CN105330010B

CN105330010B - 一种废水深度生物处理方法

Info

Publication number: CN105330010B
Application number: CN201410273238.1A
Authority: CN
Inventors: 程学文; 莫馗; 李海龙; 侯秀华; 高凤霞; 张宾; 王珺
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2017-12-19
Anticipated expiration: 2034-06-18
Also published as: CN105330010A

Abstract

本发明涉及一种废水深度生物处理方法，步骤为：一，待处理废水与来自充氧器的回流水混合形成混合废水，通过循环泵送入生物反应器底部，二，混合废水进入生物反应器后，自下而上流经膨胀的填料层，进行好氧生物反应，再从生物反应器的顶部出口形成溢流水，溢流水自流进入充氧器，三，溢流水在充氧器内分成两股，一股作为出水被排放；另外一股在充氧器内曝气充氧，然后作为第一步所述的来自充氧器的回流水，四，定期对生物反应器内的填料进行反冲洗。本发明所述的废水深度生物处理方法，针对BAF的缺点进行工艺改进，具有处理负荷高、出水水质好、反洗周期长、占地面积小、抗冲击能力强等优点，滤料不容易板结，可以应用于废水的三级生物处理。

Description

一种废水深度生物处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体说是一种废水深度生物处理方法。

背景技术

从19世纪末开始，废水生物处理技术即开始应用于生产。经过一百多年的发展，生物处理技术已成为当今世界范围内应用最为广泛的废水处理技术。随着生物处理技术在生产实践中的应用和不断改进，多种生物处理技术应运而生。

根据微生物生存的环境是否需要氧的存在，废水的生物处理法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。好氧生物处理的前提是必须在有氧的情况下进行，而厌氧生物处理则必须保证无氧环境。厌氧生物处理的对象主要是中、高浓度有机物废水和污水处理中所产生的污泥，好氧生物处理则多用于处理中等浓度以下的城市污水和工业废水。

按照废水好氧生物处理反应器中微生物的生长状态，好氧生物处理还可以具体划分为悬浮生长工艺和附着生长工艺，前者以活性污泥法为代表，而后者则以生物膜法为代表。

另外，按照处理后出水水质的情况，好氧生物处理还可以大致划分为二级生物处理和三级生物处理。目前，二级生物处理技术应用十分普遍，例如氧化沟、AB法、SBR法、A/O法、A²/O法等活性污泥法以及塔式生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等生物膜法都是较为常见的二级生物处理技术。随着人们对环境保护要求的不断提高，近年来在二级生物处理技术的基础上又逐步开发出一些三级生物处理技术，以获得更好的出水水质和更高的处理效率。

在三级生物处理技术当中，目前研究和应用较为广泛的当属曝气生物滤池(BAF)。BAF具有处理负荷高、出水水质好、占地面积小、抗冲击能力强等优点，但同时也存在滤料容易板结、反冲洗频繁甚至跑料等问题，因而还有许多不尽人意的地方。

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废水深度生物处理方法，针对BAF的缺点进行工艺改进，并形成一种独特的废水深度生物处理技术，可以应用于废水的三级生物处理。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种废水深度生物处理方法，其特征在于，包含如下步骤：

