申请日2013.04.02
公开(公告)日2013.06.12
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种复合式HBF模块反应器，包括依次相连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和SBR池;其中，所述SBR池包括第一SBR池和第二SBR池，所述第一SBR池和第二SBR池同时与所述好氧池连接，且所述好氧池、第一SBR池和第二SBR池内分别设置有酶浮填料;且所述厌氧池、缺氧池、好氧池、第一SBR池和第二SBR池均为模块化组件。本发明还提出了一种污水处理工艺。本发明在AAO-SBR基础上，通过在所述好氧池、第一SBR池和第二SBR池内分别设置酶浮填料作为生物附着载体，使得反应器的生物总量是同体积的活性污泥法的2倍以上，大大提升了反应器的处理能力简化了反应器结构。
权利要求书
1.一种复合式HBF模块反应器，包括依次相连接的厌氧池、缺氧池、好氧池 和SBR池;其特征在于：所述SBR池包括第一SBR池和第二SBR池，所述 第一SBR池和第二SBR池同时与所述好氧池连接，且所述好氧池、第一SBR 池和第二SBR池内分别设置有酶浮填料。
2.如权利要求1所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于：所述好氧池内 的酶浮填料为垂直设置。
3.如权利要求1所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于：所述第一SBR 池和第二SBR池内的酶浮填料与池内水流方向呈60°-80°的夹角设置。
4.如权利要求1所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于：所述厌氧池、 缺氧池、好氧池、第一SBR池和第二SBR池均为模块化组件，所述厌氧池 和所述缺氧池组合预制形成厌氧缺氧模块，所述好氧池预制形成好氧模块， 所述第一SBR池预制形成第一SBR模块，以及所述第二SBR池预制形成第 二SBR模块;
所述厌氧缺氧模块包括相互导通连接的厌氧区和缺氧区，且所述厌氧区上 设置有污水进水管，所述缺氧区通过管道连接所述好氧模块，所述好氧模 块通过管道同时连接所述第一SBR模块和第二SBR模块,所述第一SBR模 块和第二SBR模块上均设置有出水管。
5.如权利要求4所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于：所述好氧模块 与所述厌氧缺氧模块之间还设置有用于将所述好氧模块内的硝化液回流输 送至所述厌氧缺氧模块的硝化液回流泵，所述硝化液回流泵的输入端连接 所述好氧模块，所述硝化液回流泵的输出端连接在所述厌氧缺氧模块的缺 氧区上。
6.如权利要求4所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于：所述第一SBR 模块和第二SBR模块上设置有用于将池内污泥输送至所述厌氧缺氧模块的 污泥回流装置，所述污泥回流装置的污泥输入端设置在所述第一SBR模块 和第二SBR模块，所述污泥回流装置的污泥输出端设置在所述厌氧缺氧模 块的厌氧区上。
7.如权利要求4所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于：所述好氧模块、 第一SBR模块和第二SBR模块内均分别设置有曝气装置，所述曝气装置包 括射流曝气器和射流循环泵。
8.如权利要求6所述的复合式HBF模块反应器，其特征在于：所述污泥回流 装置包括穿孔吸泥管、污泥回流泵和污泥回流管，所述穿孔吸泥管设置在 所述第一SBR模块和第二SBR模块内，所述污泥回流泵输入端连接所述穿 孔吸泥管，所述污泥回流泵输出端与所述污泥回流管的一端连接，所述污 泥回流管的另一端与所述厌氧缺氧模块的厌氧区连接。
9.一种采用权利要求1-8任一所述的复合式HBF模块反应器的污水处理工艺， 包括以下步骤：
步骤(1)污水通过所述污水进水管导入所述厌氧缺氧模块的厌氧区内，并 在所述厌氧区内与所述污泥回流装置回流输送的污泥进行搅拌混合，完成 厌氧释磷;
