CN102616991B - 采用加压溶气生化气浮的污水处理方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用加压溶气生化气浮的污水处理方法及处理设备。该污水处理方法包括:污水经过加压生化反应和加压溶气气浮耦合过程的处理而得到净化。该污水处理设备由加压溶气生化反应单元、释压气浮固液分离单元、出水端口之间通过管路依序连通;其中:所述加压溶气生化反应单元的底部与空气压缩机之间通过气路连通;所述释压气浮固液分离单元中设有释放器。该污水处理方法及处理设备充分发挥了加压曝气生物氧化和加压溶气气浮的优点,使加压生化反应和加压溶气在加压溶气生化反应单元中同时完成,经过生化反应的污水进入释压气浮固液分离单元使污泥和水得到分离。

Description

采用加压溶气生化气浮的污水处理方法及设备
技术领域
本发明涉及一种采用加压溶气生化气浮的污水处理方法及设备。
背景技术
随着城市化进程的加速,城市污水总量不断增加,许多城市内河变为城区排污沟,水质常年黑臭。而由于规划滞后,很多污水排放点都没有预留足够的治理用地,河流两岸土地也被厂房、楼盘占满,可用于新建污水处理设施的场所越来越少,因此,迫切需要发展占地面积小、便于实施的快速污水处理技术。目前,已经有一些利用加压、物化耦合等手段来提高生化降解速率的报道,快速生化处理技术不仅占地少,而且处理彻底,设施外形美观,便于实施,将是最有发展前景的污水处理技术,对解决设施用地和降低污水处理成本等问题具有极其重要的意义。
加压曝气生物氧化技术是传统活性污泥法的强化,是继深井曝气、纯氧曝气等新技术之后的又一次对传统活性污泥法的改进。该项技术采用加压曝气,提高供氧能力,增大生物反应器的污泥负荷,提高进水浓度及有机物降解速率,缩小水力停留时间,减小反应器体积,减小占地面积,降低工程造价。近些年,出现的依据加压曝气原理而设计的废水处理工艺,也是对传统活性污泥法的改进与强化,如:加压溶氧废水生物处理工艺、加压生物接触氧化法处理工艺。这些工艺虽然加快了生化反应过程,但都存在一个共同的问题,就是后续泥水分离的问题。由于加压曝气之后,活性污泥絮体被完全打碎,后续的沉淀分离难度增大,所以在加压曝气单元之后往往要增加一个较大体积的沉淀池,为了使沉淀效果好,还要在沉淀池前加一个脱气装置,使加压曝气节省占地的优点大打折扣。
加压溶气气浮法是和目前广泛采用的凝聚沉淀法相反的一种固液分离方法。它的基本原理是在废水中加入药剂后,再按一定比例溶入空气, 然后送入上浮分离槽进行固液分离。在上浮分离槽中溶解的空气析出,产生微气泡。微气泡附着于絮团或从絮团表面析出,从而形成固一液一气三相絮团。借助于众多微气泡的烘托,絮团上浮,固液得以分离,水质得到净化。加压溶气气浮是一种物化处理方法,具有快速高效的显著特点。但加压溶气气浮法往往会产生大量的污泥,造成二次污染。另外,该方法对于可溶性污染物的去除效果较差。因此,加压溶气气浮法一般仅作为预处理,或作为综合污水处理工艺中的一个环节。
发明内容
本发明的目的是提供一种充分发挥加压曝气生物氧化和加压溶气气浮两种方法的优点, 加压生化反应和加压溶气在加压溶气生化反应单元中同时完成,经过生化反应的污水进入释压气浮设备使污泥和水得到分离,加压溶气生化反应单元能够保持较高的污泥浓度而加快生化反应速度,释压气浮固液分离单元的泥水分离时间短、占地面积小、效率高,低能耗,采用加压溶气生化气浮的污水处理方法。本发明的另一目的是提供一种配备有压力控制系统、进出水管道、进出气管道的密闭压力容器构成加压溶气生化反应单元,该加压溶气生化反应单元内分设上浮污泥区、接触区和泥水分离区并在接触区设有气水释放器,整个加压溶气生化反应单元内设有配水配气系统和生物填料,通过加压溶气生化反应单元、释压气浮固液分离单元和快滤单元实现污泥与水得到分离,采用加压溶气生化气浮的污水处理设备。
