CN109970198A - 利用大口径污水干管道处理污水的装置及污水处理方法 - Google Patents

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    • Y02A20/402—River restoration

Abstract

本发明公开了一种利用大口径污水干管道处理污水的装置，在相邻两个窨井之间的大口径污水干管道内设置有生物膜反应区，窨井底部对应的污水流经区域为污泥沉淀区，生物膜反应区内与水流方向平行固定安装有生物膜，污泥沉淀区的底部固定安装有一体结构的射流曝气器和配套潜水泵，射流曝气器的通气管经窨井连通大气。本发明还公开了利用该装置的污水处理方法。本发明利用原污水所含微量溶解氧的特性作为厌氧、兼氧反应区,起硝化与反硝化的作用，利用安装生物膜及多功能射流器的区域作为生物化学反应区，污水经生物化学净化后随污水管输送到污水处理厂作补充处理。

Description

利用大口径污水干管道处理污水的装置及污水处理方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理技术，具体涉及一种在大口径管道内部安装射流器与生物膜的污水处理装置及污水处理方法。
背景技术
随着经济的发展，水污染现象日益突出，河道污染、黑臭水体等现象严重影响着人们的生活。传统污水生化处理是利用生物化学作用去除水体中各类无机及有污染物质、胶体性物质、溶解性物质及细菌，达到净化水体的作用。目前我国污水治理技术种类繁多，如生物接触氧化法、SBR、及A2/O等，上述处理技术的设备存在着构造较复杂、建设费大、能耗较高、占地面积较大、脱氮除磷效率不明显、运行管理较复杂等问题。而城市污水管渠系统长度与容积、特别是污水干管都非常巨大，但是其作用仅仅是起到输送污水的作用。由于污水干管道属连续重力流，无法保留活性污泥、污水所含溶解氧极低，不具备净化处理的必要条件。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种利用大口径污水干管道处理污水的装置及污水处理方法，利用原污水所含微量溶解氧的特性作为厌氧、兼氧反应区,起硝化与反硝化的作用，利用安装生物膜及多功能射流器的区域作为生物化学反应区，污水经生物化学净化后随污水管输送到污水处理厂作补充处理。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种利用大口径污水干管道处理污水的装置，在相邻两个窨井之间的大口径污水干管道内设置有生物膜反应区，窨井底部对应的污水流经区域为污泥沉淀区，生物膜反应区内与水流方向平行固定安装有生物膜，污泥沉淀区的底部固定安装有一体结构的射流曝气器和配套潜水泵，射流曝气器的通气管经窨井连通大气。
所述生物膜包括悬挂在大口径污水干管道内的生物绳，生物绳有多根且平行设置，沿大口径污水干管道轴向水平固定安装，生物绳上培养有活性生物膜。
相邻两根生物绳之间的安装间距为20cm。
所述生物绳两端均匀地固定在大口径污水干管道内，不会妨碍污水干管道的畅通。
所述射流曝气器水平固定安装在相邻两个生物膜中间。
所述大口径污水干管道充满度为75%。
利用大口径污水干管道处理污水的装置的污水处理方法，包括：
污水进入大口径污水干管道，经过生物膜反应区，经过生物膜微生物的净化，主要去除水体中的含碳、氮有机污染物，老化生物膜脱落后随水流冲刷作用下通过污泥沉淀区，在潜水泵作用下与污水一起经潜水泵、射流曝气器抽吸入空气后回流至生物膜反应区，污水继续输往污水处理厂作补充处理；
