申请日2013.03.12
公开(公告)日2014.01.29
IPC分类号C02F3/30
摘要
本实用新型提供一种基于生物接触氧化工艺的污水生物处理系统，属于污水生物处理技术领域。该污水生物处理系统包括处理池以及一体化地设置在所述处理池中的进水区、提升区、曝气区和泥水分离区;所述曝气区被配置为包括多个子分区，每个子分区中置放有生物膜填料;其中，所述多个子分区为厌氧区、缺氧区和好氧区三者中的两者或两者以上的任意组合。该污水生物处理系统脱氮效果好、污水处理效率高、污泥沉积少且适用范围广，并且可以兼具生物倍增工艺的优点。
权利要求书
1.一种污水生物处理系统，包括处理池以及一体化地设置在所述处理池中的进水区、提升区、曝气区和泥水分离区;其特征在于，所述曝气区被配置为包括多个子分区，每个子分区中置放有生物膜填料;其中，所述多个子分区为厌氧区、缺氧区和好氧区三者中的两者或两者以上的任意组合。
2.如权利要求1所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述曝气区中的多个子分区之间通过第一隔墙实现功能隔离。
3.如权利要求1或2所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述厌氧区和/或所述缺氧区中设置潜水搅拌器，所述好氧区中设置曝气器进行曝气。
4.如权利要求1或2所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述厌氧区、缺氧区和好氧区中分别对应设置有可分别独立控制的第一曝气系统、第二曝气系统和第三曝气系统;所述第三曝气系统的曝气量大于所述第二曝气系统的曝气量，并且控所述第二曝气系统的曝气量大于或等于第一曝气系统的曝气量。
5.如权利要求4所述的污水生物处理系统，其特征在于，第一曝气系统的曝气管、第二曝气系统的曝气管和第三曝气系统的曝气主管均垂直于曝气区中的水流方向布置。
6.如权利要求4所述的污水生物处理系统，其特征在于，第一曝气系统、第二曝气系统和第三曝气系统的曝气器为穿孔管、螺旋曝气器、中微孔曝气器或者微孔软管。
7.如权利要求5所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述第三曝气系统的曝气管的曝气孔的孔径小于或等于5mm，每米曝气管布满至少200个所述曝气孔。
8.如权利要求1或2所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述曝气区的曝气支管平行于曝气区中的水流方向在所述处理池中布置，所述曝气支管包括分别对应于厌氧区、缺氧区和好氧区的第一部分、第二部分和第三部分，所述第三部分的曝气量高于所述第二部分的曝气量，所述第二部分的曝气量大于所述第一部分的曝气量。
9.如权利要求8所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述曝气支管的第一部分设置的曝气孔的密度和/或孔径小于所述曝气支管的第二部分设置的曝气孔的密度和/或孔径，所述曝气支管的第三部分设置的曝气孔的密度和/或孔径大于所述曝气支管的第二部分设置的曝气孔的密度和/或孔径。
10.如权利要求9所述的污水生物处理系统，其特征在于，该曝气软管的曝气孔的孔径小于或等于5mm;所述曝气管的第三部分中，每米曝气微孔软管布满至少200个所述曝气孔。
11.如权利要求1或2所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述生物膜填料为脱氮填料。
12.如权利要求1或2所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述脱氮填料在所述子分区中蛇形排布地设置。
13.如权利要求11所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述脱氮填料之间的间距为80mm至250mm。
14.如权利要求1或2所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述提升区中设置有空气推流系统，所述空气推流系统通过向所述污水生物处理系统的曝气系统通入空气以使所述提升区的液面提升。
15.如权利要求14所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述曝气区和所述提升区之间设置第二隔墙，所述第二隔墙的高度低于所述提升区的被提升的液面的高度。
16.如权利要求2所述的污水生物处理系统，其特征在于，每个所述第一隔墙中设置有液流通道。
17.如权利要求1或2所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述泥水分离区中设置有泥水分离系统，所述泥水分离系统包括倾斜的两个第三隔墙，在两个第三隔墙之间置放多个沉淀填料。
