CN101885553B - 固定繁衍微生物污水净化处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理技术领域。一种固定繁衍微生物污水无泥净化处理装置，其曝气池中部设置有一阻气槽，阻气槽把曝气池内分割成左、右两部分，生物巢被排放在阻气槽所分割的左、两部分内并用网格固定，曝气管道的出口位于阻气槽中。处理污水时，集水池中收集的污水流经调整池调和水质后进入曝气池通过生物巢上的三层生物膜处理净化，净化后的水到沉淀池沉淀淤泥，最后到消毒池消毒杀菌达标后排放。本发明中所处理的污水中的有机物由微生物分解、降解，符合环保要求，其工艺简单、成本低，系统处理稳定且无污泥排出，可广泛应用于有机工业废水和城市生活污水的处理。

Description

固定繁衍微生物污水净化处理方法及装置

技术领域

本发明涉及工业及生活污水处理技术领域，特别涉及通过曝气方式采用微生物对微污染源水、有机工业废水与城市生活污水进行处理的技术。

背景技术

随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，城市居住人口迅速增多，人口密集带来大量的生活污水，小工厂散布产生大量的工业废水，这些未经处理的生活污水、未经处理或处理不达标的工业生产废水排放亦随之增多，水体中的有机污染物在水中溶解氧充足时，可以被好氧微生物分解而逐步获得净化；但长时间不间断的排污，当有机污染物负荷过高时，超出河涌水体所能容纳的限度，水中的溶解氧会迅速被消耗而呈缺氧状态，河涌水体变得富营养化，水体便发黑发臭；浮游性水生植物因此获得迅速生长的空间，随着这些植物的快速增多，水中的溶解氧也会更加耗竭，由于缺氧，水中鱼类及其他水生动物的生存直接受到威胁，直至死亡、尸体腐败，进一步污染水体及出现恶臭，如此恶性循环不断。久之整条河涌将变得臭气熏天、水体乌黑、淤泥增多，直致河涌变为“毒泥涌”，严重的影响了周边的环境，甚至连最基本的居住环境需求都达不到，河涌其他作用如旅游、娱乐、调节气候等各项生态功能不复存在。

目前，我国城市污水处理厂普遍采用的工艺为普通活性污泥法、氧化沟法、SBR(间歇式活性污泥)法、A-B法等，与美国、德国等发达国家所采用的技术与工艺几乎在同一水平上，这些技术必须配套大规模的网管来收集污水进行集中式的治理，投资费用十分高昂。

活性污泥法因其处理过程中不需添加任何其他化学药品，具有环保而不再污染环境的特点，而被广泛应用。常规的活性污泥法因为微生物的含量低，因此，对于高浓度的有机污水处理效果差，也不觉备生物脱氮的功能。近年来，通过对污水的不断研究，对于高浓度的有机污水的治理开始采用微生物固化技术，该技术将能够降解污水中有机物的微生物固定在一种载体上，需处理的无说自上而下或者自下而上穿过有微生物附着的载体来完成污水处理。该工艺采用的微生物载体，多采用颗粒状的陶粒以及塑料空心球内充填填料座位微生物载体。陶粒载体由于比重大于水，沉降在池底的承托层上，容易造成结膜堵塞污水通道。在使用的过程中就必须通过反冲的方法打通水道，操作复杂不便于管理；塑料空心球内充填填料作为微生物载体，因空心求内的填料不具备高吸水性，所以微生物的附着力差，因此其在工业化使用当中对于高浓度有机污水的处理也不理想。

另外，现有的利用微生物生活处理污水的工艺中，大多是采用膜生物反应器或处理装置处理污水。如，中国专利200620134776.3所公开的利用微生物进行水处理的《一种新型水处理器》，该处理器内设置网架结构，在网架结构上放置生物巢，生物巢由适合微生物附着的基质材料组成。该处理器的处理方式是，废水由进水口进入容器内，废水中含有的污染物被附着于放置在网架结构上的基质材料上的微生物吸附，污染物被吸附后的废水由出水口流出。这类把生物载体设置在反应器或处理装置中处理技术，工艺复杂，运行管理成本高，还有待进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、无污泥产生、设备简单且环保的固定繁衍微生物污水无泥净化处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明实现的技术方案是：

