申请日2015.12.31
公开(公告)日2016.11.30
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水生物处理装置;其包括生物处理系统，还包括磁性粉回收器;所述生物处理系统设置磁性粉投入口、回收磁粉入口、沉淀池污泥出口;所述磁性粉回收器设置磁粉污泥入口、磁粉排出口和排出污泥出口;所述沉淀池污泥出口与磁粉污泥入口相连，所述磁粉排出口与回收磁粉入口相连;其能够同时解决粉末活性炭的流失问题和活性污泥浓度低问题，并具有结构简单、体积小、适用于工业化应用的特点。
摘要附图
权利要求书
1.一种污水生物处理装置，其特征在于：包括生物处理系统，还包括磁性粉回收器;所述生物处理系统设置沉淀池污泥出口;所述磁性粉回收器设置磁粉污泥入口、磁粉排出口和排出污泥出口;所述沉淀池污泥出口与磁粉污泥入口相连，所述生物处理系统设置磁性粉投入口，所述生物处理系统设置回收磁粉入口，所述磁粉排出口与回收磁粉入口相连，所述生物处理系统包括活性污泥法生物处理装置，所述活性污泥法生物处理装置包括缺氧池、曝气池和二沉池，所述缺氧池上设置进水口、二沉池上设置出水口，磁性粉投入口和回收磁粉入口设置在缺氧池或曝气池上，沉淀池污泥出口设置在二沉池底部;二沉池上的沉淀池污泥出口与磁性粉回收器上的磁粉污泥入口之间设置回流泵。
2.根据权利要求1所述的污水生物处理装置，其特征在于：磁粉采用磁性粉状活性炭。
3.根据权利要求2所述的污水生物处理装置，其特征在于：所述磁性粉状活性炭采用负载有铁矿石四氧化三铁的粉状活性炭。
4.根据权利要求3所述的污水生物处理装置，其特征在于：二沉池通过出水口与絮凝沉淀三级处理装置相连。
5.根据权利要求4所述的污水生物处理装置，其特征在于：二沉池通过出水口与过滤装置和超滤装置相连。
说明书
一种污水生物处理装置
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水生物处理装置。
背景技术
粉状活性炭生物处理工艺PACT(Powdered Activated Carbon Treatment Process)由美国杜邦公司开发并首先在集团内工程化应用，被公认为是最有发展前途的新型废水生化处理工艺，被美国环保署推荐为革新技术工艺，因其经济性和处理效率方面的卓越优势正被越来越多地应用于炼油、石油化工、印染制药、焦化废水、有机化工等工业废水的处理，用于市政污水处理可大幅减小生化系统体积，明显改善氨氮去除效果。
PACT法的典型流程为：废水流经生化池和二沉池进行处理，曝气池内设置生物活性污泥，粉末活性炭连续或间歇地按比例加入生化池，活性污泥附着于粉末活性炭的表面，在生化池中吸附与生物降解同时进行，所以可以达到较高的处理效率，在二沉池中进行固液分离，将经过生化处理的水和附着有粉末活性炭的活性污泥分离开来，附着有粉末活性炭的活性污泥部分再回流入生化池，剩余污泥排出。该法取活性炭吸附与生化作用两者结合之长，实质上是活性污泥形式的活性炭吸附生物氧化法。
PACT法的优势在于充分发挥了活性炭优良吸附性能力和生物氧化能力的协同增效作用。活性污泥附着于粉末活性炭的表面，粉末活性炭具有巨大的比表面积及很强的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，使生物细胞的外酶和有机物在固体和液体面上浓缩，造成局部空间的高氧化速率，其在活性污泥与粉末填料界面间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而提高了COD的降解去除率。生物氧化又使活性炭表面得到再生。活性炭每克只吸附0.3~0.5gCOD，在生物活性炭系统中，每克活性炭可去除1~3gCOD。在活性炭表面还发生高分子化合物取代低分子化合物的取代吸附，使废水毒性下降(废水中有害物浓度可以稳定在一个较低的水平)。所以该法的抗毒能力和分解作用明显。而且由于粉末活性炭可吸附有毒有害有机物，极大改善污水的可生化性，活性炭的存在，改善了生物体的性能，延长了泥龄和污染物的停留时间(达到10~30d)，促进了生长缓慢的的固氮菌和硝化菌的增值，不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化，从而强化了活性污泥硝化能力，微生物浓度增加2-4倍，生化效率提高20~40%。综上所述，PACT法能广泛处理降解有机废水，提高COD的降解去除率。
