CN111533264B - 生物膜污水处理装置和用其处理污水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理领域，具体而言，涉及一种生物膜污水处理装置和用其处理污水的方法；该生物膜污水处理装置包括依次连通的第一处理池、第二处理池和第三处理池；第一处理池、第二处理池和第三处理池均填充有生物膜填料；用上述装置处理污水时：污水能依次流过第一处理池、第二处理池和第三处理池或反向流动，以使第一处理池和第三处理池中的生物膜填料交替处于厌氧和有氧环境。本发明提供的生物膜污水处理装置能够减小污水处理装置的占地面积，第一处理池和第三处理池中的生物膜填料交替处于厌氧和有氧环境能够有效的脱氮除磷，能够应用于地下式污水处理厂。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体而言，涉及一种生物膜污水处理装置和用其处理污水的方法。
背景技术
随着污水处理排放要求的提高，通常都需要对污水进行处理了之后再进行排放。
氮、磷元素是造成水体污染的主要污染物，脱氮除磷是目前污水处理工艺的核心功能之一。污水排放标准越来越严格，污水处理的脱氮除磷能力已成为污水处理领域的核心难点。
污水处理相关技术脱氮除磷效率低，污水处理厂的占地面积较大。另外，相关技术提供的污水处理装置还需要配置相应的二沉池，利用二沉池将污水中的污泥沉淀，即利用二沉池使泥水分离后，再进一步进行污水的处理；二沉池的配置导致相关技术提供的污水处理装置的占地面积进一步增大。
近几年地下式污水处理厂发展迅速，同样对污水处理技术的占地面积要求较高。
因此，开发一种高效脱氮除磷、占地面积小的装置与技术是污水处理领域的迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物膜污水处理装置和用其处理污水的方法，该生物膜污水处理装置不需要设置二沉池，进而能够减小污水处理装置的占地面积，且实现较高的脱氮除磷功能。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种生物膜污水处理装置，包括依次连通的第一处理池、第二处理池和第三处理池；第一处理池、第二处理池和第三处理池均填充有生物膜填料，生物膜填料在第一处理池、第二处理池和第三处理池的填充率为50％-100％；第二处理池被配置为好氧处理池；第一处理池和第三处理池中的一个被配置为厌氧处理池，另一个被配置为有氧处理池，且第一处理池和第三处理池还被配置为交替作为厌氧处理池和有氧处理池。
在可选的实施方式中，第二处理池内设置有第一曝气装置。
在可选的实施方式中，第一处理池内设置有第二曝气装置和第一搅拌装置。
在可选的实施方式中，第一处理池内还设置有第一溶解氧检测仪。
在可选的实施方式中，第三处理池内设置有第三曝气装置和第二搅拌装置。
在可选的实施方式中，第三处理池内还设置有第二溶解氧检测仪。
在可选的实施方式中，第一处理池和第三处理池均设置有排污阀门。
在可选的实施方式中，第一处理池和第三处理池均设置有进出水堰。
在可选的实施方式中，生物膜填料包括高密度聚乙烯、聚乙烯和聚苯乙烯中的至少一种。
在可选的实施方式中，生物膜填料的比重为0.8-1.2；优选地，生物膜填料的比重为0.92-1.04；进一步优选地，生物膜填料的比重为0.96-1.04。
在可选的实施方式中，生物膜填料的比表面积大于或等于200m2/m3；优选地，生物膜填料的比表面积大于或等于600m2/m3。
在可选的实施方式中，生物膜填料的孔隙率为50-95％；优选地，生物膜填料的孔隙率为70-90％。
在可选的实施方式中，生物膜填料所挂的生物膜的干重大于或等于40mg/g。
第二方面，本发明实施例提供一种生物膜污水处理装置，包括依次连通的第一处理池、第二处理池和第三处理池；第一处理池、第二处理池和第三处理池均填充有生物膜填料；第二处理池被配置为好氧处理池；第一处理池和第三处理池中的一个被配置为厌氧处理池，另一个被配置为有氧处理池。
第三方面，本发明实施例提供一种用前述实施方式任一项的生物膜污水处理装置处理污水的方法，包括第一套处理模式和第二套处理模式，第一套处理模式包括：使待处理的污水依次流过第一处理池、第二处理池和第三处理池，其中，第一处理池被配置为厌氧处理池以进行厌氧处理，第二处理池被配置为好氧处理池以进行好氧处理，第三处理池被配置为有氧处理池以进行有氧处理；第二套处理模式包括：使待处理的污水依次流过第三处理池、第二处理池和第一处理池，其中，第三处理池被配置为厌氧处理池以进行厌氧处理，第二处理池被配置为好氧处理池以进行好氧处理，第一处理池被配置为有氧处理池以进行有氧处理；其中，第一套处理模式和第二套处理模式被配置为能交替进行，以使第一处理池作为厌氧处理池时，第三处理池作为有氧处理池，或者，第一处理池作为有氧处理池时，第三处理池作为厌氧处理池。
