申请日2015.09.16
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F9/14; C02F3/28; C02F1/78; C02F1/461; C02F3/12
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，公开了运用活性污泥处理废水的系统，包括依次相连的进料斗(1)、匀浆池(2)、沼气池(3)、上流式厌氧污泥床反应器(4)、活性污泥反应池(5)、微电解反应器(10)、折流曝气生物滤池(6)和臭氧消毒池(7)，沼气池连接有污泥浓缩池(8)。还公开了运用活性污泥处理废水的方法，包括厌氧消化处理、活性污泥法处理、微电解反应、折流曝气生物滤池生化处理、臭氧消毒。本发明工艺简单，反应过程浓度梯度大，不易发生污泥膨胀;抗负荷冲击能力强，处理效果好;通过调整运行周期以及控制各工序时间的长短，同时BBAF脱氮、除磷效果明显。
摘要附图
权利要求书
1.运用活性污泥处理废水的系统，其特征在于：包括依次相连的进料斗(1)、 匀浆池(2)、沼气池(3)、上流式厌氧污泥床反应器(4)、活性污泥反应池(5)、 微电解反应器(10)、折流曝气生物滤池(6)和臭氧消毒池(7)，沼气池连接 有污泥浓缩池(8);沼气池(3)还连接有沼气净贮供气系统，沼气净贮供气系 统依次包括气水分离器(91)、沼气脱硫装置(92)、第一阻火器(931)、贮气 柜(94)，气水分离器(91)还连接沼气增压装置(95)、第二阻火器(932)、 余热回收装置(96)。
2.根据权利要求1所述的运用活性污泥处理废水的系统，其特征在于：折流曝 气生物滤池(6)包括两级曝气生物滤池(61)和过水孔(62)，两级曝气生物 滤池(61)通过下侧的过水孔(62)连通;两级曝气生物滤池(61)均设有填 料层和第一曝气管(63)，填料层从上到下依次第一填料层(64)和第二填料层 (65)，第一填料层(64)固定有微生物和/或生物酶。
3.根据权利要求2所述的运用活性污泥处理废水的系统，其特征在于：两级曝 气生物滤池(61)为第一级曝气生物滤池(611)和第二级曝气生物滤池(612)， 第一级曝气生物滤池(611)上侧设有进水管(66)，第二级曝气生物滤池(612) 上侧设有出水管(67)。
4.根据权利要求2所述的运用活性污泥处理废水的系统，其特征在于：第一填 料层(64)为固定有微生物和/或生物酶的聚氨酯生物海绵填料，第二填料层(65) 为沸石和颗粒活性炭。
5.根据权利要求2所述的运用活性污泥处理废水的系统，其特征在于：还设有 罗茨风机，活性污泥反应池(5)包括第二曝气管，第一曝气管(64)和第二曝 气管连接同一个罗茨风机。
6.根据权利要求1所述的运用活性污泥处理废水的系统，其特征在于：上流式 厌氧污泥床反应器(4)设有三相分离器。
7.根据权利要求1所述的运用活性污泥处理废水的系统，其特征在于：沼气池 (3)顶部设有回流喷淋系统和出水口，沼气池(3)底部设有搅拌装置和污泥 排放口，污泥排放口连接污泥浓缩池(8)。
8.根据权利要求1所述的运用活性污泥处理废水的系统，其特征在于：沼气池 (3)和上流式厌氧污泥床反应器(4)之间设有调节池(11)。
9.运用活性污泥处理废水的方法，其特征在于：包括以下步骤，
A.厌氧消化处理：
养殖废水通过进料斗(1)进入匀浆池(2)，在匀浆池(2)的搅拌装置搅 拌作用下调配均匀后，通入沼气池(3);
养殖废水在沼气池(3)内的搅拌装置、回流喷淋系统的作用下，形成混合 状态，厌氧消化过程中产生的沉渣通过污泥排放口排到污泥浓缩池(8)，沉渣 经过沉淀浓缩后经污泥泵抽走，剩余的养殖废水接着通入上流式厌氧污泥床反 应器(4);
养殖废水经过上流式厌氧污泥床反应器(4)中厌氧菌、兼氧菌和产甲烷菌 的共同作用下将剩余的养殖废水中的有机物分解成甲烷和二氧化碳，收集产生 的甲烷和二氧化碳;
B.活性污泥法处理：
养殖废水接着进入活性污泥反应池(5)，在调节池、曝气池和沉淀池的作 用下，分解有机污染物、使污泥与水分离;
