CN103058459A

CN103058459A - 微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统

Info

Publication number: CN103058459A
Application number: CN2012105962352A
Authority: CN
Inventors: 刘晓; 尤志国; 杨梅; 杨永; 曹素卿; 陈艳华
Original assignee: Hebei United University
Current assignee: Hebei United University
Priority date: 2012-12-22
Filing date: 2012-12-22
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明公开了一种结构紧凑，运行成本低廉的微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统，用以解决好氧活性污泥法占地面积大、曝气能耗高和剩余污泥产量大的问题。本系统由微氧膨胀颗粒污泥床反应器和钢渣生物滤池串联组合而成，其中微氧膨胀颗粒污泥床反应器采用了射流吸气和回流水外置曝气相结合的充氧方式。污水进水首先经微氧膨胀颗粒污泥床反应器去除COD、氨氮和总氮等污染物，然后再进入以钢渣为填料的曝气生物滤池去除总磷，并进一步提高出水水质。本系统占地面积小，能耗节省，污泥产量少，适用于城市污水的处理。

Description

微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统

技术领域

本发明涉及一种微氧颗粒污泥技术与生物滤池联用的污水处理系统，适用于城市污水的处理。

背景技术

目前我国的污水处理厂大部分采用以好氧活性污泥法为核心的处理工艺，这类工艺普遍存在占地面积大，曝气能耗高和剩余污泥产量大的弊端，越来越不适应节能减排的需求，迫切需要开发运行能耗节省、处理高效的污水处理新工艺。以厌氧颗粒污泥为核心的高效厌氧污水处理工艺具有占地面积小，容积负荷高，能耗低等优点，应用前景广阔。然而单独的厌氧工艺无法实现对氮和磷的有效去除，需要结合后续处理工艺才能满足排放标准。近年来对废水微氧生物处理的研究表明，微氧环境能使好氧微生物、兼性微生物和厌氧微生物共存，实现多种物质同时转化，尤其是能使有机物降解和脱氮在同一反应器内进行。

钢渣作为工业废物，主要含有Fe₂O₃、CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、FeO、fCaO、MnO等成分。钢渣具有多孔结构，吸附性能良好，其富含的铁、铝、钙等高价金属离子，能与水中的磷形成沉淀。利用钢渣对磷的吸附和沉淀作用，可实现磷的有效去除。

发明内容

本发明要解决的是现有活性污泥法存在的占地面积大、曝气能耗高和剩余污泥产量大的问题，而提供了一种结构紧凑，处理高效，剩余污泥产量少，运行成本低廉的污水处理系统。

本发明中的微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统包括污水进水泵1、射流吸气嘴2、吸气管3、气量调节阀3-1、气体流量计3-2、止回阀3-3、多孔布水板4、微氧反应区5、三相分离器6、集水槽7、曝气泵8、气体流量计8-1、曝气柱9、曝气器10、回流泵11、溶解氧测定仪12、中间沉淀池13、生物滤池进水泵14、生物滤池15、承托层16、钢渣填料17、曝气泵18、穿孔曝气管19和反冲洗阀20。

本发明利用微氧膨胀颗粒污泥床反应器中的微氧环境和微氧颗粒污泥自身的结构特征(颗粒污泥内部微生物的高度聚集和紧密结合使氧在传质过程中自然形成梯度，颗粒污泥由外而内形成微氧-缺氧-厌氧的分层结构，产生相应的微生物分区)，使有氧和无氧环境在同一反应器内共存，实现好氧微生物、兼性微生物和厌氧微生物协同转化和降解污染物，从而使COD降解和脱氮同步进行。射流吸气装置的设置既减少了回流充氧装置的曝气能耗，同时吸入的气泡也有助于颗粒污泥床内的搅拌、混合，强化传质效果。以钢渣作为生物滤池的填料，利用钢渣多孔结构的吸附作用及其所含钙、铁、铝等金属离子的沉淀作用，可强化系统的除磷效果。

作为优选，所述的多孔布水板孔径为3mm，孔均匀分布，避免长期运行出现堵塞。

作为优选，所述的三相分离器上部设有三角堰，上清液经三角堰溢流至集水槽。

作为优选，处理城市污水时所述三相分离器中的澄清液DO控制在0.2～0.3mg/L。

本发明的有益效果是：

1.微氧条件的控制以及利用污水提升的动能进行射流吸气充氧，使所需的曝气能耗大大降低；而射流吸入的气泡使污泥床在较小的进水量和回流量时也能充分膨胀和流化，强化了泥水混合和传质效果。