但PACT法还存在下述缺陷：1、由于活性污泥附着于粉末活性炭的表面，在将剩余污泥排出时会伴有粉末活性炭的流失，增加了PACT法的运行成本;2、PACT法污水生物处理装置受二沉池污泥沉降分离能力的限制，活性污泥浓度低，活性污泥菌胶团量越小，污水处理过程中降解有机物的能力低，生物处理能力受到限制，出水指标难以达到排放标准;3、在保证处理系统中活性污泥具有一定容量的情况下，由于在二沉池中水与泥较难分离，因此往往需要较大容积的二沉池以及较长的沉降时间，因此PACT法还具有处理装置体积大和效率低的缺陷。
为了有效解决水处理系统中粉末活性炭等小颗粒吸附剂的分离回收问题，中国发明专利申请CN 1500737A公开了一种利用磁性吸附剂处理水的工艺，其先利用磁性吸附剂吸附去除原水中的有机物，再用催化氧化法将负载的有机物氧化分解，原水中有机物的去除与氧化分解置于不同体系，用于吸附去除原水中有机物的吸附剂是具有良好磁性的、易于用磁分离方法分离并回收、具有良好吸附性能的MFe2O4(M=Fe,Cu,Mn)或载有这些磁性物质的活性炭，该专利申请技术需要采用两种不同的体系来对吸附剂进行吸附、分离和分解，其中吸附在吸附体系中进行、分离在磁分离体系中进行、分解在催化氧化体系中进行，装置体积大、造价高、不适于工业应用。
为了加速污泥与水的分离，中国发明专利申请CN 101734838A公开了一种振动加速污泥沉淀、浓缩、脱水法，其在污泥自然沉淀、浓缩以及污泥机械浓缩、脱水过程的污泥中加入使污泥产生振动的振动源，通过振动装置产生与重力或挤压力方向一致的振动力，在污泥与水的混合体中振动力打破污泥与水相对稳定的状态，促进泥水分离，加快污泥沉淀、浓缩、脱水的速度，该种加速污泥与水分离的方式，需要加入振动源、振动装置和产生挤压力的装置，结构复杂，占地面积大，不适用于工业应用。
综上所述，如何同时解决粉末活性炭的流失问题和活性污泥浓度低问题，并保证污水处理装置结构简单、体积小、适用于工业应用成为技术难题。
实用新型内容
鉴于上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种污水生物处理装置，其能够同时解决粉末活性炭的流失问题和活性污泥浓度低问题，并具有结构简单、体积小、适用于工业应用的特点。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种污水生物处理装置，包括生物处理系统，还包括磁性粉回收器;所述生物处理系统设置沉淀池污泥出口;所述磁性粉回收器设置磁粉污泥入口、磁粉排出口和排出污泥出口;所述沉淀池污泥出口与磁粉污泥入口相连。
优化的，所述生物处理系统设置磁性粉投入口。
优化的，所述生物处理系统设置回收磁粉入口，所述磁粉排出口与回收磁粉入口相连。
优化的，所述生物处理系统包括活性污泥法生物处理装置。
优化的，所述活性污泥法生物处理装置包括缺氧池、曝气池和二沉池。
优化的，所述缺氧池上设置进水口、二沉池上设置出水口，磁性粉投入口和回收磁粉入口设置在缺氧池或曝气池上，沉淀池污泥出口设置在二沉池底部;二沉池上的沉淀池污泥出口与磁性粉回收器上的磁粉污泥入口之间设置回流泵。
优化的，磁粉采用磁性粉状活性炭。
优化的，所述磁性粉状活性炭采用负载有铁矿石四氧化三铁的粉状活性炭。
