網(wǎng)箱。
上述技術(shù)方案中，所述的網(wǎng)箱，規(guī)格為：長1.5-2m、寬1.5-2m、高4-5m；網(wǎng)箱的長、寬和高宜滿足起吊裝置吊起的要求，易于吊裝，并最大限度地增加填料的投加量，且使填料混合均勻；網(wǎng)箱的高度(H)與有效水深(h)相關(guān)，網(wǎng)箱的高度(H)宜為有效水深(h)-1.5m；為使填料混合均勻，長度和寬度宜相等，且方便吊裝，網(wǎng)箱的長和寬宜取1.5-2m。有條件時，填料網(wǎng)箱的尺寸需要根據(jù)生物池的尺寸定做。
上述技術(shù)方案中，所述的填料載體，外形為圓球形，內(nèi)部均勻的設(shè)置有供微生物附著生長的橋架，橋架之間形成的空間均勻一致，空間滿足生物膜的生長和脫落；所述的填料載體，尺寸大于篩網(wǎng)的孔徑，直徑優(yōu)選為2-10cm。污水處理領(lǐng)域常用的自由漂浮型載體有車輪子狀的塑料載體和方塊狀的海綿載體，這種形狀的載體有利于掛載生物膜，但是這種形狀的載體比較容易從網(wǎng)箱的網(wǎng)孔溢出，而本發(fā)明使用的圓球形狀的載體，具有宜掛膜、有效比表面大，及不宜從網(wǎng)箱的網(wǎng)孔跑出的優(yōu)點。
上述技術(shù)方案中，所述的填料載體，為塑料材質(zhì)的填料載體。
上述技術(shù)方案中，所述的支撐架，頂部距離池底的距離為1m，多個支撐架呈行分布，每行支撐架與生物反應(yīng)池的長邊平行；支撐架一般承重應(yīng)滿足裝滿填料網(wǎng)箱+填料的重量要求。
上述技術(shù)方案中，所述的生物反應(yīng)池，采用單層填料，即只放置一層網(wǎng)箱；有效水深為5.5m-6.5m，要求網(wǎng)箱全部淹沒在水下。
上述技術(shù)方案中，所述的生物反應(yīng)池為好氧生物反應(yīng)池或缺氧生物反應(yīng)池中的任意一種，或者二者結(jié)合的組合池，可以根據(jù)治理需要選擇池型從而用于生長生物膜，好氧池或缺氧池均為污水處理領(lǐng)域傳統(tǒng)的或者常規(guī)的或者現(xiàn)有的池體結(jié)構(gòu)。
上述技術(shù)方案中，所述的生物反應(yīng)池為好氧生物反應(yīng)池時，池底分布有多個曝氣器，多個曝氣器呈行排布，每行曝氣器與生物反應(yīng)池的長邊平行；支撐架的高度高于曝氣器的高度，且每一行支撐架的正下方設(shè)置一行曝氣器。
上述技術(shù)方案中，每行曝氣器的池間距為0.6-0.9m，每個曝氣器的間距為1-1.5m；所述的曝氣器優(yōu)選為微孔曝氣器，微孔曝氣器的曝氣量為水量乘以0.7。
上述技術(shù)方案中，所述的生物反應(yīng)池為缺氧生物反應(yīng)池時，沿池壁在池底設(shè)置有多個攪拌器，攪拌器間距為15-20m，轉(zhuǎn)刷為30-90r/min；所述的攪拌器為常規(guī)的攪拌器，攪拌器可在網(wǎng)箱之間布置，由于攪拌槳葉不直接接觸填料，攪拌槳葉不需要做特殊的鈍化等防磨損措施。
本發(fā)明的泥-膜組合治理污水的裝置，有效規(guī)避了傳統(tǒng)泥-膜組合工藝的缺點，充分發(fā)揮了泥-膜組合工藝的優(yōu)點，泥-膜組合工藝中使用載體可使有效MLVSS的濃度翻倍，固定在載體上的微生物不增加活性污泥的混合液濃度，所以下游沉淀池的性能并不會受到反應(yīng)器內(nèi)固體負(fù)荷增加的負(fù)面影響，在很多實例中也表明，生物膜的生長會導(dǎo)致SVI降低，可以提高沉淀池的性能。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點具體闡述如下：
(1)傳統(tǒng)的泥-膜組合工藝需要特殊的池型，通常采用循環(huán)流動池型和微動力混合池型，主要目的是保持填料在反應(yīng)池內(nèi)均勻分布，降低填料的無序堆積。
而本發(fā)明中的泥-膜組合工藝可應(yīng)用于AAO、氧化溝、SBR等任何工藝，可以應(yīng)用在任何生物反應(yīng)池的池型中，不需要特殊池型，無需考慮池型對填料堆積的不利影響，僅需將填料裝備直接放置在生物反應(yīng)池中即可。由于填料載體的密度與水相近，通過曝氣和水流擾動，可保持每個網(wǎng)箱中填料均勻分布，竟而使整個反應(yīng)池填料均勻分布。
