申请日2006.07.28
公开(公告)日2007.01.03
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种活性污泥-生物膜复合式一体化污水处理方法，首先将待处理污水引入缺氧区，不停搅动以便待处理污水与活性污泥充分混合;然后将上述处理后的污水引入设置有填料的曝气区，将微生物悬浮生长的活性污泥和固定生长的生物膜结合起来，通过连续曝气或间歇曝气对进入曝气区的污水进行曝气处理;最后将处理后的污水引入沉淀区，自然沉淀实现泥水分离，沉淀后形成的净水从沉淀区上部引出，沉淀后形成的污泥混合液回流到缺氧区，其余剩余污泥直接排掉。本发明还涉及根据该处理方法设计的处理装置。本发明具有处理能力强、耐冲击负荷、运行简单、便于管理、占地面积少的优点，特别适合于中小城镇。
权利要求书
1、活性污泥-生物膜复合式一体化污水处理方法，其特征在于：它具有 如下处理步骤：
(1)、将待处理污水引入缺氧区，不停搅动以便待处理污水与活性污泥 充分混合，在该区实现生物释磷和局部反硝化;
(2)、将第一步处理后的污水从缺氧区引入曝气区，曝气区设置有填料， 将微生物悬浮生长的活性污泥和固定生长的生物膜结合起来，通过连续曝气 或间歇曝气对进入曝气区的污水进行曝气处理;
(3)、将第二步曝气处理后的污水从曝气区引入沉淀区，自然沉淀实现 泥水分离，沉淀后形成的净水从沉淀区上部引出，沉淀后形成的污泥混合液 回流到缺氧区，其余剩余污泥直接排掉。
2、根据权利要求1所述污水处理方法设计的一种污水处理装置，它包括 内筒(1)、中间筒(2)、外筒(3)、污泥斗(4)和出水槽(5)，其特征在于： 污泥斗(4)接外筒(3)底部，出水槽(5)设于外筒(3)外壁上部，中间 筒(2)置于外筒(3)中，内筒(1)置于中间筒(2)中，内筒(1)、中间 筒(2)通过支撑定位辐条(19)与外筒(3)固定;内筒(1)中间的空腔为 缺氧区，内筒(1)和中间筒(2)之间的空腔为曝气区，中间筒(2)和外筒 (3)之间的空腔为沉淀区;内筒(1)上部设置通孔(7)将缺氧区与曝气区 连通，下部设有挡板(6)，底部密封;曝气区底部内侧留有环形通孔与沉淀 区相通;外筒(3)上部沿圆周开有通孔(9)，通孔(9)位于出水槽(5)上 方，出水槽上接出水管(18);缺氧区设有搅拌器(13)，进水管(10)伸至 缺氧区底部;曝气区挂有填料(15)，曝气区底部设曝气管(14);污泥斗(4) 底部分别接混合液污泥回流管(11)和排泥管(12)，其中混合液污泥回流管 (11)伸至缺氧区底部。
3、根据权利要求2所述的污水处理装置，其特征在于：混合液污泥回流 管中部为直径扩大的污泥回流通道(17)，污泥回流通道(17)内设置空气提 升管(16)。
4、根据权利要求1所述污水处理方法设计的另一种污水处理装置，其特 征在于：该装置由缺氧区、一级好氧区、二级好氧区和沉淀区组成“田”字 型结构，二级好氧区位于缺氧区对角线位置;缺氧区中间设有搅拌器(13)， 底部设有兼做排空管的进水管(10)，缺氧区通过过流孔(20)和一级好氧区 连通;一级好氧区挂有作为生物载体的悬浮填料(15)，活性污泥和生物膜在 一级好氧区实现复合，底部设有曝气管(14)和排空管(21)，一级好氧区通 过过流孔(22)和二级好氧区连通;二级好氧区区挂有作为生物载体的悬浮 填料(15)，底部设有曝气管(14)，二级好氧区区通过过流孔(23)和沉淀 区连通;沉淀区与二级好氧区相邻处设有布水孔(24)及挡流板(25)，沉淀 区上部设有出水槽(5)，出水槽上接出水管(18)，底部设有兼做排空管的排 泥管(12)，沉淀区与缺氧区相邻处设有污泥回流通道(17)。