在可选的实施方式中，第一套处理模式具体包括：开启第一搅拌装置并关闭第二曝气装置，控制第一处理池的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L；开启第一曝气装置，控制第二处理池的溶解氧浓度范围为1-10mg/L；通过第二搅拌装置、第三曝气装置启停，控制第三处理池的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L。
在可选的实施方式中，第二套处理模式具体包括：开启第二搅拌装置并关闭第三曝气装置，控制第三处理池的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L；开启第一曝气装置，控制第二处理池的溶解氧浓度范围为1-10mg/L；通过第一搅拌装置、第二曝气装置启停控制第一处理池的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L。
在可选的实施方式中，待处理的污水在第一处理池内的水力停留时间为0.5-3小时；在第二处理池内的水力停留时间为1-5小时；在第三污水处理池内的水力停留时间为0.5-3小时。
污水中包含悬浮物、碳源、氨氮、硝态氮(包括硝氮、亚硝氮)、总磷等污染物。以待处理的污水依次流经第一处理池、第二处理池和第三处理池为例进行说明，污水的处理流程包括：
污水进入第一处理池内，第一处理池为厌氧处理池，将提供碳源为池内的硝态氮提供电子供体，完成反硝化反应；同时，碳源可以促使聚磷菌进行释磷反应；第一处理池内的生物膜填料的填充率达到50％-100％，可对悬浮物进行拦截，当第一处理池内的液体流向第二处理池时，仅有污水进入第二处理池。第一处理池对悬浮物、碳源、氨氮、硝态氮、总磷的去除率分别为50-90％、50-80％、5-20％、50-100％、20-80％。
接下来，污水进入第二处理池内，第二处理池为好氧处理池，其中的氨氮物质将在氧气的参与下完成硝化反应，生成硝态氮；同时第二处理池的生物膜填料的填充率达到50％-100％，较高的填充率可实现较多的生物量和较长的污泥龄，硝化细菌丰富，较高效率的完成硝化反应。第二处理池对悬浮物、碳源、氨氮、总磷的去除率分别为50-90％、50-100％、50-100％、20-80％。
最后，污水进入第三处理池内，第三处理池为有氧处理池，第三处理池内填料与污水不流化，此状态下剩余的氨氮物质将继续完成硝化反应，生成硝态氮；同时较低的溶解氧促使填料发生同步硝化反硝化反应，可去除硝态氮；最后，第三处理池的填充率达到50％-100％，较高的填充率与不流化的状态可控制悬浮物沉入处理池底部。第三处理池对悬浮物、碳源、氨氮、硝态氮、总磷的去除率分别为60-100％、50-90％、50-100％、10-100％、20-80％。
本发明实施例的生物膜污水处理装置的有益效果包括：本发明实施例提供的生物膜污水处理装置包括依次连通的第一处理池、第二处理池和第三处理池，且第一处理池、第二处理池和第三处理池均填充有生物膜填料；这样一来，该生物膜污水处理装置通过三个处理池填充的生物膜填料处理污水，而不需要再配置用于沉降污泥的二沉池，有利于减小污水处理装置的占地面积；而且本发明实施例的第一处理池、第二处理池和第三处理池内的生物膜填料的填充率均为50％-100％，装置的第一处理池和第三处理池还被配置为交替作为厌氧处理池和有氧处理池，能够有效的处理污水中的总氮，即利用生物膜填料实现内碳源的利用，以达到良好的脱氮效率；由于第一处理池和第三处理池还被配置为交替作为厌氧处理池和有氧处理池，使得第一处理池和第三处理池填充的生物膜填料能够交替的处于厌氧环境和有氧环境，生物膜填料可以先后经历厌氧、低氧状态，进而能够有利于聚磷作用，以达到良好的总磷去除能力，由于该装置处理污水的脱氮除磷能力的提高，还能够进一步的缩减占地面积。
本发明实施例的处理污水的方法的有益效果包括：本发明实施例提供的处理污水的方法能够利用第一处理池、第二处理池和第三处理池中填充的生物膜填料处理污水，且第一套处理模式和第二套处理模式被配置为能交替进行，以使第一处理池作为厌氧处理池时，第三处理池作为有氧处理池，或者，第一处理池作为有氧处理池时，第三处理池作为厌氧处理池；这样一来，能够有效的处理污水中的总氮，即利用生物膜填料实现内碳源的利用，以达到良好的脱氮效率；由于第一处理池和第三处理池还被配置为交替作为厌氧处理池和有氧处理池，使得第一处理池和第三处理池填充的生物膜填料能够交替的处于厌氧环境和有氧环境，生物膜填料可以先后经历厌氧、低氧状态，进而能够有利于聚磷作用，以达到良好的总磷去除能力，由于该装置处理污水的脱氮除磷能力的提高，还能够进一步的缩减占地面积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中生物膜污水处理装置的结构示意图。
