CN1834033A - 利用上流式多层生物膜过滤工艺处理污水的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用上流式多层生物膜过滤工艺处理污水的装置及方法，该污水处理装置包括：厌氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、好氧池、沉淀池、接触池、以及生物膜过滤装置。该污水处理方法是利用上流式多层生物膜过滤和浮游式生长组合工艺，用于除去氮、磷、难降解的有机物、以及降低色度，尤其适用于污水的深度处理，从而提高出水水质。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置及方法，更具体地说，涉及一种利用上流式多层生物膜过滤工艺处理污水的装置及方法。
背景技术
随着工业的迅猛发展及城市规模的不断扩大，将有越来越多的城市污水需要进行处理，城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因，因而污水的有效处理方法已经成为人们亟待解决的难题。
目前，我国城市污水处理采用的工艺几乎全部是活性污泥法，其中包括SBR、Unitank、Uct、A2/O、Biolak、BAF、氧化沟、和生物接触氧化等工艺。这些工艺所采用的原理几乎没有差别，仅是设计形式不同，采用这些工艺进行污水处理的缺陷是脱氮除磷效率低。尽管采用化学投药的方法可以弥补传统工艺的不足，但是成本昂贵，就我国目前的经济状况而言难以进行推广实施。
最近，随着环境保护要求的日益严格，我国大部分城市污水处理对氮磷的去除要求也日益提高，现有的污水处理工艺已不能够满足环保要求。
目前，由于通常使用的过滤装置是利用比重大于水(水的比重为1.0)的单一滤料的下流式生物膜过滤装置，因而固体物质的去除只能发生在过滤池表面。
图1示出了根据下流式单层生物膜过滤装置的不同过滤深度的固体物质截流形态的曲线图。
参照图1，因为截流在表面的固体物质急速发生落差损失导致过滤持续时间缩短，并且为了除去溢流的固体物质需要频繁进行反冲洗，所以导致操作经常被中断，同时出现反冲洗水量增加的问题。
为了解决上述问题，人们开发出一种下流式多层生物膜过滤装置。图2示出了根据下流式多层生物膜过滤装置的不同过滤深度的固体物质溢流形态的曲线图。如图2所示，该下流式多层生物膜过滤装置具有过滤层厚度增高、过滤持续的时间延长的优点。
近年来，开始将生物膜过滤装置作为脱氮的装置来使用。因为下流式脱氮过滤装置的脱氮速度快且固体物质的去除效果好，所以在美国得到了广泛使用。
然而，如图3所示，这种下流式脱氮生物膜过滤装置，脱氮时产生的氮气(按照下列化学反应式进行反应)的排出方向与水流的方向相反，氮气被截流在滤料层内，出现与固体物质相同的效果，使得落差损失急剧增加。因此，在下流式生物膜过滤装置条件下，为了除截流在滤料内的氮气，需要经常进行脱气操作，从而无法完成连续运转，并且存在反冲洗的空气量及水量的增加的缺点。
为了解决上述问题，虽然开发出了一种单层滤料上流式脱氮生物膜过滤装置，然而，在由单层滤料构成的情况下，只能在滤料层的下部发生过滤，落差损失急速发生需要频繁进行反冲洗。
另外，美国专利第6,605,216 B1号还披露了一种上流式多层生物膜过滤装置，但是由于使用了比重比水大的滤料，因此设置了用于防止因采用上流式而引起的滤料膨胀的装置和用于防止反冲洗引起的滤料膨胀的机械装置，从而使运转工艺变得复杂，而且该装置只能作为单纯的过滤装置，无法实现通过硝化及脱氮去除氮气的效果。
图4示出了传统的污水深度处理(A2/O)工艺的流程图，该工艺过程所用的装置包括：厌氧池101、第一缺氧池102、第二缺氧池103、好氧池104、和沉淀池105。利用该装置的传统污水深度处理(A2/O)工艺步骤如下：将原污水10供给厌氧池101，原污水10在厌氧池101中进行释放磷反应，并且将原污水10中的部分有机物进行降解；将经厌氧池101处理的污水11引到第一缺氧池102中，在第一缺氧池102中进行反硝化脱氮，同时除去经厌氧池101处理的污水11中剩余的大部分有机物；将经第一缺氧池102处理的污水12引到第二缺氧池103中，在第二缺氧池103中进一步进行反硝化脱氮，同时除去经第一缺氧池102处理的污水12中剩余的有机物；将经第二缺氧池103处理的污水13引到好氧池104，在好氧池104中将经第二缺氧池103处理的污水13中剩余的有机物进行降解；将经好氧池104处理的一部分污水14b引到沉淀池105，在沉淀池105中进行沉降处理，而将经好氧池104处理的污水14的另一部分14a进行内部回流至第一缺氧池102；将经沉淀池105沉降处理的污水15引到过滤池(图中未示出)，而将在沉淀池105底部的沉降污泥15′的一部分作为回流污泥15′a回流至厌氧池101，而在沉淀池105底部的沉降污泥15′的另一部分15′b作为废污泥排放掉。该传统的污水深度处理工艺因受到各种环境因素(特别是低温度)的影响，会出现好氧池104的硝化效率降低的现象，从而导致脱氮效率急剧降低。此外，在沉淀池105中未被沉淀就被排出的流出物15的SS浓度高的情况下，有机物质及氮磷的脱除效率降低。
