CN101913732B - 序批式悬浮填料生物膜污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种序批式悬浮填料生物膜污水处理装置。该装置包括水箱，该水箱经由管路、水泵、配水头后与反应器相连；反应器内装有螺旋搅拌器、与曝气机相连的曝气头和与水泵相连的配水头；水泵、曝气机、螺旋搅拌器以及阀门与时间控制器相连，其特征是上述反应器内还装有悬浮填料；悬浮填料是塑料多面空心球或者聚氨酯网状海绵块；且配水头还与阀门相连通而又起到排水作用。本发明装置同时具有生物膜法和活性污泥法的优点，又采用改进的序批式的运行方式，可以自动控制进水时间、曝气时间、沉淀时间、排水和搅拌时间，保证COD、氨氮和总氮的去除效果，是一种适用于各种污/废水和河水的序批式悬浮填料污水处理装置。

Description

序批式悬浮填料生物膜污水处理装置

技术领域

本发明属于水处理设备领域，特别涉及一种序批式悬浮填料生物膜污水处理装置。

背景技术

生物膜法污水处理是使微生物例如硝化菌和反硝化菌固着在填料表面，呈膜状生长，来实现污水处理的技术。一般可分为生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等，虽然它们的结构差别很大，但其基本原理相同，即通过废水与生物膜的接触，进行固液两相的传质，通过生物膜进行有机物的生物降解，使废水得以净化。生物膜法具有较高的处理效率，对于受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果。但生物膜法的微生物挂膜技术还存在许多没有解决的问题。

如今，污水生物处理技术不断完善，但从目前国内外的应用情况看，现有污水生物处理工艺还存在工艺流程较为复杂，需较大的占地面积和较高的基建投资，且运行的维护和管理难度较大等缺点。利用活性污泥和生物膜的复合工艺在解决传统工艺存在的问题时有其独到的特性和优点。活性污泥法具有处理能力大、处理效率高和出水水质好的优点，其各种变形工艺具有较好的脱氮除磷性能，在城市污水处理中得到了广泛的应用；其缺点是运行不够稳定，易产生污泥膨胀和污泥产量大，对低浓度污水的处理效果较差。生物膜法具有运行稳定、剩余污泥少、管理简单、对氨氮和难降解污染物去除能力强、能够适应较大水质范围变化等优点；其中固定填料生物膜污水处理装置的缺点有：填料和其支撑结构需要较高的初期投资，生物膜脱落产生的细小颗粒不易沉降造成出水浊度较高，填料容易堵塞，总氮和总磷的去除能力较弱。

目前已有生物膜法的相关专利报道，申请号200910069639.4的中国专利申请，以连续曝气-间歇曝气工艺为基础，反应器内投加活性污泥，以浮动曝气链为曝气装置，但浮动链上悬挂填料上的生物膜只起辅助作用。专利《生物接触氧化池中填料的挂膜方法》(专利号ZL200710061583.9)，不能完全满足生物膜上硝化菌和反硝化菌的生长，达到去除总氮的目的。专利《污水好氧生物膜处理装置》(专利号ZL 02157780.3)，采用固定填料上附生物膜，但脱落的生物膜容易堵塞填料，显然影响污水处理效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种序批式悬浮填料生物膜污水处理装置，即结合活性污泥法和生物膜法装置的优点，提供一种能适应低浓度污/废水和河水，能有效去除COD、氨氮和总氮，使出水COD、氨氮和总氮均能达到城市污水处理一级排放标准的悬浮填料床污水处理装置，以弥补现有技术的不足。

本发明的装置包括水箱，该水箱经由管路、水泵、配水头后与反应器相连；反应器内装有螺旋搅拌器、与曝气机相连的曝气头和与水泵相连的配水头；水泵、曝气机、螺旋搅拌器以及阀门与时间控制器相连，其特征是上述反应器内还装有悬浮填料，且配水头还与阀门相连通而又起到排水作用。

本发明改进的序批式悬浮填料生物膜污水处理反应器的创立原理是基于活性污泥法和生物膜法的结合，既同时具有生物膜法和活性污泥法的优点，又具有序批式SBR运行方式带来的好处。通过投加悬浮填料作为微生物附着生长的填料，增加反应器中的污泥浓度，提高硝化细菌和反硝化细菌的固着量、增强抵御外界环境变化的能力和抗冲击负荷的能力，从而也强化了系统对COD、氨氮和总氮的去除能力。特别是当活性污泥法和生物膜法的处理效果达到极限时，序批式悬浮填料床污水处理工艺将会显现出其独特优势。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明采用的填料为悬浮填料，使用该类型填料使反应器兼有活性污泥法和生物膜法的优点，水力停留时间短，出水水质好；