本发明的技术解决方案是所述采用加压溶气生化气浮的污水处理方法,其特殊之处在于:污水经过加压生化反应和加压溶气气浮耦合过程的处理而得到净化。
作为优选:所述加压生化反应和加压溶气在加压溶气生化反应罐中同时完成,然后污水进入释压气浮固液分离单元使污泥和水得到分离。
作为优选:所述加压溶气生化反应罐为密闭压力容器,配有压力控制系统、进出水管道、进出气管道,其内部设有配水配气系统和生物填料。
作为优选:所述加压溶气生化反应罐和释压气浮固液分离单元之间设置絮凝剂加入口,必要时可通过添加絮凝剂来提高气浮效果。
作为优选:所述释压气浮固液分离单元中的部分气浮污泥回流至加压溶气生化反应罐。
作为优选:经过加压生化反应和加压溶气气浮耦合过程处理后的污水,再经深度处理得到进一步净化;所述深度处理包括:过滤、消毒、人工湿地、氧化塘、曝气生物滤池。
本发明的另一技术解决方案是所述采用加压溶气生化气浮的污水处理设备,其特殊之处在于:由加压溶气生化反应单元、释压气浮固液分离单元、出水端口之间通过管路依序连通;其中:所述加压溶气生化反应单元的底部与空气压缩机之间通过气路连通;所述释压气浮固液分离单元中设有释放器;所述加压溶气生化反应单元与所述释压气浮固液分离单元之间的管路上设有絮凝剂加入口。
作为优选:所述释压气浮固液分离单元与出水端口之间设有过滤单元。
作为优选:所述释压气浮固液分离单元与出水端口之间设有人工湿地。
作为优选:所述释压气浮固液分离单元与出水端口之间设有曝气生物滤池。
与现有技术相比,本发明的优点:
1、该工艺流程类似于加压溶气气浮,但又利用了生化反应,可充分去除溶解性污染物,故称之为加压溶气生化气浮。该工艺中加压溶气生化反应单元能够保持较高的污泥浓度而加快生化反应速度,释压气浮固液分离单元泥水分离时间短。
2、该工艺及设备的处理效率高、能耗低、占地面积小。经本工艺及本设备处理后的出水水质稳定均可达到地表水环境质量标准或者GB18918-2002一级A标准(B标准)。
附图说明
图1是本发明采用加压溶气生化气浮的污水处理方法流程图。
图2是本发明采用加压溶气生化气浮的污水处理设备第一实施例的结构系统示意图。
图3是本发明采用加压溶气生化气浮的污水处理设备第二实施例的系统结构示意图。
图4是本发明采用加压溶气生化气浮的污水处理设备第三实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述: 
图1示出了本发明采用加压溶气生化气浮的污水处理方法的流程。
所述采用加压溶气生化气浮的污水处理方法,包括:污水经过加压生化反应和加压溶气气浮耦合过程的处理而得到净化。
本实施例中,所述加压生化反应和加压溶气在加压溶气生化反应罐中同时完成,然后污水进入释压气浮固液分离单元使污泥和水得到分离。
本实施例中,所述加压溶气生化反应罐由压力控制系统、进出水管道、进出气管道构成密闭压力容器:所述密闭压力容器内设配水配气系统和生物填料。
本实施例中,所述加压溶气生化反应罐和释压气浮固液分离单元之间设置絮凝剂加入口,必要时可通过添加絮凝剂来提高气浮效果。
本实施例中,所述释压气浮固液分离单元中的部分气浮污泥回流至加压溶气生化反应罐。
本实施例中,经过加压生化反应和加压溶气气浮耦合过程处理后的污水,再经过滤、消毒、人工湿地或曝气生物滤池的深度处理得到进一步净化。
