CN209602313U - 一种兼具好氧生物处理的污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种兼具好氧生物处理的污水处理装置，涉及水处理技术领域，主要包括粗栅格、提升泵装置、细栅格、旋流沉砂池、水解池、C/N曝气生物滤池、N曝气生物滤池、清水池、砂水分离器、污泥脱水机、污泥均质池和鼓风机；粗栅格与提升泵装置连接，提升泵装置与旋流沉砂池的进水渠上的细栅格连接，旋流沉砂池的底部与砂水分离器连接，旋流沉砂池的上部与水解池连接，水解池的出水口与C/N曝气生物滤池相连接，C/N曝气生物滤池通过N曝气生物滤池相连接与清水池相连接，污泥均质池与污泥脱水机相连接。本实用新型的装置能耗低、水力停留时间短、污泥产量少、处理负荷高、出水水质好。

Description

一种兼具好氧生物处理的污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理装置，特别涉及一种兼具好氧生物处理的污水处理装置，涉及水处理技术领域。

背景技术

按水污的质性来分，水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染，当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有：⑴未经处理而排放的工业废水；⑵未经处理而排放的生活污水；⑶大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；⑷堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；⑸水土流失；⑹矿山污水。

村镇污水主要由生活污水和农业废水组成。生活污水成分比较固定，主要含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、脂肪等有机物，比较适合于细菌的生长，成为细菌、病毒生存繁殖的场所；但生活污水一般不含有毒性，且具有一定的肥效，可用来灌溉农田。农业废水的成分则多种多样，不同的季节，不同的地方，不同发展目标的村镇，其废水需要用不同的处理方法。在处理污水时，为减小污水排放量及其复杂程度，应结合国家正在大力推广的沼气池建设，将生活用水中的冲厕用水(黑水)和其他生活用水(灰水)分开。灰水用自然净化系统处理，黑水以及人畜粪便经厌氧沼气池处理，不但可以降低污水的排放量、复杂程度和处理费用，而且对发展农村清洁新能源，保护人居环境、促进农村经济社会的可持续发展等具有重要的意义。

污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。①物理法：主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。②生物法：利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。③化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后的出水，作进一步的处理，提高出水水质。按处理程度分，污水处理按照处理程度来分可分为一级处理、二级处理和三级处理。

曝气生物滤池，简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX(有害物质)的作用。曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺。

曝气生物滤池是一种膜法生物处理工艺，微生物附着在载体表面，污水在流经载体表面时，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物质进行氧化分解，使污水得以净化。

生物膜的吸附作用主要是由于在生物膜的表面附着一层薄薄的水层，水中的有机物被生物膜所氧化(其浓度要比滤池进水中有机物的浓度低很多)，当废水在滤料表面流动时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水中去，被生物膜所吸附。空气中的氧通过水层而进入生物膜。生物膜上的微生物在氧的参与作用下对有机物进行分解和机体的新陈代谢，产生了包括二氧化碳等无机物，它们又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水层排到流动着的废水及空气中去。生物滤池中废水的净化过程是很复杂的，它包括废水中复杂的传质过程。生物膜是由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统，细胞镶嵌在胞外聚合物的基质中，并且附着在固体表面。生物膜发育形成而条件和时间序列大致为：(1)存在着可用于聚居的固体表面；(2)一种有机分子膜快速形成；(3)聚结的细胞松散的附着；(4)聚居的细菌牢固的附着；(5)微生物群落形成，产生胞外聚合物；(6)群落向上和向外扩展，形成规则和不规则结构；(7)生物膜成熟，新的菌种进入生物膜并生长，有机和无机碎片被结合，并且溶液度形成，导致了生物膜空间的异相结构；(8)生物膜可能被吞噬细菌的原生动物捕食；(9)成熟的生物膜可以脱落，使这种循环交替的重复进行；(10)形成一种顶级群落。

生物膜形成的关键是在其载体表面的固定。影响微生物在载体，表面附着、生长的因素很多，归纳为三类，即微生物的自身性质(种类、培养条件、浓度、活性等)、载体表面性质(表面亲水性、表面负荷、表面化学组成、表面粗糙度等)以及环境条件(pH、离子强度、水流剪切力、温度等)。对于曝气生物滤池工艺而言，载体即滤料是工艺的核心，对滤料的选择和采用有着非常严格的要求，如机械强度、物理形态、稳定性、比重、亲水性、表面电性、孔隙度、表面粗糙度、价格等。当载体已经通过优化确定后，在微生物调试过程中，主要是为微生物在载体表面的附着、生长、繁殖，提供良好的环境条件。

