申请日2009.12.17
公开(公告)日2010.06.30
IPC分类号C02F9/14; C02F3/06; C02F3/10; C02F3/28; C02F1/52
摘要
本发明涉及一种折流式曝气生物滤池处理系统，其包括进水泵、混凝沉淀区、反硝化区、曝气区、清水区和回流泵，反硝化区包括相互串联的至少两个厌氧生物滤池，曝气区包括相互串联的至少两个曝气生物滤池，污水通过折流方式依次进入混凝沉淀区、反硝化区、曝气区和清水区;以及应用该装置净化污水的方法，污水经进水泵抽水进入混凝沉淀区，混凝剂投加量为100mg/L至500mg/L;污水的停留时间为20min至40min;随后污水进入反硝化区，再以自流方式进入曝气区，每单个曝气区的气水比为3∶1至10∶1;最后进入清水区，清水区部分上清液通过回流泵进入反硝化区，回流比为0∶1至1∶1。
权利要求书
1.一种折流式曝气生物滤池处理系统，其特征在于，其包括进水泵(1)、加药箱(2)、混凝沉淀区(3)、反硝化区(4)、曝气区(5)、清水区(6)和回流泵(7);
该进水泵(1)的入水口(11)连接水源，其出水口(12)连接位于混凝沉淀区(3)底部的混凝沉淀区入水口(31);
该加药箱(2)的出料口连接位于混凝沉淀区(3)底部的混凝沉淀区入水口(31);
该混凝沉淀区(3)为底部为楔形槽的容器，容器内平行放置复数个隔板(32)，每个隔板与水平方向成60°角;该隔板(32)包括边框(33)和复数个相互平行的片状格页(34)，该格页(34)两端分别固定在边框(33)上，页面的方向与隔板(32)平面方向垂直;
该反硝化区(4)包括相互串联的至少两个厌氧生物滤池(41)，每个厌氧生物滤池(41)底部具有入水口(42)，其上端具有出水口(43);该混凝沉淀区(3)的上端开口(35)与一个厌氧生物滤池(41)底部的入水口(42)连通;该厌氧生物滤池(41)内部由下至上依次包括布气板(44)，砂砾层(45)和填料(46);该布气板上具有复数个透气孔(47);砂砾层(45)包括粒径为2至8mm的砂砾，砂砾层厚度为0.1至0.2m;填料(46)为亲水性多孔悬浮型介质，填料的厚度为0.5-1m;
该曝气区(5)包括相互串联的至少两个曝气生物滤池(51);位于反硝化区(4)最末端的一个厌氧生物滤池(41)的出水口(43)与一个曝气生物滤池(51)入水口(52)连通;除底端具有曝气头(53)之外，每个曝气生物滤池的结构与上述厌氧生物滤池相同;
曝气区(5)末端的一个曝气生物滤池的出水口(54)与清水区(6)连通，该清水区(6)为一储水池，其一个出水口(61)依次连接回流泵(7)和反硝化区(4)的入水口。
2.根据权利要求1所述的折流式曝气生物滤池处理系统，其特征在于：所述加药箱(2)、混凝沉淀区(3)、反硝化区(4)、曝气区(5)和清水区(6)集中建在一个池中，其中厌氧生物滤池(41)和曝气生物滤池(51)的数量根据水源的污染程度及净化水的水质要求进行调整。
3.根据权利要求1所述的折流式曝气生物滤池处理系统，其特征在于：所述亲水性多孔悬浮型介质为合成聚氨酯泡沫塑料，介质干密度为12～30g/m3，湿密度为0.9～1.1g/cm3，空隙率为95～98%，持水量为2500-3000%，比表面为100-150m2/g。
4.应用权利要求1-3中任一项所述系统的净化污水的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(a)污水经进水泵抽水从底部进入混凝沉淀区，同时加入混凝剂，混凝剂投加量为100mg/L至500mg/L;污水在混凝沉淀区的停留时间为20min至40min;
(b)经混凝沉淀处理后，混凝沉淀区的上清液进入反硝化区，以自流方式依次通过串联的复数个厌氧生物滤池，污水从每个厌氧生物滤池的底部进入、顶部流出;
(c)随后污水进入曝气区，以自流方式依次通过串联的复数个曝气生物滤池，污水从每个曝气生物滤池的底部进入、顶部流出，气水比为3∶1至10∶1;
(d)经曝气区处理后的污水进入清水区储存，清水区的部分上清液通过回流泵再次进入反硝化区的入口，回流比为0∶1至1∶1。
5.根据权利要求4所述的污水净化法，其特征在于：所述反硝化区和曝气区在系统投入运行前采用污泥接种的方式进行生物驯化与培养，培养方法采用自然挂膜，按设计流量进水连续培养的方法挂膜。
6.根据权利要求5所述的污水净化法，其特征在于：所述方法的水力负荷适用范围为4～18m3/m3(填料)·d。
说明书
折流式曝气生物滤池处理系统及应用其净化污水的方法
技术领域
本发明涉及一种生活污水处理技术，特别是涉及采用曝气生物滤池法同步硝化反硝化去除生活污水中有机物、氨氮和总氮的方法和系统，属于污水生物处理技术领域。
背景技术
