申请日2014.09.03
公开(公告)日2015.03.04
IPC分类号C02F3/30
摘要
本实用新型公开了一种小型流化床污水处理系统，包括集中在一个反应器内依次连通的好氧流化床、缺氧/厌氧流化床、床料颗粒再生床和污泥沉淀床;本申请结构简单、紧凑，占地面积小，工艺适应性强，利用本申请处理污水，运行成本低，污泥产生量少，应用范围广，可以同时处理可溶性的和含有颗粒的废水且系统运行稳定，通过调节好氧流化床底部与上部曝气装置的供气比例实现生长有活性生物膜的固体床料的内循环或不循环，特别适合应用于小型的污水处理领域。
权利要求书
1.一种小型流化床污水处理系统，其特征在于，包括集中在一个反应器内依次连通的好氧 流化床(1)、缺氧/厌氧流化床(2)、床料颗粒再生床(3)和污泥沉淀床(4);所述好氧 流化床(1)和缺氧/厌氧流化床(2)内填充有固体床料，所述固体床料上生长有活性生 物膜，所述好氧流化床(1)内还设有曝气装置(5)，所述好氧流化床(1)与缺氧/厌氧 流化床(2)的相邻侧的中上部设有床料颗粒循环口(6)、上部设有好氧流化床出口(7); 所述好氧流化床(1)和缺氧/厌氧流化床(2)内的固体床料密相区上界面低于床料颗粒 循环口(6);所述好氧流化床(1)经好氧流化床出口(7)还跟床料颗粒再生床(3)的 上部连通;所述缺氧/厌氧流化床(2)底部设有进水口，所述缺氧/厌氧流化床(2)与床 料颗粒再生床(3)相邻侧的中下部设有床料返料口(8);所述床料颗粒再生床(3)与 污泥沉淀床(4)相邻侧的中部设有床料颗粒再生床出口(9);所述污泥沉淀床(4)底 部设有污泥出口(11)、上部设有污水出口(10);所述好氧流化床(1)底部设有的进水 口经由回流水管跟顶部设有的出水口连通，好氧流化床(1)顶部的出水口经回流水管还 跟缺氧/厌氧流化床(2)底部的进水口连通;所述缺氧/厌氧流化床(2)顶部的出水口和 底部的进水口通过回流水管连通。
2.根据权利要求1所述的小型流化床污水处理系统，其特征在于，所述的曝气装置(5)成 对分层设置在好氧流化床(1)的底部及上部。
3.根据权利要求2所述的小型流化床污水处理系统，其特征在于，所述好氧流化床(1)的 上部的曝气装置高于好氧流化床(1)内床料密相区上界面。
4.根据权利要求1或2所述的小型流化床污水处理系统，其特征在于，所述的曝气装置(5) 为M215圆盘曝气头或微孔曝气管。
5.根据权利要求1或2所述的小型流化床污水处理系统，其特征在于，所述的床料返料口 (8)设有L返料阀或螺旋返料装置或两者的结合。
6.根据权利要求1或2所述的小型流化床污水处理系统，其特征在于，所述的床料颗粒再 生床出口(9)设有惯性分离器或滤网。
7.根据权利要求1或2所述的小型流化床污水处理系统，其特征在于，所述好氧流化床出 口(7)还设有床料分离装置(12)。
8.根据权利要求7所述的小型流化床污水处理系统，其特征在于，所述床料分离装置(12) 为斜管沉降床料或滤网。
9.根据权利要求1或2所述的小型流化床污水处理系统，其特征在于，所述的床料颗粒再 生床(3)内添加有化学除磷药剂。
说明书
一种小型流化床污水处理系统
技术领域：
本实用新型涉及污水处理领域，具体涉及一种小型流化床污水处理系统。
背景技术：
《“十二五”节能减排综合性工作方案》(国发〔2011〕26号)推进城镇污水处理设施 及配套管网建设，改造提升现有设施，强化脱氮除磷。到2015年，基本实现所有县和重点建 制镇具备污水处理能力，全国新增污水日处理能力4200万吨，新建配套管网约16万公里， 城市污水处理率达到85%，形成化学需氧量和氨氮削减能力280万吨、30万吨。继续推进节 能减排科技专项行动，组织高效节能、废物资源化以及小型分散污水处理、农业面源污染治 理等共性、关键和前沿技术攻关。
由于废水中可能含有能致病的微生物、能促进水生植物生长的营养物质以及可能致病的 其它有毒化合物，为了保护人类的健康，废水在重新利用或直接排入环境之前必须经过适当 的处理。废水处理通常包括一级处理(物理处理)、二级处理(生化处理)和三级处理(深 度处理)。由于几乎所有的废水中都含有可生物降解的成分，因此，采用生物降解法去除废 水中的各种营养成分(BNR)就成为广泛采用的废水处理工艺过程，其不仅可以去除废水中 的有机污染物，而且还可以有效去除废水中的氮和磷。