曝气生物滤池反应器净化有机污染物的过程是由附着生长在载体表面的微生物来完成的，而这些微生物又都生活在各自形成的特定环境中，与环境条件关系极为密切，反应器能否高效运行，取决于影响反应器运行的主要因素，在工程中就是设法为微生物创造适宜的生活环境。影响反应器运行最主要因素包括：进水底物浓度、营养物质、溶解氧、酸碱度、温度、毒性抑制、水力停留时间与负荷率等。

但是，曝气生物滤池也有其固有的缺点，如能耗高、水力停留时间长、污泥产量多等。而传统的好氧生物处理工艺则是利用好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法；如何将二者结合，提供一种能耗低、水力停留时间短、污泥产量少、处理负荷高、出水水质好的兼具好氧生物处理的污水处理装置就成为该技术领域急需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能耗低、水力停留时间短、污泥产量少、处理负荷高、出水水质好的兼具好氧生物处理的污水处理装置。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种兼具好氧生物处理的污水处理装置，其特征在于：主要包括粗栅格、提升泵装置、细栅格、旋流沉砂池、水解池、C/N曝气生物滤池、N曝气生物滤池、清水池、砂水分离器、污泥脱水机、污泥均质池和鼓风机；粗栅格与提升泵装置相连接，提升泵装置与旋流沉砂池的进水渠上的细栅格相连接，旋流沉砂池的底部与砂水分离器相连接，旋流沉砂池的上部与水解池相连接，水解池的出水口与C/N曝气生物滤池相连接，水解池的污泥出口与污泥均质池相连接，C/N曝气生物滤池的出口与N曝气生物滤池相连接，C/N曝气生物滤池还与鼓风机相连接，N曝气生物滤池的上部与清水池相连接，N曝气生物滤池也与鼓风机相连接，污泥均质池与污泥脱水机相连接。

优选地，所述水解池按其内介质分区为污泥床区和清水区。

优选地，所述污泥床区内含有高浓度的兼性微生物。

优选地，所述C/N曝气生物滤池的BOD5容积负荷为5～6kgBOD5/(立方米·d)。

有益效果：

本实用新型实施例1的兼具好氧生物处理的污水处理装置具有以下优点：(1)较小的池容和占地面积：曝气生物滤池的BOD5容积负荷大，一般可达到5～6kgBOD5/(立方米·d)，是常规二级生物处理的6～12倍，所以它的池容和占地面积较常规二级生物处理工艺要小，同时在滤池后不需设二沉池，节省了占地面积和土建费用。采用曝气生物滤池工艺的城市污水处理厂工艺构筑物占地面积只有氧化沟工艺的1/5左右；(2)抗冲击负荷能力强，处理效果稳定，处理出水水质好：由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，反应速率高，而高浓度的微生物以膜状存在于滤池的陶粒表面，其本身就耐水量的冲击，即使滤速增大较多也不会使微生物流失；(3)对低浓度污水适应性强，不会产生由于营养物过低导致微生物无法培养的情况，且该工艺启动时间相对较短；(4)氧的利用率高；(5)硝化速率高，效果好，若增加回流等设施，可以实现非常好的脱氮效果；(6)受气候影响相对较小；(7)构筑物模块化，有利于今后的扩建；(8)主要设备和材料均可国内配套生产，不需进口，节省投资。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的兼具好氧生物处理的污水处理装置的结构示意图。

