申请日2005.02.23
公开(公告)日2005.09.21
IPC分类号C02F1/52; C02F3/02
摘要
本发明公开了一种生物造粒流化床污水处理装置，它包括生物造粒流化床装置、污水加压与投药装置，它还包括回流溶氧装置，该回流溶氧装置由回流阀(30)、溶氧水箱(31)、回流泵(32)、控制阀(33)组成，通过回流水出口(29)与生物造粒流化床装置的外筒(20)相连，又通过三通(6)与污水加压与投药装置相连，形成回流通路。本发明能高效去除污水中的悬浮物和有机物，并在一个单元中同步完成固液分离，达到了一体化、集成化。本发明适用于城市污水处理、生活小区污水处理、工业废水处理，特别适用于分散式污水处理与回用。
权利要求书
1、一种生物造粒流化床污水处理装置，包括生物造粒流化装置、污水加 压与投药装置，其特征是：它还包括回流溶氧装置，该回流溶氧装置 由回流阀(30)、溶氧水箱(31)、回流泵(32)、控制阀(33)组成， 通过回流水出口(29)与外筒(20)相连，又通过三通(6)与污水加 压与投药装置相连，形成回流通路。
2、根据权力要求1所述的生物造粒流化床污水处理装置，其特征是：所 述污水加压与投药系统由原水箱(1)、吸水管(2)、加压泵(3)、阀 门(4)、无机混凝剂投入口(5)、静态混合器(7)、进水管(8)、有 机高分子投入口(9)组成，在无机混凝剂投入口(5)与静态混合器 (7)之间的连接管道上设有三通(6)与回流溶氧系统相连。
3、根据权力要求1所述的生物造粒流化床污水处理装置，其特征是：所 述的生物造粒流化床装置的内筒(17)与外筒(20)之间是集水区(22)， 集水区中可以装填滤料(27)形成过滤层。
4、根据权力要求1或3所述的生物造粒流化床污水处理装置，其特征是： 内筒顶端的喇叭口(23)设为三角堰或直筒平顶堰。
5、根据权力要求1或3所述的生物造粒流化床污水处理装置，其特征是： 内筒(17)和外筒(20)是同心圆筒体或同心多边筒体。
说明书
生物造粒流化床污水处理装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，特别涉及一种将活性污泥生物处理技 术与造粒流化床固液分离技术有机结合，在一个单元中同时实现污水生物 处理和固液分离的装置，能高效去除污水中的悬浮物和有机物，并迅速完 成固液分离。本发明适用于城市污水处理、生活小区污水处理、工业废水 处理，特别适用于分散式污水处理与回用。
背景技术
污水处理的主要去除对象是水中的有机污染物质和悬浮固体物质 (SS)。去除有机物的方法一般为活性污泥法，是利用生长在污泥中的微 生物来降解水中的有机污染物;去除SS的方法一般为沉淀法，是通过悬 浮物的重力沉淀进行固液分离，包括无机悬浮物的分离和剩余活性污泥的 分离。常规生物处理工艺的系统流程如图1所示，固液分离和生物降解分 别在不同的操作单元中进行，而且初沉池所分离的悬浮物含有较多的有机 污染物，需要另设厌氧消化池进行污泥稳定化处理，二沉池所分离的剩余 污泥含水率较高，需要增设污泥浓缩池进行浓缩后再脱水。因此，常规污 水处理技术工艺流程长、占地多、操作管理繁琐。
常规活性污泥生物处理技术的主要单元是活性污泥生物反应器，生物 反应器有多种形式，如曝气池、氧化沟、AAO、生物滤池、生物流化床等。 为了提高生物反应器的效率，通常采取延长停留时间(如曝气池、氧化沟、 AAO)和固定生物量(如生物滤池、生物流化床)的方法。延长停留时间 无疑增大了反应器的容积;固定生物量无疑增大了反应器的复杂程度，生 物流化床就是如此，该方法是在生物反应器中投加填料，如活性炭粒、粘 土粒、石英砂等具多孔性的粒子，以这些填料为附着介质使微生物挂膜来 固定微生物、增加反应器中的生物量并延长生物停留时间，靠水流或者曝 气气流使挂膜颗粒呈悬浮流化状态实现反应器内的完全混合目的。这种技 术可以保证反应器中生物量及浓度较高、保持生物相很丰富，使得生物流 化床反应器的能力和效率比一般的生物反应器(曝气池、氧化沟等)有所 提高，但是填料流失严重，填料更新和补充又增加了操作的复杂程度。