为了有效地防止上述情况发生，需要另外增设过滤池，这样在经济性上造成了投资成本提高。难分解的溶解性有机物在经过生物处理后仍然无法被去除，因此它是导致处理水中CODcr(化学耗氧量)变高的原因。
为了脱除难分解的有机物，通常采用混凝沉淀或高度氧化处理工艺，但是在采用混凝剂时需要另设凝结池、沉淀池、和过滤池；采用高度氧化处理工艺时，为了确保有机物完全被氧化，使得管理费用提高。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用上流式多层生物膜过滤和浮游式生长组合工艺，用于除去氮、磷、难降解的有机物、以及降低色度。该组合工艺适用于污水的深度处理，特别是可对净化水进行过滤，从而保证了出水的品质。
本发明提供了一种污水处理装置，包括：厌氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、好氧池、沉淀池、接触池、以及生物膜过滤装置，其中在好氧池内设置固定式滤料以强化硝化作用，并且该生物膜过滤装置为上流式生物膜过滤装置。
根据本发明的污水处理装置，固定式滤料由聚乙烯制成，设置在好氧池的底部，装填量不超过好氧池总体积的30％，其中固定式滤料的理化性质如下：呈纤毛状，规格为宽是在200-300mm之间、长是在500-1000mm之间；比重是在1-2g/cm3之间；以及抗拉强度是在650-750kg/20cm之间。
根据本发明的污水处理装置，在过滤装置中设置三层滤料，既可以将三层滤料按照粒径由大至小的顺序自下而上排列在同一个过滤装置中，也可以将三层滤料分别置于三个不同的过滤装置中。
根据本发明的污水处理装置，在过滤装置中设置两层滤料，既可以将两层滤料按照粒径由大至小的顺序自下而上排列在同一个过滤装置中，也可将两层滤料分别置于两个不同的过滤装置中。
根据本发明的污水处理装置，在过滤装置中设置单层滤料。
根据本发明的污水处理装置，按照三层滤料粒径由大至小的顺序分为下部滤料层、中部滤料层、和上部滤料层，其中下部滤料层由生物陶瓷制成，以重量百分比计，下部滤料层包括60-70％ SiO2、20-30％ Al2O3、2.5-3.5％ CaO、1.8-2.2％ Fe2O3、0.8-1.2％ K2O、1.4-1.6％ Na2O、以及余量的选自由Ti、Zr、Sr、Rb、Zn、和Mn组成的组的金属，形态为直径4-5mm的球形，颜色为褐色，比重是在1.20-1.40g/cm3之间，压缩强度是在105-120kg/cm2之间；中部滤料层由聚丙烯制成，形态为直径3-4mm的球形，颜色为白色或灰色，比重是在0.60-0.97g/cm3之间，压缩强度是在2.0-3.0kg/cm2之间，比表面积是在1000-1350m2/m3之间；而上部滤料层由聚丙烯制成，形态为直径2-3mm的球形，颜色为白色或灰色，比重是在0.06-0.08g/cm3之间，压缩强度是在2.0-3.0kg/cm2，比表面积是在1000-1350m2/m3之间。
根据本发明的污水处理装置，按照两层滤料粒径由大至小的顺序分为下部滤料层和上部滤料层，其中下部滤料层由生物陶瓷制成，以重量百分比计，下部滤料层包括60-70％ SiO2、20-30％ Al2O3、2.5-3.5％ CaO、1.8-2.2％ Fe2O3、0.8-1.2％ K2O、1.4-1.6％ Na2O、以及余量的选自由Ti、Zr、Sr、Rb、Zn、和Mn组成的组的金属，形态为直径4-5mm的球形，颜色为褐色，比重是在1.20-1.40g/cm3之间，压缩强度是在105-120kg/cm2之间；上部滤料层由聚丙烯制成，形态为直径2-3mm的球形，颜色为白色或灰色，比重是在0.06-0.08g/cm3之间，压缩强度是在2.0-3.0kg/cm2，比表面积是在1000-1350m2/m3之间。
