申请日2016.03.25
公开(公告)日2016.06.15
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种生态蠕动床反应器，?包括设备间单元、温棚单元、一级预处理单元、二级生物处理单元及三级深度处理单元;一级预处理单元内设有隔油沉淀区及混凝沉淀区、进水管、排油管及第一排泥管，二级生物处理单元内设置有生物载体、曝气系统、第一污泥沉淀区及第二排泥管，三级深度处理单元设有植物吸附区、消毒区、第二污泥沉淀区及第三排泥管。需要处理的污水经过一级预处理单元、二级生物处理单元及三级深度处理单元三次处理后可以达到一级A标准。本发明通过在该处理区顶部加装温室大棚，在植物吸附区内种植特种水生植物以及走道花坛的设计，保持棚内温度的同时，通过微生物和植物的联动处理，实现了污水处理的一体化、自动化、无味化和景观化。
摘要附图
权利要求书
1.一种生态蠕动床反应器，其特征在于，该生态蠕动床反应器为多级串联结构，且该生态蠕动床反应器包括设备间单元、温棚单元、一级预处理单元、二级生物处理单元及三级深度处理单元;该温棚单元为温棚区，该温棚区上设有阳光板，该一级预处理单元内设有隔油沉淀区及混凝沉淀区，其上并设置有进水管、排油管及第一排泥管，其内设有挡水板及搅拌器;该二级生物处理单元内设置有生化一区及生化二区，该生化一区及该生化二区分别包括多级串联的生物载体，该生物载体下方设置有曝气系统，该曝气系统下方设有第一污泥沉淀区及第二排泥管;该三级深度处理单元内设有植物吸附区及消毒区，其上并设置有第二污泥沉淀区及第三排泥管。
2.如权利要求1所述的生态蠕动床反应器，其特征在于，该串联结构为环形或长方形串联结构;该串联结构的级数为十级，其中一、三、五、七、九级为升流式，二、四、六、八、十级为降流式。
3.如权利要求1所述的生态蠕动床反应器，其特征在于，该隔油沉淀区及该混凝沉淀区内分别设有多个排油管及多个挡水板;该混凝沉淀区内设有搅拌器。
4.如权利要求1所述的生态蠕动床反应器，其特征在于，该生化一区及该生化二区内分别固定有两层冲孔板，且上、下层冲孔板之间填充有生物载体，下层冲孔板上面铺设有曝气系统;该一级预处理单元及该二级生物处理单元的圆环形通道边缘设有花坛。
5.如权利要求4所述的生态蠕动床反应器，其特征在于，该生物载体为高分子多孔弹性块体，其密度为25kg/m3;该曝气系统为具有穿孔的曝气管。
6.如权利要求5所述的生态蠕动床反应器，其特征在于，该生物载体根据需要处理的废水水质逐级固定有不同功能的微生物菌。
7.如权利要求6所述的生态蠕动床反应器，其特征在于，该微生物菌为购自美国BIO-SYSTEMS公司的B系列高效微生物B110、B111、B222、B350或B350M，其投加量为0.5-1kg/m3生物载体，培养温度5-55℃。
8.如权利要求1所述的生态蠕动床反应器，其特征在于，该植物吸附区的中间设置有喷泉管，该植物吸附区内种植有水生植物，该水生植物下方设有第二污泥沉淀区及第三排泥管，该消毒区上设有出水口，该出水口上连接有出水管;该消毒区内设置有配水井及出水井。
9.一种利用权利要求1-8所述生态蠕动床反应器处理废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据需要处理的废水中污染物的种类按一定的次序将相应的微生物菌固定到不同级的生物载体上并于10℃-50℃下进行培养10-30天，其中微生物菌的投加量为0.5-1kg/m3生物载体;
2)需要处理的废水经由设备间通过一级预处理单元的进水管进入，经过隔油沉淀区及混凝沉淀区的预处理，出水上升自流到二级生物处理单元，浮渣及油经由排油管排出，污泥经由第一排泥管排出;
3)一级的出水依次进入二级生物处理单元的生化一区及生化二区进行生物处理，经过第一污泥沉淀区的沉淀，出水上升自流到三级深度处理单元，污泥由第二排泥管排出;
4)二级的出水进入配水井，通过喷泉管进入三级深度处理单元并通过植物吸附区进行深度处理，经过第二污泥沉淀区的沉淀及消毒区的消毒后，直接出水由出水管排出并经检测达到一级A标准，污泥由第三排泥管排出。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该废水为中小型城镇生活污水、石油化工废水、印染废水、皮革废水或制药废水。