图标：010-生物膜污水处理装置；100-第一处理池；200-第二处理池；300-第三处理池；400-生物膜填料；210-第一曝气装置；110-第二曝气装置；310-第三曝气装置；120-第一搅拌装置；320-第二搅拌装置；130-第一溶解氧检测仪；330-第二溶解氧检测仪；410-排污阀门；420-进出水堰；431-第一管道；432-第二管道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参照图1，本实施例提供一种生物膜污水处理装置010，其能用于对污水进行脱氮，且能够除去污水中的磷；该生物膜污水处理装置010能用于地下式污水处理厂或地面式污水处理厂，在此不作具体限定。
本实施例的生物膜污水处理装置010包括依次连通的第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300，第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300均填充有生物膜填料400；其中，第二处理池200被配置为好氧处理池，第一处理池100和第三处理池300中的一个被配置为厌氧处理池，另一个被配置为有氧处理池。
本实施例的生物膜污水处理装置010利用第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300中填充的生物膜填料400处理污水，能够在生物膜填料400的作用下进行水泥分离，而不需要再配置用于沉降污泥的二沉池，有利于减小污水处理装置的占地面积。
需要说明的是，本实施例的生物膜污水处理装置010还能利用生物膜填料400实现内碳源利用，进而达到良好的脱氮效果。生物膜填料400均固定设置于第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300内，即使得生物膜填料400在各个处理池中的运动受限。
需要说明的是，上述第二处理池200被配置为好氧处理池，第一处理池100和第三处理池300中的一个被配置为厌氧处理池，另一个被配置为有氧处理池，可以是指：好氧处理池的溶解氧浓度大于厌氧处理池的溶解氧浓度，有氧处理池的溶解氧浓度小于或等于好氧处理池的溶解氧浓度，有氧处理池的溶解氧浓度大于或等于厌氧处理池的溶解氧浓度。
需要进一步说明的是，本实施例的生物膜污水处理装置010可以配置为以下两种工作模式。第一种模式：第一处理池100被配置为厌氧处理池时，第三处理池300被配置为有氧处理池；在第一种模式下，该生物膜污水处理装置010处理污水的流程包括：污水依次在第一处理池100进行厌氧处理、然后在第二处理池200进行好氧处理、最后在第三处理池300进行有氧处理。第二种模式：第一处理池100被配置为有氧处理池时，第三处理池300被配置为厌氧处理池；在第二种模式下，该生物膜污水处理装置010处理污水的流程包括：污水依次在第三处理池300进行厌氧处理、然后在第二处理池200进行好氧处理、最后在第一处理池100进行有氧处理。
在使用本实施例的生物膜污水处理装置010时，可以交替使用上述第一种模式和第二种模式，以使第一处理池100中的生物膜填料400和第三处理池300中的生物膜填料400交替的在厌氧环境和有氧环境下反应，以提高生物膜填料400的除磷性能。
需要进一步说明的是，本实施例的第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300的数量均可以根据需要进行选择，例如：第一处理池100的数量可以是一个、两个、三个等，第二处理池200的数量可以是一个、两个、三个等，第三处理池300的数量可以是一个、两个、三个等，在此不作具体限定；以第一处理池100的数量为两个、且第一处理池100作为厌氧处理池进行举例说明，第一处理池100的数量为两个是指：具有两个用于盛放待处理污水的水池，且这两个水池均填充有生物膜填料，并能够进行厌氧处理。
本实施例中，第二处理池200内设置有第一曝气装置210，以利用第一曝气装置210补充第二处理池200内的氧气，确保污水能够在第二处理池200内进行好氧处理。
本实施例中的第一处理池100内设置有第二曝气装置110和第一搅拌装置120；如此，在将第一处理池100配置为厌氧处理池时，可以不开启第二曝气装置110，仅开启第一搅拌装置120，只对第一处理池100内的污水进行搅拌；在将第一处理池100配置为有氧处理池时，则可以控制第二曝气装置110、第一搅拌装置120的启停来控制第一处理池100的溶解氧浓度。第一搅拌装置120能够使第一处理池100内的污水与第一处理池100内的生物膜填料400充分接触，以充分利用生物膜填料400处理污水。
