CN103663732B

CN103663732B - 强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备

Info

Publication number: CN103663732B
Application number: CN201310689638.6A
Authority: CN
Inventors: 郭雪松; 霍鑫超; 肖本益; 刘俊新
Original assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Current assignee: Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103663732A

Abstract

本发明属于利用生物技术处理污水领域，涉及一种强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备及其操作方法。包括生物转盘单元、回流单元、固液分离单元和污泥减量单元。该设备的特征是通过回流硝化液提高脱氮效率和碱处理降低污泥产量。该设备操作方便，能耗低、脱氮效率高、污泥产量低，适用于分散型污水处理。

Description

强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备

技术领域

本发明属于利用生物技术处理污水的技术领域，特别涉及一种适合处理分散型污水的强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备及其操作方法。

背景技术

生物转盘（Rotating Biological Contactor,简称RBC）是一种生物膜法废水处理技术。20世纪60年代首先由原联邦德国研制成功。生物转盘技术具有占地面积小、能耗低、有机负荷高、脱氮效率高和运行管理简单等一系列的优点。

针对分散型污水排放量小、有机物浓度相对偏低、日变化系数大、间歇排放且不易收集的特点，本研究采用强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备对分散型污水进行降解处理。首先生物转盘上粘附的大量生物膜与污水接触后，使污水中的污染物质得到去除；其次，在回流单元中，回流管路中富含硝酸根离子的污水回流到反应器进水口，强化了脱氮的效果；最后，一体化生物转盘设备产生的剩余污泥经减量处理后达到了原位处理浓缩的效果。此外，与传统组合工艺相比，脱氮效率提高、占地面积减少、维护简单且减少了污泥排放的量的同时延长了排放周期。固液分离单元设置在回流单元的右侧，电磁阀继电器定时控制开关，通过水力作用使底部污泥排入回流槽中，实现污泥自回流。污泥减量单元中污泥经过碱减量处理，上清液通过回流管路流入进水口，减量后的剩余污泥通过双向输送管路排出反应器，节省了设备费用。通过对分散型污水处理试验研究表明，采用强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备作为二级污水处理工艺处理污水是完全可行的。

由于强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备的固液分离单元底部污泥量逐渐增多，管路较窄，因而回流管路容易堵塞，污泥回流受到限制，因而当污水浓度较高时，需要缩短污泥回流周期，避免回流管路堵塞。

发明内容

本发明的目的之一是优化生物转盘装置结构，通过将回流单元中富含硝酸根离子的混合污泥回流，提高脱氮效率。

本发明的另一目的是通过增设回流转盘和污泥减量单元，降低了污泥产量并延长了排泥周期。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备，包括生物转盘单元、回流单元、固液分离单元和污泥减量单元。

生物转盘单元中生物转盘盘片通过转轴连接并固定在箱体正上方，通过位于生物转盘单元左侧的电机驱动；生物转盘单元左侧壁的下部设有进水口；右侧壁上部设有出水管，出水管穿过回流单元与固液分离单元连接；生物转盘单元左侧壁底部设有污泥收集槽，通过管路与右侧的污泥减量单元连接；

回流单元的回流盘片通过转轴连接并固定在箱体正上方，与生物转盘盘片共用一个电机；回流单元前侧壁上部设有集水槽，集水槽通过外侧回流管路与生物转盘单元进水口连接；回流单元下部通过污泥回流管与固液分离单元相连，管上设有电磁阀继电器。

回流盘片上如水车装有回流管，通过电机驱动使回流转盘转动，其回流管将混合污泥提升到集水槽中，通过回流管数量调节回流量，使回流比为50%～200%。

污泥减量单元底部设有进水与出水口，通过管路与生物转盘单元底部的污泥收集槽相连，管路上设有污泥泵，定期将污泥从生物转盘单元泵入污泥减量单元；污泥减量单元上部设有上清液出口，通过外侧回流管路与生物转盘单元进水口连接。外侧回流管路上还设有污水口。