(2)傳統(tǒng)的泥-膜組合工藝在任何情況下，都需要維持曝氣量和攪拌強(qiáng)度，曝氣量減少或攪拌強(qiáng)度不足，均可能引起填料堆積或下沉；
而本發(fā)明中的泥-膜組合工藝對運(yùn)行條件要求較低，填料置于網(wǎng)箱內(nèi)，不會無序堆積在反應(yīng)池的某個位置。
(3)為保持填料懸浮均勻，傳統(tǒng)泥-膜組合工藝通常采用高穿孔曝氣管曝氣，大或粗的氣泡導(dǎo)致溶解氧轉(zhuǎn)移效率低，進(jìn)而導(dǎo)致充氧效率較低。
而本發(fā)明中的泥-膜組合工藝采用微孔曝氣器，微孔曝氣系統(tǒng)的設(shè)計氣水比一般取
0.7左右，穿孔曝氣系統(tǒng)的設(shè)計氣水比一般取1左右，微孔曝氣減少了曝氣量，充分發(fā)揮微氣泡的優(yōu)勢，提高空氣利用率，節(jié)約了運(yùn)行成本；本發(fā)明的微孔曝氣系統(tǒng)充氧效率高，解決了充氧效率不高的問題。
(4)傳統(tǒng)泥-膜組合工藝在運(yùn)行一段時候后，由于填料的無序流動，無法準(zhǔn)確測量每個反應(yīng)池的填料數(shù)量，很難保證平行工藝單元反應(yīng)池內(nèi)的填料數(shù)量相等，
而本發(fā)明中的泥-膜組合工藝采用放置填料裝備的方式投加填料載體，在放入生物反應(yīng)池前，在每個網(wǎng)箱中裝填相等數(shù)量的填料載體，在每個系列反應(yīng)池中放入相等數(shù)量的填料裝置，可保證各系列反應(yīng)池中填料數(shù)量相等；通過調(diào)整放入反應(yīng)池內(nèi)填料裝備的數(shù)量，以及單個填料裝備內(nèi)填料載體的填充數(shù)量，可以精確控制整個泥-膜組合工藝系統(tǒng)的填料填充比，保持每個系列生物反應(yīng)池中填料數(shù)量相等。
(5)傳統(tǒng)的泥-膜組合工藝中，攪拌器容易與填料碰撞，容易引起攪拌器的磨損和填料的損壞，因而傳統(tǒng)的泥-膜組合工藝采用填料流化攪拌器來循環(huán)和混合反應(yīng)器內(nèi)的填料，為防止攪拌器的磨損和填料的損壞，攪拌器的葉片需要特殊處理。
而本發(fā)明的泥-膜組合工藝中，將填料裝填在網(wǎng)箱中，避免了攪拌器和填料的碰撞，減少填料損耗，同時也保護(hù)了攪拌器；本發(fā)明采用常規(guī)的攪拌器即可，無需攪拌器特殊處理，節(jié)約了能耗，降低了投資和維護(hù)成本。
(6)在傳統(tǒng)的泥-膜組合工藝中，必須在出水處設(shè)置填料攔截網(wǎng)，用以攔截填料流入下一個工藝單元，且需要安裝防治攔截網(wǎng)堵塞的裝置，而填料載體無序堆積容易壓垮截留網(wǎng)，造成污水處理廠事故。
而本發(fā)明的泥-膜組合工藝中，填料載體裝填在填料網(wǎng)箱中，網(wǎng)箱外沒有填料，不需要設(shè)置出水?dāng)r截網(wǎng)，避免了由于截留網(wǎng)損壞造成的安全事故，減少運(yùn)行維護(hù)工作量和工程安全性。
(7)傳統(tǒng)的泥-膜組合工藝檢修困難，反應(yīng)池放空后，填料堆積在曝氣裝置上，填料產(chǎn)生的重量容易對曝氣器產(chǎn)生二次損壞，容易壓壞曝氣裝置，且移除填料困難。
而本發(fā)明的泥-膜組合工藝檢修方便，僅需將填料裝備吊出生物反應(yīng)池，就可以進(jìn)行生物反應(yīng)池的檢修，規(guī)避了傳統(tǒng)泥-膜組合工藝的缺點。
(8)傳統(tǒng)的泥-膜組合工藝中，填料破損后，需要整體打撈更換，更換非常困難。
而本發(fā)明的泥-膜組合工藝中，填料載體裝填在網(wǎng)箱內(nèi)，便于查看填料的破損情況，利于更換網(wǎng)箱內(nèi)的填料，通過更換單個填料裝備內(nèi)的填料載體，達(dá)到更換整個反應(yīng)池填料的目的。傳此外，填料載體便于清洗，清洗填料時，僅需要逐個清洗填料裝備內(nèi)的填料。
