CN105084550A - 一种活性污泥吸附床的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机废水处理技术领域，具体说是一种活性污泥吸附床的设计方法，在活性污泥吸附床底部设有布水管，在活性污泥吸附床底部为泥水混合层，布水管位于泥水混合层下部，在泥水混合层内还设有生物活性污泥排泥及自回流系统，所述生物活性污泥排泥及自回流系统包括：吸泥管和回流管，泥水混合层上部为污泥吸附层，在污泥吸附层装有填料，生物污泥进泥管位于污泥吸附层上部，生物污泥进泥管上方设有泥水分离层，在泥水分离层装有填料。本发明所述的活性污泥吸附床的设计方法，好氧沉淀池剩余污泥进活性污泥吸附床，利用剩余活性污泥吸附作用，使剩余污泥达到吸附并带出污水中部分有机物的目的。

Description

一种活性污泥吸附床的设计方法
技术领域
本发明涉及有机废水处理技术领域，具体说是一种活性污泥吸附床的设计方法。
背景技术
针对我国日趋严重的水污染，污水排放标准不断从严，个别地方污水排放标准中COD和氨氮分别从严至50mg/L和8mg/L以下，总氮标准从严至15mg/L以下。不断从严的污水排放标准，对污水的处理深度提出了更高的要求。
由于微生物法具有适应性强、效果好等优点，目前仍然是污水处理中的主要方法。在微生物法处理有机废水的过程中，微生物通过对废水中有机物的吸附、分解等步骤，最终将有机物变为二氧化碳和水，部分有机物则用于合成微生物自身的生物细胞。如何更好地发挥生物处理优势，提高处理效果，减少运行费用，仍然是生物处理的主要研究内容。
为达到理想的处理效果，现有技术中，通常控制曝气池中的微生物在内源呼吸阶段，以达到可生物降解的有机物基本被分解，在分解有机物的同时会产生部分剩余污泥。由于污水排放标准的从严，部分难降解的有机物难以被微生物分解成二氧化碳与水，影响达标。
专利201210373895.4公开了一种多相态餐饮油烟的组合处理方法。将油烟废气以自激洗涤方式进入活性污泥池，液固油份污染物先通过活性污泥吸附、拦截、碰撞作用从气体中洗脱而进入活性污泥表面，然后与污泥中微生物起生物化学反应生成小分子物质，一些难降解物与微生物代谢产物一起形成剩余污泥排出；经洗脱处理的油烟再进入木炭填料吸附床，气态异味油烟挥发性污染物与木炭表面接触，经气固传质过程进入木炭空隙通道并被吸附在空隙通道内表面与气体分离；木炭吸附饱和后更换，做燃料或直接填埋处理。该发明专利处理油烟液固油份污染物去除率达95%，气态异味油烟挥发性污染物去除率达90%，且抗冲击强度高、能耗低、性价比高、安装调试方便、运行安全及无二次污染。但是，该发明专利通过活性池与木炭填料吸附床的方法处理餐饮油烟时，由于木炭本身有一定的吸附性能，长时间应用将失效，需要更换。
专利201220347013.2公开了一种污水厌氧水解酸化池的方法。涉及一种污水厌氧水解酸化池，包括酸化池壳体、悬浮污泥床污水提升泵，配水管系、出水管和排泥管，悬浮污泥床将酸化池壳体内部分隔成上部的清水区和下部的污水区，污水由污水提升泵经配水管系泵入污水区，污水区中的污水经悬浮污泥床过滤后进入清水区，清水区中的过滤水经出水管排出酸化池壳体，污水区内沉积的固体颗粒通过排泥管排出酸化池壳体，该实用新型专利具有布水均匀，水流动力充沛和污水处理效果更佳的特点。该实用新型专利以有机物水解酸化（分解有机物）为目的，采用厌氧水解酸化池+悬浮污泥床的处理工艺。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种活性污泥吸附床的设计方法，好氧沉淀池剩余污泥进活性污泥吸附床，利用剩余活性污泥吸附作用，使剩余污泥达到吸附并带出污水中部分有机物的目的。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：
在活性污泥吸附床底部设有布水管2，
在活性污泥吸附床底部为泥水混合层1，泥水混合层1的高度为0.5～1.5米，布水管2位于泥水混合层1下部，泥水混合层中的污泥为好氧沉淀池剩余污泥，