污泥减量单元定期投加碱，使pH维持在10～12。

利用本发明一体化生物转盘设备原位处理剩余污泥的方法如下：

首先污水与回流水混合作为进水，流入生物转盘单元的进水口，接触附有生物膜的生物转盘盘片，降解后的污水推流至生物转盘装置单元出水口，然后经管路流入固液分离单元进行泥水分离；分离后的上清液经固液分离单元出水口排出一体化生物转盘设备，底部的污泥通过电磁阀计电器间歇的经污泥回流管排入回流单元中；回流单元中的污泥经回流盘片上的回流管流入外侧回流管路进而汇入生物转盘单元进水口；生物转盘单元底部的污泥收集槽不断地收集生物转盘上脱落的生物膜，富集浓缩后经管路定期输送到污泥减量单元，经碱减量处理后，上清液从污泥减量单元上清液出口通过外侧回流管路流入生物转盘单元进水口，浓缩污泥定期从外侧回流管路上的污水口排出一体化生物转盘设备作后续处理。

通过一体化生物转盘强化脱氮和原位处理剩余污泥的作用，去除生活污水中的有机物，总氮，氨氮和总悬浮固体，提高脱氮效率并降低了污泥产量。

有益效果：

1、系统结构紧凑，构造简单，运行操作与维护十分简单；

2、占地面积较传统生物转盘组合工艺节省了约50%；

3、本发明采用水车自回流系统，脱氮效率高，能耗低，占地面积小；

4、剩余污泥的原位碱减量处理使污泥得到浓缩，减少了后续工作量，节约了运行成本。

5、本发明占地面积少、投资省、运行维护简单、脱氮效率高、污泥产率低，特别适合处理分散型生活污水。

附图说明

图1.本发明设备平面示意图。

图2.本发明设备立剖面示意图。

图3.本发明设备侧剖面示意图。

其中，Ⅰ-生物转盘单元，Ⅱ-固液分离单元，Ⅲ-回流单元，Ⅳ-污泥减量单元，1-生物转盘单元与回流单元共用壁，2-回流单元与固液分离和污泥减量单元共用壁，3-进水口，4-转轴，5-污泥收集槽，6-固液分离单元进水口，7-固液分离单元出水口，8-污泥回流管，9-电磁阀继电器，10-回流管，11-外侧回流管路，12-污水口，13-生物转盘盘片，14-污泥减量单元进水与出水口，15-污泥减量单元上清液出口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方案对本发明作进一步的说明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1：

结合图1、图2和图3进一步说明。

强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备包括生物转盘单元Ⅰ、固液分离单元Ⅱ、回流单元Ⅲ和污泥减量单元Ⅳ。

所述的生物转盘单元位于设备左侧,其与回流单元具有一面共用壁1，回流单元和固液分离污泥减量单元具有一面共用壁2；

生物转盘单元Ⅰ左下方为进水口3，生物转盘和回流转盘共用转轴4，生物转盘单元底部设有污泥收集槽5，通过管路输送到污泥减量单元Ⅳ中；

生物转盘单元Ⅰ右侧是固液分离单元Ⅱ，其进水口6位于正中心，出水口7位于右侧壁上方，在固液分离单元下方是污泥回流管8，回流管上装有电磁阀继电器9，使固液分离单元中的污泥流入回流单元中。

回流单元Ⅲ位于固液分离单元与回流转盘单元中间，回流转盘上装有回流管10，将混合污泥提升到集水槽，集水槽与外侧回流管路11连接，外侧回流管路有一端与生物转盘单元进水口3连接，并在靠近进水口3处设置有污水口12，另有一端与污泥减量单元上清液出口15连接。

污泥减量单元Ⅳ位于回流单元右侧且固液分离单元正前方，污泥收集槽5中的污泥通过管路输送到污泥减量单元进水与出水口14，减量后上清液通过出口15沿着外侧回流管路11流入生物转盘单元进水口3。

生物转盘单元Ⅰ与右侧回流单元Ⅲ和固液分离单元Ⅱ等高，长度和宽度根据进出水水质和水量以及一体化生物转盘设备的设计参数调节。

利用上述的强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备对一小区的污水进行处理，设计量为10m³/d。污水主要是生活污水，其水质性质如下：SS：60～100mg/L，COD：200～500mg/L，TN：25～50mg/L，TP：3.0～7.0mg/L。整个运行过程中，保持生物转盘装置单元三级槽内DO浓度分别为1.68～2.28、1.95～2.39和3.20～5.68，水温为20～30℃，pH为6～9，转速R为3r/min,回流比为50%～200%。