第一步，待处理废水与来自充氧器的回流水混合形成混合废水，该混合废水通过循环泵送入生物反应器底部，

第二步，混合废水进入生物反应器后，自下而上流经膨胀的填料层，进行好氧生物反应，再从生物反应器的顶部出口形成溢流水，溢流水自流进入充氧器，

第三步，溢流水在充氧器内分成两股，一股溢流水通过充氧器的溢流管作为出水被排放；另外一股溢流水在充氧器内曝气充氧，然后作为第一步所述的来自充氧器的回流水，

第四步，定期对生物反应器内的填料进行反冲洗以维持生物反应器的处理效果。

在上述技术方案的基础上，第三步中，充氧器曝气充氧所需要的空气来自风机，

第四步中，反冲洗时所需要的空气也来自为充氧器提供曝气充氧所需要的空气的风机。

在上述技术方案的基础上，第一步中，所述待处理废水的BOD₅为10～100mg/L，循环泵出水中溶解氧含量为2～7mg/L。

在上述技术方案的基础上，第一步中，所述待处理废水的BOD₅为10～80mg/L，循环泵出水中溶解氧含量为3～7mg/L。

在上述技术方案的基础上，第二步中，生物反应器中的填料层所使用的填料为河砂、无烟煤或核桃壳，填料的粒径范围为0.3～3mm；

在除反冲洗状态之外的运行状态时，填料层的膨胀率为0.1～50％；

生物反应器的出水中溶解氧含量为0.01～2mg/L。

在上述技术方案的基础上，填料层的膨胀率为1～40％；

生物反应器的出水中溶解氧含量为0.5～1.5mg/L。

在上述技术方案的基础上，第三步中，回流水的溶解氧含量为4～8mg/L。

在上述技术方案的基础上，第三步中，回流水的溶解氧含量为5～7mg/L。

在上述技术方案的基础上，第四步中，填料的反冲洗包括气水联合洗和水洗两个步骤；

开始对填料进行反冲洗的时刻应根据生物反应器的综合运行情况来确定。

在上述技术方案的基础上，在运行过程中，当填料层膨胀率达到预先设定的数值时，开始对填料进行反冲洗。

本发明所述的废水深度生物处理方法，针对BAF的缺点进行工艺改进，具有处理负荷高、出水水质好、反洗周期长、占地面积小、抗冲击能力强等优点，滤料不容易板结，可以应用于废水的三级生物处理。

附图说明

本发明有如下附图：

图1本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所述的废水深度生物处理方法，包含如下步骤：

充氧器曝气充氧所需要的空气来自风机，

第四步，定期用反洗水对生物反应器内的填料进行反冲洗以维持生物反应器的处理效果，反冲洗时所需要的空气也来自为充氧器提供曝气充氧所需要的空气的风机。

在上述技术方案的基础上，第一步中，所述待处理废水的BOD₅为10～100mg/L，优选为10～80mg/L；BOD₅为用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标；

循环泵出水中溶解氧含量为2～7mg/L，优选为3～7mg/L。

在除反冲洗状态之外的运行状态时(在反冲洗状态由于有空气扰动，膨胀率不易测定，故排除)，填料层的膨胀率为0.1～50％，优选1～40％；在填料种类及粒径一定的条件下，通过控制水流速度来控制填料层的膨胀率。

生物反应器的出水(指溢流水)中溶解氧含量为0.01～2mg/L，优选0.5～1.5mg/L；

根据具体使用的填料种类和粒径情况，需要选择合适的布水方式来确保生物反应器横截面上进水均匀、需要选择合适的布气方式来确保生物反应器横截面上进气均匀，另外，还需要选择合适的方式来防止填料从生物反应器流入充氧器。这些事项均按现有技术实施即可，不再详述。

在上述技术方案的基础上，第三步中，回流水的溶解氧含量为4～8mg/L，优选为5～7mg/L。

第三步中，所述一股溢流水(作为出水被排放的溢流水)的水量等于待处理废水进水流量；所述另外一股溢流水的流量根据膨胀率的控制要求来确定，具体确定方式及过程按现有公知技术实施即可，不再详述。

例如：在运行过程中，当填料层膨胀率达到预先设定的数值时，开始对填料进行反冲洗。以填料层膨胀率而非填料层压降来作为主要的反冲洗判据是本发明与BAF的一个显著区别，因为在本发明的操作条件下，监测填料层膨胀率的变化要比监测填料层压降的变化更为灵敏。

本发明所述的废水深度生物处理方法，首次公开了把核桃壳当作填料来使用，其具有以下优点：

(1)核桃壳的真密度约为1250kg/m³，属于轻质填料，由于填料轻，所以可以在填料粒径的选择上有更大的灵活性；本发明中，核桃壳的粒径优选1.5～3mm。

(2)核桃壳本身具有亲水性，容易挂膜。

本发明所述的废水深度生物处理方法，创造性地将两相生物流化床技术以及曝气生物滤池技术的优势有机结合起来，同时又有效克服了上述两项技术存在的严重不足，从而形成了一种独特的生物处理技术。具体来讲：

本发明相对于两相生物流化床技术而言具有以下特点：

(1)应用领域不同，已公开的两相生物流化床技术主要着眼于废水的二级生物处理，而本发明主要着眼于废水的三级生物处理；

(2)填料脱膜方式不同，已公开的两相生物流化床技术多采用机械连续脱膜方式，而本发明则主要采用曝气生物滤池通常采用的气水联合反冲洗方式来间歇脱膜；

(3)已公开的两相生物流化床技术往往带有配套的沉淀池，用以实现废水和污泥的分离，而本发明的生物反应器出水由于污泥含量很低，所以不需要配套沉淀池。本发明污泥含量低原因在于：本发明由于运行过程中没有进行强制脱膜，所以填料上的生物膜基本上不会脱落；而两相生物流化床采用连续机械脱膜，脱落的生物膜会随水流出。