本实施例中的第三处理池300内设置有第三曝气装置310和第二搅拌装置320；如此，在将第三处理池300配置为厌氧处理池时，可以不开启第三曝气装置310，仅开启第二搅拌装置320，只对第三处理池300内的污水进行搅拌；在将第三处理池300配置为有氧处理池时，则可以控制第三曝气装置310、第二搅拌装置320的启停来控制第三处理池300的溶解氧浓度。第二搅拌装置320能够使第三处理池300内的污水与第三处理池300内的生物膜填料400充分接触，以充分利用生物膜填料400处理污水。
进一步地，本实施例的第一处理池100内还设置有第一溶解氧检测仪130，用于检测第一处理池100内的溶解氧浓度。在将第一处理池100配置为有氧处理池时，可以用第一溶解氧检测仪130检测第一处理池100内的溶解氧浓度，当第一溶解氧检测仪130检测到第一处理池100中的溶解氧浓度满足有氧条件时，则可以不开启第二曝气装置110；当第一溶解氧检测仪130检测到第一处理池100中的溶解氧浓度不满足有氧条件时，则开启第二曝气装置110；如此，即可根据第一处理池100内的溶解氧浓度开启或关闭第二曝气装置110，即确保第一处理池100作为有氧处理池时的溶解氧浓度满足需求，又能避免第一处理池100的溶解氧浓度满足有氧条件时开启第二曝气装置110造成的能耗浪费。
再进一步地，本实施例的第三处理池300内还设置有第二溶解氧检测仪330，用于检测第三处理池300内的溶解氧浓度。在将第三处理池300配置为有氧处理池时，可以用第二溶解氧检测仪330检测第三处理池300内的溶解氧浓度；当第三溶解氧检测仪检测到第三处理池300内的溶解氧浓度满足有氧条件时，则可以不开启第三曝气装置310；当第二溶解氧检测仪330检测到第三处理池300中的溶解氧浓度不满足有氧条件时，则开启第三曝气装置310；如此，可以根据第三处理池300内的溶解氧浓度开启或关闭第三曝气装置310，一方面能确保第三处理池300作为有氧处理池时的溶解氧浓度满足需求，又能避免第三处理池300的溶解氧浓度满足有氧条件时开启第三曝气装置310造成的能耗浪费。
本实施例的第一处理池100和第三处理池300均设置有排污阀门410，用于排出污水处理后分离出的污泥。
进一步地，第一处理池100和第三处理池300均设置有进出水堰420，用于通入待处理的污水和排出处理后的水体。
具体地，当第一处理池100作为厌氧处理池，第三处理池300作为有氧处理池时，待处理的污水从设置于第一处理池100的进出水堰420进入第一处理池100内，在第一处理池100内进行了厌氧处理后，再经过第二处理池200进行好氧处理，再进入第三处理池300进行有氧处理，最后处理完的水体从第三处理池300的进出水堰420排出，第三处理池300内的污泥从第三处理池300设置的排污阀门410排出；或者，当第三处理池300作为厌氧处理池，第一处理池100作为有氧处理池时，待处理的污水从设置于第三处理池300的进出水堰420进入第三处理池300内，在第三处理池300内进行了厌氧处理后，再经过第二处理池200进行好氧处理，再进入第一处理池100进行有氧处理，最后处理完的水体从第一处理池100的进出水堰420排出，第一处理池100内的污泥从第一处理池100设置的排污阀门410排出。
需要说明的是，本实施例中，设置于第一处理池100和第三处理池300的进出水堰420均分别位于第一处理池100和第三处理池300的顶部；设置于第一处理池100和第三处理池300的排污阀门410均分别位于第一处理池100和第三处理池300的底部。
需要进一步说明的是，第一处理池100和第二处理池200通过第一管道431连通，且第一管道431的一端连接于第一处理池100的上部，另一端连接第二处理池200的下部。第二处理池200和第三处理池300通过第二管道432连通，且第二管道432的一端连接于第二处理池200的下部，另一端连接第三处理池300的上部。为了使水体能够顺利的通过第一管道431和第二管道432在相应的处理池之间流动，第一管道431和第二管道432均可以设置水泵，以给水体提供足够的动力。
上述生物膜填料400包括高密度聚乙烯、聚乙烯和聚苯乙烯中的至少一种，第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300填充的生物膜填料400可以是相同的，也可以是不相同的；例如：第一处理池100的生物膜填料400为高密度聚乙烯，第二处理池200的生物膜填料400为聚乙烯，第三处理池300的生物膜填料400为聚苯乙烯；或者，第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300的生物膜填料400均是聚乙烯和聚苯乙烯两种混合的；或者，第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300的生物膜填料400均是聚乙烯；或者，第一处理池100的生物膜填料400为高密度聚乙烯和聚苯乙烯混合的，第二处理池200的生物膜填料400为聚乙烯，第三处理池300的生物膜填料400为聚苯乙烯等，在此不再一一赘述。
