申请日2015.06.11
公开(公告)日2015.09.02
IPC分类号C02F3/12
摘要
一种生物悬浮床废水深度处理方法，包括以下步骤：(1)将经预处理后的废水进行预充氧;(2)将预充氧后的废水输送至生物悬浮床反应器进行深度生化反应，反应后的上清液溢流排出;(3)将上清液回流，单独对回流上清液预充氧或将回流上清液与原水一起预充氧;(4)排出剩余的污泥，以控制生物悬浮床反应器悬浮层的高度和微生物总量。本发明采用生物处理技术深度处理常规生化处理后的废水，进一步降解残余的污染物，拓宽了生物处理技术在废水处理中的应用，占地面积小、改善了运行管理条件和水质的稳定性，投资和运行成本低，运行管理方便，不产生二次污染，能够提升废水的净化效果。
摘要附图
权利要求书
1.一种生物悬浮床废水深度处理方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将经生化处理后的废水或经生化和物化处理后的废水进行预充氧;
(2)将预充氧后的废水输送至生物悬浮床反应器进行深度生化反应，反应后的上清液溢 流排出;
(3)为了提高预充氧效率，将上清液回流，单独对回流上清液预充氧或将回流上清液与 原水一起预充氧;
(4)排出剩余的污泥，以控制生物悬浮床反应器悬浮层的高度和微生物总量。
2.根据权利要求1所述的生物悬浮床废水深度处理方法，其特征是，所述步骤(1)中， 预充氧是根据拟降解废水中的COD浓度采用常压曝气或高压溶气的方式进行，具体是当拟去 除的COD不高于15mg/L时，采用常压曝气的预充氧方式，当COD浓度高于15mg/L时，采用 高压溶气的充氧方式。
3.根据权利要求2所述的生物悬浮床废水深度处理方法，其特征是，所述常压曝气是将 废水引入曝气池曝气，停留时间不小于10分钟。
4.根据权利要求2所述的生物悬浮床废水深度处理方法，其特征是，所述高压溶气是采 用高压泵将水体加压后与空压机压入的压缩空气在溶气罐内混合溶解成高压溶气水。
5.根据权利要求1所述的生物悬浮床废水深度处理方法，其特征是，所述步骤(2)中 废水在反应器的停留时间根据拟去除的COD浓度确定，并控制反应器内的混合液上升流速为 1.0-3.0m/h。
6.根据权利要求1所述的生物悬浮床废水深度处理方法，其特征是，所述步骤(3)中， 单独对回流上清液预充氧时，回流比R%=100*[进水COD浓度mg/L-出水COD浓度mg/L]/[15* 预充氧压力];回流上清液与原水一起预充氧时，回流比R%=100*[进水COD浓度mg/L-出水 COD浓度mg/L]/[15*预充氧压力]-100。
7.根据权利要求1所述的生物悬浮床废水深度处理方法，其特征是，所述步骤(4)中 是，通过设置在生物悬浮床反应器中部和下部的污泥排放口排出剩余的污泥，控制悬浮层高 度为1.5m-2.5m。
说明书
一种生物悬浮床废水深度处理方法
技术领域
本发明涉及一种通过生物悬浮床进行废水深度处理的方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
多数的城市污水和部分工业废水，采用传统的生物处理技术(如A/O、A2/O、SBR、接触 氧化等)一般能够达到排放标准的要求，即使部分指标不达标，只要在其后增加混凝沉淀、 过滤等常规的深度处理措施，也能达到理想的效果。但近年来，随着废水中污染物成分的变 化，以及人们对环境要求的提高，传统的处理工艺已不能满足日趋严格的排放标准要求，为 此在强化二级生化处理的基础上，许多深度处理技术(如高级氧化、活性炭吸附、膜分离等) 得到了广泛的应用。这些技术有效地提高了废水中污染物的去除效果，但存在处理成本高、 运行管理复杂、二次污染不容忽视等问题，急需一种成本低、效果显著、环境友好的技术。
废水经生物处理(特别是长时间的好氧生化处理)后，其中的有机污染物浓度大幅削减， 残余COD的主要成分为微生物降解的残体物SMP、腐殖酸和部分人工合成的有机物及其代谢 产物等，这些污染物可生化性差，部分代谢产物对微生物有一定的毒性，如果再进行常规的 生化处理，很难进一步削减。然而当向传统的生化处理系统连续地投加筛选出的特种微生物 或酶制剂，或将生化处理后的废水放在容器中静置较长时间，亦或是把这种废水排放到自然 水体等自然环境中(如湿地、滞流塘等)后，其水质状况均会有所改善，这说明无论是自然 环境中还是通过人工筛选，确有某些微生物具有降解这类残余污染物的能力。只是由于常规 生化处理设施很难创造一个能富集足够多的此类微生物的适宜环境。
在常规的生化处理系统中，废水中有机污染物浓度高、可生化性较好，有利于常规微生 物的生长和繁殖，而代谢难生物降解污染物的这类微生物降解速度慢，其代谢受其他微生物 的限制，在活性污泥或生物膜中很难形成优势菌群，因此不能很好地显现出其特有的降解作 用。