2.本发明在反应器内设螺旋搅拌器，保证填料与基质充分接触而获得充足的营养，发挥所有悬浮填料生物膜的作用，提高污水处理效率；

3.本发明采用序批式的运行方式，可以自动控制进水时间、曝气时间、沉淀时间、排水时间和搅拌时间，保证COD、氨氮和总氮的去除效果。

本发明设备简单，操作简便，易于控制，投资小，耗能少。并且污泥产生量小，污水处理效果好，是一种适用于各种污/废水和河水的序批式悬浮填料污水处理装置。

附图说明

图1：本发明的装置结构示意图。

其中：1水箱、2水泵、3时间控制器、4阀门、5曝气机、6配水头、7曝气头、8悬浮填料、9反应器、10螺旋搅拌器、11管路。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的装置包括水箱1，该水箱1经由管路11、水泵2、配水头6后与反应器9相连；反应器9内装有螺旋搅拌器10、与曝气机5相连的曝气头7和与水泵2相连的配水头6；水泵2、曝气机5、螺旋搅拌器10以及阀门4与时间控制器3相连，其特征是上述反应器9内还装有悬浮填料8，且配水头6还与阀门9相连通而又起到排水作用。

上述悬浮填料8是塑料多面空心球或者聚氨酯网状海绵块；上述塑料多面空心球是半径20mm，密度0.13g/cm³的球体。

本发明的装置采用改进的序批式方法运行，包括如下步骤：在进水阶段：开启水泵2，同时关闭阀门4、曝气机5和螺旋搅拌器10；好氧曝气阶段：关闭水泵2和阀门4，开启曝气机5和螺旋搅拌器10；缺氧反应阶段：关闭水泵2、阀门4和曝气机5，开启螺旋搅拌器10；沉淀阶段：关闭水泵2、阀门4、曝气机5和螺旋搅拌器10；排水阶段：关闭水泵2、曝气机5和螺旋搅拌器10，打开阀门4。反应器运行过程中，在好氧曝气阶段和缺氧反应阶段开启螺旋搅拌器10，保证废水与悬浮填料8的充分接触，提高污/废水和河水处理效率。

实施例1

上述反应器9的容积为10L，内加悬浮填料8是塑料多面空心球填料(半径20mm、密度0.13g/cm³)，启动挂膜成功后，开始进水，进水的污水水质为：COD_Cr120～140mg/L，NH₄ ⁺-N25～30mg/L，TN 30～35mg/L，pH 7～7.2。采用的运行条件为：瞬时进水，缺氧搅拌反应2h，好氧曝气反应6h，缺氧搅拌反应3h，沉淀1h，瞬时排水。处理效果：COD去除率为85.6％，氨氮去除率为100％，总氮去除率为67.3％，出水水质达到城市污水一级排放标准。

实施例2

上述反应器9的容积为10L，内加的悬浮填料8是聚氨酯网状海绵块，启动挂膜成功后，开始进水，进水的污水水质为：COD_Cr120～140mg/L，NH₄ ⁺-N 25～30mg/L，TN 30～35mg/L，pH 7～7.2。采用的运行条件为：瞬时进水，缺氧搅拌反应2h，好氧曝气反应6h，缺氧搅拌反应3h，沉淀1h，瞬时排水。本发明的COD的去除率为81.2％、NH₄ ⁺去除率为100％、总氮去除率为62.8％。

Claims (4)

1.一种序批式悬浮填料生物膜污水处理装置，包括水箱(1)，该水箱(1)经由管路(11)通过水泵(2)、配水头(6)后与反应器(9)相连；反应器(9)内装有螺旋搅拌器(10)、与曝气机(5)相连的曝气头(7)和与水泵(2)相连的配水头(6)；水泵(2)、曝气机(5)、螺旋搅拌器(10)以及阀门(4)与时间控制器(3)相连，其特征在于上述反应器(9)内还装有悬浮填料(8)，且配水头(6)还与阀门(4)相连通而又起到排水作用。

2.如权利要求1所述的一种序批式悬浮填料生物膜污水处理装置，其特征在于上述悬浮填料(8)是塑料多面空心球或者聚氨酯网状海绵块。

3.如权利要求2所述的一种序批式悬浮填料生物膜污水处理装置，其特征在于上述塑料多面空心球是半径20mm，密度0.13g/cm³的球体。

4.权利要求1所述的一种序批式悬浮填料生物膜污水处理装置，采用序批式方法运行，包括进水阶段：开启水泵(2)进水，同时关闭阀门(4)、曝气机(5)和螺旋搅拌器(10)；好氧曝气阶段：关闭水泵(2)和阀门(4)，开启曝气机(5)；缺氧反应阶段：关闭水泵(2)、阀门(4)和曝气机(5)；沉淀阶段：关闭水泵(2)、阀门(4)、曝气机(5)和螺旋搅拌器(10)；和排水阶段：关闭水泵(2)、曝气机(5)和螺旋搅拌器(10)，经由阀门(4)排水，其特征在于，在好氧曝气阶段和缺氧反应阶段开启螺旋搅拌器(10)以保证废水与悬浮填料(8)充分接触。

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