CN101434435A - 曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法与装置。生物滤池底座下部连接放空管，上部与曝气生物滤筒下部之间安装滤头；储水箱与反冲洗水箱分别用泵从生物滤池底座下部接入；气泵与微孔曝气器连接后，将微孔曝气器安装在曝气生物滤筒下部，并位于位于滤头上方；生物滤筒内装有填料层，生物滤筒上部设置出水口和反冲洗出水口。利用了曝气生物滤池充填的填料及其附着的生物膜为处理介质，充分发挥生物代谢、物理过滤、膜及填料的物理吸附以及反应器内食物多级生物捕食等作用，实现印染废水中各类污染物在反应器内去除，具有处理效率高、抗冲击负荷强、占地面积小和运行稳定可靠等优点，因此可在印染废水深度处理领域中应用。

Description

曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法与装置
技术领域
本发明涉及废水的处理方法与装置，特别是涉及一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法与装置。
背景技术
我国是一个水资源匮乏的国家，人均水资源占在量2500m3，为世界人均水平的1/5，随着社会经济的快速发展，缺水的矛盾日趋严重。而我国用水定额较高，万元工业增加值取水量是发达国家的5～10倍，工业水回用率低于30％，水处理和水利用率技术均未能达到中等发达国家水平。印染行业是“能耗水耗大户”，占工业废水的35％，且90％作为废水排放，具有排水量大、污染物成分复杂、水质水量变化快、可生化性差、色度高等特点。因此，将印染废水进行深度处理并且回用到生产工段，一方面可以节约大量的新鲜水用量，同时也直接减少了废水污染物的排放量，不仅对印染行业实现可持续发展具有重要的促进意义，也是全社会节约用水、实现节能减排的迫切要求。
目前，对于印染废水的深度处理主要有化学法、物理法、生物法三大类方法。化学法包括光化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化等，虽然这些方法在深度处理印染废水取得了很好的效果，但由于处理成本、能耗大等因素的制约，这些新技术并没有在印染废水深度处理中得到推广。物理方法包括活性炭吸附、树脂吸附、膜分离等，吸附法成本较低，但饱和周期短，再生的花费大；膜分离法投资高、寿命短，且对水质要求高，膜容易堵塞，不易清洗。
生物法是以自然生态为法则，通过人工驯化生物菌，利用温度、空气、营养等生境条件实现污染物的净化处理，因此生化法是一种较为廉价的水处理方法，被广泛的应用于实际水量大、水质变化大的印染废水处理中。以生物法处理技术为核心的曝气生物滤池是近年来废水处理的研究热点，它将生物膜法与活性污泥法于一体，具有生物氧化降解和载留SS的双重功能，出水水质好、处理负荷大、池体容积小、抗冲击能力强，因此在印染废水深度处理领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法与装置，能在同一单元反应器内实现碳化、硝化、脱氮、除磷等过程，能有效去除中低浓度废水中的SS、COD、BOD等污染物。
本发明采用的技术方案是：
一、一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法，该方法包括以下步骤：
1)首先将预处理的生化废水泵入曝气生物滤池底部布水区，通过滤头实现自下而上的均匀布水；
2)步骤1)出水进入曝气层，微孔曝气器位于滤头上方，提供微生物代谢所需的氧气；
3)步骤2)出水进入填料层，填料层位于微孔曝气器上方，分上下两层，下层为不规则细碎陶粒，上层为球状颗粒陶粒；在填料层内，废水与附着在陶粒表面上的生物膜进行代谢反应，水质得到进一步的净化，在填料层上部形成清水区；
4)步骤3)出水，进入中水储池，通过泵输送至各个生产工段用水点；
5)还能对对填料层进行气-水联合反冲洗。
对填料层进行气-水联合反冲洗的步骤是：
a)选用压缩空气进行反冲洗；
b)再启动反冲洗水泵，气水同时反冲洗；
c)最后再用水反冲洗。
二、一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理装置：
包括储水箱、反冲洗水箱、进水泵、反冲洗水泵、滤头、法兰、微孔曝气器、曝气生物滤筒、气泵、曝气生物滤池底座；曝气生物滤池底座下部连接放空管，曝气生物滤池底座上部与曝气生物滤筒下部之间安装滤头，用法兰连接成一整体；储水箱经进水泵与反冲洗水箱经反冲洗水泵用同一根进水管从曝气生物滤池底座下部接入；气泵与微孔曝气器连接后，将微孔曝气器安装在曝气生物滤筒下部，并位于滤头上方；曝气生物滤筒内装有填料层，曝气生物滤筒上部设置出水口和反冲洗出水口。
