CN102153247B - 一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法及系统，所述的方法包括如下步骤：将污水送至沉砂集水池；经沉砂处理后的污水送入调整池，然后送入生物耦合净化池；经过生物耦合净化池净化的水输送至生物滤池中最后过滤去除混有的悬浮物，出水引至消毒池中进行消毒杀菌；经过消毒杀菌后的最后出水可以排放或回收利用。所述的系统包括顺序相连沉砂集水池、调整池、生物耦合净化池、生物滤池和消毒排放池。本发明生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法及系统具有设备使用寿命长、日常运营维护简单、低能耗、高效率、低成本、无污泥及臭气等二次污染物产生，实现同步脱氮除磷和分解含碳有机物的优点。

Description

一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法及系统

技术领域

本发明涉及工业及生活污水生化净化处理技术领域，特别涉及通过利用微生物以低能耗方式对含碳、氨氮、磷及相关有机污染物的有机工业废水与城市生活污水同步进行净化再生处理的技术。

背景技术

随着社会经济的发展，城市居住人口迅速增多，带来了大量的生活污水，散布的小工厂也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废水排放亦随之增多，当有机污染物负荷过高时，超出容纳水体所能稀释降解的限度时，容纳水体中的溶解氧会迅速被消耗而呈缺氧状态，容纳水体渐变得富营养化，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，水中的溶解氧会更快耗竭而致缺氧，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，导致污染水体并出现恶臭，如此恶性循环不断。久之整个容纳水体区域将变得臭气熏天、水体乌黑、淤泥增多，直致变为“毒泥滩”，严重的影响了周边的环境。

早期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。

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，已不适应目前的处理出水要求。近年来，通过对生物滤池处理污水的不断深入研究，对于有机污水开始采用微生物固化生物滤池技术（在污水处理池中安装固定有够降解污水中有机物的微生物的载体，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。）取得众多的成功案例，获得了一定数量的生物膜净化污水的技术成果。该工艺多采用颗粒状的陶粒作为填料载体，其比重大于水，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，因此无法适应大规模推广使用。

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。该类生物膜法处理器的处理方式是，废水由进水口进入生物膜容器内，较大的压力促使废水中含有的污染物及微生物被过滤附着于内侧形成生物膜进行底物分解，水则通过物理性滤膜过滤得到净化由出水口流出。这类型的生物膜处理装置，在日常运营中，管理人员技术基础要求高，工艺复杂，需要反复的反冲洗以防堵塞，物理性滤膜使用寿命有限，运营能耗高，经营成本高昂，建设投资成本高。

目前无论是采用何种的污水处理工艺建设的污水处理厂，均会产生大量的含水高达80%以上的有机污泥，容易造成二次污染。

发明内容

本发明克服上述现有技术的缺点，所要解决的技术问题是提供一种通过营造适合微生物生长的环境，让淹没于污水中的生物载体表面适于生长并形成固定微生物膜，污水穿流通过其表面而得以净化，同时使设备达到持久耐用、日常运营维护简单、低能耗、高效率、低成本，无污泥臭气等二次污染物产生，真正实现同步脱碳、去氮除磷的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法及相应的处理装置。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法，该生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法包括有以下步骤：

a、          将污水管道收集的污水通过粗格栅过滤去除固体杂物后进入沉砂集水池；

b、          通过水泵将沉砂集水池污水抽取提升通过细格栅过滤少量泥砂后进入调整池，通过循环水泵及连接的射流器，向池底部装敷设的穿孔曝气管通水曝气及搅动水体，使保持水质相对稳定及以免因厌氧而产生臭气；