生物膜反应区生物膜段的长度，与流经污水的接触时间需达到2--3小时，满足含碳有机物的碳化与含氮有机物的反应过程，COD去除率可达60%；
在生物膜反应区，利用原污水所含微量溶解氧作为兼氧段与厌氧段，起硝化反应与反硝化反应过程，可进一步提高脱氮效果。
所述生物膜外表面即接触水体部分至生物膜内部形成溶解氧浓度梯度与营养物质浓度梯度，由于溶解氧浓度梯度的变化，生物膜外表面至生物膜内表面形成好氧菌、兼性硝化菌及专性厌氧菌不同属性的微生物群落结构过渡变化，同时，由于微生物营养物质浓度梯度的变化，生物膜由外表面至内表面形成异养菌至自养菌的微生物群落结构过渡变化，从而在生物膜外表面的完成碳化、氨化、硝化及反硝化反应过程，完成水体中有机污染物及氮的脱除。
本发明的有益效果是：
利用大口径污水管道处理城市污水的装置充分利用污水管道的巨大容积，不占用地面面积；能耗低，运行维护成本低，施工安装简单；反应区内固定安装的生物膜具有较大比表面积，培养有生物膜，含有足够的活性生物量取代活性污泥，起到生物化学降解有机污染物的作用，老化后的生物膜能及时脱落更新；可减轻污水处理厂的负荷，大大节省污水处理厂的投资。本发明应用广泛，可用于城市污水处理、河道修复治理、黑臭水体治理等水体修复等。
附图说明
图1是本发明污水处理工艺图；
其中，1.窨井，2.生物膜反应区，3.配套潜水泵，4. 射流曝气器，5.通气管，6.生物膜，7.污泥沉淀区，8.大口径污水干管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，利用大口径污水干管道处理污水的装置，在相邻两个窨井1之间的大口径污水干管道8内设置有生物膜反应区2，窨井1底部对应的污水流经区域为污泥沉淀区7，生物膜反应区2内与水流方向平行固定安装有生物膜6，污泥沉淀区7的底部固定安装有一体结构的射流曝气器4和配套潜水泵3，射流曝气器4的通气管5经窨井1连通大气。
生物膜6包括悬挂在大口径污水干管道8内的生物绳，生物绳有多根且平行设置，沿大口径污水干管道8轴向水平固定安装，生物绳上培养有活性生物膜。相邻两根生物绳之间的安装间距为20cm。生物绳两端均匀地固定在大口径污水干管道8内，不会妨碍污水干管道的畅通。
射流曝气器4水平固定安装在相邻两个生物膜6中间。大口径污水干管道8充满度为75%。
利用大口径污水干管道处理污水的装置的污水处理方法，包括：
污水进入大口径污水干管道8，经过生物膜反应区2，经过生物膜微生物的净化，主要去除水体中的含碳、氮有机污染物，老化生物膜脱落后随水流冲刷作用下通过污泥沉淀区7，在潜水泵3作用下与污水一起经潜水泵3、射流曝气器4抽吸入空气后回流至生物膜反应区2，污水继续输往污水处理厂作补充处理；
生物膜反应区2生物膜段的长度，与流经污水的接触时间需达到2--3小时，满足含碳有机物的碳化与含氮有机物的反应过程，COD去除率可达60%；
在生物膜反应区2，利用原污水所含微量溶解氧作为兼氧段与厌氧段，起硝化反应与反硝化反应过程，可进一步提高脱氮效果。
所述生物膜外表面即接触水体部分至生物膜内部形成溶解氧浓度梯度与营养物质浓度梯度，由于溶解氧浓度梯度的变化，生物膜外表面至生物膜内表面形成好氧菌、兼性硝化菌及专性厌氧菌不同属性的微生物群落结构过渡变化，同时，由于微生物营养物质浓度梯度的变化，生物膜由外表面至内表面形成异养菌至自养菌的微生物群落结构过渡变化，从而在生物膜外表面的完成碳化、氨化、硝化及反硝化反应过程，完成水体中有机污染物及氮的脱除。
下面是一个具体实施例：
本实例为雨污合流制系统，原污水的浓度较低，COD浓度为11.2～77.1mg/L，水量Q=60m3/d。挂生物膜总长度1360 m，用本公司的多功能射流器（专利号：ZL201721769150.4），工作液流量为Q=25m3/h，工作压力H=12～15m，吸气比为1.57，潜水泵功率为2.2kW，扬程12m供氧。