说明书
生态蠕动床反应器及利用其处理废水的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种生态蠕动床反应器及利用其处理废水的方法。
背景技术
目前处理工业废水的传统活性污泥法主要有氧化沟工艺、A2/O工艺、SBR工艺、CASS工艺和接触氧化工艺等。这类处理工艺存在的主要问题是处理后的水质不能稳定达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的一级标准。主要原因是活性污泥法处理工艺容易受水质水量变化冲击，一旦系统遭到破坏，恢复起来需要漫长的过程。而污水处理厂的污水来源是连续的，没有条件进行长时间停运养生。因此，利用传统活性污泥法进行水质水量变化大的工业废水是不能稳定达标的。MBR膜生物反应器是近几年发展起来的污水处理新工艺，适用于城镇生活污水处理和氨氮较低且生化性好的工业废水处理。但它的运行成本高，脱氮能力差，在推广应用方面受到了限值。
生态蠕动床反应器是针对不同的污水选用不同功能的高效复配微生物，应用固定化微生物技术，将生物分别固定在多级串联的蠕动床多孔弹性载体内，载体给生物提供了一个安心工作，世代繁衍的场所，保证了不同工序优势菌种的纯度和生物的浓度;而且将设有供暖设施的设备间放置在最外圈，同时从周边进水，保证了当气温在冰点以下时，该污水处理系统能够照常运转;加入设备间的同时，在该处理区顶部加装温室大棚，在处理区里面种植水生植物，保持棚内温度的同时，进行微生物处理及植物处理，经过多级串联工序化处理，达到既能适应水质水量变化的条件，又能实现长周期稳定达标运行的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生态蠕动床反应器及利用其处理废水的方法。
为达到上述目的，本发明提供一种生态蠕动床反应器，该生态蠕动床反应器为多级串联结构，且该生态蠕动床反应器包括设备间单元、温棚单元、一级预处理单元、二级生物处理单元及三级深度处理单元;该设备间单元内设有鼓风机、污泥脱水机、加药设备、配电设备、分析化验设备;该温棚单元为温棚区，该温棚区上设有阳光板，该一级预处理单元内设有隔油沉淀区及混凝沉淀区，其上并设置有进水管、排油管及第一排泥管，其内设有挡水板及搅拌器，该二级生物处理单元内设置有生化一区及生化二区，该生化一区及该生化二区分别包括多级串联的生物载体，该生物载体下方设置有曝气系统，该曝气系统下方设有第一污泥沉淀区及第二排泥管，该三级深度处理单元内设有植物吸附区及消毒区，其上并设置有第二污泥沉淀区及第三排泥管。
进一步地，其中该串联结构为环形或长方形串联结构;该串联结构的级数为十级，其中一、三、五、七、九级为升流式，二、四、六、八、十级为降流式。
进一步地，其中该隔油沉淀区及该混凝沉淀区内分别设有多个排油管及多个挡水板;该混凝沉淀区内设有搅拌器。
进一步地，其中该生化一区及该生化二区内分别固定有两层冲孔板，且上、下层冲孔板之间填充有生物载体，下层冲孔板上面铺设有曝气系统;该一级预处理单元及该二级生物处理单元的圆环形通道边缘设有花坛。
进一步地，其中该生物载体为高分子多孔弹性块体，其密度为25kg/m3;该曝气系统为具有穿孔的曝气管，其在载体的下部，池体的中部，达到既给载体鼓气充氧，又不搅动下层污泥的目的。空白载体(未固定微生物菌的载体)比水略轻，浮于水面，当固定好微生物菌之后，载体比水略重，沉于水中，当曝气时，在气水作用下呈蠕动状态，因此，在没有反冲洗系统的情况下生态蠕动床不会堵塞。
进一步地，其中该生物载体根据需要处理的废水水质逐级固定有不同功能的微生物菌。针对蠕动床处理的不同的处理水质，微生物的类型差别非常大。当进水水质环境发生变化时，微生物的营养条件、温度、pH等条件改变，会导致细菌群落组成发生改变，能够适应进水环境的功能菌类快速富集发挥主要作用，从而可以提高生物反应区的抗冲击性，从而促进蠕动床内污染物的降解去除。
进一步地，其中该微生物菌为购自美国BIO-SYSTEMS公司的B系列高效微生物B110、B111、B222、B350或B350M，其投加量为0.5-1kg/m3生物载体(一次投加，正常运行后，不需要补加)，培养温度5-55℃。