在泥水混合层1内还设有生物活性污泥排泥及自回流系统，所述生物活性污泥排泥及自回流系统包括：吸泥管3和回流管4，
泥水混合层1上部为污泥吸附层11，高度1.5～5米，
在污泥吸附层11装有第一填料12，
生物污泥进泥管13位于污泥吸附层11上部，
生物污泥进泥管13上方设有泥水分离层14，
在泥水分离层14装有第二填料15。
在上述技术方案的基础上，在布水管2上设有进水流速控制机构，所述进水流速控制机构控制进水流量使污泥吸附床上升流速不大于2.0米/时。
在上述技术方案的基础上，所述污泥吸附床底部的布水管2为穿孔管，孔眼向下，孔径8～12毫米，流速0.8～1.5米/秒，孔径均匀布置。
在上述技术方案的基础上，吸泥管3设置在布水管2之上，回流管4设置在布水管2之下。
在上述技术方案的基础上，吸泥管3直接和污泥泵5的污泥入口连接，
污泥泵5的污泥出口通过转接头分成两路分支，一路分支通过回流阀6与回流管4连接，另一路分支通过外排阀7与外排管路连接。
在上述技术方案的基础上，污泥泵5流量根据污泥回流量选定，污泥泵5间歇或连续运行。
在上述技术方案的基础上，回流阀6与回流管4之间的管段设有污泥回流计量表8，
外排阀7与外排管路之间的管段设有外排污泥计量表9。
在上述技术方案的基础上，所述第一填料12为软性填料，软性填料的质量(g)每束丝应不小于1克，直径为不小于120毫米，组装片距不小于60毫米，每根间隔不大于150毫米。
在上述技术方案的基础上，所述生物污泥进泥管13为穿孔管，向下开口，孔径15～30毫米，设计流速0.5～1.0米/秒，均匀布置。
在上述技术方案的基础上，第二填料15采用斜板或斜管，斜管的孔径不小于50毫米。
本发明所述的活性污泥吸附床的设计方法，具有以下优点：
1、将好氧沉淀池剩余污泥由沉淀池直接外送脱水改为进活性污泥吸附床，利用剩余活性污泥吸附作用，使剩余污泥达到吸附并带出污水（有机废水）中部分有机物的目的。
2、污水进入升流式污泥吸附床底部，与剩余污泥混合并吸附，吸附饱和的剩余污泥从床底部优先间歇排出，以达到较好的吸附有机物效果。
3、吸附有机物后的剩余污泥可降低污水中有机物含量，提高B/C比，减轻后续处理负荷，并有利于提生物处理效果。
附图说明
本发明有如下附图：
图1本发明的处理流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明所述的活性污泥吸附床的设计方法，利用生物处理过程中污泥的吸附作用，在污泥吸附床内带出污水中的部分有机物。本发明所述的活性污泥吸附床污水处理方法，利用微生物的吸附作用，在污泥吸附床内截留和吸附污水中的部分有机物，所述污水尤指有机废水，具体包括：
在活性污泥吸附床底部设有布水管2，待处理的污水通过布水管2从活性污泥吸附床底部进水，
在活性污泥吸附床底部为泥水混合层1，泥水混合层1的高度为0.5～1.5米，布水管2位于泥水混合层1下部，泥水混合层中的污泥为好氧沉淀池剩余污泥，
在泥水混合层1内，除布水管2管外，还设有生物活性污泥排泥及自回流系统，所述生物活性污泥排泥及自回流系统包括：吸泥管3和回流管4，
泥水混合层1上部为污泥吸附层11，高度1.5～5米，
在污泥吸附层11装有第一填料12，推荐使用软性填料，软性填料的质量(g)每束丝应不小于1克，直径为不小于120毫米，组装片距不小于60毫米，每根间隔不大于150毫米，
生物污泥进泥管13位于污泥吸附层11上部，所述生物污泥进泥管13为穿孔管，向下开口，孔径15～30毫米，设计流速0.5～1.0米/秒，均匀布置，活性污泥或剩余污泥进泥的方式可连续或间歇运行，推荐采用剩余污泥，使用间歇方式运行，
生物污泥进泥管13上方设有泥水分离层14，泥水分离层14位于活性污泥吸附床的最上层，装有第二填料15，第二填料15可以采用斜板、斜管等，推荐使用斜管，孔径不小于50毫米。
在上述技术方案的基础上，在布水管2上设有进水流速控制机构（例如进水流量调节阀等），所述进水流速控制机构控制进水流量使污泥吸附床上升流速不大于2.0米/时。