步骤(2)所述厌氧区的污水导入缺氧区内，并与所述硝化液回流泵回流输 送的液体进行搅拌混合，同时加入硝态氮进行反硝化反应;
步骤(3)所述缺氧区内的污水再通过管道输送到所述好氧模块内，在所述 好氧模块内进行曝气去除有机物及进行硝化反应，同时通过所述好氧模块 内置的酶浮填料强化了系统处理效果，以及实现同步硝化反硝化反应;
步骤(4)最后再将所述好氧模块内的污水交替输入所述第一SBR模块和第 二SBR模块内，第一SBR模块和第二SBR模块交替运行，通过所述出水管 实现连续出水，通过所述污泥回流装置回流输送污泥至所述厌氧缺氧模块 的厌氧区内。
10.如权利要求9所述的污水处理工艺，其中：所述步骤(4)中，当所述好氧 模块内的污水进入所述第一SBR模块时，所述第一SBR模块作为沉淀池通 过所述出水管实现出水，同时所述第二SBR模块则处于曝气好氧、搅拌缺 氧或沉淀状态，并通过所述污泥回流装置将第二SBR模块内的污泥回流输 送至所述厌氧缺氧模块的厌氧区内;当所述好氧模块内的污水进入所述第 二SBR模块时，所述第二SBR模块作为沉淀池通过所述出水管实现出水， 同时所述第一SBR模块则处于曝气好氧、搅拌缺氧或沉淀状态，并通过所 述污泥回流装置将第一SBR模块内的污泥回流输送至所述厌氧缺氧模块的 厌氧区内。
说明书
复合式HBF模块反应器及污水处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种复合式HBF模块反应器及污 水处理工艺。
背景技术
国家“十二五”规划制定了大力推进城镇化建设，加快城镇整体经济和社 会发展的战略方针。环保向来是城镇化建设的重中之重，但由于技术能力有限、 投资成本过高、产出无法达到预期效果等原因，在城镇化进程中出现了严重的 环境污染问题，特别是与日常生活密不可分的污水处理问题。
间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor,简称SBR)又称序批式活 性污泥法，是一种不同于传统活性污泥法的废水处理工艺。由于SBR在运行过 程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以 根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于 SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此， SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。
但是目前的SBR运行仍具有如下缺点：
(1)单一的SBR反应器需要较大的调节池。
(2)处理水量大时，来水与间歇进水不匹配的问题难以解决。此时需要多套 SBR反应器并联运行，阀门切换频繁，操作程序复杂。
(3)大水量时，优势不明显。无论水量大小，SBR法的基建投资和运行费用都 与氧化沟相当，但基建投资比传统活性污泥法降低20%左右。水量小时，SBR 的运行费用比传统活性污泥法省20%左右，但水量大时。SBR运行费用与传统 法相近。可见SBR对大水量失去了优势。
(4)设备闲置率高。
(5)污水提升的阻力损失较大。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型、高效的好氧处理技术HBF 工艺(Honess Hybrid Biological&Fixed film Technology简称HBF)。
发明内容
有鉴于现有技术的上述不足，本发明提出一种结构和工艺流程简单、灵活， 配水均匀，具有良好的微生物、污水反应体系，处理效果更高效，而且投资省， 自动化程度高的复合式HBF模块反应器及污水处理工艺。
为实现上述目的，本发明提供了一种复合式HBF模块反应器，包括依次相 连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和SBR池;其中，所述SBR池包括第一SBR池 和第二SBR池，所述第一SBR池和第二SBR池同时与所述好氧池连接，且所述 好氧池、第一SBR池和第二SBR池内分别设置有酶浮填料。
