CN105523694A - 一种污泥循环减量污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种污泥循环减量污水处理系统，包括有处理池、设置于处理池底的曝气系统及根据处理池容积而配置相应数量的固定化微生物反应罐，所述曝气系统包括有鼓风机、布气管道及设置于布气管道上的若干曝气盘；该处理池具有原水进水口、产水出水口；处理池的水反复经循环泵抽引依次进入该固定化微生物反应罐的污水进水管、进水区、镇流层、微生物载体层、微生物菌种区再流回到处理池中。

Description

一种污泥循环减量污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域技术，尤其是指一种污泥循环减量污水处理系统。

背景技术

自1970年，活性污泥法及各种形式的生物膜法成为污水处理的标准工艺流程，其工艺流程由一系列好氧池、缺氧池、填料塔组成，以处理有机污染物，主要包括5日生物需氧量、化学需氧量、含氮污染物、有机氮、无机亚硝酸盐、硝酸盐以及总磷，其中，总磷采用生物除磷，除磷菌吸收大量磷后，以污泥的形式被排出，总磷得到处理；工艺流程的末端一般还设有消毒工艺单元，以消灭出水中的致病菌和病毒。活性污泥法或生物膜出水可达到美国的“二级出水标准”，也可直排地表、可作为工业回用水或灌溉水；活性污泥法的核心部分是“活性污泥”，处理池的“活性污泥”需要维持在一定浓度，活性污泥含各种各样的菌种，也称混合液悬浮固体或生物膜；混合液悬浮固体湿重测量单位是毫克每升（mg/L），干重测量单位是磅；生物膜的测量单位是膜厚（mm）；混合液悬浮固体在沉淀池沉淀，而后一部分回流到处理池，一部分作为废弃活性污泥排出。初沉池作废排出的混合液悬浮固体称为废弃固体；废弃活性污泥及废弃固体生成量不固定，但通常是每降1kg5日生物需氧量(干重)，产生0.5-0.8kg废弃活性污泥及废弃固体。污水的微生物处理法种类繁多，这里就取应用最多的活性污泥法工艺流程作为背景技术来介绍（活性污泥法中，出水沉淀后，从出水中分离出来的混合液悬浮固体浓度在1,500-5,000mg/L之间；生物膜法，从出水中分离出来的混合液浓度则在5,000-10,000mg/L之间）：活性污泥法很关键的运行参数是处理池的混合液悬浮固体浓度，浓度太低，混合液悬浮固体会漂浮，从终沉池溢出；浓度太高，水力停留时间会延长，出水水质也会受影响；以及，废弃污泥活性污泥及废弃固体的处置费用较高，一般会占到投资成本及运行成本的30%-40%,不利于污水处理的推广。因此，需要研究出一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种污泥循环减量污水处理系统，其大幅度减少混合液悬浮固体用量，有效实现污泥减量，降低污泥处理装置的配置成本及运行成本。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种污泥循环减量污水处理系统，包括有处理池、设置于处理池底的曝气系统及根据处理池容积而配置相应数量的固定化微生物反应罐，所述曝气系统包括有鼓风机、布气管道及设置于布气管道上的若干曝气盘；该处理池具有原水进水口、产水出水口；该固定化微生物反应罐内具有容置腔，该容置腔内隔设有网片，该网片将容置腔分隔形成位于网片上侧的装料区和位于网片下侧的进水区；该进水区连接有污水进水管；该装料区自下而上依次填装形成有镇流层和至少一个微生物载体层，该镇流层包括有若干镇流颗粒，所述镇流颗粒为硬质惰性颗粒，所述镇流颗粒的缝隙占整个镇流层至少45%的空间，该微生物载体层包括有若干附着有微生物的载体，该装料区内对应微生物载体层上方预留有用于放入菌种的微生物菌种区；该装料区顶部开设有连通处理池内的净化出水口；处理池的水反复经循环泵抽引依次进入该固定化微生物反应罐的污水进水管、进水区、镇流层、微生物载体层、微生物菌种区再流回到处理池中。