根据本发明的污水处理装置，单层滤料由聚丙烯制成，形态为直径3-4mm的球形，颜色为白色或灰色，比重是在0.60-0.97g/cm3之间，压缩强度是在2.0-3.0kg/cm2之间，比表面积是在1000-1350m2/m3之间。
本发明提供了一种污水处理方法，该方法包括以下步骤：将原污水供给厌氧池，原污水在厌氧池中进行释放磷反应，并将原污水中的部分有机物进行降解；将经厌氧池处理的污水引到第一缺氧池中，在第一缺氧中进行反硝化脱氮，同时除去经厌氧池处理的污水中剩余的大部分有机物；将经第一缺氧池处理的污水引到第二缺氧池中，在第二缺氧池中进一步进行反硝化脱氮，同时除去经第一缺氧池处理的污水中剩余的有机物；将经第二缺氧池处理的污水引到好氧池，在好氧池中，经第二缺氧池处理的污水中剩余的有机物被微生物生化氧化而继续下降，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降；将经好氧池处理的污水引到沉淀池，在沉淀池中进行沉降处理，使得固液分离，将在沉淀池底部的沉降污泥的30-50％作为回流污泥回流至厌氧池，而在沉淀池底部的沉降污泥的另一部分作为废污泥排放掉；将经沉淀池沉降处理的污水引到接触池，同时将混凝剂和臭氧通入接触池；以及将经接触池处理的污水引入生物膜过滤装置的底部，沿着自下而上的方向流经生物膜过滤装置的床层。
根据本发明的污水处理方法，将作为外加碳源的碳源通入生物膜过滤装置的底部以强化脱氮效果。
根据本发明的污水处理方法，将经好氧池处理的污水总量的30-100％进行回流至第一缺氧池。
根据本发明的污水处理方法，将经生物膜过滤装置处理的污水总量的30-100％进行内部回流至第一缺氧池。
根据本发明的污水处理方法，将经生物膜过滤装置处理的污水总量的30-100％进行内部回流至第二缺氧池。
根据本发明的污水处理方法，将经生物膜过滤装置处理的污水总量的30-100％进行内部回流至生物膜过滤装置的底部。
本发明的污水处理装置及方法与现有技术相比，具有以下特点和优点：
1.本发明采用的上流式多层生物膜过滤装置，将直径大小不同的滤料按顺序进行排列，直径大的滤料放置在最下部，直径小的滤料排列在最上部，流入污水中的固体物质在直径大的滤料中被除去，因此过滤时间长，将未被除去的直径小的固体物质在后一段的直径小的滤料中去除，这样能够获得良好的污水处理效果；
2.本发明将底部的生物膜滤料作为脱氮池使用，并且另外加入碳源，而将上部的生物膜滤料作为好氧池来操作，起到将氨型氮向硝态氮转化的作用，从而提高脱氮率；
3.本发明采用在接触池里投入混凝剂，直接在接触池中完成过滤，在不需要另设沉淀池和接触池的情况下，将难分解的有机物脱除，并且少量地使用臭氧以使残留的色度得到去除，将已被转换成可生物学分解的有机物在后一段的生物接触池中除去，还可将多层生物膜过滤装置作为脱氮+硝化、硝化+脱除固体物质、脱氮+脱除固体物质的用途来使用；
4.本发明采用在现有的浮游成长处理工艺的好氧池内根据需要增设固定式滤料使得硝化效应提高，在浮游成长工艺后一段上增设了上流式多层生物膜过滤工艺，一旦在浮游成长工艺中的硝化作用降低的情况发生，可在生物接触池里进行硝化，再回流到缺氧池进行脱氮，并且可通过生物过滤工艺的内部回流及碳源的投入(外加碳源)来完成进一步的脱氮，因此，即使提出非常严格的水质要求也能够得到满足；以及
5.在除磷方面，本发明根据需要采用在投入混凝剂后，在生物过滤工艺中直接进行过滤，即可完成进一步的除磷。
附图说明
本发明的上述目的和优点通过参照附图对其优选实施例的详细描述将变得更加显而易见，其中：
图1是根据下流式单层生物膜过滤装置的不同过滤深度的固体物质溢流形态的曲线图；
图2是根据下流式多层生物膜过滤装置的不同过滤深度的固体物质溢流形态的曲线图；
图3是在下流式脱氮过滤中氮气的截流状态示意图；
图4是传统的污水深度处理工艺的流程图；
图5是根据本发明的污水深度处理工艺流程图；
图6是图5所示的设置有三层滤料的生物膜过滤装置示意图；
图7是图5所示的设置有两层滤料的生物膜过滤装置示意图；以及
图8是图5所示的设置有单层滤料的生物膜过滤装置示意图。
具体实施方式
下面，将参照附图对本发明的利用上流式多层生物膜过滤工艺的污水深度处理装置和方法进行详细描述。
如图5所示，本发明的污水处理装置包括：厌氧池201、第一缺氧池202、第二缺氧池203、好氧池204、沉淀池205、接触池206、以及生物膜过滤装置207，其中在好氧池204内设置固定式滤料204a以强化硝化作用，并且生物膜过滤装置207为上流式生物膜过滤装置。