上述复合式HBF模块反应器在AAO-SBR基础上，通过在所述好氧池、第一 SBR池和第二SBR池内分别设置酶浮填料作为生物附着载体，使得反应器的生 物总量是同体积的活性污泥法的2倍以上，大大提升了反应器的处理能力简化 了反应器结构。
由于酶浮填料的存在，对水流及气流均起到强制紊动的作用，同时促进水 中污染物、空气与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。因此， 在所述好氧池、第一SBR池和第二SBR池内均无需再加设搅拌器，以及反应器 无需另外设置初沉池和二沉池，复合式HBF模块反应器中污泥泥龄长，反应器 容积负荷高，水力停留时间短且氧的转化率高，可以有效节省投资与运行成本。 且本发明的复合式HBF模块反应器对于单个SBR池为间断进水，但对于整座反 应器而言，实现了连续进水、出水，使得整个工艺出水连续均匀，操作管理方 便。
作为本发明的进一步改进，所述好氧池内的酶浮填料为垂直设置。
作为本发明的进一步改进，所述第一SBR池和第二SBR池内的酶浮填料与 池内水流方向呈60°-80°的夹角设置，使得酶浮填料相当于一般斜板设置， 增加沉淀效率之作用，在出水时增加了分离区的面积，提高了分离效率，降低 了出水SS，使固液分离效果更好，在反应时提高了SBR池的污泥浓度，提升了 反应效果。
作为本发明的进一步改进，所述厌氧池、缺氧池、好氧池、第一SBR池和 第二SBR池均为能够工厂化预制及现场拼装的模块化组件，所述厌氧池和缺氧 池组合预制形成厌氧缺氧模块，所述好氧池预制形成好氧模块，所述第一SBR 池预制形成第一SBR模块，以及所述第二SBR池预制形成第二SBR模块。
所述厌氧缺氧模块包括相互导通连接的厌氧区和缺氧区，且所述厌氧区上 设置有污水进水管，所述缺氧区通过管道连接所述好氧模块，所述好氧模块通 过管道同时连接所述第一SBR模块和第二SBR模块,所述第一SBR模块和第二 SBR模块上均设置有出水管。
本发明的复合式HBF模块反应器将各主要部件制作成模块化组件，有利于 工厂预制和生产，且便于现场拼装。
作为本发明的进一步改进，所述好氧模块与所述厌氧缺氧模块之间还设置 有用于将所述好氧模块内的硝化液回流输送至所述厌氧缺氧模块的硝化液回 流泵，所述硝化液回流泵的输入端连接所述好氧模块，所述硝化液回流泵的输 出端连接在所述厌氧缺氧模块的缺氧区上。
作为本发明的进一步改进，所述第一SBR模块和第二SBR模块上设置有用 于将池内污泥输送至所述厌氧缺氧模块的污泥回流装置，所述污泥回流装置的 污泥输入端设置在所述第一SBR模块和第二SBR模块，所述污泥回流装置的污 泥输出端设置在所述厌氧缺氧模块的厌氧区上。
作为本发明的进一步改进，所述好氧模块、第一SBR模块和第二SBR模块 内均分别设置有曝气装置，所述曝气装置包括射流曝气器和射流循环泵。
作为本发明的进一步改进，所述污泥回流装置包括穿孔吸泥管、污泥回流 泵和污泥回流管，所述穿孔吸泥管设置在所述第一SBR模块和第二SBR模块内， 所述污泥回流泵输入端连接所述穿孔吸泥管，所述污泥回流泵输出端与所述污 泥回流管的一端连接，所述污泥回流管的另一端与所述厌氧缺氧模块的厌氧区 连接。
本发明还提出一种采用上述的复合式HBF模块反应器的污水处理工艺，包 括以下步骤：
(1)污水通过所述污水进水管导入所述厌氧缺氧模块的厌氧区内，并在 所述厌氧区内与所述污泥回流装置回流输送的污泥进行搅拌混合，完成厌氧释 磷。
(2)所述厌氧区的污水导入缺氧区内，并与所述硝化液回流泵回流输送 的液体进行搅拌混合，同时加入硝态氮进行反硝化反应。
(3)所述缺氧区内的污水再通过管道输送到所述好氧模块内，在所述好 氧模块内进行曝气去除有机物及进行硝化反应，同时通过所述好氧模块内置的 酶浮填料强化了系统处理效果，以及实现同步硝化反硝化反应。