进一步的，所述固定化微生物反应罐包括有底盖、基座和装料腔体，该底盖设置于基座底部，该基座上端与装料腔体之间可拆卸式密封连接；前述污水进水管连接于基座上，前述网片设置于装料腔体内。

进一步的，所述基座上端与装料腔体之间通过上连接件、下连接件、夹设于上连接件与下连接件之间的橡胶圈及锁固螺丝实现活性连接固定，所述污水进水管包括有接头组件及软管，该软管连接于循环泵与快速接头之间；该接头组件包括有竖向设置的快速接头、横向设置的带牙直通接头、连接于快速接头底端与带牙直通接头一端之间的第一弯头及连接于带牙直通接头另一端的第二弯头；该带牙直通接头穿过基座的壁体伸入进水区内；该第二弯头位于进水区内，该第二弯头的出水侧向上连通进水区；处理池内的污水经第二弯头自下而上垂直经过固定化微生物反应罐内部。

进一步的，所述装料腔体顶部侧面位置装设有用于连接加长装料腔体的连接结构。

进一步的，所述微生物载体层和微生物菌种区构成一个微生物载体套组，多个微生物载体套组依次串联设置；所述镇流颗粒为冲洗石砾或玻璃珠。

进一步的，所述固定化微生物反应罐全部沉入处理池内水中或部分露于处理池内水面上。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要通过于处理池、曝气系统、固定化微生物反应罐的设置及相互配合，将处理池的水反复经循环泵抽引依次进入固定化微生物反应罐的污水进水管、进水区、镇流层、微生物载体层、微生物菌种区再流流回到处理池中，使污水不断得到净化，其大幅度减少混合液悬浮固体用量，有效实现污泥减量，从而降低污泥处理装置的配置成本及运行成本。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的大致结构框图；

图2是本发明之实施例中固定化微生物反应罐的具体结构示意图。

具体实施方式

请参照图1和图2所示，其显示了本发明之实施例的大致结构；此处所述之污泥循环减量污水处理系统可以单独将污水原水引入进行净化处理，也可按需灵活应用于污水处理工艺中，相当于对污水原水进行了一些前期预处理后，再将污水引入本发明之污泥循环减量污水处理系统内，经本发明之污泥循环减量污水处理系统所净化处理后的产水亦可根据实际需要不同再选择进行相应的后期处理；关于可能选择的前期预处理及后期处理等环节，可以为常规的处理方式，在此不作赘述。

本发明之污泥循环减量污水处理系统主要包括有处理池1、设置于处理池1底的曝气系统及根据处理池容积而配置相应数量的固定化微生物反应罐2；其中，所述曝气系统包括有鼓风机3、布气管道4及设置于布气管道4上的若干曝气盘5；所述固定化微生物反应罐2全部沉入处理池1内水中或部分露于处理池1内水面上；以及，该处理池1具有原水进水口6、产水出水口7，根据需要，可以在原水进水口6和/或产水出水口7配置水泵26提供引水动力。

该固定化微生物反应罐2可根据实际情况安装应用于处理池1内，固定化微生物反应罐2的应用数量及单个固定化微生物反应罐2的体积等，也可按需而定；一般处理池1的容积根据以下因素确定：（1）污水浓度、5日生物需氧量、化学需氧量、悬浮物、氨氮的浓度；（2）污水类型，不同污水的处理难度不同；（3）出水标准；(4)出水用途:直排地表、工业回用水、农业灌溉等；(5)污水中的有毒组分。

该固定化微生物反应罐2一般设计为大致呈圆柱形结构，直径不特定，但通常在15-92cm之间；该固定化微生物反应罐2内具有容置腔，该容置腔内隔设有网片8，所述网片8一般采用不锈钢网或其他抗腐蚀性材质网，其用于承载镇流层9及微生物载体层10，网片8安装位置不超过装料腔体14底部起10cm高度处。该网片8将容置腔分隔形成位于网片8上侧的装料区和位于网片8下侧的进水区24；

