CN101973631A

CN101973631A - 适于农村使用的污水处理反应器

Info

Publication number: CN101973631A
Application number: CN 201010551457
Authority: CN
Inventors: 陈卫; 郑晓英; 程士俊; 王永才; 朱宁伟; 武迪; 许旻; 何玉洁
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2030-11-18
Also published as: CN101973631B

Abstract

适于农村使用的污水处理反应器，其特征在于从反应器入口至出口依次设置缺氧区、好氧区、厌氧区、沉淀区，其中好氧区设置在厌氧区上方，两者与缺氧区以及沉淀区之间分别设置隔板，沉淀区底部与厌氧区之间的隔板上设置污泥回流缝；缺氧区内填充组合填料，好氧区、厌氧区内填充组合填料、弹性填料以及蜂窝填料。反应器内还设置中心气提管，中心气提管出口处安装调节阀门与管道。实现气提液的分配，使污水在反应器内形成循环；反应器中心的气提管连接外部鼓风机，采用间歇曝气的方式控制各区的溶解氧量。该反应器自动运行，基本实现污泥零排放，出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准的要求，在农村污水处理领域中有很好的推广前景。

Description

适于农村使用的污水处理反应器

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体地说是适合处理农村分散污水的高效脱氮除磷反应器。

背景技术

随着我国农村地区经济的飞速发展，农村水环境问题日益受到人们的关注。农村污水的随意排放已经成为对周边河道和湖泊等水体环境影响极大的“面源污染”。由于村镇居民的生活区较为分散，且远离市政管网，村民生产生活所产生的污水具有以下的特点：1、污染面广、总体污水量大，流量波动大，主要集中在早中晚三个时间段，单元来水流量较小，排放不规律，水质易受到外界环境的影响发生较大波动，如雨天、冲厕等，对水处理设备的耐冲击负荷要求高。2、污水主要成分是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水，有机物和氮、磷等营养物含量高，有机碳源不足，导致系统反硝化和吸磷竞争碳源，反硝化和除磷效能差，总氮和总磷去除率比较低。因此农村污水不能像城市污水那样统一收集处理。

国内针对农村生活污水的处理方法有很多，常见的有人工湿地、蚯蚓滤池、A/A/O工艺等。人工湿地、蚯蚓滤池主要利用植物、动物与微生物的协同作用去除污染物，这类处理方法易受季节影响，出水水质不稳定，秋、冬季超标的情况时有发生。传统A/A/0脱氮除磷工艺采用悬浮活性污泥法，硝化、反硝化对环境要求相对较高，因此需将好氧、缺氧、厌氧区严格分开，硝化、反硝化分别在不同的工艺单元进行，出水前还需设沉淀池，工艺流程相对复杂。此外，该系统需要搅拌、曝气、污泥回流设施，污泥处理系统，因此投资大、技术要求高和运行支出较大，适用于规模流量、管理技术成熟、管理队伍稳定的城镇污水处理。然而，农村地区管理与技术力量薄弱，需要施工调试易行、操作简便，运行可靠、费用合理的处理系统。因此，现在亟待开发适合农村分散污水特征的高效处理设施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效处理农村污水，并能改善农村周边水体环境的水处理设备。

适于农村使用的污水处理反应器，从反应器入口至出口依次设置缺氧区、好氧区、厌氧区、沉淀区，好氧区设置在厌氧区上方，两者与相邻的缺氧区以及厌氧区之间分别设置隔板，沉淀区底部与厌氧区之间的隔板设置污泥回流缝，反应器还设置中心气提管，使污水在反应器内形成循环；中心气提管出口处安装调节阀门与管道，实现气提液的分配，即中心气提管的25％污水回流至缺氧区，75％的污水在好氧、厌氧区形成循环处理。

适于农村使用的污水处理反应器，缺氧区内填充组合填料，好氧区、厌氧区内填充组合填料、弹性填料以及蜂窝填料。

前述的适于农村使用的污水处理反应器，底部还设置有中心气提曝气管，曝气方式是间歇曝气，即8min曝气、2min停曝。好氧区的溶解氧控制在2.0～4.0mg/L(曝气时是3.0～4.0mg/L，停曝时是2.0～2.5mg/L)；缺氧区溶解氧控制在0.5～1.0mg/L，厌氧区溶解氧控制在0.5mg/L以下。

本发明通过控制气提回流量，在反应器内形成厌氧-缺氧-好氧分布，并在缺氧区设置组合填料，在好氧、厌氧区设置了组合填料、弹性填料和蜂窝填料。这些填料起着承担固定微生物的作用，微生物呈附着状生长在填料表面，抗冲击负荷性好。本发明综合采用生物膜吸附与生物降解技术，集合污染物截留、有机物降解、脱氮除磷等功能于一体，反应器中间设有气提管，一方面对反应器内曝气充氧，另一方面将污水提升并重新分配，25％的污水回流至缺氧区，75％的污水在好氧、厌氧区形成循环处理，通过反复的气提回流，大大增加了污水与填料接触时间，强化工艺整体脱氮除磷功效，并且对SS(悬浮物固体浓度)也有较高的去除率。沉淀区实现SS去除、污泥回流以及上清液排放，沉淀时间仅需0.8h，而传统A/A/O系统的二沉池总停留时间大于3h。通过间歇曝气方式将好氧区内的溶解氧控制在2.0～4.0mg/L，以减少硝化回流液中溶解氧对反硝化的抑制作用，稳定脱氮功效。将缺氧区溶解氧控制在0.5～1.0mg/L，底部厌氧区溶解氧控制在小于0.5mg/L。反应器可以实现自动化运行，操作管理方便，克服了常规工艺流程复杂、能耗高的问题；污泥产生量少，基本实现污泥零排放，运行成本0.3元/m³，降低了系统投资与运行成本，而传统A/A/O系统运行成本为0.6-0.7元/m³。出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准的要求。在农村污水处理领域中有很好的推广前景。