首先污水与回流水混合作为进水，流入生物转盘单元Ⅰ左侧下方的进水口3，接触附有生物膜的生物转盘盘片13，对污水中的SS、COD、BOD、TN等水质指标进行降解去除，降解后的污水推流至生物转盘装置单元Ⅰ出水口，然后经管路流入固液分离单元Ⅱ进行泥水分离；分离后的上清液经固液分离单元出水口7排出一体化生物转盘设备，底部的污泥通过电磁阀计电器9间歇的经污泥回流管8排入回流单元Ⅲ中；回流单元中的污泥经回流盘片上的回流管10流入外侧回流管路11进而汇入进水口3；生物转盘单元Ⅰ底部的污泥收集槽5不断地收集生物转盘13上脱落的生物膜，富集浓缩后经管路定期输送到污泥减量单元Ⅳ，经碱减量处理后，上清液从污泥减量单元上清液出口15通过外侧回流管路11流入进水口3，浓缩污泥定期排出一体化生物转盘设备作后续处理。

处理结果表明：经过本发明的强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备处理，在稳定运行期间，出水中COD为10～40mg/L,氨氮为1～4mg/L,SS为4～20mg/L,TN为9～25mg/L，TP为0.5～3mg/L左右。污泥中VS去除率为35%～40%，剩余污泥排放周期30天以上。

强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备占地面积为0.3m²，污水处理单位能耗低为0.1度。

Claims

1.强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备，其特征在于，包括生物转盘单元、回流单元、固液分离单元和污泥减量单元；

生物转盘单元中生物转盘盘片通过转轴连接并固定在箱体正上方，通过位于生物转盘单元左侧的电机驱动；生物转盘单元左侧壁的下部设有进水口；生物转盘单元右侧壁上部设有出水管，出水管穿过回流单元与固液分离单元连接；生物转盘单元左侧壁底部设有污泥收集槽，通过管路与右侧的污泥减量单元连接；

回流单元的回流盘片通过转轴连接并固定在箱体正上方，与生物转盘盘片共用一个电机；回流单元前侧壁上部设有集水槽，集水槽通过外侧回流管路与生物转盘单元进水口连接；回流单元下部通过污泥回流管与固液分离单元相连，管上设有电磁阀继电器；

污泥减量单元底部设有进水与出水口，通过管路与生物转盘单元底部的污泥收集槽连接，管路上设有污泥泵；污泥减量单元上部设有上清液出口，通过外侧回流管路与生物转盘单元进水口连接；外侧回流管路上设有污水口。

2.根据权利要求1所述的强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备，其特征在于，所述生物转盘单元与所述回流单元具有一面共用壁，所述回流单元和所述固液分离单元、污泥减量单元分别具有一面共用壁。

3.根据权利要求1或2所述的强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备，其特征在于，所述污泥减量单元中投加碱，使pH维持在10～12。

4.根据权利要求1或2所述的强化脱氮和原位处理剩余污泥的一体化生物转盘设备，其特征在于，所述回流盘片上设有回流管，通过回流管数量调节回流量，使回流比为50％～200％。

5.利用权利要求1或2所述的一体化生物转盘设备原位处理剩余污泥的方法，其特征在于，所述方法如下：首先污水与回流水混合作为进水，流入生物转盘单元的进水口，接触附有生物膜的生物转盘盘片，降解后的污水推流至生物转盘装置单元出水口，然后经管路流入固液分离单元进行泥水分离；分离后的上清液经固液分离单元出水口排出一体化生物转盘设备，底部的污泥通过电磁阀计电器间歇的经污泥回流管排入回流单元中；回流单元中的污泥经回流盘片上的回流管流入外侧回流管路进而汇入生物转盘单元进水口；生物转盘单元底部的污泥收集槽不断地收集生物转盘上脱落的生物膜，富集浓缩后经管路定期输送到污泥减量单元，经碱减量处理后，上清液从污泥减量单元上清液出口通过外侧回流管路流入生物转盘单元进水口，浓缩污泥定期从外侧回流管路上的污水口排出一体化生物转盘设备作后续处理。