C.微电解反应：
养殖废水接着从微电解反应器(10)底部进入微电解反应器(10)，发生氧 化还原反应，将可溶的物质转化成难溶或微溶物质，通过絮凝作用沉淀、除去， 将大分子物质分解为小分子物质;
D.折流曝气生物滤池生化处理：
经过微电解反应后的有机废水进入折流曝气生物滤池(6)，通过生物氧化 降解作用对有机废水进行净化，进一步除去COD、SS、氨氮和磷;
E.臭氧消毒：
废水经过折流曝气生物滤池生化处理后，出水再经过臭氧消毒处理，得到 净化后的养殖废水。
说明书
运用活性污泥处理废水的系统及其方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，涉及了运用活性污泥处理废水的系统，尤 其涉及了运用活性污泥处理废水的方法。
背景技术
畜禽养殖废水悬浮物多、氨氮浓度高、有机浓度高、臭味大，就其排放量 来说，其有机物的排放量是工业和城镇生活废弃物排放量的2倍，而且还含有 随畜禽排泄出来的病原体等特性，处理难度大且传统工艺处理后难以达标排放。 养殖废水目前大多采用自然生物处理技术、厌氧处理技术、好氧处理技术、混 合处理技术等生物处理工艺。对于单一的好氧、厌氧处理效果并不理想，目前 养殖场废水的治理方法效果不好。
发明内容
本发明针对现有技术的缺点，公开了一种运用活性污泥处理废水的系统， 还公开了尤其涉及了运用活性污泥处理废水的方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
运用活性污泥处理废水的系统，包括依次相连的进料斗、匀浆池、沼气池、 上流式厌氧污泥床反应器、活性污泥反应池、微电解反应器、折流曝气生物滤 池和臭氧消毒池，沼气池连接有污泥浓缩池;沼气池还连接有沼气净贮供气系 统，沼气净贮供气系统依次包括气水分离器、沼气脱硫装置、第一阻火器、贮 气柜，气水分离器还连接沼气增压装置、第二阻火器、余热回收装置。
本发明中的活性污泥反应池(又称SBR)是按间歇曝气方式来运行的活性 污泥污水处理设备，运用了序批式活性污泥法，SBR工艺是通过时间上的交替 运行实现传统活性污泥法的运行全过程。本发明只有一个SBR池，但同时具有 调节池、曝气池和沉淀池的功能。运行过程分为进水、曝气、沉淀、滗水、闲 置五个阶段。一个运行周期内，各阶段的运行时间、反应器混合液体积的变化 及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求灵活掌握。
沼气净贮供气系统采用低压脱硫和高压脱水技术，可广泛应用于沼气、天 然气的收集、贮存和应用，能实现可调恒压供气、容易控制、方便使用，用气 效果稳定。
通过臭氧消毒池消毒后再将水排放，其能有效杀灭水中的大量微生物和细 菌，提升了废水净化强度。
微电解反应器底部设有进水口，上侧设有出水口，微电解反应器采用底部 进水、上部出水方式，池子内部填充铁和碳。微电解是利用铁、炭具有微电池 反应、絮凝作用，对降低COD的含量和脱色效果明显。
作为优选，折流曝气生物滤池包括两级曝气生物滤池和过水孔，两级曝气 生物滤池通过下侧的过水孔连通;两级曝气生物滤池均设有填料层和第一曝气 管，填料层从上到下依次第一填料层和第二填料层，第一填料层固定有微生物 和/或生物酶。本发明在同一曝气生物滤池内完成硝化和反硝化作用，实现了 COD、SS、NH3-N和TN的同步去除。两级曝气生物滤池还包括设在填料层上 侧的拦截网、设在填料层下侧的承托层;设在承托层下侧的滤板，承托层和滤 板之间设有曝气管。承托层和滤板之间设有曝气管，采用穿孔管布气，通过装 置均匀布气，解决了偏流、填料不均、气管容易堵塞的问题。拦截网上侧为保 护层。还包括反冲洗系统，反冲洗系统包括曝气管、反冲洗管、反冲洗集水槽、 反冲洗排水管，反冲洗管设在承托层中，第一级曝气生物滤池和第二级曝气生 物滤池的底部还通过反冲洗管连通，反冲洗集水槽设在第一级曝气生物滤池的 上侧，反冲洗排水管设在第二级曝气生物滤池的上侧。