与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：
1)对传统的曝气生物滤池的滤料层进行了改进，滤料层分为上下两层，下层为粒径3mm～10mm不规则碎状陶粒滤料，上层为粒径10mm～15mm球状颗粒陶粒滤料。下层滤料具有颗粒小、表面积大、费用低廉等优点，非常适合微生物的接种、驯化、繁殖生长；上层滤料具有颗粒均匀、比重大、质地坚硬、不易破碎、过滤效果好等特点，并且耐冲洗、不堵塞，水力特性良好，能较好的防止气泡冲刷造成营养不足或微生物代谢期长而生长缓慢的生物质的流失，使整个氧化池内的填料都能形成高活性生物膜，达到对污染物进行高效处理的目的；
2)曝气过程形成大的水流循环混合作用，迅速稀释进水的污染物浓度，防止局部污染物浓度过高造成的不良影响，提高系统抵抗因进水污染物浓度波动对生物氧化过程的冲击，具有抗负荷冲击强，操作管理简便的特征；
3)采用这种方法和装置能在同一单元反应器内实现碳化、硝化、脱氮、除磷等过程，能有效去除中低低浓度废水中的SS、COD、BOD等污染物，将集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续二沉池，其容积负荷高、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，占地面积小；
4)采用气水联合反冲洗技术，不仅反冲洗效果好，延长反冲洗周期，而且比现有的单纯用水冲洗节省反冲洗水量40％～60％，降低成本；
5)工艺利用了曝气生物滤池内部充填的滤料及其附着生长的生物膜为处理介质，具有生物活性高、低能耗、剩余污染量少、运行稳定等特点，可以有效的控制活性污泥法深度处理印染废水易发生的丝状菌膨胀、污泥产生量大等不足。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是法兰与滤头连接放大示意图。
图中：1、储水箱，2、反冲洗水箱，3、进水泵，4、反冲洗水泵，5、放空管，6、进水管，7、滤头，8、法兰，9、微孔曝气器，10、曝气生物滤筒，11、出水口，12、反冲洗出水口，13、气泵，14、曝气生物滤池底座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图2所示，本发明包括储水箱1、反冲洗水箱2、进水泵3、反冲洗水泵4、滤头7、法兰8、微孔曝气器9、曝气生物滤筒10、气泵13、曝气生物滤池底座14；曝气生物滤池底座14下部连接放空管5，曝气生物滤池底座14上部与曝气生物滤筒10下部之间安装滤头7，用法兰8连接成一整体；储水箱1经进水泵3与反冲洗水箱2经反冲洗水泵4用同一根进水管6从曝气生物滤池底座14下部接入；气泵13与微孔曝气器9连接后，将微孔曝气器9安装在曝气生物滤筒10下部，并位于滤头7上方；曝气生物滤筒10内装有填料层，曝气生物滤筒10上部设置出水口11和反冲洗出水口12。
所述填料层的陶粒滤料的粒径为3mm～10mm，球状陶粒滤料的粒径为10mm～15mm，两层滤料的规格为：堆积密度0.70-0.90g/cm3，破碎度<0.05％，比表面积>4.8cm2/g，孔隙率30％-40％，磨损率<5.3％，盐酸可溶率<0.5％。
本发明的工作原理如下：
本发明是用一种曝气生物滤池对印染废水进行深度处理，其工艺装置如附图1所示。该工艺如下：印染废水经预处理后首先泵入曝气生物滤池底座14布水区，通过长柄滤头7实现自下而上的均匀布水；出水进入曝气层，由可变微孔曝气器9提供微生物代谢所需的氧气；出水进入填料层，填料层分上下两层，下层a为不规则细碎陶粒，上层b为球状颗粒陶粒；在填料层内，废水与附着在陶粒表面上的生物膜进行代谢反应，并且通过陶粒的物理过滤作用使得水质得到进一步的净化，在填料层上部形成清水区c；由污水出口11进入中水储池，通过泵输送至各个生产工段的用水点。曝气生物滤池的反冲洗采用气—水联合反冲洗，方法是：先用罗茨风机提供的压缩空气13进行3～5min反冲洗，再启动反冲洗水泵4，气水同时反冲洗3～5min，最后再用水反冲洗5～10min，反冲洗用水采用曝气生物滤池出水口12排入的中水储池中的水；反冲洗脱落的生物膜、污泥等杂质随反冲洗排水12至初沉池，并经污泥浓缩池、板框压滤机压成泥饼外运，浓缩池浓缩液、板框压滤机压滤液回到集水井。反冲洗周期为2d～3d，水冲强度为5L/(m2·s)～7L/(m2·s)，气冲强度为13L/(m2·s)～17L/(m2·s)。