利用大口径污水干管道处理污水装置的工艺设计见图1，装置设生物膜反应区2和污泥沉淀区7，大口径管道的充满度为75%，生物膜反应区2位于污水干管两窨井1之间，内部固定水平安装生物膜6，固定水平安装射流曝气器4，射流曝气器的通气管5通过窨井连通大气，潜水泵3与曝气射流器组装为一体固定安装在窨井1末端底部，污水流经生物膜反应区，经过生物膜微生物的净化，吸附降解去除其中的含碳、氮有机污染物，老化的生物膜脱落后随水流进入沉沉淀区，在潜水泵作用下回流至反应区，污水继续输往污水处理厂作补充处理。
装置运行期间，COD去除率超过31％的时间，占总数的51.3％，去除率达到45.4％～74.6％的占12.5％，说明利用大口径污水干管道水平安装曝气射流器供氧与搅拌，悬挂生物绳培养活性生物膜代替活性污泥，对处理有机污染物是有效的。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种利用大口径污水干管道处理污水的装置，其特征是，在相邻两个窨井之间的大口径污水干管道内设置有生物膜反应区，窨井底部对应的污水流经区域为污泥沉淀区，生物膜反应区内与水流方向平行固定安装有生物膜，污泥沉淀区的底部固定安装有一体结构的射流曝气器和配套潜水泵，射流曝气器的通气管经窨井连通大气。
2.如权利要求1所述的利用大口径污水干管道处理污水的装置，其特征是，所述生物膜包括悬挂在大口径污水干管道内的生物绳，生物绳有多根且平行设置，沿大口径污水干管道轴向水平固定安装，生物绳上培养有活性生物膜。
3.如权利要求1所述的利用大口径污水干管道处理污水的装置，其特征是，相邻两根生物绳之间的安装间距为20cm。
4.如权利要求1所述的利用大口径污水干管道处理污水的装置，其特征是，所述生物绳两端均匀地固定在大口径污水干管道内，不会妨碍污水干管道的畅通。
5.如权利要求1所述的利用大口径污水干管道处理污水的装置，其特征是，所述射流曝气器水平固定安装在相邻两个生物膜中间。
6.如权利要求1所述的利用大口径污水干管道处理污水的装置，其特征是，所述大口径污水干管道充满度为75%。
7.利用权利要求1所述大口径污水干管道处理污水的装置的污水处理方法，其特征是，污水进入大口径污水干管道，经过生物膜反应区，经过生物膜微生物的净化，主要去除水体中的含碳、氮有机污染物，老化生物膜脱落后随水流冲刷作用下通过污泥沉淀区，在潜水泵作用下与污水一起经潜水泵、射流曝气器抽吸入空气后回流至生物膜反应区，污水继续输往污水处理厂作补充处理。
8.如权利要求7所述的污水处理方法，其特征是，生物膜反应区生物膜段的长度，与流经污水的接触时间需达到2--3小时，满足含碳有机物的碳化与含氮有机物的反应过程，COD去除率达60%。
9.如权利要求7所述的污水处理方法，其特征是，在生物膜反应区，利用原污水所含微量溶解氧作为兼氧段与厌氧段，起硝化反应与反硝化反应过程，可进一步提高脱氮效果。
10.如权利要求7所述的污水处理方法，其特征是，所述生物膜外表面即接触水体部分至生物膜内部形成溶解氧浓度梯度与营养物质浓度梯度，由于溶解氧浓度梯度的变化，生物膜外表面至生物膜内表面形成好氧菌、兼性硝化菌及专性厌氧菌不同属性的微生物群落结构过渡变化，同时，由于微生物营养物质浓度梯度的变化，生物膜由外表面至内表面形成异养菌至自养菌的微生物群落结构过渡变化，从而在生物膜外表面的完成碳化、氨化、硝化及反硝化反应过程，完成水体中有机污染物及氮的脱除。
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