在上述技术方案的基础上，所述污泥吸附床底部的布水管2为穿孔管，孔眼向下，孔径8～12毫米，流速0.8～1.5米/秒，孔径均匀布置。
在上述技术方案的基础上，吸泥管3设置在布水管2之上，回流管4设置在布水管2之下，例如：
吸泥管3位于布水管2的上方100～200毫米，为穿孔管，孔径15～30毫米，孔径均匀布置，设计流速0.5～1.0米/秒，
回流管4位于布水管2的下方100～500毫米，为穿孔管，孔眼向下，孔径15～30毫米，孔径均匀布置，设计流速0.5～1.0米/秒。
在上述技术方案的基础上，吸泥管3直接和污泥泵5的污泥入口连接，
污泥泵5的污泥出口通过转接头分成两路分支，一路分支通过回流阀6与回流管4连接，另一路分支通过外排阀7与外排管路连接。更进一步，回流阀6与回流管4之间的管段设有污泥回流计量表8，外排阀7与外排管路之间的管段设有外排污泥计量表9，设置计量表目的在于了解污泥回流量与外排污泥量。
在上述技术方案的基础上，污泥泵5流量需根据污泥回流量选定，污泥泵5可间歇或连续运行，推荐为间歇运行。
在上述技术方案的基础上，所述污泥吸附床装有用于了解污泥床层界面高度的污泥界面仪10。
在上述技术方案的基础上，活性污泥吸附床的出水采用溢流方式，可以为中心或周边，推荐使用周边三角堰16溢流方式。
本发明仅利用剩余污泥的吸附性去除有机物，采用的污泥吸附床吸附为固定床，并能达到吸附饱和的污泥优限排出的目的。
针对污水排放标准从严，难分解有机物影响达标、生物处理停留时间长、能耗高、加药量大等因素。本发明利用微生物的吸附能力，不以分解有机物为目的，采用升流式多层结构污泥吸附床的设计方法，以达到微生物吸附有机物和截留悬浮物的效果，并使吸附有机物的微生物被优先排出，不用加药，无二次污染，可减少后续处理负荷，具有节能、绿色特点。
本发明利用外排剩余微生物的吸附作用，不以分解有机物为目的，以吸附分离为主，采用多层污泥吸附床的形式，使吸附有机物的剩余污泥优先排出，以达到生物吸附与截留有机悬浮物的目的，减少后续生物处理的负荷。
以下为实施例。
实施例1
某石化废水采用本发明所述活性污泥吸附床处理效果见表1。
表1
*：B/C升高率。
1、污泥吸附床高12米，直径10米。污泥吸附床内吸附层（污泥吸附层）装有2米高的软性填料，填料底部距污泥吸附床底部6米。上部分离层（泥水分离层）装有斜管填料，填料高度1.0米。
软性填料的质量(克)每束丝为1.5g，直径为120mm，上下间距（组装片距）为60mm，每根填料左右间隔为150mm。
2、好氧生物处理后二沉池的剩余污泥从污泥吸附床中间约5米处间歇进入，每天3次，流量20米3/时。
进泥管（生物污泥进泥管）为单管环形布置，直径4米。进水孔径15毫米，向下开孔，共计30个，设计流速1米/秒。
3、经过预处理后的污水从污泥吸附床底部的布水管进入，进水流量130～150米3/时，上升流速1.6～1.9米/时。
进水管从污泥吸附床外部4个方向分别进入，并在设备外部的管线上各设有进水流量调节阀，以控制并调节各方向进水流量。污泥吸附床内部为单管，环形布置，共计460个孔，孔径12毫米，向下开孔，设计流速0.7～1.2米/秒。
4、吸附后的剩余污泥从污泥吸附床底部经过污泥泵间歇排至污泥处理系统，每天1次。排泥时进行污泥吸附床自回流30分钟。
位于泥水混合层布水管上方100毫米处的吸泥管，距离污泥吸附床内壁1米环形布置，共有60个孔，孔径15毫米，设计流速0.5～1.0米/秒。
回流管位于泥水混合层1布水管2的下方100毫米中央，直径4米，环形布置，共有60个孔，孔径15毫米，设计流速0.5～1.0米/秒。
污泥泵2台，1开1备，流量20～40米3/时，压力0.5兆帕。
污泥泵回流管与外排污泥管均设有超声波流量仪，以了解与控制污泥回流量与外排污泥量。
5、为了解并控制污泥床界面的高度，装有超声波泥水界面仪1套，并与污泥泵控制系统连接，可通过设定污泥界面高度控制排泥量。在污泥界面设计高度的位置处安装2个玻璃观察孔，以便现场人员直观了解污泥界面高度。