附图说明

图1是反应器的俯视图；

图2是反应器的正视图；

图1和图2中主要标记的说明：1进水管、2气提管、3出水管、4通风口、5气提量调节阀、6填料安装支架、7组合填料、8弹性填料、9蜂窝填料、10缺氧区、11好氧区、12厌氧区、13沉淀区、14污泥回流缝；

图3是实施效果示意图。

其中图3a是运行期间COD的去除效果，图3b是运行期间NH₄ ⁺-N的去除效果，图3c是运行期间TN的去除效果，图3d是运行期间TP的去除效果。

具体实施方式

本发明采用的填料均购自江苏省新源环保有限公司，其中组合填料圆片直径120mm，串距30mm，弹性填料直径120mm，串距30mm，所述的蜂窝填料孔径55mm，高度均为1.2m。

图1是反应器的俯视图，图2是反应器的正视图，参照图1、2所示，适于农村使用的污水处理反应器，规格12m³/d。从反应器进水管1至出水管3依次设置缺氧区10、好氧区11、厌氧区12、沉淀区13，其中厌氧区设置在反应器的底部，好氧区11设置在厌氧区12上方，好氧区、厌氧区与缺氧区以及沉淀区之间分别设置隔板，沉淀区13底部设置污泥回流缝14。反应器内安装支架6以实现填料的填充，其中缺氧区10填充组合填料；好氧区11、厌氧区12填充组合填料、弹性填料和蜂窝填料。这些填料主要承担固定微生物、作为微生物生长载体的功能。该反应器内微生物附着在填料表面生长，实现污染物的降解与去除。其中蜂窝填料不仅具有污染物降解的功能，还可以改变水的流态，有利于较大颗粒物的有效沉淀，减轻沉淀区的沉淀负荷。

反应器设置中心气提管2，使污水在反应器内形成循环；中心气提管出口处安装调节阀门5与管道，实现气提液的分配，即中心气提管的25％污水回流至缺氧区，75％的污水在好氧、厌氧区形成循环处理。

反应器还设置有曝气管，采用间歇曝气的方式，即8min曝气、2min停曝。采用间歇曝气方式，好氧区溶解氧曝气时间为4.0～3.0mg/L和停曝气时间为2.0～2.5mg/L，缺氧区溶解氧控制在0.5～1.0mg/L；厌氧区溶解氧小于0.5mg/L。

运行过程：以某农村分散生活污水为进水条件，进水流量为12t/d，污水由管网收集后，经细格栅后进入调节池，再经污水提升泵输入反应器，污水经过缺氧区10进入反应器底部的厌氧区12，再由连接外部鼓风机的气提管2提升至好氧区11，然后一部分硝化液回流进入缺氧区10，如此使污水在反应器内不断循环与填料接触。好氧区溶解氧曝气时为4.0～3.0mg/L和停曝气时为2.0～2.5mg/L，缺氧区溶解氧控制在0.5～1.0mg/L，厌氧区溶解氧小于0.5mg/L的条件下，考察反应器降碳脱氮除磷效能。沉淀区13主要承担沉淀和上清液排放的功能，另外在沉淀区13底部设置污泥回流缝14，可将沉淀的污泥回流到反应器内，有效保障出水稳定。水质指标见表1和图3。试验结果表明：在反应器挂膜稳定运行后，出水COD、NH₄ ⁺-N、TN和TP的平均去除率为69.1％、68.2％、52.6％及60.0％，可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准的要求。

表1反应器进出水水质的各项指标

水质指标	COD(mg/L)	BOD₅(mg/L)	NH₄ ⁺-N(mg/L)	TN(mg/L)	TP(mg/L)
						进水	78.82～212.01	23.56～94.35	21.87～38.59	23.84～38.97	0.95～2.76
进水平均值	146.20	72.16	29.76	31.92	1.97
						出水平均值	44.23	15.34	9.12	15.11	0.77
标准限值^*	60	20	8(15)	20	1

注：表中为2010年2月-3月运行数据。

Claims

1.适于农村使用的污水处理反应器，其特征在于从反应器入口至出口依次设置缺氧区、好氧区、厌氧区、沉淀区，其中好氧区设置在厌氧区上方，两者与缺氧区以及沉淀区之间分别设置隔板，沉淀区底部与厌氧区之间的隔板上设置污泥回流缝；各区均填充填料，反应器内还设置中心气提管，中心气提管出口处安装调节阀门与管道。

2.根据权利要求1所述的适于农村使用的污水处理反应器，其特征在于所述的缺氧区内填充组合填料，好氧区、厌氧区内填充组合填料、弹性填料以及蜂窝填料。

3.根据权利要求1所述的适于农村使用的污水处理反应器，其特征在于在反应器的中心设置气提管。

4.根据权利要求3所述的适于农村使用的污水处理反应器，其特征在于中心气提管采用间歇曝气的方式。

5.根据权利要求4所述的适于农村使用的污水处理反应器，其特征在于间歇曝气的时间是8min曝气，2min停曝。