18.如权利要求1或2所述的污水生物处理系统，其特征在于，所述多个子分区按照水流方向依次为厌氧区、缺氧区和好氧区，或者为厌氧区和好氧区，或者为缺氧区和好氧区，或者为厌氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区和好氧区，或者为缺氧区、好氧区、缺氧区和好氧区。。
说明书
基于生物接触氧化工艺的污水生物处理系统
技术领域
本实用新型污水生物处理技术领域，涉及进水区、提升区、曝气区和泥水分离区一体化地在处理池中的污水生物处理系统，尤其涉及曝气区被划分为多个子分区并且每个子分区中置放有生物膜填料以实现基于生物接触氧化工艺的污水生物处理系统。
背景技术
水资源在社会的发展中愈显重要，人们也越来越重视水处理技术。其中，污水生物处理技术受到广泛关注并得到不断发展。
污水生物处理技术中典型的一种方法是活性污泥法，该方法基于活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水(或称为废水)中有机污染物等，然后使污泥与水分离，活性污泥可以再循环利用。在活性污泥法中，其中重要的工艺参数为水中的溶解氧(DO，Dissolved Oxygen)浓度以及活性污泥浓度。为保证DO浓度，通常在采用活性污泥法的污水生物处理系统中配备相应的曝气系统，以向待处理的污水中传递氧。
当前，生物倍增(Bio-Dopp)工艺是活性污泥法中的先进污水处理技术，其源于德国，基于生物倍增工艺的污水生物处理系统采用处理池，进水区、提升区、曝气区和泥水分离区均设置在该处理池中，实现一体化结构。因此，基于该污水生物处理系统的占地面积小，并且大大减少了管道投资，建造成本低。并且，基于生物倍增工艺的污水生物处理系统的曝气区采用低溶解氧(例如0.3-0.5mg/L)和高活性污泥浓度(例如5-8g/L)，以确保能够实现同步硝化反硝化的脱氮处理，达到较好的脱氮和除磷效果，降低产泥量，保持持续高效且稳定的水处理效果。中国专利申请号为CN200810114904.1、名称为“生物污水处理工艺及装置”的专利中，公开了类似上述的基于生物倍增工艺的污水生物处理系统。
但是，基于生物倍增工艺的污水生物处理系统中，不但要求曝气效率高，而且要求曝气区中DO浓度均匀;低溶解氧曝气和高活性污泥浓度之间容易产生矛盾。例如，为满足低溶解氧，曝气产生动力低，高含量的活性污泥容易发生污泥沉淀，从而容易导致污泥浓度降低、影响处理效果，而且沉降污泥还会影响曝气区底部的曝气管的工作(例如导致曝气管堵塞);如果加大曝气量，又容易导致脱氮效率不高。因此，基于生物倍增工艺的污水生物处理系统在具体应用中，其工程效果的实现非常依赖于曝气区的先进曝气技术，尤其是曝气区底部排列的曝气管技术，并且脱氮效果有限。对于高浓度氨氮(NH3-N)的污水(例如氨纶废水、制革废水等)处理，或者曝气区的前端部分污水氨氮含量比较高时，脱氮效果方面难以达标。
进一步，现有技术的基于生物倍增工艺的污水生物处理系统由于非常依赖于曝气区的先进曝气技术以使曝气区的DO浓度均匀且稳定地维持在较低水平，例如，曝气管使用厚度仅0.3-0.7mm的曝气软管，曝气孔大小控制在1mm左右，每米曝气管布满至少2000个曝气孔，多条曝气管以相邻间距80-300mm在曝气区纵向(基本平行于水流方向)排列布置在池底。中国专利申请号为CN200820108555.8、名称为“一种曝气装置”的专利中公开了这样一种曝气技术。但是，工程实践反映，这种曝气系统(尤其是曝气管)的成本很高。
有鉴于此，有必要提出一种新型的污水生物处理系统。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于，至少提高污水生物处理系统的污水脱氮效果。
本实用新型的又一目的在于，减少污水生物处理系统对先进曝气处理技术的依赖，进一步降低污水生物处理系统的成本。
为实现以上目的或者其他目的，本实用新型提供一种污水生物处理系统，其包括处理池以及一体化地设置在所述处理池中的进水区、提升区、曝气区和泥水分离区;所述曝气区被配置为包括多个子分区，每个子分区中置放有生物膜填料;其中，所述多个子分区为厌氧区、缺氧区和好氧区三者中的两者或两者以上的任意组合。
按照本实用新型一实施例的污水生物处理系统，其中，所述曝气区中的多个子分区之间可以通过第一隔墙实现功能隔离。
在之前所述实施例的污水生物处理系统中，每个所述第一隔墙中设置有液流通道。
