申请日2010.08.16
公开(公告)日2010.12.15
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种廊道式多区生活污水深度处理系统及处理方法，属于污水处理领域。该处理系统包括填料区和曝气区，入水口处设一级填料区，其后依次连曝气区、二级填料区、曝气区和三级填料区。处理方法为：生活污水通过入水口进入一级填料区，生活污水对填料进行挂膜实现同步脱氮;水流由汇入曝气区，转刷通过风车翼驱动转动;经曝气的污水进入二级填料区，由风力带动填料区旋转，实现挂膜及污染物吸附;二级填料区的出水再次经过转刷曝气区，对污水进行再曝气;经曝气的污水进入三级填料区，该区填料为弹性立体填料，污水经过处理后排出。本发明便于安装、移动以及组合，填料便于调整和更换，同时具有节能、环保、购置成本低、运行成本低等特点。
权利要求书
1.一种廊道式多区生活污水深度处理系统，包括填料区和曝气区，其特征在于入水口处设一级填料区(1)，其后依次连接曝气区(2)、二级填料区(3)、曝气区(4)和三级填料区(5)。
2.根据权利要求1所述的生活污水深度处理系统，其特征在于填料区为浸没式填料转筒。
3.根据权利要求2所述的生活污水深度处理系统，其特征在于一级填料区(1)填料为球形填料。
4.根据权利要求3所述的生活污水深度处理系统，其特征在于曝气区(2)为转刷曝气区。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的生活污水深度处理系统，其特征在于二级填料区(3)填料为聚乙烯刚性填料。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的生活污水深度处理系统，其特征在于三级填料区(5)填料为弹性立体填料。
7.一种廊道式多区生活污水深度处理方法，其步骤为：
(a)生活污水通过入水口进入一级填料区(1)，生活污水对填料进行挂膜，挂膜后分内外两层，内层呈缺氧环境，实现同步脱氮;
(b)水流由一级填料区(1)汇入曝气区(2)，转刷通过风车翼(6)驱动转动，使水中的溶解氧恢复到相对稳定的状态;
(c)经曝气的污水进入二级填料区(3)，由风力带动填料区旋转，实现挂膜及污染物吸附;
(d)二级填料区的出水再次经过转刷曝气区(4)，对污水进行再曝气;
(e)经曝气的污水进入三级填料区(5)，该区填料为弹性立体填料，污水经过处理后排出。
说明书
一种廊道式多区生活污水深度处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于水处理领域中的一种深度处理系统及其方法，特别涉及一种廊道式多区生活污水深度处理系统及处理方法。
背景技术
随着城市化速度的加快和生活水平的提高，城市生活污水的排放量也逐年增加。城市生活污水污染物含量主要是有机物，如淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类、矿物油等，其中CODCr、BOD5、TKN(凯氏氮)、TN、TP也较高。生活污水经一级物理处理、二级生化处理后CODCr、BOD5、TKN、NH3-N等大幅度降低，但TN、TP仍较高，排入水体后易造成水体的富营养化，使藻类大量生长繁殖，造成赤潮和水华。藻类生物原生质的组成是C106H263O110N16P，可知水中含少量的氮、磷就能促使藻类大量生长，而当藻类代谢大量死亡时，就使水域水体腐败发臭水质恶化。
国家环保总局制定了“一控双达标”关于实行污染物排放总量控制和对污染源限期治理达标的总政策。为了实现对污染物总量控制，又重新修订并提高了第一类和第二类污染物的排放标准以及城镇污水处理厂污染物排放标准，这些重大的措施和政策法规的颁布，对城市污水处理提出了更高要求。
根据我国2002年新颁布的城镇污水厂污染物排放标准，城市污水厂排放要达到一级A标准(CODCr为50mg/L)和一级B标准(CODCr为60mg/L)，绝大部分污水厂远远达不到一级排放标准。
目前常规的城市污水活性碳深度处理工艺存在如下几个问题：(1)活性碳深度处理过程中，活性碳再生一直是一个难题，导致运行费用高昂和深度处理效果不稳定;(2)城市生活污水经过二级生化处理后，有机物浓度大大降低，影响了臭氧氧化的处理效率，同时臭氧发生器很难匹配高流量的城市生活污水。