生物流化床处理污水的研究和应用始于20世纪70年代的美国环保署。日本在80年代初 开展大量的生物流化床研究工作，有代表性是栗田公司和三菱公司。
国内对生物流化床的研究起步较晚，1978年兰州石化公司研究院环保所开始纯氧曝气生 物流化床处理石油化工废水的研究工作。国内主要研究的是空气曝气流化床，1980年成都市 政设计院、北京环保所、哈尔滨工业大学、武汉给排水设计院等开展的城市生活污水的以兼 气床为主的流化床工艺研究，1984年抚顺石油研究所采用射流曝气三相床处理炼油废水。主 要研究侧重于探索操作方式、载体特性、充氧方法、生物膜控制和更新，在此基础上推荐设 计参数。
申请号为03128090.0的专利文献公开了一种城市生活污水处理的方法及设备，它是将宾 馆、餐馆生活污水先进行隔油隔渣预处理后，再进入三相生物流化床反应器，让污水在反应 器中停留一段时间进行生化氧化反应，该反应器包括反应区、载体分离和脱膜区，液固分离 区，反应区包括外筒、内导流筒、控制截流导管、废水、空气分布器;载体分离脱膜区包括 扩大导管及导流挡板;液固分离区包括导流板及出水分布器。控制截流导管装在内导流筒装 与外筒的中间，反应区均装有生物载体，反应器下部装有空气分布器，内导流筒下部装有废 水进水分布器，并与高位槽或水泵连接，经处理后的污水能达到或超过GB8978-1996规定的 污水排放一级标准。申请号为200580005561.X的专利文献，将固定膜生物流化床技术和生物 营养物去除工艺整和到一个液固循环流化床中，达到了同时去除碳氮磷的目的。液固循环流 化床生物营养物去除系统含有两个流化床，分别以缺氧/厌氧和好氧过程运行，通过缺氧/厌氧 床和好氧床之间的连续固液再循环，完成同步硝化/反硝化并去除碳底物、营养物和磷。申请 号为200810158214.6专利文献提供了一种多功能生物膜流化床及其运行模式，该多功能生物 膜流化床包括床体，床体内自下至上依次设有进水管、穿孔布水板、筛网和膜组件，其特征 是：床体上部设有通入膜组件内的出水管，筛网将床体内穿孔布水板至膜组件之间的部分隔 成上下两层，上下两层内均填充有填料，上层和下层均设有曝气管，上层和下层的曝气管上 均连接有进气阀门和流量计。该多功能生物膜流化床可实现兼性—好氧、厌氧、厌氧—好氧 和好氧等运行模式。申请号为201110330215的专利文献提供了一种一体化高效节能污水处理 器。其技术方案为：它包括整体封闭的圆柱状的反应器本体，所述反应器本体内还设置有两 个套装的内筒一和内筒二，所述反应器本体外还套装有外筒，所述内筒一和内筒二的上下口 完全开放，所述外筒与反应器本体之间的腔体内装填有陶粒，所述反应器本体的上部液面以 上连通有气管，所述气管的另一端插入陶粒底部。申请号为201210131085专利提供了一种厌 氧流化床-微氧膜生物反应器的污水处理系统及方法，它涉及污水处理系统及方法，该发明要 解决现有技术——好氧活性污泥法占用场地面积大和能耗高的问题。该系统由厌氧流化床和 微氧膜生物反应器串联组合而成，污水先通过厌氧流化床进行水解酸化和厌氧发酵，然后进 入微氧生物反应器，最后利用抽吸泵将出水排入清水池。申请号为201310676295的专利文献 公开了一种基于MBBR的高硬度废水氨氮的去除方法，属于污水处理领域。针对高硬度水的 氨氮，通过采用MBBR工艺进行处理，旨在解决以往生化工艺难以启动、去除效果差及处理 效果不稳定、容易结垢等问题。该发明技术方案包括接种启动、高硬度启动、高硬度连续流 运行，最终氨氮膜面负荷大于0.83gN/m2/d，出水氨氮稳定≤5mg/L，满足城市污水厂污染物排 放标准对氨氮的要求。
上述专利均未涉及利用气-液-固三相流化床进行小型分散性污水处理。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种成本低、工艺适应性强的小型流化床污水处理系统。
本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：