造粒流化床固液分离技术是专门针对固液分离的一项高效技术，主要 用于高浊度水的固液分离、也可以用于污废水中SS高效分离，包括生物 污泥固液分离。通过投加无机混凝剂和高分子絮凝剂并且搅拌来实现SS 颗粒化，造粒颗粒粒径大、密度高，从液体中沉降的速度快、分离彻底。
但是以上技术分别针对了生物降解能力的提高和固液分离效率的提 高，有机物降解和SS及生物污泥的分离尚没有达到同步，因此需要在两 个单元中分别完成各自的任务，工艺流程长，处理设施庞大，处理效率低， 难以实现处理设施的集成化、一体化、小型化。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种一体化生物造粒流化 床污水处理装置，该装置可在一个反应器中同时完成高效生物降解作用和 高效固液分离，实现反应与分离的同步化，缩短污水处理工艺流程，降低 工程费用，而且分离的化学污泥稳定。
本发明的设想是：以造粒流化床高效固液分离技术为技术支撑，将其 延伸至生物处理领域，对原污水或废水直接采用造粒流化床技术处理，以 造粒颗粒替代生物流化床中必须填加的载体颗粒作为生物固定“介质”。 通过向污水中投加无机混凝剂和高分子絮凝剂，使水中的悬浮固体物质发 生凝聚和絮凝，并在上向流的流化床中通过水力和机械搅拌的作用使絮凝 体密实化、颗粒化，实现悬浮物的自我造粒。同时，通过回流、溶氧等措 施，向污水中提供足够的溶解氧，从而使流化床具备微生物在粒状污泥中 生长和繁殖的良好条件，形成具有生物活性的粒状活性污泥床。污水中携 带的有机物和溶解氧不断通过传质、吸附等作用进入粒状活性污泥，在微 生物的作用下进行生物降解。由于处于流化态的粒状活性污泥具有粒径 大、密度高的特点，从而具有很大的沉降速度。在上升水流速度与粒状污 泥层中的颗粒沉速达到平衡的条件下，水流通过流化床即实现了固液分 离。同时由于流化床中粒状污泥浓度很高，固体颗粒停留时间(泥龄)远 远大于水力停留时间，所以有足够的能力和时间来降解转移到粒状污泥表 面或传递到内部的有机物。在远低于常规活性污泥法的水力停留时间内， 这种生物造粒流化床装置能达到很高的有机物(BOD)去除效果。由于混 凝剂的作用，生物造粒流化床还能实现高效除磷。同时由于粒状活性污泥 表面和内部氧环境的差别以及采用的处理水回流等措施，生物造粒流化床 也能达到较好的生物脱氮效果。
为解决上述技术问题，本发明技术方案是这样的：它包括生物造粒流 化床装置主体(I)、污水加压与投药装置(II)，它还包括回流溶氧装置 (III)，该回流溶氧装置由回流阀(30)、溶氧水箱(31)、回流泵(32)、 控制阀(33)组成，通过回流水出口(29)与外筒(20)相连，又通过三 通(6)与污水加压与投药装置相连，形成回流通路。
所述污水加压与投药装置由原水箱(1)、吸水管(2)、加压泵(3)、 阀门(4)、无机混凝剂投入口(5)、静态混合器(7)、进水管(8)、有机 高分子投入口(9)组成，在无机混凝剂投入口(5)与静态混合器(7) 之间的连接管道上设有三通(6)与回流溶氧装置相连。
所述生物造粒流化床装置的内筒(17)与外筒(20)之间是集水区(22)， 集水区中可以装填滤料(27)形成过滤层。
内筒顶端的喇叭口(23)设为三角堰或直筒平顶堰。
内筒(17)和外筒(20)是同心圆筒体或同心多边筒体。
本发明的有益效果是：
1.设计合理，结构紧凑，装置体积小，在一个装置内同时实现了流化 床自我造粒、有机物降解、固液分离等多个过程。
2.采用回流水旁路溶氧的方式向生物造粒流化床提供生化反应所需的 溶解氧，避免了在生化反应器内直接充氧所可能造成的气泡上浮，保证了 造粒流化床操作的固液两相流条件。
3.通过合理控制无机混凝剂和有机高分子絮凝剂投加量及其投加点， 合理控制流化床内的水力条件和机械搅拌条件，形成粒径大、密实的粒状 污泥，保证足够长的污泥龄，提供高的生物活性，达到高效降解有机物的 目的。
4.通过无机混凝剂的投加，在促使污水中悬浮颗粒发生凝聚的同时， 达到了化学除磷的目的。
5.利用较大粒径的粒状污泥表面和内部溶解氧浓度的差别，在生物造 粒流化床内形成好氧-缺氧-厌氧的微环境，促进生物脱氮。处理水回流也 进一步促进了生物脱氮效果的提高。
6.本发明适用于城市污水处理、生活小区污水处理、工业废水处理。 特别适用于分散式污水处理与回用。