城市生活污水，若用传统的二级生化处理工艺要求达到生产回用的水质是困难的，为提高城市污水深度处理效果，必须为城镇生活污水厂提供全新的污水解决方案，特别是针对后续深度处理效率低、能耗高等问题，需提出可行、经济、高效的解决方案。
转刷曝气装置又称凯森奈尔(Kessener)刷式曝气机，是在欧洲是非常流行的一种老式曝气装置，它是在废水生物处理的氧化沟内设置转刷的曝气装置。它由筒体组成，筒体周边带有伸入废水中钢毛。筒体贴近水面，水平安装。转筒由电机驱动，迅速旋转，使不断扬起的废水穿过曝气池，加速循环使用，并使空气进入水中。氧转移速率达1.2～2.4kgO2/(kWh)。
发明内容
为了解决现有深度处理净化技术的不足，本发明的目的是提供一种廊道式多区生活污水深度处理系统及处理方法，利用风能作为驱动力的转刷曝气和浸没式填料筒组合工艺，它能对生活废水以及污水厂尾水污染物进行有效深度处理，最大程度减少能量消耗，增加传质速率，提高氧利用率，充分达到深度处理的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种廊道式多区生活污水深度处理系统，包括填料区和曝气区，入水口处设一级填料区，其后依次连曝气区、二级填料区、曝气区和三级填料区。
一种廊道式多区生活污水深度处理方法，其步骤为：(a)生活污水通过入水口进入一级填料区，生活污水对填料进行挂膜，挂膜后分内外两层，内层呈缺氧环境，实现同步脱氮;(b)水流由一级填料区汇入曝气区，转刷通过风车翼驱动转动，使水中的溶解氧恢复到相对稳定的状态;(c)经曝气的污水进入二级填料区，由风力带动填料区旋转，实现挂膜及污染物吸附;(d)二级填料区的出水再次经过转刷曝气区，对污水进行再曝气;(e)经曝气的污水进入三级填料区，该区填料为弹性立体填料，污水经过处理后排出。
本发明以填料区和转刷曝气区作为基本工艺单元，填料区和转刷曝气区相间组合，在入水口设一级填料区，依次布设转刷曝气区和二、三级填料区，达到多段深度处理废水的效果。入水口一级填料区采用球形填料，不设曝气装置，球形填料挂膜后的生物膜分内外两层，生物膜达到一定厚度时，可以起到同步硝化反硝化的作用，实现对氨氮的去除。转刷曝气区以专门设计的转刷曝气装置为核心，轴承与风车翼片呈一体，在转动过程中，转刷对废水进行不断搅动，增大废水与空气的接触面积，到达曝气效果。经过曝气的废水进入二级填料区，二级填料区填料为聚乙烯刚性填料，废水与浸没式填料转筒中的填料充分接触;由于废水经过充分曝气，填料区生物膜内的微生物以好氧菌为主，生物膜厚度适中，填料在水流的搅动下运动，与污染物充分混合，大大提高了传质效率。三级填料区采取与一、二级填料区不同的填料，为弹性立体填料，以达到不同填料优势互补的处理效果;二、三级填料区设回流装置，可将污水回流至一级填料区进行循环处理。
本发明用的浸没式填料转筒呈圆柱体，以筛网将生物填料包在筒内，在工艺初始运行阶段，需对填料进行挂膜，以风能带动填料筒转动，在水流与填料的接触过程中，有机物和溶解氧的传质速率得到大大提高，使生物膜在短时间内实现成功挂膜。
在整个处理流程中，溶解氧以一定的梯度形式存在，在入水口填料区，随着生化反应的进行，溶解氧浓度降低到一定程度，有利于填料内层生物膜的脱氮作用;进入转刷曝气区，溶解氧恢复到较高水平，填料区的微生物在溶解氧充足的环境中对COD的去除能力提高，溶解氧随随反应进性下降;进入一段转刷曝气-填料组合处理，整个流程提供各种溶解氧条件以及不同填料的生物膜条件，使微生物在各自适宜的溶解氧浓度及生物膜厚度条件下降解污染物。
本发明的有益效果：提供了一种廊道式多区生活污水深度处理系统及处理方法，以风能作为驱动力(特别适用于风场强大地区)，带动整个工艺流程的反应器运动，从根本上解决了能耗的问题;以转刷进行曝气，实现曝气与反应分开处理，有利于提高曝气量以及避免曝气对微生物生存条件的干扰;能够实现在有效去除氨氮的基础上对COD进行处理，达到深度处理的良好效果;填料转动挂膜并吸附污染物，有利于增大生物膜与有机物的接触面积，同时提高了有机物和溶解氧的传质速率，使微生物得到更好的生存条件，保证稳定的处理效率;采取多段式工艺，形成一定的溶解氧梯度，有利于为微生物创造各自适宜的溶解氧环境;该生物强化装置可以针对生活污水以及污水厂尾水的污染状况进行处理，该系统便于安装、移动以及不同功能单元的随意组合，填料便于调整和更换，同时具有节能、环保、购置成本低、运行成本低等特点。