为了充分利用生物膜填料400处理污水，第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300中的至少一个的生物膜填料400的填充率为50％-100％。本实施例的第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300的生物膜填料400的填充率均为50％-100％；例如：第一处理池100的生物膜填料400的填充率为90％、第二处理池200的生物膜填料400的填充率为90％，第三处理池300的生物膜填料400的填充率为90％，或者，第一处理池100的生物膜填料400的填充率为55％、第二处理池200的生物膜填料400的填充率为90％，第三处理池300的生物膜填料400的填充率为90％；或者，第一处理池100的生物膜填料400的填充率为50％、第二处理池200的生物膜填料400的填充率为55％，第三处理池300的生物膜填料400的填充率为87％等，在此不再一一赘述。
需要说明的是，上述生物膜填料400的填充率可以是指每个处理池中生物膜填料400占该处理池的体积的百分比。
为了使本实施例的生物膜污水处理装置010的各个处理池中填充的生物膜充分的发挥污水治理作用，可以按照以下参数配置生物膜填料400。
生物膜填料400的比重为0.8-1.2；优选地，生物膜填料400的比重为0.92-1.04；进一步优选地，生物膜填料400的比重为0.96-1.04。
生物膜填料400的比表面积大于或等于200m2/m3；优选地，生物膜填料400的比表面积大于或等于600m2/m3。
生物膜填料400的孔隙率为50-95％；优选地，生物膜填料400的孔隙率为70-90％。
生物膜填料400所挂生物膜干重大于或等于40mg/g。
本实施例提供的生物膜污水处理装置010可以依次利用第一处理池100进行厌氧处理、第二处理池200进行好氧处理、最后利用第三处理池300进行有氧处理；或者，依次利用第三处理池300进行厌氧处理、第二处理池200进行好氧处理、最后利用第一处理池100进行有氧处理。
综上所述，本实施例的生物膜污水处理装置010能够利用第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300填充的生物膜填料400处理污水，并利用生物膜填料400进行水泥的分离，而不需要再配置用于沉降污泥的二沉池，有利于减小污水处理装置的占地面积。
本实施例还提供一种用上述生物膜污水处理装置010处理污水的方法，该方法包括第一套处理模式，第一套处理模式包括：使待处理的污水依次流过第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300，其中，第一处理池100被配置为厌氧处理池以进行厌氧处理，第二处理池200被配置为好氧处理池以进行好氧处理，第三处理池300被配置为有氧处理池以进行有氧处理。
需要说明的是，第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300均填充有生物膜填料400，能够利用生物膜填料400实现内碳源利用，达到良好的脱氮效果。
上述第一套处理模式具体包括：控制第一处理池100的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L，控制第二处理池200的溶解氧浓度范围为1-10mg/L，控制第三处理池300的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L。如此，可以确保在第一套处理模式下，第一处理池100进行污水的厌氧处理、第二处理池200进行污水的好氧处理、第三处理池300进行污水的有氧处理。
在较优的实施例中，可以控制第一处理池100的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L，控制第二处理池200的溶解氧浓度范围为2-7mg/L，控制第三处理池300的溶解氧浓度小于或等于3mg/L。
需要说明的是，为了确保第一套处理模式下第三处理池300是有氧处理池，能够进行有氧处理，第三处理池300的溶解氧浓度还可以大于第一处理池100的溶解氧浓度，例如：大于0.5mg/L，或者，当第一处理池100的溶解氧浓度为0.1mg/L时，第三处理池300的溶解氧浓度可以是0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L等，还或者，当第一处理池100的溶解氧浓度为0.2mg/L时，第三处理池300的溶解氧浓度可以是0.3mg/L、0.4mg/L等；由此可见，较优的实施方式中，在运行第一套处理模式时，应该在满足第一处理池100的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L，控制第三处理池300的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L的情况下，使得第三处理池300的溶解氧浓度大于第一处理池100的溶解氧浓度，以确保第一套处理模式下，第一处理池100被配置为厌氧处理池以进行厌氧处理，第三处理池300被配置为有氧处理池以进行有氧处理。