本实施例中,在所述释压气浮固液分离单元中自上而下设有污泥区、污水分离区和接触区并在接触区设有气水释放器;污水首先进入加压溶气生化反应罐进行生化反应,从加压溶气生化反应罐出来的含气污水加入絮凝剂后通过释放器自然释压,在接触区产生大量微气泡使活性污泥上浮,在接触区外围和上部设有泥水分离区,泥水在该泥水分离区进行气浮分离;气浮分离后的污水经过滤、消毒、人工湿地或曝气生物滤池的深度处理得到进一步净化,气浮分离出的部分活性污泥回流至加压溶气生化反应罐继续参与生化反应。
图2示出了本发明采用加压溶气生化气浮污水处理设备的第一个实施例。
请参阅图2所示,所述加压生化气浮污水处理通过加压溶气生化反应单元4和释压气浮固液分离单元6实现。具体来说,采用加压溶气生化气浮的污水处理设备由潜污泵1、加压溶气生化反应单元4、释压气浮固液分离单元6、出水端口之间通过管路依序连通;其中:所述加压溶气生化反应单元4的底部与空气压缩机5之间通过气路连通;所述释压气浮固液分离单元6中设有释放器7;所述释压气浮固液分离单元6和加压溶气生化反应器4中间设有调节池2和隔膜泵3;将释压气浮固液分离单元6经排泥槽61溢出的部分活性污泥回流到加压溶气生化反应单元4继续参与生化反应;所述调节池2的底部同时连通经管路连接的潜污泵1。
工作原理:首先,潜污泵1将污水从集水井打入调节池2,污水经过调节池2调节之后进入加压溶气生化反应单元4,空气压缩机5对加压溶气生化反应单元4提供高浓度溶解氧,污水在加压溶气生化反应单元4进行高效生化反应,水力停留时间为0.5小时,出水加入絮凝剂后进入释压气浮固液分离单元6,通过安装在释压气浮固液分离单元6中的释放器7在自然释压的过程中产生大量微气泡使活性污泥上浮,实现泥水分离,气浮停留时间为2.5小时,上浮的活性污泥按照一定比例回流到调节池2,进行泥水调节后再进入加压溶气生化反应单元4继续参与生化反应,释压气浮固液分离单元6所分离出的水通过出水管排放。如此连续运行30天,出水水质稳定达到GB18918-2002一级B标准。
图3示出了本发明采用加压溶气生化气浮污水处理设备的第二个实施例。
请参阅图3所示,加压生化气浮污水处理通过加压溶气生化反应单元4、释压气浮固液分离单元6和过滤单元8实现。具体来说,所述采用加压溶气生化气浮的污水处理设备由潜污泵1、加压溶气生化反应单元4、释压气浮固液分离单元6、出水端口之间通过管路依序连通;其中:所述加压溶气生化反应单元6的底部与空气压缩机5之间通过气路连通;所述释压气浮固液分离单元6中设有释放器7。 
本实施例中,所述释压气浮固液分离单元6和加压溶气生化反应器4中间设有调节池2和隔膜泵3,将释压气浮固液分离单元6经排泥槽61溢出的部分活性污泥回流到加压溶气生化反应单元4继续参与生化反应;所述调节池2的底部同时连通经管路连接的潜污泵1。
本实施例中,所述释压气浮固液分离单元6与出水端口之间设有过滤单元8,所述过滤单元8中填充的滤料81。
本实施例中,所述加压溶气生化反应单元4与所述释压气浮固液分离单元6之间的管路上设有絮凝剂加入口。
工作原理:首先,潜污泵1将污水从集水井打入调节池2,污水经过调节池2调节之后进入加压溶气生化反应单元4,空气压缩机5对加压溶气生化反应单元4提供高浓度溶解氧,污水在加压溶气生化反应单元4进行高效生化反应,控制停留时间为0.5小时,出水加入絮凝剂后进入释压气浮固液分离单元6,通过安装在释压气浮固液分离单元6中的释放器7在自然释压的过程中产生大量微气泡使活性污泥上浮,实现泥水分离,气浮停留时间控制为2小时,上浮的活性污泥按照一定比例回流到调节池2,进行泥水调节后再进入加压溶气生化反应单元4继续参与生化反应,释压气浮固液分离单元6所分离出的水进入过滤单元8经过滤后排放。如此连续运行30天,出水水质稳定达到GB18918-2002一级A标准。
图4示出了本发明采用加压溶气生化气浮污水处理设备的第三个实施例。