作为优选，两级曝气生物滤池为第一级曝气生物滤池和第二级曝气生物滤 池，第一级曝气生物滤池上侧设有进水管，第二级曝气生物滤池上侧设有出水 管。
作为优选，第一填料层为固定有微生物和/或生物酶的聚氨酯生物海绵填料， 第二填料层为沸石和颗粒活性炭。本发明通过不同滤料的组合，强化了对多种 污染物同步去除效果，提高了系统抗冲击负荷能力，大大降低了板结发生的可 能性。a.沸石具有选择性吸附氨氮的特点，同时其表面也可形成生物膜(成为生 物沸石)而使氨氮的去除能力得到提高。沸石和颗粒活性炭结合，延长了沸石的 工作周期，使颗粒活性炭上的生物生长良好，当未有长期高浓度氨氮冲击时可 保证沸石的长期运行而无需再生，经济可靠。b.聚氨酯生物海绵填料中固定有微 生物和/或生物酶，放在上侧的填料层中(即第一填料层)，以进一步去除SS和 其他污染物。固定微生物和/或生物酶后，聚氨酯生物海绵填料载体密度接近于 水的密度，具有较大的比表面积、挂膜容易，因而生物负载量大，比现有的污 水净化方法高出5倍以上;而且生物膜(即微生物和/或生物酶)更新比较快， 因而微生物(即微生物和/或生物酶)具有较高的活性，大大提高了处理效率和 污水处理效果。c.由于多介质填料的组合，使滤料层呈现出半固定半流动的状态， 流动载体不断与气泡进行接触并不断切割，因而其充氧效率高，有利于加快有 机物的氧化速度。
作为优选，还设有罗茨风机，活性污泥反应池包括第二曝气管，第一曝气 管和第二曝气管连接同一个罗茨风机。
作为优选，上流式厌氧污泥床反应器设有三相分离器。上流式厌氧污泥床 反应器设有三相分离器，底部进水、上部出水，废水中有机物与厌氧微生物充 分接触，有利于有机物的分解，废水进入活性污泥反应池继续有机物的降解。
作为优选，沼气池顶部设有回流喷淋系统和出水口，沼气池底部设有搅拌 装置和污泥排放口，污泥排放口连接污泥浓缩池。沼气池底部设有搅拌装置， 使高浓度的有机废水在厌氧发酵系统前槽形成完全混合的状态，以达到较好的 去除效果。沼气池顶部设有回流喷淋系统，以达到内循环搅拌及防止浮渣结壳。 沼气池顶部设有出水口，底部设有污泥排放口，厌氧消化过程中产生的沉渣通 过污泥排放口排到污泥浓缩池，沉淀浓缩后经污泥泵抽走。
作为优选，沼气池和上流式厌氧污泥床反应器之间设有调节池。
运用活性污泥处理废水的方法，包括以下步骤，
A.厌氧消化处理：
养殖废水通过进料斗进入匀浆池，在匀浆池的搅拌装置搅拌作用下调配均 匀后，通入沼气池;
养殖废水在沼气池内的搅拌装置、回流喷淋系统的作用下，形成混合状态， 厌氧消化过程中产生的沉渣通过污泥排放口排到污泥浓缩池，沉渣经过沉淀浓 缩后经污泥泵抽走，剩余的养殖废水接着通入上流式厌氧污泥床反应器;搅拌 装置使高浓度的有机废水在前槽形成完全混合的状态，以达到较好的去除效果。 回流喷淋系统，以达到内循环搅拌及防止浮渣结壳。
养殖废水经过上流式厌氧污泥床反应器中厌氧菌、兼氧菌和产甲烷菌的共 同作用下将剩余的养殖废水中的有机物分解成甲烷和二氧化碳，收集产生的甲 烷和二氧化碳;上流式厌氧污泥床反应器为中负荷区，采用UASB反应器。上 流式厌氧污泥床反应器设有三相分离器，底部进水、上部出水，废水经过厌氧 池中厌氧菌、兼氧菌的吸附、发酵、产甲烷共同作用下将有机物分解成甲烷和 二氧化碳(沼气主要成分)，通过厌氧处理提高废水的B/C值，改善废水的可生 化性，产生的甲烷和二氧化碳通过气体收集装置收集得沼气。
B.活性污泥法处理：
养殖废水接着进入活性污泥反应池，在调节池、曝气池和沉淀池的作用下， 分解有机污染物、使污泥与水分离;利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作 用，以分解去除废水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回 流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。该运行过程分为进水、曝气、沉 淀、滗水、闲置五个阶段。
C.微电解反应：