通过污泥吸附床吸附后，COD的BOD5的去除率分别为25.6％和18.3％，不仅去除部分有机物，B/C比提高了约9％。
预处理后的污水只要能满足生物处理进水条件均可以，水质相对稳定。如pH6～9，COD和含盐量稳定，没有对生物处理造成毒害即可。
实施例2
某化工废水采用本发明所述活性污泥吸附床处理效果见表2。
表2
*：B/C升高率。
1、污泥吸附床尺寸长×宽×高为30×20×5米，分2格。吸附层内装有2米高的软性填料，填料底部距污泥吸附床底部3.0米。溢流出水。
软性填料的质量(克)每束丝不小于1.5g，直径为150mm，上下间距为60mm，每根填料左右间隔为180mm。
2、好氧生物处理后二沉池的剩余污泥从污泥吸附床中间约3米处间歇进入，每天1～2次，流量80米3/时。
吸附床进泥管孔径30毫米，向下开孔，均匀分布30个，设计流速1米/秒。污泥吸附床内部进泥管为十字或环形布置，推荐使用环形管布置。
3、经过预处理后的污水从污泥吸附床底部通过布水管进入，进水流量400～500米3/时，上升流速约0.7～0.8米/时。
进水管从污泥吸附床外部4个方向分别进入，并在设备外部的管线上各设有进水流量调节阀，以控制并调节各方向进水流量。污泥吸附床内部为十字或环形布置，推荐使用环形管布置。均匀分布900个孔，孔径12毫米，向下开孔，设计流速1.0～1.5米/秒。
4、由于有机污水处理难度大，吸附床底部的污泥很难发生厌氧，吸附后的剩余污泥从污泥吸附床底部经过污泥泵间歇排至污泥处理系统，每天早晚各1次，排泥时进行污泥吸附床自回流～30分钟。
位于泥水混合层布水管上方100毫米处的吸泥管，沿污泥吸附床内壁1米处布置，共有30个孔，孔径30毫米，设计流速1.0～1.3米/秒。
回流管位于泥水混合层1布水管2的下方100毫米中央，边长6米，正方形布置，共有60个孔，孔径30毫米，设计流速1.0～1.3米/秒。
污泥泵2台，1开1备，流量150～200米3/时，压力0.5兆帕。
污泥泵回流管与外排污泥管均设有超声波流量仪，以了解与控制污泥回流量与外排污泥量。
5、为了解并控制污泥床界面的高度，装有超声波泥水界面仪4套。
通过污泥吸附床吸附后，COD的BOD5的去除率分别为22.2％和2.8％，不仅去除部分有机物，COD去除率明显高于BOD5，B/C比提高约20％。
实施例3
某化工废水采用本发明所述活性污泥吸附床处理效果见表3。
表3
*：B/C升高率。
1、污泥吸附床高8米，直径12米。污泥吸附床内装有2米高的软性填料，填料底部距污泥吸附床底部4米。污泥吸附床上部装有斜板填料，填料高度1米。
软性填料的质量(克)每束丝为1.5g，直径为120mm，上下间距为60mm，每根填料左右间隔为150mm。
2、好氧生物处理后二沉池的剩余污泥从污泥吸附床中间约5米处间歇进入，每天3次，流量20米3/时。
吸附床进泥管孔径30毫米，向下开孔，均匀分布30个，设计流速1米/秒。污泥吸附床内部进泥管为十字或环形布置，推荐使用环形管布置。
3、经过预处理后的污水从污泥吸附床底部通过布水管进入，进水流量200～220米3/时，上升流速约1.9米/时。
进水管从污泥吸附床外部4个方向分别进入，并在设备外部的管线上各设有进水流量调节阀，以控制并调节各方向进水流量。污泥吸附床内部为十字或环形布置，推荐使用环形管布置。均匀分布1100个孔，孔径8毫米，向下开孔，设计流速1.0～1.1米/秒。
4、吸附后的剩余污泥从污泥吸附床底部经过污泥泵排至污泥处理系统，每天1次。排泥时进行污泥吸附床自回流30分钟。
位于泥水混合层布水管上方100毫米处的吸泥管，距离污泥吸附床内壁1米环形布置，共有60个孔，孔径15毫米，设计流速0.5～1.0米/秒。
回流管位于泥水混合层1布水管2的下方100毫米中央，直径4米，环形布置，共有60个孔，孔径15毫米，设计流速0.5～1.0米/秒。
污泥泵2台，1开1备，流量20～40米3/时，压力0.5兆帕。
污泥泵回流管与外排污泥管均设有超声波流量仪，以了解与控制污泥回流量与外排污泥量。