进一步地，控制第一处理池100的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L时，第二曝气装置110不开启，仅开启第一搅拌装置120；控制第二处理池200的溶解氧浓度范围为1-10mg/L时，开启第一曝气装置210；控制第三处理池300的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L时，先用第二溶解氧检测仪330检测第三处理池300内的溶解氧浓度，若是第三处理池300内的溶解氧浓度能够达到大于0、且小于或等于5mg/L，且又未小于第一处理池100内的溶解氧浓度时，则可以不开启第三曝气装置310，若是第三处理池300内的溶解氧浓度小于第一处理池100的溶解氧浓度，则可以开启第三曝气装置310，以使第三处理池300内的溶解氧浓度大于第一处理池100的溶解氧浓度，并满足大于0、且小于或等于5mg/L；第三处理池300内的第二搅拌装置320保持开启的状态。
进行第一套处理模式，使污水依次在第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300进行处理，第一处理池100的溶解氧浓度可以为0.5mg/L、第二处理池200的溶解氧浓度可以为7mg/L、第三处理池300溶解氧浓度可以为3mg/L，或者第一处理池100的溶解氧浓度可以为0.3mg/L、第二处理池200的溶解氧浓度可以为2mg/L、第三处理池300溶解氧浓度可以为1mg/L，或者第一处理池100的溶解氧浓度可以为0.2mg/L、第二处理池200的溶解氧浓度可以为1mg/L、第三处理池300溶解氧浓度可以为0.5mg/L，或者，第一处理池100的溶解氧浓度可以为0.5mg/L、第二处理池200的溶解氧浓度可以为10mg/L、第三处理池300溶解氧浓度可以为5mg/L。应当理解，第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300的溶解氧浓度还可以有其他的组合，在此不再列举。
本实施例的处理污水的方法还包括第二套处理模式，第二套处理模式包括：使待处理的污水依次流过第三处理池300、第二处理池200和第一处理池100，其中，第三处理池300被配置为厌氧处理池以进行厌氧处理，第二处理池200被配置为好氧处理池以进行好氧处理，第一处理池100被配置为有氧处理池以进行有氧处理。
上述第二套处理模式具体包括：控制第三处理池300的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L，控制第二处理池200的溶解氧浓度范围为1-10mg/L，控制第一处理池100的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L。如此，可以确保在第二套处理模式下，第三处理池300进行污水的厌氧处理、第二处理池200进行污水的好氧处理、第一处理池100进行污水的有氧处理。
在较优的实施例中，可以控制第三处理池300的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L，控制第二处理池200的溶解氧浓度范围为2-7mg/L，控制第一处理池100的溶解氧浓度小于或等于3mg/L。
需要说明的是，为了确保第二套处理模式下第一处理池100是有氧处理池，能够进行有氧处理，第一处理池100的溶解氧浓度还可以大于第三处理池300的溶解氧浓度，例如：大于0.5mg/L，或者，当第三处理池300的溶解氧浓度为0.1mg/L时，第一处理池100的溶解氧浓度可以是0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L等，还或者，当第三处理池300的溶解氧浓度为0.2mg/L时，第一处理池100的溶解氧浓度可以是0.3mg/L、0.4mg/L等；由此可见，较优的实施方式中，在运行第二套处理模式时，应该在满足第三处理池300的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L，控制第一处理池100的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L的情况下，使得第一处理池100的溶解氧浓度大于第三处理池300的溶解氧浓度，以确保第二套处理模式下，第三处理池300被配置为厌氧处理池以进行厌氧处理，第一处理池100被配置为有氧处理池以进行有氧处理。