按照本实用新型又一实施例的污水生物处理系统，其中，通过控制每个子分区的曝气效率以使所述曝气区被配置为包括多个所述子分区。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，可选择地，所述厌氧区和/或所述缺氧区中设置潜水搅拌器，所述好氧区中设置曝气器进行曝气。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，可选择地，所述厌氧区、缺氧区和好氧区中分别对应设置有可分别独立控制的第一曝气系统、第二曝气系统和第三曝气系统;控制所述第三曝气系统的曝气量大于所述第二曝气系统的曝气量，并且控制所述第二曝气系统的曝气量大于或等于第一曝气系统的曝气量。
进一步，第一曝气系统的曝气管、第二曝气系统的曝气管和第三曝气系统的曝气主管均基本垂直于曝气区中的水流方向布置。
进一步，第一曝气系统、第二曝气系统和第三曝气系统的曝气器可以为穿孔管、螺旋曝气器、中微孔曝气器或者微孔软管。
进一步，所述第三曝气系统的曝气软管的曝气孔的孔径小于或等于5mm，每米曝气软管布满至少200个所述曝气孔。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，可选择地，所述曝气区的曝气支管基本平行于曝气区中的水流方向在所述处理池中布置，所述曝气支管包括分别对应于厌氧区、缺氧区和好氧区的第一部分、第二部分和第三部分，所述第三部分的曝气量高于所述第二部分的曝气量，所述第二部分的曝气量大于所述第一部分的曝气量。
进一步，所述曝气软管的第一部分设置的曝气孔数量小于所述曝气软管的第二部分设置的曝气孔的密度和/或孔径，所述曝气软管的第三部分设置的曝气孔的密度和/或孔径大于所述曝气软管的第二部分设置的曝气孔的密度和/或孔径。
进一步，所述曝气软管是厚度不限的曝气软管，该曝气软管的曝气孔的孔径小于或等于5mm;所述曝气管的第三部分中，每米曝气管布满至少200个所述曝气孔。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，优选地，所述生物膜填料为脱氮填料。
优选地，所述脱氮填料在所述子分区中蛇形排布地设置。
优选地，所述脱氮填料之间的间距为80mm至250mm。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，所述厌氧区的溶解氧浓度为0—0.2mg/L，所述缺氧区的溶解氧浓度为0—0.5mg/L，所述好氧区的溶解氧浓度为0.3—8.0mg/L。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，所述曝气区中的固定在所述生物膜填料上的活性污泥浓度为5g/L至40g/L。
优选地，所述曝气区中的悬浮在污水中的活性污泥浓度为2g/L-5g/L。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，优选地，所述提升区中设置有空气推流系统，所述空气推流系统通过所述污水生物处理系统的曝气系统通入空气以使所述提升区的液面提升。
进一步，所述曝气区和所述提升区之间设置第二隔墙，所述第二隔墙的高度低于所述提升区的被提升的液面的高度。
进一步，设置所述提升区的被提升的液面的高度与所述第二隔墙的高度的高度差，以控制推流至所述曝气区的液流速度。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，优选地，所述泥水分离区中设置有泥水分离系统，所述泥水分离系统包括倾斜的两个第三隔墙，在两个第三隔墙之间置放多个沉淀填料。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，可选地，所述多个子分区按照水流方向依次为厌氧区、缺氧区和好氧区，或者为厌氧区和好氧区，或者为缺氧区和好氧区，或者为厌氧区、缺氧区、好氧区、缺氧区和好氧区，或者为缺氧区、好氧区、缺氧区和好氧区。
在之前所述任一实施例的污水生物处理系统中，优选地，所述污水生物处理系统所处理的污水为：污水的化学需氧量大于或等于6000 mg/L，且污水的氨氮浓度大于或等于200mg/L。
本实用新型的技术效果是，通过将曝气区划分多个子分区并在子分区中置放生物膜填料，可以有效解决Bio-Dopp工艺中低DO浓度和高污泥浓度之间在脱氮效果方面的矛盾问题，一方面，适合于进行同步硝化反硝化(包括全程同步硝化反硝化)的脱氮处理，大大提高脱氮处理效果;另一方面，生物膜填料可以导致有效活性污泥浓度大大提高，悬浮的活性污泥浓度可以有效减小，可以避免污泥沉积并大大减少排泥量，系统运行维护更容易;再一方面，可以对污水中的有机物进行高效氧化处理;还又一方面，脱氮效果并不主要地依赖于曝气系统的曝气管性能，可以大大降低曝气系统的曝气管成本，从而降低污水生物处理系统的建设成本;再又一方面，各子分区容易根据待处理的污水情况进行组合，从而组合各种生物工艺，可处理的污水多且效果好。并且，该污水生物处理系统兼具Bio-Dopp工艺的占地面积小、管道建设成本低、运行维护成本低的优点。