一种小型流化床污水处理系统，包括集中在一个反应器内依次连通的好氧流化床、缺氧/ 厌氧流化床、床料颗粒再生床和污泥沉淀床;所述好氧流化床和缺氧/厌氧流化床内填充有固 体床料，所述固体床料上生长有活性生物膜，所述好氧流化床内还设有曝气装置，所述好氧 流化床与缺氧/厌氧流化床的相邻侧的中上部设有床料颗粒循环口、上部设有好氧流化床出 口;所述好氧流化床和缺氧/厌氧流化床内的固体床料密相区上界面略低于床料颗粒循环口; 所述好氧流化床出口还跟床料颗粒再生床的上部连通;所述缺氧/厌氧流化床底部设有进水 口，所述缺氧/厌氧流化床与床料颗粒再生床相邻侧的中下部设有床料返料口;所述床料颗粒 再生床与污泥沉淀床相邻侧的中部设有床料颗粒再生床出口;所述污泥沉淀床底部设有污泥 出口、上部设有污水出口;所述好氧流化床底部设有的进水口经由回流水管跟顶部设有的出 水口连通，好氧流化床顶部出水口流出的液体循环至好氧流化床底部的进水口，实现床内床 料的流化，好氧流化床顶部的出水口经回流水管还跟缺氧/厌氧流化床底部的进水口连通，实 现好氧流化床内的部分液体循环至缺氧/厌氧流化床内;所述缺氧/厌氧流化床顶部的出水口和 底部的进水口通过回流水管连通，缺氧/厌氧流化床内的床料通过由底部的进水口进入床内的 原污水、床内的自循环液体以及少量来自好氧流化床内的循环液体实现床内床料的流化。
所述的曝气装置成对分层设置在好氧流化床的底部及上部。
好氧流化床的底部的曝气装置尽量靠近好氧流化床底部设置，曝气时有利于曝气气泡对 好氧流化床的底部的颗粒起到良好的搅动及夹带作用。所述好氧流化床的上部的曝气装置略 高于好氧流化床内床料密相面。在保证曝气气泡基本不影响密相区内床料颗粒的前提下，尽 量增加曝气装置的曝气深度,可在保证系统供气量的情况下减少系统供气能耗。
所述曝气装置可采用污水处理工程常用M215圆盘曝气头或微孔曝气管或其它可达到同 等作用的曝气装置。
所述的床料返料口设有L返料阀利用水力返料，或螺旋返料装置机械返料或两者的结合。
所述的床料颗粒再生床出口设有惯性分离器或滤网。
在不需要颗粒循环时，所述好氧流化床出口还设有床料分离装置，所述床料分离装置为 斜管沉降床料或滤网。
所述的床料颗粒再生床内添加有化学除磷药剂，以增强系统除磷效果。所述床料颗粒再 生床定期补充有新床料颗粒，通过将活性污泥与床料颗粒(包括新添加床料颗粒及可能存在 的从好氧流化床循环过来的原有床料颗粒)闷爆，使颗粒上形成活性固定化生物膜，以补充 系统流失的床料颗粒，保证流化床污水处理系统内床料总量，使缺氧/厌氧流化床及好氧流化 床内密相段高度基本保持恒定。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本申请结构简单、紧凑，占地面积大大减小，工艺适应性强，实现了厌氧反应、好 氧反应和缺氧反应集成于同一个反应器内，结合了悬浮生长BNR过程和固定膜反应单元的优 势，污泥可沉降性好及其要求的净化池尺寸相应减小。
(2)利用本申请处理污水，成本低：首先，对氧气的需求量大大降低，所需的能耗也就 随之降低很多;其次，作为微生物细菌膜载体的固体颗粒在循环过程中，生物膜的脱落可以 作为脱硝反应所需的碳源，因此系统对碳源的需求量也会降低;再次，因床料颗粒再生床内 添加有化学除磷药剂，具有除磷的功能，化学法除磷试剂的用量大大降低。
(3)本申请应用范围广，由于固体颗粒在流化床内始终处于悬浮状态，可以同时处理可 溶性的和含有颗粒的废水。且由于生物膜的良好维持性能，过程运行的稳定性也得到显著提 升。此外，由于缺氧反应区内比耗氧过程更低的污泥产率，化学污泥的产生量能减少到最小。 本申请具有比固定生物膜过程更长污泥龄和更高的生物自身降解，生物污泥的产生量也得到 有效控制。
总之，本申请结构简单、紧凑，占地面积小，工艺适应性强，利用本申请处理污水，运 行成本低，污泥产生量少，应用范围广，可以同时处理可溶性的和含有颗粒的废水且系统运 行稳定，通过调节好氧流化床底部与上部曝气装置的供气比例实现生长有活性生物膜的固体 床料的内循环或不循环，特别适合应用于小型的污水处理领域。