进一步地，控制第三处理池300的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L时，第三曝气装置310不开启，仅开启第二搅拌装置320；控制第二处理池200的溶解氧浓度范围为1-10mg/L时，开启第一曝气装置210；控制第一处理池100的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L时，先用第一溶解氧检测仪130检测第一处理池100内的溶解氧浓度，若是第一处理池100内的溶解氧浓度能够达到大于0、且小于或等于5mg/L，且又未小于第三处理池300内的溶解氧浓度时，则可以不开启第二曝气装置110，若是第一处理池100内的溶解氧浓度小于第三处理池300的溶解氧浓度，则可以开启第二曝气装置110，以使第一处理池100内的溶解氧浓度大于第三处理池300的溶解氧浓度，并满足大于0、且小于或等于5mg/L；第一处理池100内的第一搅拌装置120保持开启的状态。
进行第二套处理模式，使污水依次在第三处理池300、第二处理池200和第一处理池100进行处理，第三处理池300的溶解氧浓度可以为0.5mg/L、第二处理池200的溶解氧浓度可以为7mg/L、第一处理池100溶解氧浓度可以为3mg/L，或者第三处理池300的溶解氧浓度可以为0.3mg/L、第二处理池200的溶解氧浓度可以为2mg/L、第一处理池100溶解氧浓度可以为1mg/L，或者第三处理池300的溶解氧浓度可以为0.2mg/L、第二处理池200的溶解氧浓度可以为1mg/L、第一处理池100溶解氧浓度可以为0.5mg/L，或者，第三处理池300的溶解氧浓度可以为0.5mg/L、第二处理池200的溶解氧浓度可以为10mg/L、第一处理池100溶解氧浓度可以为5mg/L。应当理解，第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300的溶解氧浓度还可以有其他的组合，在此不再列举。
本实施例提供的处理污水的方法的第一套处理模式和第二套处理模式被配置为能交替进行，以使第一处理池100作为厌氧处理池时，第三处理池300作为有氧处理池，或者，第一处理池100作为有氧处理池时，第三处理池300作为厌氧处理池。交替进行第一套处理模式和第二套处理模式，使第一处理池100在上述两种模式下交替作为厌氧处理池和有氧处理池，且使第三处理池300在上述两种模式下交替作为有氧处理池和厌氧处理池，即使得第一处理池100内填充的生物膜填料400交替在厌氧和有氧条件下反应，且使得第三处理池300内填充的生物膜填料400交替在厌氧和有氧条件下反应，进而能够提高第一处理池100和第三处理池300内填充的生物膜填料400的除磷效果。
需要说明的是，无论是在第一套处理模式下，还是第二套处理模式下，即无论是第三处理池300作为有氧处理池，还是第一处理池100作为有氧处理池，进入有氧处理池的污水可以在有氧处理池内停留一段时间，例如：0.5-5小时等，然后在进行排泥、出水。
本发明的生物膜污水处理装置010处理污水的方法还包括：
待处理的污水在第一处理池100内的水力停留时间为0.5-3小时；在第二处理池200内的水力停留时间为1-5小时；在第三污水处理池内的水力停留时间为0.5-3小时。
污水中包含悬浮物、碳源、氨氮、硝态氮(包括硝氮、亚硝氮)、总磷等污染物。以待处理的污水依次流经第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300为例进行说明，污水的处理流程包括：
污水进入第一处理池100内，第一处理池100为厌氧处理池，第一处理池100提供搅拌动力，将提供碳源为池内的上一阶段遗留硝态氮提供电子供体，完成反硝化反应；同时，碳源可以促使聚磷菌进行释磷反应；由于第一处理池100的生物膜填料400的填充率达到50％-100％，可对悬浮物进行拦截，从第一处理池100进入第二处理池200的仅有污水。第一处理池100对悬浮物、碳源、氨氮、硝态氮、总磷的去除率分别为50-90％、50-80％、5-20％、50-100％、20-80％。
接下来，污水从第一处理池100进入第二处理池200内，第二处理池200提供曝气，第二处理池200为好氧处理池，其中的氨氮物质将在氧气的参与下完成硝化反应，生成硝态氮；同时第二处理池200的生物膜填料400的填充率达到50％-100％，较高的填充率可实现较多的生物量和较长的污泥龄，硝化细菌丰富，较高效率的完成硝化反应。第二处理池200对悬浮物、碳源、氨氮、总磷的去除率分别为50-90％、50-100％、50-100％、20-80％。