5、根据权利要求4所述的污水处理装置，其特征在于：连通缺氧区和一 级好氧区的过流孔(20)位于两区相邻池壁的上部;连通一级好氧区和二级 好氧区的过流孔(22)位于两区相邻池壁的底部;连通二级好氧区和沉淀区 的过流孔(23)位于两区相邻池壁的上部;过流孔(20)和过流孔(22)、过 流孔(22)和过流孔(23)分别在一级好氧区和二级好氧区上呈对角线分布。
6、根据权利要求4或5所述的一体化污水处理装置，其特征在于：所述 污泥回流通道(17)上部设有伸进缺氧区的污泥回流管(11)，内部设置空气 提升管(16)。
7、根据权利要求4或5所述的一体化污水处理装置，其特征在于：缺氧 区通过隔板分为缺氧区A1和厌氧区A2，隔板底部设有过流孔。
8、根据权利要求2或4所述的污水处理装置，其特征在于：所述填料为 软性填料、半软性填料、组合填料、弹性填料、悬浮型填料中的一种或几种 的混合物。
说明书
活性污泥-生物膜复合式一体化污水处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，具体涉及一种活性污泥一生物膜复合式 一体化污水处理方法，同时还涉及根据该方法设计的污水处理装置，属于污 水处理环境保护技术领域。
背景技术
近年来，随着我国城市化发展战略的实施，中小城镇建设的步伐明显加 快，大量中小城镇先后涌现。目前，我国的中小城镇已经发展到2万多个。 中小城镇在推动经济发展的同时，其带来的环境问题日益显现，尤其中小城 镇污水处理能力严重滞后，污水处理问题更加突出。全国绝大多数中小城镇 未建立污水处理厂(设施)，大量污水未得到有效处理就直接排入水体，这不仅 对当地的水环境造成了污染，而且严重阻碍了经济的发展。现有的污水处理 方法和设备较多，其中的生物脱氮除磷设施多以A/O、A2/O工艺为主，生产 实践已被广泛应用，技术也较为成熟。但其仍有不够理想之处，尤其对经济 力量薄弱，技术人员缺乏，水质水量波动大的中小城镇来说，更是如此，其 存在的不足主要有：工艺流程长，运行复杂，不易操作控制与管理，抗冲击 负荷能力差，且相对处理能力低，基建投资和占地面积大。另外，实际生产 中在水质水量变化较大的情况下，难以保证出水水质。
发明内容
针对现有污水处理方法存在工艺流程长、运行复杂、相对处理能力低、 抗冲击负荷能力差、基建投资和占地面积大等不足，本发明的目的是提供一 种污水处理能力强、耐冲击负荷、运行简单、便于管理，适用于中小城镇的 活性污泥一生物膜复合式一体化污水处理方法。
本发明的另一个目的是提供根据该方法设计的污水处理装置。
本发明的技术方案是这样实现的：活性污泥-生物膜复合式一体化污水 处理方法，它具有如下处理步骤：
1、将待处理污水引入缺氧区，不停搅动以便待处理污水与活性污泥充分 混合，在该区实现生物释磷和局部反硝化;
2、将第一步处理后的污水从缺氧区引入曝气区，曝气区设置有填料，将 微生物悬浮生长的活性污泥和固定生长的生物膜结合起来，通过连续曝气或 间歇曝气对进入曝气区的污水进行曝气处理;
3、将第二步曝气处理后的污水从曝气区引入沉淀区，自然沉淀实现泥水 分离，沉淀后形成的净水从沉淀区上部引出，沉淀后形成的污泥混合液回流 到缺氧区，其余剩余污泥直接排掉。
根据上述污水处理方法设计的污水处理装置有两种结构，其中一种结构 污水处理装置包括内筒、中间筒、外筒、污泥斗和出水槽，污泥斗接外筒底 部，出水槽设于外筒外壁上部，中间筒置于外筒中，内筒置于中间筒中，内 筒、中间筒通过支撑定位辐条与外筒固定;内筒中间的空腔为缺氧区，内筒 和中间筒之间的空腔为曝气区，中间筒和外筒之间的空腔为沉淀区;内筒上 部设置通孔将缺氧区与曝气区连通，下部设有挡板，底部密封;曝气区底部 内侧留有环形通孔与沉淀区相通;外筒上部沿圆周开有通孔，通孔位于出水 槽上方，出水槽上接出水管;缺氧区设有搅拌器，进水管伸至缺氧区底部; 曝气区挂有填料，曝气区底部设曝气管;污泥斗底部分别接混合液污泥回流 管和排泥管，其中混合液污泥回流管伸至缺氧区底部。