(9)本發(fā)明中的泥-膜組合工藝與活性污泥靈活切換，可有效提高污水廠處理效率，降低污水廠的運(yùn)行成本；在生物反應(yīng)池上設(shè)置起吊設(shè)備，可以利用起吊設(shè)備將填料裝備移出或移入生物反應(yīng)池；針對水溫對泥-膜組合工藝的影響，本發(fā)明中的泥-膜組合工藝可以在運(yùn)行方式上可自由切換：秋季時，將填料裝備放入反應(yīng)池中，培養(yǎng)微生物，形成新型泥-膜組合工藝，在水溫不斷降低的過程中，依然保持良好的處理效果。春季或者夏季時，將填料裝備從生物池中移除，將本發(fā)明中的泥-膜組合工藝轉(zhuǎn)化為活性污泥法工藝，充分發(fā)揮活性污泥的作用，仍然維持較高的處理效果，但可以減少曝氣量，減少攪拌器的攪拌強(qiáng)度，降低運(yùn)行能耗，便于維護(hù)管理，有效節(jié)約運(yùn)行維護(hù)成本。
試驗表明：在溫度為13.4℃(Qinf＝10m3/d；CODinf＝78mg/L)和12.3℃(Qinf＝15m3/d；CODinf＝123mg/L)的條件下，本發(fā)明中的泥-膜組合工藝的平均出水COD分別為17.8mg/L和25.1mg/L，平均COD去除率分別為77.3％和78.9％；對應(yīng)的，傳統(tǒng)的缺氧/好氧工藝系統(tǒng)平均出水COD分別為26mg/L和30.2mg/L，平均COD去除率分別為66.7％和74.9％。本發(fā)明中的泥-膜組合工藝的平均出水NH3-N分別為0.1mg/L和0.5mg/L，平均NH3-N去除率分別為98.9％和96.4％。對應(yīng)的，A/O系統(tǒng)平均出水NH3-N分別為0.1mg/L和9.6mg/L，平均NH3-N去除率分別為98.9％和27.8％。當(dāng)溫度為12.3-13.4℃范圍時，本發(fā)明中的泥-膜組合工藝的硝化性能受低溫的影響較小，出水氨氮小于0.5mg/L，氨氮去除率大于96％；傳統(tǒng)的缺氧/好氧工藝系統(tǒng)的硝化性能受低溫的影響較大，當(dāng)進(jìn)水量從10m3/d上升到15m3/d時，傳統(tǒng)的缺氧/好氧工藝系統(tǒng)的氨氮去除率從98.9％下降到27.8％，此時傳統(tǒng)的缺氧/好氧工藝系統(tǒng)的出水氨氮不達(dá)標(biāo)。由此可見，低溫對傳統(tǒng)的缺氧/好氧工藝的影響較大，本發(fā)明中的泥-膜組合工藝抗低溫沖擊的能力較強(qiáng)。
本發(fā)明中的泥-膜組合工藝在水溫低時，污水處理效率雖然下降，但與傳統(tǒng)活性污泥法相比，低水溫對本發(fā)明中的泥-膜組合工藝的影響較傳統(tǒng)活性污泥法小的多。在低水溫情況下，本發(fā)明中的泥-膜組合工藝仍然對污染物有很好的去除效果。相反水溫較高時，由于活性污泥的處理效果非常好，幾乎處理掉全部的可生物降解物質(zhì)，本發(fā)明中的泥-膜組合工藝的優(yōu)勢不大。但為保持填料懸浮狀態(tài)，仍然需要維持一定的曝氣量，且運(yùn)行維護(hù)的工作量依然很大。因此，最為理想的運(yùn)行方式為在低水溫時，將填料放入反應(yīng)池池中，充分發(fā)揮泥-膜組合工藝的優(yōu)勢，提高污染物的去除效果，在高水溫時，將填料從生物反應(yīng)池中移除，減少好氧池曝氣量，并減少運(yùn)行維護(hù)成本。
綜上所述，本發(fā)明中的泥-膜組合工藝具有以下技術(shù)效果：不需要設(shè)置攔截網(wǎng)，不要采用特殊的攪拌器，無序建設(shè)特殊的池型，節(jié)約了建設(shè)投資成本；本發(fā)明集懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜法的特點于一體，通過填料載體提升生物量，提高了系統(tǒng)的處理能力或性能，實現(xiàn)同時硝化和反硝化，在較小的占地面積下獲得較高的處理能力，增加生物量但不增加沉淀池的固體負(fù)荷，同時提高沉淀性能(減少SVI)，減少污泥產(chǎn)量。在高氨氮進(jìn)水、低溫、土地受限、進(jìn)水量增加、出水標(biāo)準(zhǔn)提高等應(yīng)用場景下，有更好的出水效果。
（發(fā)明人：劉雷斌;高守有;黃鷗）