最后，污水从第二处理池200进入第三处理池300内，第三处理池300根据需要提供较低的曝气或搅拌并控制溶解氧在3mg/L以下，第三处理池为有氧处理池，该池内填料与污水不流化，此状态下剩余的氨氮物质将继续完成硝化反应，生成硝态氮；同时较低的溶解氧促使生物膜填料400发生同步硝化反硝化反应，可去除硝态氮；最后，填充率达到50％-100％，较高的填充率与不流化的状态可控制悬浮物沉入处理池底部。第三处理池300对悬浮物、碳源、氨氮、硝态氮、总磷的去除率分别为60-100％、50-90％、50-100％、10-100％、20-80％。
需要说明的是，待处理的污水依次流经第三处理池300、第二处理池200和第一处理池100的工作原理和效果与待处理的污水依次流经第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300类似，在此不再赘述。
综上所述，本实施例提供的处理污水的方法能够利用第一处理池100、第二处理池200和第三处理池300中填充的生物膜填料400处理污水，生物膜填料400能够实现内碳源的利用，以达到良好的脱氮效率以及良好的除磷效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用生物膜污水处理装置处理污水的方法，其特征在于，所述生物膜污水处理装置包括：
包括依次连通的第一处理池、第二处理池和第三处理池；所述第一处理池、所述第二处理池和所述第三处理池均填充有生物膜填料，所述生物膜填料在所述第一处理池、所述第二处理池和所述第三处理池的填充率均为50%-100%；所述第二处理池被配置为好氧处理池；所述第一处理池和所述第三处理池中的一个被配置为厌氧处理池，另一个被配置为有氧处理池，且所述第一处理池和所述第三处理池还被配置为交替作为所述厌氧处理池和所述有氧处理池；其中，
好氧处理池的溶解氧浓度大于厌氧处理池的溶解氧浓度，有氧处理池的溶解氧浓度小于或等于好氧处理池的溶解氧浓度，有氧处理池的溶解氧浓度大于厌氧处理池的溶解氧浓度；
所述处理污水的方法包括第一套处理模式和第二套处理模式，所述第一套处理模式包括：使待处理的污水依次流过所述第一处理池、所述第二处理池和所述第三处理池，其中，所述第一处理池被配置为厌氧处理池以进行厌氧处理，所述第二处理池被配置为好氧处理池以进行好氧处理，所述第三处理池被配置为有氧处理池以进行有氧处理；
所述第二套处理模式包括：使待处理的污水依次流过所述第三处理池、所述第二处理池和所述第一处理池，其中，所述第三处理池被配置为厌氧处理池以进行厌氧处理，所述第二处理池被配置为好氧处理池以进行好氧处理，所述第一处理池被配置为有氧处理池以进行有氧处理；
其中，所述第一套处理模式和所述第二套处理模式被配置为能交替进行，以使所述第一处理池作为所述厌氧处理池时，所述第三处理池作为所述有氧处理池，或者，所述第一处理池作为有氧处理池时，所述第三处理池作为厌氧处理池。
2.根据权利要求1所述的处理污水的方法，其特征在于，所述第一套处理模式具体包括：控制所述第一处理池的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L，控制所述第二处理池的溶解氧浓度范围为1-10mg/L，控制所述第三处理池的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L。
3.根据权利要求1所述的处理污水的方法，其特征在于，所述第二套处理模式具体包括：控制所述第三处理池的溶解氧浓度小于或等于0.5mg/L，控制所述第二处理池的溶解氧浓度范围为1-10mg/L，控制所述第一处理池的溶解氧浓度大于0、且小于或等于5mg/L。
4.根据权利要求1所述的处理污水的方法，其特征在于，所述第二处理池内设置有第一曝气装置。
5.根据权利要求1所述的处理污水的方法，其特征在于，所述第一处理池内设置有第二曝气装置和第一搅拌装置。
6.根据权利要求5所述的处理污水的方法，其特征在于，所述第一处理池内还设置有第一溶解氧检测仪。
7.根据权利要求1所述的处理污水的方法，其特征在于，所述第三处理池内设置有第三曝气装置和第二搅拌装置。
8.根据权利要求7所述的处理污水的方法，其特征在于，所述第三处理池内还设置有第二溶解氧检测仪。
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- 2020-06-12 CN CN202010539666.XA patent/CN111533264B/zh active Active
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| CN111533264A (zh) | 2020-08-14 |
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