所述混合液污泥回流管中部为直径扩大的污泥回流通道，污泥回流通道 内设置空气提升管。
另一种结构污水处理装置由缺氧区、一级好氧区、二级好氧区和沉淀区 组成“田”字型结构，二级好氧区位于缺氧区对角线位置。缺氧区中间设有 搅拌器，底部设有兼做排空管的进水管，缺氧区通过过流孔和一级好氧区连 通;一级好氧区挂有作为生物载体的悬浮填料，活性污泥和生物膜在一级好 氧区实现复合，底部设有曝气管和排空管，一级好氧区通过过流孔和二级好 氧区连通;二级好氧区挂有作为生物载体的悬浮填料，底部设有曝气管，二 级好氧区区通过过流孔和沉淀区连通;沉淀区与二级好氧区相邻处设有布水 孔及挡流板，沉淀区上部设有出水槽，出水槽上接出水管，底部设有兼做排 空管的排泥管，沉淀区与缺氧区相邻处设有污泥回流通道。连通缺氧区和一 级好氧区的过流孔位于两区相邻池壁的上部，连通一级好氧区和二级好氧区 的过流孔位于两区相邻池壁的底部，连通二级好氧区和沉淀区的过流孔位于 两区相邻池壁的上部，一级好氧区上的两过流孔在一级好氧区上呈对角线分 布，二级好氧区上的两过流孔在二级好氧区上呈对角线分布。
所述污泥回流通道上部设有伸进缺氧区的污泥回流管，内部设置空气提 升管。
上述两种结构中的填料为软性填料、半软性填料、组合填料、弹性填料、 悬浮型填料中的一种或几种的混合物。
本方法和装置可根据水质处理要求，灵活设置不同的运行模式，如曝气 区连续曝气，类似A/O工艺，曝气区间歇曝气类似A2/O等工艺。
本发明具有如下优点：
(1)采用复合式生物处理方法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。由于 曝气区内填料的加入，使生物生存的基础环境由原来的气、液两相转变成气、 液、固三相，为微生物创造了更丰富的存在形式。填料的巨大表面积可增加 曝气区的污泥浓度，增大了生物量，还可以使硝化菌呈生物膜固着生长，给 生长速率缓慢的硝化菌创造了一个稳定的生活环境，使硝化菌始终处于好氧 环境中，增加系统中的硝化菌量，提高硝化率，同时也可防止不利条件下的 硝化细菌流失，并减少水力停留时间和装置体积;而除磷菌悬浮生长在活性 污泥系统中，泥龄可根据除磷的需要而选择相对较短值，两者的分开解决了 传统硝化菌与除磷菌泥龄之间的矛盾，更利于装置的稳定运行。
(2)本工艺采用的生物膜法，产生的剩余污泥极少，对污泥处理的要求低， 适于中小城镇应用。而且由于大量的微生物生长在填料的内部和表面，微生 物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种，如长时间停止不用后再启 动，其设施可在几天内恢复正常运行。
(3)耐冲击负荷。本装置属于接触氧化类型，本身就耐水量的冲击负荷。 且进入装置的原污水与容积相比较小，池中污水对进水有稀释作用，也耐水 质的冲击负荷，因此适应中小城镇人口较少，排放出的生活污水水质、水量 波动性大的特点。
(4)取消了内回流通道，将混合液回流和污泥回流合并为一个系统，节省 了一套回流设施，降低了基建投资。同时参与回流的污泥均经历了完整的厌 氧、好氧过程，在除磷方面具有一种“群体效应”，是十分有利的。
(5)与其他工艺相比，较高的污泥回流比能耐受水质的变化，因而具有更 高的去除率和适应能力。
(6)设备投资及运行费用低，运行管理方便，一体化程度高。本装置采用 一体化结构，无初次沉淀池，减少了占地面积，降低了造价，并且在进水开 始一段时间内不进行曝气，进行生物除磷脱氮不需要外加碳源，溶解氧浓度 梯度大，氧利用率高，大大降低了运行费用，特别适合于中小城镇污水处理 站。
本发明通过处理生活污水的试验研究，对城市污水处理可达到《城镇污 水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级标准中的A标准，并且运行 稳定可靠。