5、为了解并控制污泥床界面的高度，装有超声波泥水界面仪1套，并与污泥泵控制系统连接，可通过设定污泥界面高度控制排泥量。在污泥界面设计高度的位置处安装2个玻璃观察孔，以便现场人员直观了解污泥界面高度。
通过污泥吸附床吸附后，COD的BOD5的去除率分别为28.5％和6.8％。COD去除效果明显，B/C比提高约23％。
本发明将好氧沉淀池排出剩余污泥改为在与进水混合，通过升流式缺氧污泥吸附床的方法，可以达到吸附饱和的污泥被先排出，减轻后续处理负荷。主要包括：升流式水解污泥吸附床体；布水器；污泥层；回流管；污泥回流及排污泵。本发明有利于提高生物处理深度，尤其适用于难处理的工业的废水。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：
在活性污泥吸附床底部设有布水管（2），
在活性污泥吸附床底部为泥水混合层（1），泥水混合层（1）的高度为0.5～1.5米，布水管（2）位于泥水混合层（1）下部，泥水混合层中的污泥为好氧沉淀池剩余污泥，
在泥水混合层（1）内还设有生物活性污泥排泥及自回流系统，所述生物活性污泥排泥及自回流系统包括：吸泥管（3）和回流管（4），
泥水混合层（1）上部为污泥吸附层（11），高度1.5～5米，
在污泥吸附层（11）装有第一填料（12），
生物污泥进泥管（13）位于污泥吸附层（11）上部，
生物污泥进泥管（13）上方设有泥水分离层（14），
在泥水分离层（14）装有第二填料（15）。
2.如权利要求1所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：在布水管（2）上设有进水流速控制机构，所述进水流速控制机构控制进水流量使污泥吸附床上升流速不大于2.0米/时。
3.如权利要求1所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：所述污泥吸附床底部的布水管（2）为穿孔管，孔眼向下，孔径8～12毫米，流速0.8～1.5米/秒，孔径均匀布置。
4.如权利要求1所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：吸泥管（3）设置在布水管（2）之上，回流管（4）设置在布水管（2）之下。
5.如权利要求1所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：吸泥管（3）直接和污泥泵（5）的污泥入口连接，
污泥泵（5）的污泥出口通过转接头分成两路分支，一路分支通过回流阀（6）与回流管（4）连接，另一路分支通过外排阀（7）与外排管路连接。
6.如权利要求5所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：污泥泵（5）流量根据污泥回流量选定，污泥泵（5）间歇或连续运行。
7.如权利要求5所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：回流阀（6）与回流管（4）之间的管段设有污泥回流计量表（8），
外排阀（7）与外排管路之间的管段设有外排污泥计量表（9）。
8.如权利要求1所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：所述第一填料（12）为软性填料，软性填料的质量(g)每束丝应不小于1克，直径为不小于120毫米，组装片距不小于60毫米，每根间隔不大于150毫米。
9.如权利要求1所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：所述生物污泥进泥管（13）为穿孔管，向下开口，孔径15～30毫米，设计流速0.5～1.0米/秒，均匀布置。
10.如权利要求1所述的活性污泥吸附床的设计方法，其特征在于：第二填料（15）采用斜板或斜管，斜管的孔径不小于50毫米。
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