申请日2012.03.23
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F3/12
摘要
局部气水逆向上流式曝气生物滤池及其处理污水的方法，它涉及一种水处理的装置及方法。本发明的生物滤池采用针刺无纺布滤料做为填料，并且在曝气主管的高度方向上设置有多根曝气支管，水处理的方法是：将待处理污水调节pH值至7.5～8后泵入滤池中，并向滤池中泵入空气，水力停留时间为1～2h，得到的上清液直接排放。本发明采用与上向水流相反的曝气方向小流量曝气，在水流截面上扰动水流，气、水分布更加均匀，传质效果好，不仅短流、沟流的现象能够减少，系统内厌氧区域也有效地被消除，挂膜均匀，很大程度上解决了传统曝气生物滤池运行中出现硝化效果不佳的问题，出水水质氨氮平均浓度8.63mg/L。本发明用于处理废水。
权利要求书
1.局部气水逆向上流式曝气生物滤池，它包括集水槽(1)、滤池池体(3)、滤头(5)、 滤板(6)、进水及反冲洗水口(7)、底部曝气管(8)、曝气主管(9)、排泥放空口(10)、 出水口(11)、反冲洗排水口(12)、进水管(13)和四通(14);其中集水槽(1)设置在 滤池池体(3)的顶部，出水口(11)和反冲洗排水口(12)分别设置在集水槽(1)的左 右两侧，进水管(13)设置在滤池池体(3)的底部，进水及反冲洗水口(7)设置在进水 管(13)的进水端，底部曝气管(8)与曝气主管(9)通过四通(14)连通，滤板(6)设 置在进水管(13)的上部，滤板(6)上设置有滤头(5)，排泥放空口(10)设置在滤池池 体(3)的底部，其特征在于局部气水逆向上流式曝气生物滤池还包括针刺无纺布滤料(2) 和曝气支管(4)，针刺无纺布滤料(2)填充在滤池池体(3)内部，在针刺无纺布滤料(2) 上铺设有多根曝气支管(4)，曝气支管(4)沿曝气主管(9)的高度方向上排列，曝气支 管(4)与曝气主管(9)连通，曝气支管(4)的曝气方向与上向流的水流方向相反。
2.根据权利要求1所述的局部气水逆向上流式曝气生物滤池，其特征在于所述针刺无 纺布滤料长度为1～3cm，宽度为1～3cm，厚度为0.2～0.8cm。
3.根据权利要求1或2所述的局部气水逆向上流式曝气生物滤池，其特征在于沿曝气 主管(9)的高度方向上排列有3～5根曝气支管(4)。
4.根据权利要求1或2所述的局部气水逆向上流式曝气生物滤池，其特征在于沿曝气 主管(9)底部到顶部方向上，相邻曝气支管(4)的间距依次减小。
5.利用权利要求1所述的局部气水逆向上流式曝气生物滤池处理污水的方法，其特征 在于利用局部气水逆向上流式曝气生物滤池处理污水的方法按以下步骤进行：
一、使用配制的生活污水在SBR反应器中培养生活污泥，每3天换一次水，培养25～35 天，然后将污泥接种到局部气水逆向上流式曝气生物滤池内，用配制的生活污水闷曝12～18 天，每3天换一次水，完成启动;
二、向待处理污水中投加碱至pH值为7.5～8，然后将待处理污水通过进水及反冲洗水 口(7)泵入到局部气水逆向上流式曝气生物滤池中，同时通过曝气主管(9)经底部曝气 管(8)和曝气支管(4)向滤池中泵入空气，水力停留时间为1～2h，得到的上清液作为最 终出水经集水槽(1)通过出水口(11)直接排放，完成污水处理。
6.根据权利要求5所述的利用局部气水逆向上流式曝气生物滤池处理污水的方法，其 特征在于步骤一中每升配制的生活污水中含有274mg(NH4)2SO4、10.6mg CaCl2、50mg NaH2PO4·2H2O、225mg NaHCO3、72mg KCl、1mLHCl水溶液、180gMgSO4·7H2O以及1.2mL 矿物盐溶液，其中HCl水溶液的体积百分浓度为30～70%。
7.根据权利要求6所述的利用局部气水逆向上流式曝气生物滤池处理污水的方法，其 特征在于每升矿物盐溶液中含有375mgFeCl3·6H2O、30mgMnCl2·4H2O、37.5mgH3BO3、 30mgZnSO4·7H2O、7.5mgCuSO4·5H2O、2500mgEDTA以及45mgKI。
8.根据权利要求5所述的利用局部气水逆向上流式曝气生物滤池处理污水的方法，其 特征在于步骤二中泵入的空气和二沉池出水的气水比为(5～10)∶1，滤料高度1.6～2m，过 水断面直径100mm。
9.根据权利要求5所述的利用局部气水逆向上流式曝气生物滤池处理污水的方法，其 特征在于步骤一和步骤二中保持生物滤池内溶解氧DO>4mg/L。
说明书
局部气水逆向上流式曝气生物滤池及其处理污水的方法
技术领域
本发明涉及一种水处理的装置及方法。
背景技术