一种固定繁衍微生物污水无泥净化处理工艺，包括有以下步骤：

A、将污水管道收集的污水通过筛网过滤固体杂物后汇入集水池，然后通过水泵将集水池污水引入调整池；

B、在调整池中调和水质，以便适合微生物生存，调整水质后的污水用斜筛过滤污水中含有的泥沙；

C、调和水质后的污水引入曝气池中，曝气池底固定有生物巢，引入到曝气池中污水会把生物巢淹没，曝气池中安装有曝气装置，通过曝气装置使淹没生物巢的污水循环流动，随着污水的循环在生物巢表面由内向外挂上厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜；同时污水中的有机物会被生物膜分解而净化；

D、经过上述步骤净化的污水，在沉淀池中沉淀并把淤泥压回调整池再次处理，沉淀池中溢出的清水流入消毒池，在消毒池中消毒杀菌厚后的洁净水输送到清水储存池中待用。

上述技术方案中的调整池底安装有曝气盘，通过所述曝气盘的搅拌来促进污水进行有氧分解，防止污水在池中产生沉淀物和避免水质腐化产生臭气。曝气池在好氧环境中控制水中溶解氧DO为2-3mg/L，缺氧环境中控制水中溶解氧DO为0.5-0.7mg/L，水中溶解氧DO的量通过控制曝气装置的曝气量来调整。曝气池运行条件是：水温控制在10～43℃，pH值控制在6.1～8.3。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种成本低、无污泥产生、设备简单且环保的固定繁衍微生物污水无泥净化处理装置。

为解决上述技术问题，本发明实现的技术方案是：

设计一种固定繁衍微生物污水无泥净化处理装置，包括依次连接的与污水管道连通的集水池、调整池、曝气池、沉淀池和消毒池，其特征在于：所述的曝气池中安装有曝气装置和生物巢，曝气池中部设置有一阻气槽，阻气槽把曝气池内分割成左、右两部分，生物巢被排放在阻气槽所分割的左、两部分内并用网格固定，曝气装置包括有从曝气主管上引出的曝气管道，曝气管道的出口位于阻气槽中，曝气主管与空气压缩机相连接。

作为上述技术方案的改进，曝气池池壁上还设置有“T”型溢流管；所述的生物巢包括一马鞍形主板，主板的上下两端面上，与主板的端面相垂直分别设置有枝片和副枝片，所述的枝片和副枝片在主板的端面上交叉布置，所述主板、枝片和副枝片的整体外形构成一球形。

本发明相比现有技术具有以下显著效果；

1、本发明中所处理的污水中的有机物由微生物分解、降解，不需添加任何其他化学药品(消毒剂除外)，不再污染环境，符合环保要求。

2、本发明工艺设计简单，可依实际所需或场地局限而设计，占地面积小，投资成本低；运营过程无化学药物的消耗及后续的污泥处理费用，故运营成本较低。而且污水流程各系统简单化，经过集合池、调整池、生化池、沉淀池至清水储存排放池就可以处理好。

3、本工艺系统稳定性好、能适应负荷变化大的水质：系统采用淹没式固定生物膜，利于微生物高度聚集及菌群的多样性，尤其厌氧区、缺氧区、好氧区三个区间共存，协同作用倍增，能承受负荷变化大的水质，能保持出水稳定性。

4、本发明处理工艺中无污泥排出：由于领先的设计及微生物驯化技术，生物膜中的高营养级的微生物将污水中的有机物代谢转移为能量，合成新细胞，故剩余污泥极微，不必排出污泥不需要安装污泥压滤机。