养殖废水接着从微电解反应器底部进入微电解反应器，发生氧化还原反应， 将可溶的物质转化成难溶或微溶物质，通过絮凝作用沉淀、除去，将大分子物 质分解为小分子物质;
微电解反应器采用底部进水上部出水方式，池子内部填充铁和碳。微电解 技术是利用铁、炭具有微电池反应、絮凝作用。微电解反应器中反应产物具有 很高的化学活性，在阳极，产生的新生态Fe2+;在阴极，产生的活性[H]，利用 两极产生的电位差，废水中许多污染物组份发生氧化还原反应，使可溶的物质 转化成难溶或微溶物质，通过絮凝作用沉淀除去;使大分子物质分解为小分子 物质;使某些难生化降解的物质转变成容易处理的物质，提高废水的可生化性 的同时色度也得到降低。
D.折流曝气生物滤池生化处理：
经过微电解反应后的有机废水进入折流曝气生物滤池，通过生物氧化降解 作用对有机废水进行净化，进一步除去COD、SS、氨氮和磷;折流曝气生物滤 池(BBAF)充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、SBR 法、AB法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法等 10者的设计手法，集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、定期反冲于一 体。
E.臭氧消毒：
废水经过折流曝气生物滤池生化处理后，出水再经过臭氧消毒处理，得到 净化后的养殖废水。沼气净贮供气系统：在厌氧消化阶段会产生大量的沼气， 统一收集后通过管道接入沼气净贮供气系统，该系统包括沼气气水分离器、沼 气脱硫装置、贮气柜、沼气增压装置、沼气阻火器、余热回收装置等。沼气净 化采用低压脱硫和高压脱水技术，整套系统集中了低压湿式柜和干式贮气柜的 优点，可广泛应用于沼气、天然气的收集、贮存和应用，能实现可调恒压供气、 容易控制、方便使用，用气效果稳定。可以降沼气用来发电，降低废水处理成 本。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
废水通过进料斗进入匀浆池中，在搅拌作用下调配均匀后打入厌氧发酵系 统，沼气池和上流式厌氧污泥床反应器统称为厌氧发酵系统，厌氧发酵系统采 取前槽(即沼气池)和后槽(即上流式厌氧污泥床反应器)设计。沼气池为高 负荷区。沼气池底部设有搅拌装置，使高浓度的有机废水在厌氧发酵系统前槽 形成完全混合的状态，以达到较好的去除效果。沼气池顶部设有回流喷淋系统， 以达到内循环搅拌及防止浮渣结壳。沼气池顶部设有出水口，底部设有污泥排 放口，厌氧消化过程中产生的沉渣通过污泥排放口排到污泥浓缩池，沉淀浓缩 后经污泥泵抽走。上流式厌氧污泥床反应器为中负荷区，设有三相分离器，底 部进水、上部出水，废水中有机物与厌氧微生物充分接触，有利于有机物的分 解，废水进入活性污泥反应池继续有机物的降解。活性污泥反应池只有一个SBR 池，但同时具有调节池、曝气池和沉淀池的功能。运行过程分为进水、曝气、 沉淀、滗水、闲置五个阶段，然后废水进入微电解反应器，微电解反应器采用 底部进水、上部出水方式，池子内部填充铁和碳。微电解是利用铁、炭具有微 电池反应、絮凝作用，对降低COD的含量和脱色效果明显。接着进入折流曝气 生物滤池(BBAF)，折流曝气生物滤池(BBAF)集曝气、快速过滤、悬浮物截留、 两曝两沉、定期反冲于一体，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的 环流脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准，可实现中水回用。
本发明包括依次相连的进料斗、匀浆池、沼气池、上流式厌氧污泥床反应 器、活性污泥反应池、微电解反应器、折流曝气生物滤池和臭氧消毒池，沼气 池连接有污泥浓缩池，工艺简单，反应过程浓度梯度大，不易发生污泥膨胀; 抗负荷冲击能力强，处理效果好;通过调整运行周期以及控制各工序时间的长 短，同时BBAF脱氮、除磷效果明显，且不需额外增加反应器。