进一步地，其中该植物吸附区中间设置有喷泉管，该植物吸附区内种植有水生植物，该水生植物下方设有第二污泥沉淀区及第三排泥管，该消毒区上设有出水口，该出水口上连接有出水管;该消毒区内设置有配水井及出水井。
本发明进一步提供一种利用上述生态蠕动床反应器处理废水的方法，包括以下步骤：
1)根据需要处理的废水中污染物的种类按一定的次序将相应的微生物菌固定到不同级的生物载体上并于10℃-50℃下进行培养10-30天，其中微生物菌的投加量为0.5-1kg/m3生物载体;
2)需要处理的废水经由设备间通过一级预处理单元的进水管进入，经过隔油沉淀区及混凝沉淀区的预处理，出水上升自流到二级生物处理单元，浮渣及油经由排油管排出，污泥经由第一排泥管排出;
3)一级的出水依次进入二级生物处理单元的生化一区及生化二区进行生物处理，经过第一污泥沉淀区的沉淀，出水上升自流到三级深度处理单元，污泥由第二排泥管排出;
4)二级的出水进入配水井，通过喷泉管进入三级深度处理单元并通过植物吸附区进行深度处理，经过第二污泥沉淀区的沉淀及消毒区的消毒后，直接出水由出水管排出并经检测达到一级A标准，污泥由第三排泥管排出。
进一步地，其中该废水为中小型城镇生活污水、石油化工废水、印染废水、皮革废水或制药废水。
本发明相对于现有技术具有的有益效果为：
1、本发明所提供的利用生态蠕动床处理废水的方法，其是根据污水中污染物的种类采用不同的高效生物菌种进行复配，并将不同功能的生物逐级固定在高分子多孔弹性载体中，实现了污水生物处理从无序到有序，从混合菌群到专业化菌群处理过程的转变;
2、本发明所提供的利用生态蠕动床反应器处理废水的方法，其生物处理中没有污泥回流系统，避免了污泥膨胀和臭味产生;
3、本发明所提供的利用生态蠕动床反应器处理废水的方法，其将微生物与植物的联动处理结合在一起，而且具有污水处理和植物景观的双重作用，一是沿环形走道边布置种植花草景观，既可作景观改善环境，又可以吸收空气中的有毒、有害气体，同时可以当作围栏使用，减少投资;二是在生态蠕动床反应器的中心最低出水区域(植物吸附区)种植水生植物，既可以吸附水中的氨氮、磷、COD等污染物，植物的根系又可以作为微生物的载体处理水质，同时成为观景池而美化环境;
4、本发明所提供的生态蠕动床反应器，其没有反冲洗系统。因为生物载体下方设置有曝气管，固定化微生物菌后的载体平均密度为1.00与水的密度十分接近，生物载体在池内呈悬浮蠕动状态，污水在运行过程中，同时进行着气水反冲洗，因此没有固定的反冲洗系统而不会堵塞;而且将设有供暖设施的设备间放置在最外圈，同时从周边进水，保证了在低温条件下，该污水处理系统仍然能够照常运转;加入设备间的同时，在该处理区顶部加装温室大棚，在植物吸附区内种植水生植物，保持棚内温度的同时，通过微生物处理和植物的联动处理使污水达标排放;
5、本发明所提供的生态蠕动床反应器，其外形为中间低，周边高的鸟巢型结构(共五圈)，从周边向中间依次为设备间单元、一级预处理单元、生化一区、生化二区及植物吸附区，上面为温棚单元(温室大棚)。选择这种结构的好处是：A.最外层设备间单元的暖气可使此装置的污水水温不会散失，顶部的太阳光通过阳光板可以直接照射到水面，适用于北方寒冷地区的污水处理;B.将设备间安置在设备的外圈，可节省占地面积;C.本发明的曝气管、排泥管、排油管等管线可直接进入设备间单元，解决了管线的冻裂问题，同时节省管路;D.该生态蠕动床处理器既是污水处理场，又是景观植物园，把污水处理的功能与生态景观有机结合在一起，对周围环境友好。
6、本发明所提供的生态蠕动床反应器，其外圈增加了设备间单元，内圈增加了植物吸附区(植物吸附池)，上边增加了温室大棚使得污水处理技术与园林景观设计结合在一起，减少了由于温度过低对污水处理的影响，同时增加了花坛的设计，净化了污水处理中的臭气。
7、本发明所提供的生态蠕动床反应器，其从周边进水，螺旋式向中下部流动过程中经过不同的区域以功能化处理去除污水中的相应有机污染物，达标后从中间排出，周边进水由于最外层为设备间单元，该设备间单元内设有采暖，上部是阳光板封闭，太阳光能穿透阳光板照射到水面，保温采暖，因此也能适应于寒冷地区。
8.本发明所提供的生态蠕动床反应器，其由于特殊的结构及曝气形式，使得泥水在蠕动床反应器内分离，不需要另建二沉池。