附图说明

图1本发明的处理工艺流程图；

图2是本发明所采用曝气池的结构示意图；

图3是曝气池底生物巢的裸露出的构造示意图

图4是本发明中生物巢的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1～4，一种固定繁衍微生物污水无泥净化处理装置，由与收集污水管道连通的集水池、调整池、曝气池、沉淀池和消毒池构成，集水池、调整池、曝气池、沉淀池和消毒池依次连通，集水池中收集的污水流经调整池调和水质后进入曝气池净化，净化后的水到沉淀池沉淀淤泥，最后到消毒池消毒杀菌。

集水池入口安装筛网，污水管道收集的污水进入集水池，首先经过一次筛网过滤，过滤掉污水中含有的物体杂物和垃圾。

调整池边斜筛，斜筛收集到的污水回流到调整池中。调整池中设置有水泵，水泵入口设置在调整池底，出口位于斜筛处。调整池中水泵工作，在把池底含污泥、细沙的污水抽到斜筛过滤。

由于调整池的水量变化很大，必须在调整池内均化水质与水量。处理时在离调整池底部50cm处安装曝气盘(1个/2.5m²)，通过上流式曝气，促进污水进行有氧分解，同时起到搅拌作用，防止污水在池中产生沉淀物和避免水质腐化产生臭气，曝气量按0.6m³(气)/m³(水).h计算供给。

调整池一边连接集水池，另一侧边连接曝气池，曝气池根据需要可以设置多个，实现多级曝气、净化污水。例如当有四个曝气池时，四个曝气池依次相接，曝气池池壁上还设置有“T”型溢流管5。调整池调和水质后的污水进入第一个曝气池，经过第一个曝气池净化处理后的污水再到第二个曝气池继续曝气净化，依次类推。

本实施例中各曝气池中的结构类似，每一曝气池中安装有曝气装置和生物巢，曝气池中部设置有一阻气槽1，阻气槽把曝气池内分割成左、右两部分，生物巢2被排放在阻气槽1所分割的左、两部分内并用网格3固定。曝气装置包括有从曝气主管4上引出的曝气管道41，曝气管道的出口位于阻气槽中，曝气主管与空气压缩机相连接。

所述的生物巢2包括一马鞍形主板，主板的上下两端面上，与主板的端面相垂直分别设置有枝片和副枝片，所述的枝片和副枝片在主板的端面上交叉布置，所述主板、枝片和副枝片的整体外形构成一球形。其中主板、枝片和副枝片上分别开设有多个孔。

这种结构的生物巢，采用马鞍状的主板，使得其具有流动的空间；主板、枝片和副枝片上的开孔设计，也有利用流体的流动。该生物巢填料结构，使得污水流动无死角，流体内的污染物及氧容易与调料表面接触，在生物巢表面容易生成生物膜。枝片和副枝片的设置，一方面可以固定填料的位置，另一方面可增加填料的表面积，使生物膜增加。由于枝片和副枝片是在生物巢的所形成的立体空间内，所以这种结构的生物巢填料上所产生的生物膜也构成立体网状生物膜，容易使得污水中的有机物挂上去，形成良好的生物膜体系。

本发明的曝气池结构，采用生物巢被固定在曝气池底，曝气管设置在曝气池中部，曝气池中的污水把生物巢全部淹没，在充足的曝气循环中，在生物巢表面逐渐形成厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜，三层生物膜同时存活及工作，发挥各自作用，协同对污水中的污染物进行分解处理。淹没在污水里的生物巢上的生物膜使用越久，菌群的分解处理能力越高效，水质更稳定。

根据需要多级生物净化的污水达标后通过设置在曝气池壁上的溢流管5引导到沉淀池中，在沉淀池中静置沉淀，沉淀池底设置有与调整池相同的管道，管道通过高压气体形成输送动力。如果沉淀池中产生淤泥，则打开气阀把淤泥压回调整池再次循环。