(4)最后再将所述好氧模块内的污水交替输入所述第一SBR模块和第二 SBR模块内，第一SBR模块和第二SBR模块交替运行，通过所述出水管实现连 续出水，通过所述污泥回流装置回流输送污泥至所述厌氧缺氧模块的厌氧区 内。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(4)中，当所述好氧模块内的污水 进入所述第一SBR模块时，所述第一SBR模块作为沉淀池通过所述出水管实现 出水，同时所述第二SBR模块则处于曝气好氧、搅拌缺氧或沉淀状态，并通过 所述污泥回流装置将第二SBR模块内的污泥回流输送至所述厌氧缺氧模块的厌 氧区内;当所述好氧模块内的污水进入所述第二SBR模块时，所述第二SBR模 块作为沉淀池通过所述出水管实现出水，同时所述第一SBR模块则处于曝气好 氧、搅拌缺氧或沉淀状态，并通过所述污泥回流装置将第一SBR模块内的污泥 回流输送至所述厌氧缺氧模块的厌氧区内。
需补充说明的是，本发明中的上述酶浮填料，可选用公告号为 CN101633529B名称为“应用于高难废水处理的离子型酶促悬浮填料制造方法” 所制造获得的离子型酶促悬浮填料，本文不再赘述。
综上所述，本发明复合式HBF模块反应器及污水处理工艺的有益效果如下：
1)本发明的结构和工艺流程简单，土建和投资低，无初沉池、二沉池， 自动化程度高，同时池中微生物总量由悬浮态的活性污泥及附着生物的生物膜 组成，污泥浓度可达8000mg/L以上，即使在生物负荷不增加的情形下，也使 得系统可以承受更高的容积负荷，故池容远较传统的生化处理系统为低，使得 土建占地及投资远低于现有生化处理工艺。
2)对于单个SBR池为间断进水，但对于整座反应器而言，实现了连续进 水、出水，使得整个工艺出水连续均匀，操作管理方便。
3)池内水位基本恒定，好氧池(好氧模块)处于常曝气状态，增加了池 子容积利用率，提高了设备的利用率;鼓风机压力稳定、效率高;空气氧转化 利用率高，容积负荷和污泥负荷高。同时，由于酶浮填料的填充，对于底部微 孔曝气所释放的气泡起到二次剪切及防止并聚系统，相应延长了空气与水、微 生物传质时间;填料拦截所形成的紊流水力剪切，使气泡高度细化并均匀分散， 决定了池内空气氧的转化利用率高。足够的溶解氧是保证好氧生物处理系统高 负荷运行的条件，这也是本发明的优势之一。
4)固液分离效果好，剩余污泥产量较少，降低污泥处理与处置费用。由 于剥落的生物膜污泥所含原生动物成分较多和比重较大，且污泥颗粒个体较 大，因而具有良好的污泥沉降性能，易于固液分离。由于生物膜中食物链较长， 因而剩余污泥量明显减少，特别是酶浮填料的生物膜较之传统的生物膜法更 厚，内部的厌氧菌能够分解部分好氧过程所合成的剩余污泥，从而使总剩余污 泥大大减少。
5)本发明在进水期间相当于一个完全混合式反应器，具有强大的稀释功 能，因而具有较强的耐冲击负荷和耐毒物能力，沉淀期间属于静止沉淀，沉淀 条件好，反应器内可以积累较高的污泥浓度，从而可以不设二沉池。
6)良好的脱氮性能。设置酶浮填料，反应器内存在不同菌种的稳定立体 生态位组合，硝化和反硝化过程可有机结合，并同时进行，从而能降低系统在 硝化反硝化过程中发生的pH变化，减少脱氮过程对碳源和碱度需求，脱氮程 度高、效果稳定。同时，工艺通过专门的缺氧反应区加强了反硝化过程，另外， SBR池非曝气阶段沉淀污泥床也有一定反硝化作用，从而使系统有良好的脱氮 效果。
7)根据生物反应动力学原理，采用多池串联运行，使污水在反应器的流 动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的 处理效果，而且提高了容积利用率。
本发明的工艺是在序批式活性污泥法基础上，结合生物膜法的优势，以生 物反应动力学原理及合理的水力条件为基础而开发的一种复合式HBF模块反应 器及污水处理工艺，实现工艺流程简单、灵活，配水均匀，形成良好的微生物、 污水反应体系，处理效果更高效;而且省去了沉淀池的设置，投资省，自动化 程度高;同时采用组合式模块结构，具有布置紧凑，占地少，建设、运行管理 更方便的优点，尤其适用于城市污水及要求脱氮除磷的处理
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说 明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。