该进水区24连接有污水进水管；该装料区自下而上依次填装形成有镇流层9和至少一个微生物载体层10，该镇流层9包括有若干镇流颗粒，该微生物载体层10包括有若干附着有微生物的载体,根据污水的性质不同，如城镇污水、工业废水、油田废水、垃圾渗滤液等，选定不同的微生物，功能微生物选定后，就永久植入微生物载体；此处，优先采用专利微生物固定技术，将功能微生物固定在基质（即微生物载体）上，基质的成分包括但不限于硅藻土，可参考专利号为US4859594、US4775650所述基质；微生物载体为多孔惰性颗粒状，其密度至少为480kg/m3，硬度至少为12），微生物载体厚度优选设计在0.3-1.2m之间。

该装料区内对应微生物载体层10上方预留有用于放入菌种的微生物菌种区11，所述的微生物载体层和微生物菌种区构成一个微生物载体套组，根据不同的微生物菌种所起的作用，将多个微生物载体套组依次串联设置；

此处，镇流层9优选设计为10cm厚，其镇流层9作为缓冲区，用于缓冲压力及分散水流，其镇流颗粒可将污水平均分配后，再与微生物载体接触，一般镇流颗粒可选用冲洗石砾、玻璃珠或其他硬质惰性颗粒；优选直径至少1.3cm的冲洗石砾，也可为直径至少0.95cm的玻璃珠，镇流颗粒的缝隙应占整个镇流层9至少45%的空间；该装料区顶部开设有连通处理池1内的净化出水口；处理池1的水反复经循环泵25(可为潜水泵、自吸泵或离心泵等)抽引依次进入该固定化微生物反应罐的污水进水管、进水区24、镇流层9、微生物载体层10、微生物菌种区11再流回到处理池1中，如此，处理池1污水通过与固定化微生物反应罐2内生物载体的反复不断接触反应（作为优选设计，所述固定化微生物反应罐2内循环速率在6cm/秒-61cm/秒之间），污水得到净化，其达标净化水经处理池1的产水出水口7排出。

于本实施例中，所述固定化微生物反应罐2包括有底盖12、基座13和装料腔体14，该底盖12设置于基座13底部，该基座13上端与装料腔体14之间可拆卸式密封连接，如此，在清洗、维护、更换时，便于两部分的拆卸。前述污水进水管连接于基座13上，前述网片8设置于装料腔体14内；所述基座13上端与装料腔体14之间通过上连接件15、下连接件16、夹设于上连接件15与下连接件16之间的橡胶圈17及锁固螺丝18实现活性连接固定；所述装料腔体14顶部侧面位置装设有用于连接加长装料腔体14的连接结构（例如：所述连接结构为吊环螺栓19或连接法兰或其他配件），以便可再连接另一加长截装料腔体14将固定化微生物反应罐2按需加长。

该污水进水管包括有接头组件及软管，该软管连接于循环泵25与快速接头20之间，软管的应用主要是为了便于整个固定化微生物反应罐28的提起；该接头组件包括有竖向设置的快速接头20、横向设置的带牙直通接头21、连接于快速接头20底端与带牙直通接头21一端之间的第一弯头22及连接于带牙直通接头21另一端的第二弯头23；该带牙直通接头21穿过基座13的壁体伸入进水区24内；该第二弯头23位于进水区24内，该第二弯头23的出水侧向上连通进水区24；处理池1内的污水经第二弯头23自下而上垂直经过固定化微生物反应罐2内部。

前述曝气系统设置于处理池1内，其曝气方式可为底部曝气，但是在固定化微生物反应罐2内并没有曝气，因此，进入到固定化微生物反应罐2内的污水就含有足够的溶解氧，足以使固定化微生物反应罐28内的溶解氧浓度维持在3mg/L以上，其微生物载体产生的功能微生物不断生长繁殖，到最后，数量会远超于污水中原有的微生物数量，微生物通过“内循环”（一般固定化微生物反应罐2内循环速率在6cm/秒-61cm/秒之间，固定化微生物反应罐224小时的内循环量，根据具体情况，可小于处理池1污水量，也可大于处理池1污水量的5倍），分布在处理池1中，由于微生物为单细胞，密度与清水密度相近（单个微生物的重量在10-10-10-9mg之间，一般用cfu作为微生物的量制单位，微生物的长度通常在0.1-0.5微米之间），因此不会形成污泥沉淀在处理池1底部，减少了污泥量。通常，传统技术中活性污泥法之处理池内需要大量的混合液悬浮固体以降解5日生物需氧量、化学需氧量以及氨氮，混合液悬浮固体浓度需维持在1,000-5,000mg/L之间；而本发明之处理池1内混合液悬浮固体浓度仅需维持在25-100mg/L之间，因此，本发明之污泥循环减量污水处理系统中，大幅度减少混合液悬浮固体用量，实现污泥减量，降低污泥处理装置的配置成本及运行成本。