优化的，二沉池通过出水口与絮凝沉淀三级处理装置相连。
优化的，二沉池通过出水口与过滤装置和超滤装置相连。
所述生物处理系统采用活性污泥和磁性粉状活性炭对污水进行处理，污水从进水口进入生物处理系统，依次经过缺氧池、曝气池和二沉池，在缺氧池中负载有磁粉的活性污泥对污水进行脱除氨氮的处理，然后在曝气池中负载有磁粉的活性污泥进行降解COD、TOC的处理，最后在二沉池中负载有磁粉的活性污泥沉降与水分离，分离后的水通过出水口排出，负载有磁粉的活性污泥从沉淀池污泥出口排出后，通过回流泵，部分负载有磁粉的活性污泥回流入缺氧池中，其余部分通过磁粉污泥入口进入磁性粉回收器，在磁性粉回收器中将磁性粉状活性炭与泥水分离，磁粉从磁性粉回收器中排出，再通过回收磁粉入口再次进入生物处理系统循环使用。
本实用新型的有益效果在于：
1、采用带有磁性的粉状活性炭(具体的可以采用负载有铁矿石四氧化三铁的粉状活性炭)，并且在排出剩余污泥时先经过磁性粉回收器将磁粉(磁性粉状活性炭)回收后，再回到原生物处理系统循环，此工艺与PACT法对比，解决了粉末活性炭流失的问题，提高了粉状活性炭的利用率，降低了运行成本。
2、通过采用带有磁粉，可以是磁性的粉状活性炭，进一步可以是负载有铁矿石四氧化三铁的粉状活性炭，使得活性污泥通过负载磁粉提高了密度、减弱了与水的结合强度，易于与水分离并沉降，可避免填料滋长生物膜导致堵塞影响出水速率，提高了二沉池中污泥沉降分离的能力，打破了对活性污泥浓度的限制，使生物处理系统中的活性污泥浓度提高到10000~30000mg/L，甚至达到采用活性污泥法的5-10倍，HRT水力停留时间短，容积负荷高，提高了污水处理过程中降解有机物的能力，使得出水指标优于排放标准。
3、通过采用磁粉和磁性粉回收器，不需要增加原处理设施就可以保证处理系统中活性污泥保持在一定的容量，同时在二沉池中加快了水泥分离速度，缩短了沉降时间，因此具有处理装置体积小和效率高的特点。
4、具体污水处理能力提高的表现为：COD降解去除率大幅提高(提高10-40%);提高系统抵抗毒物冲击能力;提高硝化反应效率;脱氮效果卓越;提高了难降解COD或TOC的去除率，并有效去除色度和臭味;缩短系统水力停留时间，曝气池大幅缩小，节省占地、投资省;改善污泥沉淀性能和脱水性能。
5、本实用新型的生物处理系统可以采用缺氧池、曝气池和二沉池工艺，也可以是A/O工艺、SBR工艺等所有活性污泥法生物处理工艺。
、本处理装置适于工业应用，适用于各种规模的污水处理厂，技术先进，节省投资，运行经济，对城市污水再生利用更具成本优势，且出水水质好，经絮凝沉淀等三级处理过滤或超滤后可直接回用。
、本处理装置还具有以下优点：F/M污泥负荷低，污泥停留时间长，剩余污泥微量或少量;耐受污水毒性能力优异，处理难于生化的制药、印染、石油炼化等废水效果突出;耐受水质水量变化能力强;处理能力强大，粉状活性炭比表面积(500~1500m2/g)，远大于MBBR填料(500~1200m2/m3)，不存在MBR的膜污染问题，无需清洗;生化池大幅缩小，其二沉池出水后结合加磁絮凝沉淀池净水系统对于市政污水，出水CODcr低于20-30mg/L、氨氮低于1mg/L、TP低于0.5mg/L，对于高浓度工业废水，出水指标可由于一级A排放标准;工程占地小(节省60%~70%)，投资省;总能耗低，耗气量省，维修维护少，运行成本远低于MBR;无需或少量增添碳源(利用污水自身碳源)。
本装置的典型应用如下：现有污水处理厂的提标扩量改造(无需建设新的工艺设施)，特别是出水水质达标困难或处理量剧增或占地受限的;小型污水处理厂一级A达标排放首选，居住小区、度假村、营房、电厂、矿山、油气田、码头等处理量不大的场合(整个处理系统可一体化模块化撬装集成，可车载移动式设计(也可集成在集装箱内);避免建设土建设施。有一定毒性的中高浓度工业有机废水优选方案：食品、造纸、皮革、炼油、石化、印染、化工、制药等工业废水。