本发明相对于曝气生物滤池技术而言具有以下特点：

(1)生物反应器内相态不同，曝气生物滤池在运行状态下有空气、水、填料三相，而本发明的生物反应器在运行状态(非反洗状态)下只有水和填料两相；

(2)生物反应器内填料状态不同，曝气生物滤池在运行状态下填料固定不动，而本发明的生物反应器在运行过程中填料处于膨胀状态，而且床层膨胀率处于不停的变化状态(本发明在运行过程中，废水升流速度基本恒定，但是填料上的生物膜的状态在不停变化，从而导致填料层的膨胀率不停变化，从反洗结束到开始进行反洗这段时间，床层膨胀率总体上处于不断增大的状态，通过反洗，可以让床层膨胀率降低)，这样就能够有效克服曝气生物滤池填料床层易板结、反洗频繁的缺点，能够有效延长填料的反洗周期；

(3)反冲洗主要判据不同，曝气生物滤池基本上都是以反应器压降作为主要反洗判据(压降达到一定值时开始进行反冲洗)，而本发明则采用填料层膨胀率作为主要反冲洗判据(填料层膨胀率达到一定值时开始进行反冲洗)，因为在本发明的操作条件下，监测填料层膨胀率的变化要比监测填料层压降的变化更为灵敏；

(4)填料反冲洗方式不同，虽然曝气生物滤池和本发明都采用了气水联合洗和水洗操作，但曝气生物滤池往往还需要在气水联合洗之前增加单独气洗操作，本发明则不需要单独气洗操作。在填料板结的情况下，单独气洗是必要的；但本发明基本不存在填料板结的情况，所以没有必要进行单独气洗。

以下为实施例。

实施例1

某公司废水COD为153mg/L、BOD₅为80mg/L，该废水与来自充氧器的回流水混合后溶解氧控制为6～7mg/L，经充填核桃壳(粒径为2-3mm)的生物反应器处理后，床层膨胀率、出水水质及反应器COD容积负荷随时间的变化情况如下(时刻0为反应器反洗结束的时间)：

当床层膨胀率达到41.2％时，开始对反应器进行反洗。

实施例2

某公司废水COD为96mg/L、BOD₅为42mg/L，该废水与来自充氧器的回流水混合后溶解氧控制为6～7mg/L，经充填河砂(粒径为0.5-0.7mm)的生物反应器处理后，床层膨胀率、出水水质及反应器COD容积负荷随时间的变化情况如下(时刻0为反应器反洗结束的时间)：

当床层膨胀率达到19.0％时，开始对反应器进行反洗。

上表中：

通过“容积负荷”数值可见本发明的技术方案“处理负荷高”。

通过“出水COD”数值可见本发明的技术方案“出水水质好”。

通过“时间”数值可见本发明的技术方案“反洗周期长”。

本发明属于生物膜法的一种具体形式，“抗冲击能力强”是所有生物膜法的共同优势，本发明同样有此优势。

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

1.一种废水深度生物处理方法，其特征在于，包含如下步骤：

第四步，定期对生物反应器内的填料进行反冲洗以维持生物反应器的处理效果；

第二步中，生物反应器中的填料层所使用的填料为河砂、无烟煤或核桃壳，填料的粒径范围为0.3～3mm；

生物反应器的出水中溶解氧含量为0.01～2mg/L。

2.如权利要求1所述的废水深度生物处理方法，其特征在于：第三步中，充氧器曝气充氧所需要的空气来自风机，

3.如权利要求1所述的废水深度生物处理方法，其特征在于：第一步中，所述待处理废水的BOD5为10～100mg/L，循环泵出水中溶解氧含量为2～7mg/L。

4.如权利要求3所述的废水深度生物处理方法，其特征在于：第一步中，所述待处理废水的BOD5为10～80mg/L，循环泵出水中溶解氧含量为3～7mg/L。

5.如权利要求1所述的废水深度生物处理方法，其特征在于：填料层的膨胀率为1～40％；

生物反应器的出水中溶解氧含量为0.5～1.5mg/L。

6.如权利要求1所述的废水深度生物处理方法，其特征在于：第三步中，回流水的溶解氧含量为4～8mg/L。

7.如权利要求6所述的废水深度生物处理方法，其特征在于：第三步中，回流水的溶解氧含量为5～7mg/L。

8.如权利要求1所述的废水深度生物处理方法，其特征在于：第四步中，填料的反冲洗包括气水联合洗和水洗两个步骤；

9.如权利要求8所述的废水深度生物处理方法，其特征在于：在运行过程中，当填料层膨胀率达到预先设定的数值时，开始对填料进行反冲洗。