專利名稱：改良的污水二級生化處理工藝及反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水二級生化處理工藝及反應(yīng)器，尤其是對MSBR工藝及反應(yīng)器的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
污水的二級生化處理常用工藝有A/O法、A2/O法、氧化溝、SBR(序批式或間歇式活性污泥法)、生物濾池、生物流化床，在此基礎(chǔ)上人們開發(fā)了許多改進(jìn)型污水處理工藝，其中A2/O法與SBR法相結(jié)合產(chǎn)生改良型SBR(Modified SBR)簡稱MSBR工藝(圖1)，就是其中一種。由MSBR工藝集成的反應(yīng)器由7個(gè)單元按圖2結(jié)構(gòu)組合，其處理流程為污水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)3，與從缺氧區(qū)2由污泥回流泵9打入的回流污泥混合，使回流污泥中的磷得以充分釋放；混合液流入缺氧區(qū)4，由回流泵11從主曝區(qū)5打入的回流混合液混合在反硝化菌的作用下脫氮；然后進(jìn)入主曝區(qū)5，經(jīng)好氧處理對污水中的有機(jī)物進(jìn)行降解，同時(shí)進(jìn)行硝化作用；而后流入序批式反應(yīng)區(qū)6，污水中的有機(jī)物在此進(jìn)一步降解，同時(shí)完成沉淀分離；處理水由撇水裝置7排出，沉淀污泥部分周期性由污泥泵8打入污泥濃縮區(qū)1進(jìn)行污泥濃縮，剩余污泥則由序批區(qū)排出。污泥經(jīng)濃縮后的上清液由污泥濃縮區(qū)上二部排入主曝區(qū)5，得到濃縮的污泥進(jìn)入缺氧區(qū)2，進(jìn)一步消耗其中的溶解氧，為下一步污泥中磷的充分釋放創(chuàng)造良好條件。污水中氮主要在缺氧區(qū)4中得到去除，碳主要在主曝區(qū)5、序批式反應(yīng)區(qū)6中得到去除，磷則通過污泥在厭氧區(qū)3中充分釋放，在序批式反應(yīng)區(qū)6中聚磷，污泥的循環(huán)使磷得到富集，隨剩余污泥排出，從而使污水得到凈化。
MSBR工藝雖具備了A2/O工藝的高效脫氮除磷效果，和SBR工藝靜置沉淀的高效分離效果，不失為目前集成度最高的一種二級生化反應(yīng)器。但其仍有不足由于MSBR工藝主要采用的是活性污泥法，因而污水停留時(shí)間相對較長，加上處理步驟較多，導(dǎo)致系統(tǒng)占地面積較大，建設(shè)投資大，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種污水停留時(shí)間短，投資省的污水二級生化處理工藝。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種適合該污水生化處理工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，流程優(yōu)化，占地面積小，建設(shè)投資省，運(yùn)行維護(hù)簡便的污水二級生化處理反應(yīng)器。
本發(fā)明工藝，主要改進(jìn)是用生物流化床工藝代替MSBR工藝中的缺氧區(qū)和主曝區(qū)，由具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化床同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物降解和反硝化除氮，這樣省略MSBR工藝需由二個(gè)流程區(qū)及將主曝區(qū)混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化脫氮的回流過程，另外由于好氧生物流化床的高效生物降解性能，使得污水處理停留時(shí)間大大縮短，由此反應(yīng)器占地面積可大為減小。具體說，本發(fā)明污水二級生化處理工藝，包括厭氧及好氧序批式處理，其特征在于污水先進(jìn)行厭氧處理后，再經(jīng)具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化床處理，然后再進(jìn)入好氧序批式反應(yīng)區(qū)繼續(xù)生物降解和沉淀分離，處理水由好氧序批式反應(yīng)區(qū)排出，部分污泥回入?yún)捬鯀^(qū)進(jìn)行磷釋放，剩余污泥由序批式反應(yīng)區(qū)排出。