c、          在调整池调整水质后的污水通过流量计量设备，以便于控制单位时间内进入生物耦合净化池的污水流量，利于运营过程的节能控制；

d、          经过生物耦合净化池净化的水输送至生物滤池中进行最后过滤去除混有的悬浮物以净化处理出水；

e、          在生物滤池中经过过滤的出水引至消毒池中进行消毒杀菌；

f、          经过消毒池进行消毒杀菌后的水可以排放或回收利用；

在生物耦合净化池中固定有生物载体，生物耦合净化池的生物载体

放置于离池底45～55cm高度架空铺设的带孔的层板上，所述孔的直径为3-5cm、孔间隔为10-15cm，在生物载体上方设有不锈钢网将生物载体固定在池子的中间位置以保证生物载体不至于随水流动，生物载体的安装量占生物耦合净化池实际容积55～75%，池底设有穿孔曝气管，所述的曝气管与射流曝气器连接,引入的污水将生物耦合净化池的生物载体淹没，生物耦合净化池通过设有的循环水泵及射流器与在其底部固定安装的穿孔曝气管实现曝气供氧，通过调节单位时间内水的循环总量达到控制生物耦合净化池中溶解氧含量，污水溶解氧保持在1～2mg/L之间，以营造出适合微生物生存的环境，保持高效率完成短程硝化与反硝化的污水生物脱氮除磷净化工作。上述单位时间内水的循环总量占所设计的污水处理站每小时处理量的25%～35%,射流器的供氧速度跟水的循环总量成正比。氧气在水中的转移率与穿孔曝气管安装于池底，污水淹没的深度有关，越深转移率越高。为形成良好的生物膜，每一级的生物耦合污水净化池的污水停留时间最好控制在2～3小时内。

所述的射流曝气器经过穿孔曝气管实现对生物耦合净化池载入空气,来自调整池的污水水流及穿孔曝气管的空气水流互混合上流，经过生物载体，在生物载体表面上由内向外形成厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜会对污水中的氮、磷、氨有机污染物进行吸附、分解而净化。

所述在b步骤中，射流器嚗气供氧的速度与水的循环总量成正比，水汽比在1：0.7～1.2之间，曝气供氧量与水质相关密切，以保持处理池水中的溶解氧在1.0～2mg/L之间为基本，因此循环水泵的循环水量及射流器的进气量以能充分可调为优。

所述的生物耦合净化池数量为一个或者多个。

同时，根据本发明方法设计了一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生

处理系统，包括与污水管网连接的沉砂池，所述的沉砂池与污水量质均化池调整连接，所述的污水量质均化调整池与生物耦合净化池连接，生物净化池与生物滤池连接，生物滤池与消毒排放池连接，所述的生物耦合净化池的池底架空铺设的带孔的层板，在层板的上方放置有多个生物载体，在生物载体上方的生物耦合净化池设有不锈钢网，不锈钢网可以将生物载体固定在池子的中间位置以保证生物载体不至于随水流动，生物载体的安装量占生物耦合净化池实际容积55～75%，池底设有穿孔曝气管，所述的曝气管与射流曝气器连接,引入的污水将生物耦合净化池的生物载体淹没。

作为对上述方案的改进：所述的生物耦合净化池数量为一个或者多个。

作为对上述方案的改进：所述的穿孔曝气管外接循环水泵及射流器。

作为对上述方案的改进：所述的层板架空铺设于在离池底45～55cm的高度位置上。

作为对上述方案的改进：所述的层板设置的孔直径为3～5cm,孔间隔10～15cm。

作为对上述方案的改进：所述的每组生物耦合净化池设置有两级，在一、二级生物耦合净化池中设置有隔离缓冲墙，这样便于大量处理污水作业时，提高污水处理的能力。

本发明与现有技术相比有如下优点：

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、本发明方法构思巧妙，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，经过沉砂集水池、调整池、生物耦合净化池、生物滤池至消毒池，经过消毒池排放水可以排放或回收利用。

   3、本发明方法工艺系统稳定性好、能适应负荷变化大的水质，利用生物耦合净化池所设有的循环水泵及射流器与在其底部固定安装的穿孔曝气管实现曝气供氧，通过调节单位时间内水的循环总量达到控制生物耦合净化池中溶解氧含量，以营造出适合微生物生存的环境，保持高效率完成短程硝化与反硝化的污水生物脱氮除磷净化工作，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，净化效果好，同时能保持出水稳定性。

4、本发明处理方法工艺中无污泥排出，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。

5、利用本发明方法构思的处理装置结构紧凑，构思巧妙，设备达到持久耐用、日常运营维护简单、低能耗、高效率、低成本，无污泥臭气等二次污染物产生，真正实现污水同步脱氮除磷和分解含碳有机物的净化处理。

附图说明

附图1是本发明生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统组成示意

图；

附图2是本发明生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统中的生物耦合净化池的结构示意图；

附图3是本发明生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统的两个生物耦合净化池的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图来对本发明作进一步描述：