消毒池中根据不同的污水来源配设不同的消毒物质，例如可以在消毒池边设置二氧化碳排放器等。消毒杀菌后的达标后的洁净水即可排放重复利用。

本发明的固定繁衍微生物污水无泥净化处理工艺，具体包括有以下步骤：

将污水管道收集的污水通过筛网过滤固体杂物后汇入集水池，然后通过水泵将集水池污水引入调整池；在调整池中调和水质，以便适合微生物生存，调整水质后的污水通过斜筛过滤污水中含有的泥沙；调和水质后的污水引入曝气池中，曝气池底固定有生物巢，引入到曝气池中污水会把生物巢淹没，曝气池中安装有曝气装置，通过曝气装置使淹没生物巢的污水循环流动，随着污水的循环在生物巢表面由内向外挂上厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜；同时污水中的有机物会被生物膜分解而净化。

生物曝气池是净化污水的核心组成，在生物巢可形成了厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜，三层生物膜同时存活，也就在同时实现了硝化、反硝化和除碳的处理作用；同时也实现了在厌氧条件下除磷菌出现磷的有效释放，在好氧条件下合成聚磷酸盐，加速微生物生长和污水除磷脱氮，处理过程无明显的臭气产生，减少污泥的形成、排出，无二次污染。

曝气池中的曝气空气压力不仅仅只是供氧，还涉及到促使污水产生绕流的动能供给，在好氧环境中控制水中DO(溶解氧)为2-3mg/L，缺氧环境中控制水中DO为0.5-0.7mg/L，该阶段通过控制风机曝气量来达成。曝气池中污水处理时生物膜最佳运行条件：温度为10～43℃，pH值为6.1～8.3，虽然鼓风机曝气时会导致空气升温约8-12℃，但这不会影响治理效果，因此也不需要特别对温度进行控制。

经过曝气净化的污水，在沉淀池中沉淀并把淤泥压回调整池再次处理，沉淀池中溢出的清水流入消毒池，在消毒池中消毒杀菌厚后的洁净水输送到清水储存池中待用。

Claims (4)

1.一种固定繁衍微生物污水无泥净化处理工艺，包括有以下步骤：

A、将污水管道收集的污水通过筛网过滤固体杂物后汇入集水池，然后通过水泵将集水池污水引入调整池；

B、在调整池中调和水质，以便适合微生物生存，调整水质后的污水用斜筛过滤污水中含有的泥沙；

C、调和水质后的污水引入曝气池中，曝气池底固定有生物巢，引入到曝气池中污水会把生物巢淹没，曝气池中安装有曝气装置，通过曝气装置使淹没生物巢的污水循环流动，随着污水的循环在生物巢表面由内向外挂上厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜；同时污水中的有机物会被生物膜分解而净化；

D、经过上述步骤净化的污水，在沉淀池中沉淀并把淤泥压回调整池再次处理，沉淀池中溢出的清水流入消毒池，在消毒池中消毒杀菌后的洁净水输送到清水储存池中待用；

所述的调整池底安装有曝气盘，通过所述曝气盘的搅拌来促进污水进行有氧分解，防止污水在池中产生沉淀物和避免水质腐化产生臭气，

所述曝气池运行条件是：水温控制在10～43℃，pH值控制在6.1～8.3。

2.一种固定繁衍微生物污水无泥净化处理装置，包括依次连接的与污水管道连通的集水池、调整池、曝气池、沉淀池和消毒池，其特征在于：所述的曝气池中安装有曝气装置和生物巢，

曝气池中部设置有一阻气槽(1)，阻气槽把曝气池内分割成左、右两部分，生物巢(2)被排放在阻气槽所分割的左、右两部分内并用网格(3)固定，

曝气装置包括有从曝气主管(4)上引出的曝气管道(41)，曝气管道的出口位于阻气槽中，曝气主管与空气压缩机相连接。

3.根据权利要求2所述的固定繁衍微生物污水无泥净化处理装置，其特征在于：所述的生物巢(2)包括一马鞍形主板，主板的上下两端面上与主板的端面相垂直分别设置有枝片和副枝片，所述的枝片和副枝片在主板的端面上交叉布置，所述主板、枝片和副枝片的整体外形构成一球形。

4.根据权利要求2所述的固定繁衍微生物污水无泥净化处理装置，其特征在于：所述的曝气池池壁上还设置有“T”型溢流管(5)。

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