优选地，固定式滤料204a由聚乙烯制成，设置在好氧池204的底部，装填量为好氧池204总体积的30％，其中固定式滤料204a的理化性质如下：呈纤毛状，规格为宽是200mm、长是750mm，比重是1.2g/cm3，抗拉强度是700kg/20cm。
如图6所示，在过滤装置207中设置三层滤料207a、207b、207c，既可以将三层滤料207a、207b、207c按照粒径由大至小的顺序自下而上排列在同一个生物膜过滤装置中，也可以将三层滤料分别置于三个不同的生物膜过滤装置中。
如图7所示，在生物膜过滤装置207中设置两层滤料207a′、207c′，既可以将两层滤料207a′、207c′按照粒径由大至小的顺序自下而上排列在同一个生物膜过滤装置中，也可将两层滤料分别置于两个不同的生物膜过滤装置中。
如图8所示，在生物膜过滤装置207中设置单层滤料207a″。
如图6所示，按照三层滤料207a、207b、207c粒径由大至小的顺序分为下部滤料层207a、中部滤料层207b、和上部滤料层207c，其中下部滤料层207a由生物陶瓷制成，以重量百分比计，下部滤料层207a包括67.4％ SiO2、23.4％ Al2O3、3.05％ CaO、1.98％ Fe2O3、1.08％ K2O、1.40％ Na2O、以及余量的Ti、Zr、Sr、Rb、Zn、和Mn，形态为直径4.5mm的球形，颜色为褐色，比重是1.34g/cm3，压缩强度是112.6kg/cm2之间。中部滤料层207b由聚丙烯制成，形态为直径3.5mm的球形，颜色为白色，比重是0.80g/cm3，压缩强度是2.5kg/cm2，比表面积是1175m2/m3。上部滤料层207c由聚丙烯制成，形态为直径2.5mm的球形，颜色为灰色，比重是0.07g/cm3，压缩强度是2.5kg/cm2，比表面积是1200m2/m3。将空气50自中部滤料层207b的底部通入，其目的是硝化反应以及去除溶解性有机物质。
如图7所示，按照两层滤料207a′、207c′粒径由大至小的顺序分为下部滤料层207a′和上部滤料层207c′，其中下部滤料层207a′由生物陶瓷制成，以重量百分比计，下部滤料层207a′包括63.0％SiO2、27.8％ Al2O3、3.15％ CaO、2.04％ Fe2O3、1.12％ K2O、1.5％Na2O、以及余量的Ti，形态为直径5mm的球形，颜色为褐色，比重是1.30g/cm3，压缩强度是105.0kg/cm2。上部滤料层207c′由聚丙烯制成，形态为直径3.0mm的球形，颜色为灰色，比重是0.06g/cm3，压缩强度是2.5kg/cm2，比表面积是1150m2/m3。将空气50自空段207b′通入，其目的是硝化反应以及去除溶解性有机物质。
如图8所示，单层滤料207a″由聚丙烯制成，形态为直径4.0mm的球形，颜色为白色，比重是0.85g/cm3，压缩强度是3.0kg/cm2，比表面积是1300m2/m3。将空气50自单层滤料207a″的底部通入，其目的是硝化反应以及去除溶解性有机物质。
根据图5所示的污水处理装置，本发明还提供了一种污水处理方法，包括以下步骤：将原污水20供给厌氧池201，原污水20在厌氧池201中进行释放磷反应，使含磷化合物形成溶解性磷，聚磷细菌释放出积蓄的磷酸盐，使污水中的磷浓度升高，并且将原污水20中的部分有机物进行降解，溶解性的有机物被细胞吸收而使污水中的BOD浓度下降；将经厌氧池201处理的污水21引到第一缺氧池202中，在第一缺氧池202进行反硝化脱氮，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将内部回流至第一缺氧池202的经好氧池204处理的污水24的一部分24a混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因BOD浓度继续下降，NO3-N浓度大幅度下降而磷的变化很小，同时除去经厌氧池201处理的污水21中剩余的大部分有机物；将经第一缺氧池202处理的污水22引到第二缺氧池203中，在第二缺氧池203中进一步进行反硝化脱氮，同时除去经第一缺氧池202处理的污水22中剩余的有机物；将经第二缺氧池203处理的污水23引到好氧池204，在好氧池204中，经第二缺氧池203处理的污水23中剩余的有机物被微生物生化氧化而继续下降，随着硝化过程，根据其停留时间的不同NO3-N浓度有所变化，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降；将经好氧池204处理的污水24的一部分24b引到沉淀池205，在沉淀池205中进行沉降处理，而将经好氧池204处理的污水24的另一部分24a(占污水24总量的30-100％)进行内部回流至第一缺氧池202；将经沉淀池205沉降处理的污水25引到生物接触池206，同时根据需要将混凝剂和臭氧30通入接触池206，将混凝剂投入接触池206后，在经沉淀池205沉降处理的污水25中发生水解反应并产生异电荷胶体，与经沉淀池205沉降处理的污水25中磷酸离子胶体等悬浮物接触，形成细小的短纤维(flock)，然后反应生成的絮状物固体物质沉淀形成固液分离，固体为污泥，液体为上澄水。