本发明公开了一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法，该生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法包括有以下步骤：

a、          将污水管道收集的污水过滤去除固体杂物后进入沉砂集水池；

b、          通过水泵将沉砂集水池污水抽取至带有格栅的调整池，使格栅过滤少量泥砂，调整池底部装设有穿孔曝气管，通过调整池污水量质均化调和水质后，使保持水质相对稳定；

c、          在调整池调整水质后的污水通过流量计量设备及控制单位时间污水流量将污水引入生物耦合净化池；

d、          经过生物耦合净化池净化的水输送至生物滤池中进行沉淀以净化污水的污物；

e、          在生物滤池中经过沉淀的水引至消毒池中进行消毒杀菌；

f、          经过消毒池进行消毒杀菌后的水可以排放或回收利用；

在生物耦合净化池中固定有生物载体，生物耦合净化池的生物载体

放置于离池底45～55cm高度架空铺设的层板上，并在生物载体上方设有不锈钢网将生物载体固定在池子的中间位置以保证生物载体不至于随水流动，生物载体的安装量占生物耦合净化池实际容积55～75%，池底设有穿孔曝气管，所述的曝气管与射流曝气器连接,引入的污水将生物耦合净化池的生物载体淹没，生物耦合净化池通过设有的循环水泵及射流器与在其底部固定安装的穿孔曝气管实现曝气供氧，通过调节单位时间内水的循环总量达到控制生物耦合净化池中溶解氧含量，污水溶解氧保持在1～2mg/L之间，以营造出适合微生物生存的环境，保持高效率完成短程硝化与反硝化的污水生物脱氮除磷净化工作。上述单位时间内水的循环总量占所设计的污水处理站每小时处理量的25%～35%,射流器的供氧速度跟水的循环总量成正比。氧气在水中的转移率与穿孔曝气管安装于池底，污水淹没的深度有关，越深转移率越高。为形成良好的生物膜，每一级的生物耦合污水净化池的污水停留时间最好控制在2～3小时内。

所述的射流曝气器经过穿孔曝气管实现对生物耦合净化池载入空气,来自调整池的污水水流及穿孔曝气管的空气水流互混合上流，经过生物载体，在生物载体表面上由内向外形成厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜会对污水中的氮、磷、氨有机污染物进行吸附、分解而净化。

所述在b步骤中，射流器嚗气供氧的速度与水的循环总量成正比，水汽比在1：0.7～1.2之间，曝气供氧量与水质相关密切，以保持处理池水中的溶解氧在1.0～2mg/L之间为基本，因此循环水泵的循环水量及射流器的进气量以能充分可调为优。

所述的生物耦合净化池可以是一个或者是多个，需要根据污水处理的规模和要求作相应的调整。

如图1、图2所示，一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统，

包括与污水管网连接的沉砂池，所述的沉砂池与污水量质均化调整池连接，所述的污水量质均化调整池与生物耦合净化池1连接，生物净化池1与生物滤池连接，生物滤池与消毒排放池连接，所述的生物耦合净化池1的离池底架空铺设的层板5，在层板5的上方放置有多个生物载体3，在生物载体3上方设有不锈钢网6将生物载体3固定在池子的中间位置以保证生物载体3不至于随水流动，生物载体的安装量占生物耦合净化池实际容积55～75%，池底设有穿孔曝气管4，所述的曝气管4与射流曝气器7和循环水泵11连接,引入的污水将生物耦合净化池的生物载体淹没。

所述的层板5架空铺设于在离池底45～55cm的高度位置上。

所述的生物载体3上方设有用于将生物载体3固定在池子的中间位置以保证生物载体不至于随水流动的不锈钢网6。

所述的调整池底部装设有穿孔曝气管，该穿孔曝气管与外接循环水泵11及射流器7相连接实现调整池形成供气循环搅拌来控制调整池池内单位时间水循环量使之达到调和稳定的水质且防止污水厌氧产生臭气作用。

如图3所示，所述的生物耦合净化池设置有两个，在生物耦合净化池的接合处分别设置有隔离缓冲墙10，第一个生物耦合净化池的隔离缓冲墙的上方开口，生物耦合净化池的隔离缓冲墙的下方开口。这样便于大量处理污水作业时，提高污水处理的能力。