综上，本发明的设计重点在于，其主要通过于处理池、曝气系统、固定化微生物反应罐的设置及相互配合，将处理池的水反复经循环泵抽引依次进入固定化微生物反应罐的污水进水管、进水区、镇流层、微生物载体层、微生物菌种区再流回到处理池中，使污水不断得到净化，其大幅度减少混合液悬浮固体用量，有效实现污泥减量，从而降低污泥处理装置的配置成本及运行成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种污泥循环减量污水处理系统，其特征在于：包括有处理池、设置于处理池底的曝气系统及根据处理池容积而配置相应数量的固定化微生物反应罐，所述曝气系统包括有鼓风机、布气管道及设置于布气管道上的若干曝气盘；该处理池具有原水进水口、产水出水口；该固定化微生物反应罐内具有容置腔，该容置腔内隔设有网片，该网片将容置腔分隔形成位于网片上侧的装料区和位于网片下侧的进水区；该进水区连接有污水进水管；该装料区自下而上依次填装形成有镇流层和至少一个微生物载体层，该镇流层包括有若干镇流颗粒，所述镇流颗粒为硬质惰性颗粒，所述镇流颗粒的缝隙占整个镇流层至少45%的空间，该微生物载体层包括有若干附着有微生物的载体，该装料区内对应微生物载体层上方预留有用于放入菌种的微生物菌种区；该装料区顶部开设有连通处理池内的净化出水口；处理池的水反复经循环泵抽引依次进入该固定化微生物反应罐的污水进水管、进水区、镇流层、微生物载体层、微生物菌种区再流回到处理池中。

2.根据权利要求1所述的一种污泥循环减量污水处理系统，其特征在于：所述固定化微生物反应罐包括有底盖、基座和装料腔体，该底盖设置于基座底部，该基座上端与装料腔体之间可拆卸式密封连接；前述污水进水管连接于基座上，前述网片设置于装料腔体内。

3.根据权利要求2所述的一种污泥循环减量污水处理系统，其特征在于：所述基座上端与装料腔体之间通过上连接件、下连接件、夹设于上连接件与下连接件之间的橡胶圈及锁固螺丝实现活性连接固定，所述污水进水管包括有接头组件及软管，该软管连接于循环泵与快速接头之间；该接头组件包括有竖向设置的快速接头、横向设置的带牙直通接头、连接于快速接头底端与带牙直通接头一端之间的第一弯头及连接于带牙直通接头另一端的第二弯头；该带牙直通接头穿过基座的壁体伸入进水区内；该第二弯头位于进水区内，该第二弯头的出水侧向上连通进水区；处理池内的污水经第二弯头自下而上垂直经过固定化微生物反应罐内部。

4.根据权利要求2所述的一种污泥循环减量污水处理系统，其特征在于：所述装料腔体顶部侧面位置装设有用于连接加长装料腔体的连接结构。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种污泥循环减量污水处理系统，其特征在于：所述微生物载体层和微生物菌种区构成一个微生物载体套组，多个微生物载体套组依次串联设置；所述镇流颗粒为冲洗石砾或玻璃珠。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种污泥循环减量污水处理系统，其特征在于：所述固定化微生物反应罐全部沉入处理池内水中或部分露于处理池内水面上。

7.据权利要求5所述的一种污泥循环减量污水处理系统，其特征在于：所述固定化微生物反应罐全部沉入处理池内水中或部分露于处理池内水面上。