主要附图标记：

1 粗栅格 2 提升泵房

3 细栅格 4 旋流沉砂池

5 水解池 6 C/N曝气生物滤池

7 N曝气生物滤池 8 清水池

9 砂水分离器 10 鼓风机

11 污泥脱水机 12 污泥均质池

具体实施方式

实施例1

如图1所示，是本实用新型实施例1的兼具好氧生物处理的污水处理装置的结构示意图，其中，1为粗栅格，2为提升泵房，3为细栅格，4为旋流沉砂池，5为水解池，6为C/N曝气生物滤池，7为N曝气生物滤池，8为清水池，9为砂水分离器，10为鼓风机，11为污泥脱水机，12为污泥均质池；本实施例的兼具好氧生物处理的污水处理装置主要包括粗栅格1，提升泵房2，细栅格3，旋流沉砂池4，水解池5，C/N曝气生物滤池6，N曝气生物滤池7，清水池8，砂水分离器9，鼓风机10，污泥脱水机11，污泥均质池12；粗栅格1与提升泵房2相连接，提升泵房2与位于旋流沉砂池4的进水渠上的细栅格3相连接，旋流沉砂池4的底部与砂水分离器9相连接，旋流沉砂池4的上部与水解池5相连接，水解池5的出水口与C/N曝气生物滤池6相连接，水解池5的污泥出口与污泥均质池12相连接，C/N曝气生物滤池6的出口与N曝气生物滤池7相连接，C/N曝气生物滤池6还与鼓风机10相连接，N曝气生物滤池7的上部与清水池8相连接，N曝气生物滤池7也与鼓风机相连接，污泥均质池12与污泥脱水机11相连接。

本实用新型实施例1的兼具好氧生物处理的污水处理装置的处理工艺如下：

原污水先通过粗栅格1，以去除污水中大块的悬浮物，再流入提升泵房2的集水池，由潜污泵提升至旋流沉砂池4进水渠上的细格栅3，进一步去除细小悬浮物，并经计量后进入旋流沉砂池4，以去除污水中的细小砂粒，沉淀下来的砂粒经砂水分离器9分离，干砂外运；经旋流沉砂池4处理后的污水自流入水解池5，水解池5将截留污水中大部分的悬浮物并将其中的部分有机物进行降解，且可将大分子的有机物水解为小分子的有机物；水解池5的出水自流入C/N曝气生物滤池6进行有机物的降解和硝化处理，曝气生物滤池6的出水进入N曝气生物滤池7进行脱氮处理，N曝气生物滤池7的出水进入清水池，至此即可达到排放标准。

本实用新型的兼具好氧生物处理的污水处理装置中，水解工艺属于升流式污泥床反应器，水解池按其内介质分区为污泥床区和清水区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的微生物膜由反应器底部进入池内，并通过布水系统与污泥床快速而均匀的混合，污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附，污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质(如有机酸类)；同时，生物滤池反冲洗时排出的剩余污泥菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，使污泥液态化，重新回到污泥处理系统中被好氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的目的，由于水解池的污泥龄较长，在污水处理的同时，污泥得以消化。

本实用新型的兼具好氧生物处理的污水处理装置具有如下优点：(1)在城市污水处理中，多功能的水解池较功能专一的传统初沉池对各类有机物的去除率高；(2)水解菌世代期短，对污染物的降解过程迅速，其将污水中固体、大分子、难于生物降解的有机物质转化为易于生物降解的小分子有机物质，使得在后续的好氧单元可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程，具有效率高能耗低的特点；(3)构造简单，便于维护。水解池内不装设填料，不设三相分离器，由于上层污泥床的层流顶托作用，可以依靠水的静压排泥，从而降低造价，便于维护；(4)在污水处理的同时，也完成了对污泥的稳定化处理，使得污水、污泥处理一元化，简化了流程，节省了投资。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种兼具好氧生物处理的污水处理装置，其特征在于：主要包括粗栅格、提升泵装置、细栅格、旋流沉砂池、水解池、C/N曝气生物滤池、N曝气生物滤池、清水池、砂水分离器、污泥脱水机、污泥均质池和鼓风机；粗栅格与提升泵装置相连接，提升泵装置与旋流沉砂池的进水渠上的细栅格相连接，旋流沉砂池的底部与砂水分离器相连接，旋流沉砂池的上部与水解池相连接，水解池的出水口与C/N曝气生物滤池相连接，水解池的污泥出口与污泥均质池相连接，C/N曝气生物滤池的出口与N曝气生物滤池相连接，C/N曝气生物滤池还与鼓风机相连接，N曝气生物滤池的上部与清水池相连接，N曝气生物滤池也与鼓风机相连接，污泥均质池与污泥脱水机相连接。

2.根据权利要求1所述的兼具好氧生物处理的污水处理装置，其特征在于：所述水解池按其内介质分区为污泥床区和清水区。

3.根据权利要求2所述的兼具好氧生物处理的污水处理装置，其特征在于：所述污泥床区内含有高浓度的兼性微生物。

4.根据权利要求1所述的兼具好氧生物处理的污水处理装置，其特征在于：所述C/N曝气生物滤池的BOD5容积负荷为5～6kgBOD5/(立方米·d)。