2.利用高生物浓度、高活性的微氧颗粒污泥净化城市污水，大大提高了系统的运行效能，结合钢渣生物滤池强化除磷，出水COD、氨氮、总氮和总磷等指标可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。

3.微氧条件下微生物的细胞产率接近厌氧环境，剩余污泥产量大大降低；且微氧颗粒污泥含水率在95％左右，可省去污泥浓缩环节。

4.以工业废物钢渣为环保材料，达到了以废治废的目的。

附图说明

附图是微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行说明。

污水进水与微氧膨胀颗粒污泥床反应器的充氧回流水汇合后，经射流吸气嘴2时，气嘴内产生负压，由吸气管3吸入一定量的空气，再通过多孔布水板4从底部进入微氧反应区5，与微氧颗粒污泥充分接触反应，有机污染物得以降解，同时进行的硝化和反硝化等过程实现了氮的转化和去除，混合液通过三相分离器6被有效分离，气体由三相分离器顶部排出，澄清液的一部分经集水槽7以自重流进入曝气柱9进行限量充氧，然后回流到微氧反应区5；澄清液的另一部分淹没出流至中间沉淀池13，再经泵14抽吸进入生物滤池15，利用钢渣填料的吸附、截留和沉淀等作用强化磷的去除，进一步提高净化效果，系统出水由生物滤池顶部排出。

微氧膨胀颗粒污泥床反应器在污水进水量一定的条件下，不同的气水比(射流吸气量与污水进水量之比)对应着不同的溶解氧状态，而射流吸气量又与回流量和气量调节阀3-2的调节有关，因此，调节回流量或气量调节阀3-2都可以控制气水比，从而使微氧反应区处于微氧状态。溶解氧控制点设在三相分离器的澄清区，并保持该处DO＜0.5mg/L。

钢渣生物滤池为淹没式，采用穿孔管曝气，定期进行反冲洗，钢渣填料的粒径在5mm左右，对除磷饱和的钢渣可分批进行更换和再生。

城市污水经微氧膨胀颗粒污泥床反应器处理，当HRT为6-8h，溶解氧控制点DO在0.2～0.3mg/L时，出水的COD、氨氮、总氮和SS等指标基本达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准，而总磷去除效果较差。通过后续生物滤池中钢渣填料的除磷作用，可使总磷浓度降至0.5mg/L以下，其它污染物浓度也进一步降低，从而使本系统的处理出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属于本发明专利的涵盖范围。

Claims

1.微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统，其特征在于包括污水进水泵(1)、射流吸气嘴(2)、吸气管(3)、气量调节阀(3-1)、气体流量计(3-2)、止回阀(3-3)、多孔布水板(4)、微氧反应区(5)、三相分离器(6)、集水槽(7)、曝气泵(8)、气体流量计(8-1)、曝气柱(9)、曝气器(10)、回流泵(11)、溶解氧测定仪(12)、中间沉淀池(13)、生物滤池进水泵(14)、生物滤池(15)、承托层(16)、钢渣填料(17)、曝气泵(18)、穿孔曝气管(19)和反冲洗阀(20)。

2.根据权利要求1所述的微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统，其特征在于污水进水首先与微氧膨胀颗粒污泥床反应器的充氧回流水汇合，在射流吸气嘴(2)内产生负压，经吸气管(3)吸入一定量的空气，然后经多孔布水板(4)进入微氧反应区(5)，泥水充分接触反应后，经三相分离器(6)分离，回流水由集水槽(7)自重流进入曝气柱(9)进行限量充氧，处理出水淹没出流进入中间沉淀池(13)，再由泵抽吸进入以钢渣为填料的生物滤池(15)，进一步提高水质。

3.根据权利要求1所述的微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统，其特征在于微氧膨胀颗粒污泥床的充氧方式同时包括射流吸气充氧和回流曝气充氧。进入微氧反应区的氧既有回流水携带的溶解氧和射流吸气溶入的溶解氧，又有射流吸入的气泡。在污水进水量一定的条件下，射流吸气量由回流量和气量调节阀(3-1)控制；而曝气泵(8)的曝气量则根据实际需求进行调节。

4.根据权利要求1所述的微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统，其特征在于污水进水泵(1)和回流泵(11)均为流量可调，吸气管(3)上装有止回阀(3-3)防止混合液外溢。

5.根据权利要求1所述的微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统，其特征在于微氧膨胀颗粒污泥床反应器的溶解氧控制点设在三相分离器的澄清区，并保持该处DO＜0.5mg/L。

6.根据权利要求1所述的微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统，其特征在于生物滤池为淹没式，采用穿孔管曝气，定期进行反冲洗，钢渣填料的粒径在5mm左右，对除磷饱和的钢渣可分批进行更换和再生。