曝气生物滤池简称BAF，是20世纪80年代末90年代初在普通生物滤池的基础上，并借鉴给水滤池工艺而开发的污水处理新工艺，最初用于污水的三级处理，后发展成直接用于二级处理。自80年代在欧洲建成第一座曝气生物滤池污水处理厂后，曝气生物滤池已在欧美和日本等发达国家广为流行，目前世界上已有数百座大大小小的污水处理厂采用了这种技术。该技术不仅可用于水体富营养化处理，而且可广泛地被用于城市污水、小区生活污水、生活杂排水和食品加工废水、酿造和造纸等高浓度废水的处理。随着研究的深人，曝气生物滤池从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮除磷、除去AOX(有害物质)的作用，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固休于一体，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。此外，曝气生物滤池工艺有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低，同时该工艺出水水质高。现有曝气生物滤池内部由下至上依次包括曝气头、布气板、砂砾层、和填料层，水流经底部进入装置，在填料区进行消化反应。该装置的缺陷在于，为实现净化效果，填料层的高度通常为2-3米，占用较大空间，因而该装置不适用于家庭使用。同时较长的填料层容易造成曝气不均匀，影响硝化性能。因此，亟需改进现有污水处理装置和方法，以解决现有曝气生物滤池技术在对高浓度生活污水的处理过程中总氮去除率低的问题。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明的提供一种具有同步硝化反硝化性能的折流式曝气生物滤池系统的生物处理技术。
为实现上述目的，一方面，本发明提供一种折流式曝气生物滤池处理系统，其包括进水泵1、加药箱2、混凝沉淀区3、反硝化区4、曝气区5、清水区6和回流泵7;
该进水泵1的入水口11连接水源，其出水口12连接位于混凝沉淀区3底部的混凝沉淀区入水口31;
该加药箱2的出料口连接位于混凝沉淀区3底部的混凝沉淀区入水口31;
该混凝沉淀区3为底部为楔形槽的容器，容器内平行放置复数个隔板32，每个隔板与水平方向成60°角;该隔板32包括边框33和复数个相互平行的片状格页34，该格页34两端分别固定在边框33上，页面的方向与隔板32平面方向垂直;
该反硝化区4包括相互串联的至少两个厌氧生物滤池41，每个厌氧生物滤池41底部具有入水口42，其上端具有出水口43;该混凝沉淀区3的上端开口35与一个厌氧生物滤池41底部的入水口42连通;该厌氧生物滤池41内部由下至上依次包括布气板44，砂砾层45和填料46;该布气板上具有复数个透气孔47;砂砾层45包括粒径为2至8mm的砂粒，砂砾层厚度为0.1至0.2m;填料46为亲水性多孔悬浮型介质，填料的厚度为0.5-1m;
该曝气区5包括相互串联的至少两个曝气生物滤池51;位于反硝化区4最末端的一个厌氧生物滤池41的出水口43与一个曝气生物滤池51入水口52连通;除底端具有曝气头53之外，每个曝气生物滤池的结构与上述厌氧生物滤池相同;
曝气区5末端的一个曝气生物滤池的出水口54与清水区6连通，该清水区6为一储水池，其一个出水口61依次连接回流泵7和反硝化区4的入水口。
如上所述的折流式曝气生物滤池处理系统，其中，该加药箱2、混凝沉淀区3、反硝化区4、曝气区5和清水区6优选集中建在一个池中，其中厌氧生物滤池41和曝气生物滤池51的数量根据水源的污染程度及净化水的水质要求进行调整。
如上所述的折流式曝气生物滤池处理系统，其中，该亲水性多孔悬浮型介质为合成聚氨酯泡沫塑料，介质干密度为12～30g/m3，湿密度为0.9～1.1g/cm3，空隙率为95～98%，持水量为2500-3000%，比表面为100-150m2/g。
另一方面，本发明提供应用上述系统的净化污水的方法，该方法包括如下步骤：
(a)污水经进水泵抽水从底部进入混凝沉淀区，同时加入混凝剂，混凝剂投加量为100mg/L至500mg/L;污水在混凝沉淀区的停留时间为20min至40min;
(b)经混凝沉淀处理后，混凝沉淀区的上清液进入反硝化区，以自流方式依次通过串联的复数个厌氧生物滤池，污水从每个厌氧生物滤池的底部进入、顶部流出;
(c)随后污水进入曝气区，以自流方式依次通过串联的复数个曝气生物滤池，污水从每个曝气生物滤池的底部进入、顶部流出，气水比为3∶1至10∶1;
(d)经曝气区处理后的污水进入清水区储存，清水区的部分上清液通过回流泵再次进入反硝化区的入口，回流比为0∶1至1∶1。
如上所述的净化污水的方法，其中，该反硝化区和曝气区在系统投入运行前优选采用污泥接种的方式进行生物驯化与培养，培养方法采用自然挂膜，按设计流量进水连续培养的方法挂膜。
如上所述的净化污水的方法，其中，该方法的水力负荷适用范围优选为4～18m3/m3(填料)·d。
本发明的有益效果在于：本发明的处理系统中的厌氧生物滤池和曝气生物滤池均采用多个串联方式，该结构使单个滤池高度降低，保证每个滤池中的曝气效果，防止短流的产生;同时混凝沉淀、反硝化、曝气等集中建在一个池中，污水通过折流方式依次进入混凝沉淀区、反硝化区、曝气区、清水区，进一步节省系统占用的空间;此外，本系统通过同步硝化反硝化作用达到对总氮的去除。使用本发明的折流式曝气生物滤池处理系统，其水力负荷适用范围为4～18m3/m3(填料)·d，对生活污水中各污染物的去除效果包括CODCr去除率超过80%，NH3-N的去除率超过90%，TN去除率超过70%，和TP的去除率均超过70%。因此，本发明具有设备简单、投资少、占地小、操作管理方便、能耗低、处理效果好、系统适应性、实用性更强等优点。