从经沉淀池205沉降处理的污水25中分离，从而除去经沉淀池205沉降处理的污水25中的磷，臭氧通过直接臭氧化反应可将难分解的有机物转化成可生物降解的小分子有机物后去除；在沉淀池205底部的沉降污泥25′的一部分25′a(占沉降污泥25′比例的30-50％)作为回流污泥回流至厌氧池201，补充除磷微生物强化除磷活性，使磷能有效地被去除，而在沉淀池205底部的沉降污泥25′的另一部分25′b作为废污泥排放掉；将经过接触池206处理的污水26的全部26a引入生物膜过滤装置207的底部，沿着自下而上的方向流经过滤装置207的床层，而经接触池206处理的污水26的另一部分26b与在沉淀池205底部的沉降污泥25′的另一部分25′b汇集一起作为废污泥28排放掉。同时将作为外加碳源的碳40通入生物膜过滤装置207的底部，经生物膜过滤装置207处理的污水27的第二部分27b从过滤装置207的上部流出过滤装置207，而过滤装置207处理的污水27的第一部分27a进行回流至过滤装置207的底部，而将经过滤装置207处理的污水27的第三部分27c进行内部回流至第二缺氧池203。
下面结合实施例，对本发明进行进一步阐述，并且不会因此限制本发明的保护范围。
实施例
本发明的实施例和比较例均是基于中试装置进行的各种试验，如图5所示，将其安装在废水处理工厂。
实施例1
在本实施例中，将生物膜过滤装置207中设置成如图7所示的两层生物膜过滤装置。
如图5所示，在沉淀池205底部的沉降污泥25′的一部分25′a(占沉降污泥25′比例的50％)作为回流污泥回流至厌氧池201。将经接触池206处理的污水26的一部分26a引入生物膜过滤装置207的底部。另外，仅将经该两层生物膜过滤装置处理的污水27的一部分27c(占将经两层生物膜过滤装置处理的污水27体积的100％)进行内部回流至第一缺氧池202的内部回流方式，而不采用将经好氧池204处理的污水24的一部分24a进行内部回流至第一缺氧池202以及将经生物膜过滤装置207处理的污水27的第三部分27c进行内部回流至第二缺氧池203的内部回流方式。
将采用两层生物膜过滤装置的深度处理试验的工艺条件列于表1，将试验的结果列于表2。
表1采用两层生物膜过滤装置的污水深度处理工艺条件
| 装置名称 | 工艺参数 | 工艺条件 |
| 厌氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| 回流污泥，％ | 50 | |
| MLSS，mg/L | 2,500 | |
| 第一缺氧池 | HRT，小时 | 1.5 |
| 内部回流，％ | 100 | |
| MLSS，mg/L | 2,500 | |
| 第二缺氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| MLSS，mg/L | 2,500 | |
| 好氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| SRT，天 | 10 | |
| DO，mg/L | 2.5 | |
| MLSS，mg/L | 2,500 | |
| 生物膜过滤装置(BAF) | EBCT，小时 | 1.0 |
| 沉淀池 | HRT，小时 | 3.0 |
表2采用两层生物膜过滤装置的污水深度处理的运转结果
| 分析项目 | 原污水(流入物)mg/l | 净化水(流出物)mg/l | 去除率(％) |
| 生物耗氧量(BOD5) | 101 | 5.7 | 94.4 |
| 化学耗氧量(CODcr) | 200 | 25 | 87.5 |
| 悬浮固体(SS) | 113 | 6.4 | 94.3 |
| 总氮(TN) | 27 | 9.1 | 66.3 |
| 总磷(TP) | 3.3 | 0.9 | 72.7 |
实施例2