请参阅图4所示,加压生化气浮污水处理通过加压溶气生化反应单元4、释压气浮固液分离单元6和过滤单元8和消毒单元9实现。具体来说,所述采用加压溶气生化气浮的污水处理设备由潜污泵1、加压溶气生化反应单元4、释压气浮固液分离单元6、出水端口之间通过管路依序连通;其中:所述加压溶气生化反应单元4的底部与空气压缩机5之间通过气路连通;所述释压气浮固液分离单元6中设有释放器7。 
本实施例中,所述释压气浮固液分离单元6和加压溶气生化反应器4中间设有调节池2和隔膜泵3,将释压气浮固液分离单元6经排泥槽61溢出的部分活性污泥回流到加压溶气生化反应单元4继续参与生化反应;所述调节池2的底部同时连通经管路连接的潜污泵1。
本实施例中,所述释压气浮固液分离单元6与出水端口之间设有过滤单元8,所述过滤单元8中填充有滤料81。所述过滤单元8与出水端口之间设有消毒单元9。
本实施例中,所述加压溶气生化反应单元4与所述释压气浮固液分离单元6之间的管路上设有絮凝剂加入口。
工作原理:首先,潜污泵1将污水从集水井打入调节池2,污水经过调节池2调节之后进入加压溶气生化反应单元4,空气压缩机5对加压溶气生化反应单元4提供高浓度溶解氧,污水在加压溶气生化反应单元4进行高效生化反应,控制水力停留时间为0.5小时,出水加入絮凝剂后进入释压气浮固液分离单元6,通过安装在释压气浮固液分离单元6中的释放器7在自然释压的过程中产生大量微气泡使活性污泥上浮,实现泥水分离,气浮停留时间控制为2小时,上浮的活性污泥按照一定比例回流到调节池2,进行泥水调节后再进入加压溶气生化反应单元4继续参与生化反应,释压气浮固液分离单元6所分离出的水进入人工湿地8经过人工湿地后进入消毒单元9,在消毒单元9完成消毒后排放。如此连续运行30天,出水水质稳定达到地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ类。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种采用加压溶气生化气浮的污水处理方法,污水经过加压生化反应和加压溶气气浮耦合过程的处理而得到净化;所述加压生化反应和加压溶气在加压溶气生化反应罐中同时完成,然后污水进入释压气浮固液分离单元使污泥和水得到分离;所述加压溶气生化反应罐为密闭压力容器,配有压力控制系统、进出水管道、进出气管道,其内部设有配水配气系统和生物填料,其特征在于:所述加压溶气生化反应罐和释压气浮固液分离单元之间设置絮凝剂加入口,通过添加絮凝剂来提高气浮效果;所述释压气浮固液分离单元中的部分气浮污泥回流至加压溶气生化反应罐。
2.根据权利要求1所述采用加压溶气生化气浮的污水处理方法,其特征在于:经过加压生化反应和加压溶气气浮耦合过程处理后的污水,再经深度处理得到进一步净化;所述深度处理包括:过滤、消毒、人工湿地、氧化塘或曝气生物滤池。
3.一种如权利要求1所述采用加压溶气生化气浮污水处理方法的污水处理设备,其特征在于:由加压溶气生化反应罐、释压气浮固液分离单元、出水端口之间通过管路依序连通;其中:所述加压溶气生化反应罐的底部与空气压缩机之间通过气路连通;所述释压气浮固液分离单元中设有释放器;所述加压溶气生化反应罐与所述释压气浮固液分离单元之间的管路上设有絮凝剂加入口。
4.根据权利要求3所述采用加压溶气生化气浮的污水处理设备,其特征在于:所述释压气浮固液分离单元与出水端口之间设有过滤单元。
5.根据权利要求3所述采用加压溶气生化气浮的污水处理设备,其特征在于:所述释压气浮固液分离单元与出水端口之间设有人工湿地。
6.根据权利要求3所述采用加压溶气生化气浮的污水处理设备,其特征在于:所述释压气浮固液分离单元与出水端口之间设有曝气生物滤池。
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