填料层分上下两层，下层a为不规则细碎陶粒，陶粒滤料的粒径为3mm～10mm，具有颗粒小、表面积大、费用低廉等优点，适合微生物的接种、驯化、繁殖生长；上层b为球状颗粒陶粒，球状陶粒滤料的粒径为10mm～15mm，具有颗粒均匀，比重大、质地坚硬、不易破碎、过滤效果好等特点，并且耐冲洗、不堵塞，水力特性良好；两层滤料的规格为：堆积密度0.70-0.90g/cm3，破碎度<0.05％，比表面积>4.8cm2/g，孔隙率30％-40％，磨损率<5.3％，盐酸可溶率<0.5％。上下两层滤料的填充比例优选为3：7。
曝气生物滤池装置的曝气装置优选采用曝气器、曝气管和外接风管连接构成，曝气器位于填料层与布水区之间，优选可变微孔曝气头，曝气头直径约为曝气生物滤池直径的70％～80％，与曝气管连接，曝气管与外接风管连接。
曝气生物滤池维修时，可利用底部放空管清空装置内废水，打开中部法兰，进行维修维护。
在试验中采用的是平面尺寸直径D＝300mm，总高度Hb＝2000mm的圆形曝气生物滤池，布水区高度H1＝250mm，曝气区高度H2＝250mm，填料层高度H3＝1000mm(包括下层填料层高度a＝700mm的不规划碎状陶粒滤粒区，上层填料层高度b＝300mm的球状颗粒陶粒滤料区)，清水区c＝500mm(包括清水排水区高度H4＝400mm，超高H5＝100mm)。当污泥负荷为4.0kgCODcr/(kgMLSS·d)，滤头设置5个，滤速1.0m3/(h·m2)，气水比4:1时，其对中浓度印染废水中的CODcr、SS、色度的平均去除率分别达到60％、90％和85％，可将印染废水中的CODcr、SS、色度从225mg/L、300mg/L、50倍降至50mg/L、10mg/L、5倍以下，满足印染废水回用要求。
本发明的微孔曝气器和滤头均可在市场上选购。
表1 采用本装置和方法处理印染废水的几个实施例

Claims (4)

1、一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)首先将预处理的生化废水泵入曝气生物滤池底部布水区，通过滤头实现自下而上的均匀布水；
2)步骤1)出水进入曝气层，微孔曝气器位于滤头上方，提供微生物代谢所需的氧气；
3)步骤2)出水进入填料层，填料层位于微孔曝气器上方，分上下两层，下层为不规则细碎陶粒，上层为球状颗粒陶粒；在填料层内，废水与附着在陶粒表面上的生物膜进行代谢反应，水质得到进一步的净化，在填料层上部形成清水区；
4)步骤3)出水，进入中水储池，通过泵输送至各个生产工段用水点；
5)还能对对填料层进行气-水联合反冲洗。
2、根据权利要求1所述的一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法，其特征在于：对填料层进行气-水联合反冲洗的步骤是：
a)选用压缩空气进行反冲洗；
b)再启动反冲洗水泵，气水同时反冲洗；
c)最后再用水反冲洗。
3、一种实施权利要求1所述的一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法的装置，其特征在于：包括储水箱(1)、反冲洗水箱(2)、进水泵(3)、反冲洗水泵(4)、滤头(7)、法兰(8)、微孔曝气器(9)、曝气生物滤筒(10)、气泵(13)、曝气生物滤池底座(14)；曝气生物滤池底座(14)下部连接放空管(5)，曝气生物滤池底座(14)上部与曝气生物滤筒(10)下部之间安装滤头(7)，用法兰(8)连接成一整体；储水箱(1)经进水泵(3)与反冲洗水箱(2)经反冲洗水泵(4)用同一根进水管(6)从曝气生物滤池底座(14)下部接入；气泵(13)与微孔曝气器(9)连接后，将微孔曝气器(9)安装在曝气生物滤筒(10)下部，并位于滤头(7)上方；曝气生物滤筒(10)内装有填料层，曝气生物滤筒(10)上部设置出水口(11)和反冲洗出水口(12)。
4、根据权利要求1所述的一种曝气生物滤池用于印染废水深度处理方法的装置，其特征在于：所述填料层的陶粒滤料的粒径为3mm～10mm，球状陶粒滤料的粒径为10mm～15mm，两层滤料的规格为：堆积密度0.70-0.90g/cm3，破碎度<0.05％，比表面积>4.8cm2/g，孔隙率30％-40％，磨损率<5.3％，盐酸可溶率<0.5％。
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