在本实施例中，除了采用如图5所示的将经好氧池204处理的污水24一部分24a(占污水24总体积的100％)进行内部回流至第一缺氧池202。当需要时将经生物膜过滤装置207处理的污水27的一部分27c(占总体积的100％)进行内部回流至第一缺氧池202、第二缺氧池203，并将污水27的剩余部分27b排放掉，其余工艺条件均与实施例1相同。
将另一种采用两层生物膜过滤装置的深度处理试验的工艺条件列于表3，将试验的结果列于表4。
表3另一种采用两层生物膜过滤装置的污水深度处理工艺条件
| 装置名称 | 工艺参数 | 工艺条件 |
| 厌氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| 回流污泥，％ | 50 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 第一缺氧池 | HRT，小时 | 1.5 |
| 内部回流，％ | 100 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 第二缺氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| 内部回流，％ | 50 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 好氧池 | HRT，小时 | 3.0 |
| SRT，天 | 10 | |
| DO，mg/l | 2.5 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 生物膜过滤装置(BAF) | EBCT，小时 | 1.0 |
| 沉淀池 | HRT，小时 | 3.0 |
表4另一种采用两层生物膜过滤装置的污水深度处理的运转结果
| 分析项目 | 原污水(流入物)mg/l | 净化水(流出物)mg/l | 去除率(％) |
| 生物耗氧量(BOD5) | 110 | 4.7 | 95.7 |
| 化学耗氧量(CODcr) | 210 | 25 | 88.1 |
| 悬浮固体(SS) | 150 | 5.4 | 96.4 |
| 总氮(TN) | 30 | 10 | 66.7 |
| 总磷(TP) | 5.0 | 0.7 | 86.0 |
实施例3
在本实施例中，将生物膜过滤装置207中设置成如图6所示的三层生物膜过滤装置。如图5所示，将经该三层生物膜过滤装置处理的污水27的一部分27c(占污水27总体积的100％)进行内部回流至第二缺氧池203的内部回流方式以及将经好氧池204处理的污水24的一部分24a(占污水24总体积的100％)进行内部回流至第一缺氧池202的内部回流方式。
将采用三层生物膜过滤装置的深度处理试验的工艺条件列于表5，将试验的结果列于表6。
表5采用三层生物膜过滤装置的污水深度处理工艺条件
| 装置名称 | 工艺参数 | 工艺条件 |
| 厌氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| 回流污泥，％ | 40 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 第一缺氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| 内部回流，％ | 80 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 第二缺氧池 | HRT，小时 | 1,0 |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 好氧池 | HRT，小时 | 3.0 |
| SRT，天 | 10 | |
| DO，mg/l | 2,5 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 生物膜过滤装置(BAF) | EBCT，小时 | 1.0 |
| 沉淀池 | HRT，小时 | 3.0 |
表6采用三层生物膜过滤装置的污水深度处理的运转结果
| 分析项目 | 原污水(流入物)mg/l | 净化水(流出物)mg/l | 去除率(％) |
| 生物耗氧量(BOD5) | 101 | 4.0 | 96.0 |
| 化学需氧量(CODcr) | 200 | 20 | 90.0 |
| 悬浮固体(SS) | 113 | 4.0 | 96.5 |
| 总氮(TN) | 27 | 8 | 70.4 |
| 总磷(TP) | 3.3 | 0.5 | 84.8 |
实施例4