污水经过生化处理后，残余在水中的有机物浓度降低(COD为数十mg/L)、可生化性变差， 此时，这类微生物能够显示较强的生存优势。然而当采用传统好氧生化处理工艺处理这种废 水时，为了使废水中的污染物与微生物充分混合，必须提供必要的混合强度，但过度的混合 会导致溶解氧浓度过高、剪切力过大，进而造成微生物絮体松散，易随着出水流失;而低强 度的搅拌或曝气又无法满足微生物与废水中污染物充分传质的要求，因此无法在反应器内提 高这类微生物的量，从而导致去除效果不佳。采用接触氧化、生物炭、MBR等微生物富集技 术时，虽然能够控制微生物的流失，改善处理效果，但在污染物浓度较低的情况下，高强度 的曝气和反冲洗依然影响这类微生物的代谢，对其数量和质量均会产生不良影响，因而影响 废水的处理效率，工程上应用仍存在处理效率低、投资和运行成本高等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有废水处理技术存在的不足，提供一种能够高效削减低浓度下 难降解COD等污染物的生物悬浮床废水深度处理方法，该方法环境友好、运行成本低、出水 水质稳定、运行管理方便。
本发明的生物悬浮床废水深度处理方法，包括以下步骤：
(1)将经生化处理后的废水或经生化和物化处理后的废水进行预充氧;
(2)将预充氧后的废水输送至生物悬浮床反应器进行深度生化反应，反应后的上清液溢 流排出;
(3)为了提高预充氧效率，将上清液回流，单独对回流上清液预充氧或将回流上清液与 原水一起预充氧;
(4)排出剩余的污泥，以控制生物悬浮床反应器悬浮层的高度和微生物总量。
所述步骤(1)中，预充氧是根据拟降解废水中的COD浓度采用常压曝气或高压溶气的方 式进行，具体是当拟去除的COD不高于15mg/L时，采用常压曝气的预充氧方式，当COD浓度 高于15mg/L时，采用高压溶气的充氧方式;所述常压曝气是将废水引入曝气池曝气，停留时 间不小于10分钟;所述高压溶气是将废水加压后(采用高压泵)与压缩空气(由空压机压入) 在溶气罐内混合溶解成高压溶气水。
所述步骤(2)中的生物悬浮床反应器为升流式好氧生物反应器，废水在反应器的停留时 间根据拟去除的COD浓度确定，并控制反应器内的混合液上升流速为1.0-3.0m/h(米/小时)。 为同时满足废水停留时间和混合液上升流速的要求，可将处理后的废水回流至反应器内。
所述升流式好氧生物反应器主要包括底部布水系统和顶部的溢流堰，必要时(如当采用 高压溶气方式预充氧时)，应在反应器中上部设置三相分离器。其中的布水系统可采用连续进 水或脉冲进水的方式(当采用高压溶氧方式预充氧时，采用连续进水方式，当采用常压曝气 方式预充氧，且混合液上升流速较低时，可采用脉冲进水方式)，将来水均匀分布到反应器底 部;其中的溢流堰应均匀布设，且溢流负荷不大于6m3/mh(米3/米小时)。
所述步骤(3)中，单独对回流上清液预充氧时，回流比R(%)=100*[进水COD浓度(mg/L) -出水COD浓度(mg/L)]/[15*预充氧压力(大气压)];回流上清液与原水一起预充氧时， 回流比R(%)=100*[进水COD浓度(mg/L)-出水COD浓度(mg/L)]/[15*预充氧压力(大 气压)]-100。
所述步骤(4)中是通过设置在生物悬浮床反应器中部和下部的污泥排放口排出剩余的污 泥，控制悬浮层高度为1.5m-2.5m。
上述方法的工作原理如下：
(1)除了降解废水中易生物降解有机物的微生物之外，自然界也存在许多特种微生物， 这些微生物能够代谢一些难降解的有机污染物，将这类微生物与常规生化处理微生物联合运 用，能够有效提升设施对废水中COD等污染物的去除率，深度净化废水水质;
(2)以生化处理或经生化+物化处理后的废水为原水，能够限制常规微生物的生长，有 利于降解难生化COD的特种微生物形成优势菌群;
(3)相对稳定的流体环境有利于特种微生物的富集和代谢，容易形成相对稳定的微生态 环境;
(4)采用预充氧及合理布水的方式，妥善解决了低污染物条件下混合液传质与充氧的矛 盾;
(5)通过调整上升流速与水中释放出的预充氧气体和生物代谢气体量的关系，可控制系 统形成适宜的剪切力，促使污泥更加密实，悬浮污泥层更加稳定，能够有效截留水中残余的 SS。
本发明具有以下特点：
(1)采用生物处理技术深度处理常规生化处理后的废水，进一步降解残余的污染物，拓宽 了生物处理技术在废水处理中的应用;
(2)深度处理后的废水水质与采用潜流湿地深度处理后的废水水质相当，而占地面积大大 降低、运行管理条件和水质的稳定性得到极大的改善;
(3)与其它废水深度处理工艺相比具有投资和运行成本低、运行管理方便、不产生二次污 染等优势;
(4)与其它物化法废水深度处理工艺(如混凝沉淀、化学氧化、高级氧化、吸附等)联用， 能够提升废水的净化效果。