目前，我国大多数污水处理厂脱氮除磷采用的是A2O和AO等生物处理工艺，但是 由于其工艺自身的缺陷，主要表现在：1)硝化菌、反硝化菌和聚磷菌污泥龄不同的矛盾; 2)硝化菌和聚磷菌对基质(碳源)竞争的矛盾;3)产泥量比较大的矛盾;4)部分高氨氮废水 超过A2O和AO等二级生物处理系统硝化能力极限无法达标排放;5)传统的曝气生物滤池 运行过程中水流阻力分布不均，短流、沟流现象明显，气、水分布不均匀，部分区域处于 厌氧状态，部分区域水流速度快，冲刷强，不利于均匀挂膜，不利于硝化。综合以上几种 矛盾导致污水厂出水的氨氮浓度高于排放标准，从而也在某种程度上加速了水体的富营养 化的进程。
发明内容
本发明要解决现有的曝气生物滤池运行过程中水流阻力分布不均，短流、沟流现象明 显，气、水分布不均匀，部分区域处于厌氧状态，部分区域水流速度快，冲刷强，不利于 均匀挂膜，不利于硝化的问题，而提供局部气水逆向上流式曝气生物滤池及其处理污水的 方法。
本发明局部气水逆向上流式曝气生物滤池，它包括集水槽、滤池池体、滤头、滤板、 进水及反冲洗水口、底部曝气管、曝气主管、排泥放空口、出水口、反冲洗排水口和进水 管;其中集水槽设置在滤池池体的顶部，出水口和反冲洗排水口分别设置在集水槽的左右 两侧，进水管设置在滤池池体的底部，进水及反冲洗水口设置在进水管的进水端，底部曝 气管与曝气主管连通，滤板设置在进水管的上部，滤板上设置有滤头，排泥放空口设置在 滤池池体的底部;局部气水逆向上流式曝气生物滤池还包括针刺无纺布滤料和曝气支管， 针刺无纺布滤料充填在滤池池体内部，在针刺无纺布滤料上铺设有多根曝气支管，曝气支 管沿曝气主管的高度方向上排列，曝气支管与曝气主管连通，曝气支管的曝气方向与上向 流水流方向相反。
利用上述局部气水逆向上流式曝气生物滤池处理污水的方法按以下步骤进行：
一、使用配制的生活污水在SBR反应器中培养生活污泥，每3天换一次水，培养25～35 天，然后将污泥接种到局部气水逆向上流式曝气生物滤池内，用配制的生活污水闷曝12～18 天，每3天换一次水，完成启动。
二、向待处理污水中投加碱度至pH值为7.5～8，然后将待处理污水通过进水及反冲 洗水口泵入到局部气水逆向上流式曝气生物滤池中，同时通过曝气主管经底部曝气管和曝 气支管向滤池中泵入空气，水力停留时间为1～2h，得到的上清液作为最终出水经集水槽 通过出水口直接排放，完成污水处理。
本发明的待处理污水为二级生物处理二沉池出水，向二级生物处理二沉池出水中投加碱 后泵入局部气水逆向上流式曝气生物滤池，以生物膜形式附着在针刺无纺布滤料上的化能 自养的硝化细菌以氧气作为电子受体，将废水中的氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，同 时生成有机物质，这部分物质一部分用于细胞生存，另一部分氧化分解供应硝化细菌生命 活动所需的能量。
滤料为针刺无纺布，材质软、质量轻、表面孔径发达，枝状曝气系统保证针刺局部气水 逆向上流式曝气生物滤池溶解氧充分，为硝化细菌的生长提供了良好的生长环境。二沉池 出水较低的BOD，抑制异养微生物的生长，硝化细菌能够获得充分的溶解氧，使硝化细菌 能以生物膜的形式大量富集，同时也可以保证在较短的水力停留时间下实现较长的污泥龄， 有利于降低了硝化细菌世代时间长、硝化速率缓慢的缺点，实现较短的水力停留时间下良 好的硝化效果。
底部曝气管与传统曝气生物滤池作用一样，向上曝气，为曝气生物滤池滤料上附着生 长的微生物提供溶解氧。枝状曝气支管以一定间隔距离布置在装填针刺无纺布滤料的池体 内，由于滤料材质软、重量轻，曝气系统能够安装在池体内而不被压坏，且便于拆卸维修。 同时与上向水流相反的曝气方向小流量曝气能够在水流截面上扰动水流，气、水分布更加 均匀，传质效果好，不仅短流、沟流的现象能够减少，系统内厌氧区域也有效地被消除， 挂膜均匀，提高了曝气生物滤池的空间利用率，有利于气、液、固三相的传质作用，不仅 给生长速率较慢的硝化菌创造了一个稳定的生活环境，增加了系统中硝化菌生物量、提高 了硝化率，使硝化反应已不再是工艺运行的限制性因素。
利用上述生物方法和装置，很大程度上解决了现有传统曝气生物滤池实际运行过程中 出现硝化效果不佳的问题，可确保出水水质氨氮平均浓度8.63mg/L，满足低于15mg/L的 《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。
如果能在A2O和AO等生物处理工艺的基础上，再经过局部气水逆向上流式曝气生 物滤池处理污水的装置处理，能很大程度上降低最终出水中氨氮浓度。能够缓解日益严重 的水污染问题实现水环境的可持续发展，同时能够较好的完善国内旧水厂的改建和新水厂 的建设。
本发明用于处理二级生物处理二沉池出水，使其达到污水综合排放一级标准。