在本实施例中，将生物膜过滤装置207中设置成如图8所示的单层生物膜过滤装置。如图5所示，当需要时，将经该单层生物膜过滤装置处理的污水27的一部分27c(占经单层生物膜过滤装置处理的污水27总体积的100％)进行内部回流至第二缺氧池203的内部回流方式以及将经好氧池204处理的污水24的一部分24a(占将经好氧池204处理的污水24总体积的100％)进行内部回流至第一缺氧池202的内部回流方式。
将采用单层生物膜过滤装置的深度处理试验的工艺条件列于表7，将试验的结果列于表8。
表7采用单层生物膜过滤装置的污水深度处理工艺条件
| 装置名称 | 工艺参数 | 工艺条件 |
| 厌氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| 回流污泥，％ | 30 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 第一缺氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| 内部回流，％ | 60 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 第一缺氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 好氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| SRT，天 | 10 | |
| DO，mg/l | 2.5 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 生物膜过滤装置(BAF) | EBCT，小时 | 1.0 |
| 沉淀池 | HRT，小时 | 3.0 |
表8采用单层生物膜过滤装置的污水深度处理的运转结果
| 分析项目 | 原污水(流入物)mg/l | 净化水(流出物)mg/l | 去除率(％) |
| 生物耗氧量(BOD5) | 101 | 5.0 | 95.0 |
| 化学需氧量(CODcr) | 200 | 27 | 86.5 |
| 悬浮固体(SS) | 113 | 5.5 | 95.1 |
| 总氮(TN) | 27 | 10 | 63.0 |
| 总磷(TP) | 3.3 | 0.8 | 75.8 |
比较例
采用如图4所示的传统污水深度处理(A2/O)工艺进行污水处理，将进行传统污水深度处理试验的工艺条件列于表9，将试验的结果列于表10。
表9传统污水深度处理的工艺条件
| 装置名称 | 工艺参数 | 工艺条件 |
| 厌氧池 | HRT，小时 | 1.0 |
| 回流污泥，％ | 50 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 缺氧池1 | HRT，小时 | 1.5 |
| 内部回流，％ | 100 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 缺氧池2 | HRT，小时 | 1.0 |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 好氧池 | HRT，小时 | 3.5 |
| SRT，天 | 10 | |
| DO，mg/l | 2.5 | |
| MLSS，mg/l | 2,500 | |
| 沉淀池 | HRT，小时 | 3.0 |
表10传统污水深度处理的试验结果
| 分析指标 | 原污水(流入物)mg/l | 净化水(流出物)mg/l | 去除率(％) |
| 生物耗氧量(BOD5) | 101 | 12 | 88.1 |
| 化学需氧量(CODcr) | 200 | 35 | 82.5 |
| 悬浮固体(SS) | 113 | 13 | 88.5 |
| 总氮(TN) | 27 | 10 | 63.0 |
| 总磷(TP) | 3.3 | 1.0 | 69.7 |
通过比较由上述本发明的实施例1-4和比较例所得到的经过污水深度处理污水的质量控制指标和杂质去除率可知，采用本发明的污水处理装置及方法，有效地提高了脱氮、除磷、脱出难溶有机物的效果，并且改善了经深度处理污水的色度，使色度达到≤30mg/l。从而更进一步地体现了本发明的先进性。
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 (10)