本发明的生物耦合净化池结构，采用生物载体被固定在生物耦合净化池底，穿孔曝气管设置在生物耦合净化池中部，生物耦合净化池中的污水把生物载体全部淹没，在充足的曝气循环中，在生物载体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载体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。

同时，根据本发明方法设计了一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理装置，该生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理装置包括依次连接的砂集水池、带有格栅的调整池、生物滤池及消毒池，在调整池与生物滤池之间设置有一个或多个装置有生物载体用于形成厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜来对有机污染物进行吸附、分解而净化的生物耦合净化池。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法，所述的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法包括有以下步骤：

将污水管道收集的污水通过粗格栅过滤去除固体杂物后进入沉砂集水池；

通过水泵将沉砂集水池污水抽取提升通过细格栅过滤少量泥砂后进入调整池，通过循环水泵及连接的射流器，向池底部装敷设的穿孔曝气管通水曝气及搅动水体，使保持水质相对稳定及以免因厌氧而产生臭气；

在调整池调整水质后的污水通过流量计量设备，以便于控制单位时间内进入生物耦合净化池的污水流量，利于运营过程的节能控制；

经过生物耦合净化池净化的水输送至生物滤池中进行最后过滤去除混有的悬浮物以净化处理出水；

在生物滤池中经过过滤的出水引至消毒池中进行消毒杀菌；

经过消毒池进行消毒杀菌后的水排放或回收利用；

其特征在于,在生物耦合净化池中固定有生物载体，生物耦合净化池的

生物载体放置于离池底45～55cm高度架空铺设的带孔的层板上，在生物载体上方设有不锈钢网将生物载体固定在池子的中间位置，生物载体的安装量占生物耦合净化池实际容积的55～75%，在生物耦合净化池的池底设有穿孔曝气管，所述的曝气管与射流曝气器连接, 射流曝气器经过穿孔曝气管实现对生物耦合净化池载入空气,来自调整池的污水水流及穿孔曝气管的空气水流互混合上流，经过生物载体，在生物载体表面上由内向外形成厌氧生物膜、缺氧生物膜、好氧生物膜会对污水中的氮、磷、氨有机污染物进行吸附、分解而净化；射流器嚗气供氧的速度与水的循环总量成正比，水汽比为1：0.7～1.2，曝气供氧量与水质相关密切，以保持处理池水中的溶解氧为1.0～2mg/L，因此循环水泵的循环水量及射流器的进气量以能充分可调；

引入的污水将生物耦合净化池的生物载体淹没，生物耦合净化池通过设有的循环水泵及射流器与在其底部固定安装的穿孔曝气管实现曝气供氧，通过调节单位时间内水的循环总量达到控制生物耦合净化池中溶解氧含量，以营造出适合微生物生存的环境，保持高效率完成短程硝化与反硝化的污水生物脱氮除磷净化工作。

2.根据权利要求1所述的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理方法，其特征在于：所述的生物耦合净化池数量为一个或者多个。

3.一种根据权利要求1所述方法的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处

理系统，包括与污水管网连接的沉砂集水池，所述的沉砂池与调整池连接，所述的调整池与生物耦合净化池连接，生物净化池与生物滤池连接，生物滤池与消毒排放池连接，其特征在于：所述的生物耦合净化池的离池底架空铺设的带孔层板，在层板的上方放置有多个生物载体，在生物载体上方设有不锈钢网将生物载体固定在池子的中间位置以保证生物载体不至于随水流动，生物载体的安装量占生物耦合净化池实际容积55～75%，池底设有穿孔曝气管，所述的曝气管与射流曝气器连接,引入的污水将生物耦合净化池的生物载体淹没。

4.根据权利要求3所述的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统，其特征在于：所述的生物耦合净化池数量为一个或者多个。

5.根据权利要求3或4所述的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统，其特征在于：所述的穿孔曝气管外接循环水泵及射流器。

6.根据权利要求5所述的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统，其特征在于：所述的带孔层板架空铺设于在离池底45～55cm的高度位置上。

7.根据权利要求6所述的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统，其特征在于：所述的层板上的孔的直径为3～5cm、孔间隔为10～15cm。

8.根据权利要求7所述的生物耦合脱氮除磷污水净化再生处理系统，其特征在于：所述的生物耦合净化池设置有两个，在第一、二生物耦合净化池中设置有隔离缓冲墙。