1.一种污水处理装置，包括：厌氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、好氧池、沉淀池、接触池、以及生物膜过滤装置，其中在所述好氧池内设置固定式滤料以强化硝化作用，并且所述生物膜过滤装置为上流式生物膜过滤装置。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述固定式滤料由聚乙烯制成，设置在所述好氧池的底部，装填量不超过所述好氧池总体积的30％，其中所述固定式滤料的理化性质如下：
呈纤毛状，规格为宽是在200-300mm之间、长是在500-1000mm之间；
比重是在1-2g/cm3之间；以及
抗拉强度是在650-750kg/20cm之间。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，在所述过滤装置中设置三层滤料，既可以将所述三层滤料按照粒径由大至小的顺序自下而上排列在同一个过滤装置中，也可以将所述三层滤料分别置于三个不同的过滤装置中。
4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，在所述过滤装置中设置两层滤料，既可以将所述两层滤料按照粒径由大至小的顺序自下而上排列在同一个过滤装置中，也可以将所述两层滤料分别置于两个不同的过滤装置中。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，在所述生物膜过滤装置中设置单层滤料。
6.一种污水处理方法，利用根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的装置，所述污水处理方法包括以下步骤：
将原污水供给厌氧池，所述原污水在所述厌氧池中进行释放磷反应，并将所述原污水中的部分有机物进行降解；
将经所述厌氧池处理的污水引到第一缺氧池中，在所述第一缺氧中进行反硝化脱氮，同时除去经所述厌氧池处理的污水中剩余的大部分有机物；
将经所述第一缺氧池处理的污水引到第二缺氧池中，在所述第二缺氧池中进一步进行反硝化脱氮，同时除去经所述第一缺氧池处理的污水中剩余的有机物；
将经所述第二缺氧池处理的污水引到好氧池，在所述好氧池中，经所述第二缺氧池处理的污水中剩余的有机物被微生物生化氧化而继续下降，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降；
将经所述好氧池处理的污水引到沉淀池，在所述沉淀池中进行沉降处理，使得固液分离，将在所述沉淀池底部的沉降污泥总量的30-50％作为回流污泥回流至所述厌氧池，而在所述沉淀池底部的沉降污泥的另一部分作为废污泥排放掉；
将经所述沉淀池沉降处理的污水引到接触池，同时将混凝剂和臭氧通入所述接触池；以及
将经所述接触池处理的污水引入生物膜过滤装置的底部，沿着自下而上的方向流经所述生物膜过滤装置的床层。
7.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，将作为外加碳源的碳通入所述生物膜过滤装置的底部以强化脱氮效果。
8.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，将经所述好氧池处理的污水总量的30-100％进行回流至所述第一缺氧池或所述第二缺氧池。
9.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，将经所述生物膜过滤装置处理的污水总量的30-100％进行内部回流至所述第二缺氧池。
10.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，将经所述生物膜过滤装置处理的污水总量的30-100％进行内部回流至所述生物膜过滤装置的底部。
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| CN 200510055317 CN1834033A (zh) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 利用上流式多层生物膜过滤工艺处理污水的装置及方法 |
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- 2005-03-15 CN CN 200510055317 patent/CN1834033A/zh active Pending
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