本發(fā)明所述具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化床，主要通過采用具有內(nèi)外兩個(gè)附著面的中空填料實(shí)現(xiàn)，此類填料既能生長好氧微生物，又能生長兼氧微生物，即填料外表面生物種群以好氧菌為主，起有機(jī)物降解和硝化作用，而內(nèi)部則以兼氧菌為主，起反硝化脫氮的作用，使流化床主環(huán)境呈好氧的同時(shí)，在填料內(nèi)部則會產(chǎn)生缺氧甚至厭氧的小環(huán)境。從而使得好氧流化床不僅具有降解有機(jī)物功能，同時(shí)也具有生物脫氮功能。本發(fā)明所述具有內(nèi)外兩個(gè)附著面的中空填料，可以是各種公開報(bào)導(dǎo)的流化床用好氧/厭氧填料(如各種中空球狀填料、中空管狀填料、海綿填料等)，經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明尤以采用柱狀中空短管填料為佳。為使填料具有較佳好氧及厭氧功能，所說柱狀中空短管填料，外周可加工有眾多凸起的齒輪狀結(jié)構(gòu)，以獲得較大的比表面積，中空直徑則以3-15mm，長徑比以1∶0.8-1.2較為適宜，填料比重以0.75-1.1較適宜，填料裝填率在10-70％。
根據(jù)污水水質(zhì)的情況，及提高污水處理能力和效果，本發(fā)明所述好氧流化反應(yīng)最好設(shè)計(jì)成前后串聯(lián)的多級(如二級或二級以上)，這樣有利于在不同級好氧流化區(qū)內(nèi)生長不同的優(yōu)勢生物種群，提高對污染物的去除效率，避免出現(xiàn)污水短流現(xiàn)象，同時(shí)多級流化反應(yīng)，也有利減少去除污染物的停留時(shí)間，可進(jìn)一步縮小反應(yīng)器占地面積。
根據(jù)本發(fā)明所述污水二級生化處理工藝，本發(fā)明的一種較佳反應(yīng)器，包括厭氧區(qū)和并列在厭氧區(qū)兩側(cè)大致平行的序批反應(yīng)區(qū)，其特征在于厭氧區(qū)后兩序批反應(yīng)區(qū)間有具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化反應(yīng)區(qū)。
本發(fā)明污水二級生化處理工藝(簡稱ACSBR)及反應(yīng)器，由于采用具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化床取代MSBR法中的缺氧區(qū)和主曝區(qū)，因好氧化流化床具有比活性污泥法更高的有機(jī)物去除效率，且反硝化細(xì)菌固著生長于流化的填料上，因而無需進(jìn)行混合液回流也能起到很好的脫氮作用，因此本發(fā)明工藝融合了好氧生物流化床與MSBR的優(yōu)點(diǎn)，克服了MSBR停留時(shí)間長，占地面積大，脫氮需回流混合液，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。具有污水停留時(shí)間短，由此工藝設(shè)計(jì)的反應(yīng)器占地面積大大縮小，可節(jié)省用地20-30％，具有比MSBR反應(yīng)器更低的建設(shè)投資，噸污水可節(jié)省投資10-20％，運(yùn)行維護(hù)也較為簡單，運(yùn)行能耗小等優(yōu)點(diǎn)。柱狀中空短管填料，制作簡單，價(jià)格低廉。
以下結(jié)合一種具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說明本發(fā)明工藝流程及反應(yīng)器。


圖1為MSBR工藝流程圖。
圖2為MSBR反應(yīng)器俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明ACSBR工藝流程圖。
圖4為實(shí)施例2ACSBR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為圖4B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖4C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為實(shí)施例生物流化填料結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參見圖3，本發(fā)明污水二級生化處理工藝，其處理流程為污水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，與回流污泥充分混合，使污泥中的磷得以充分釋放；接著混合液進(jìn)入具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化床，進(jìn)行有機(jī)物的降解，同時(shí)在流化填料的作用下進(jìn)行硝化與反硝化脫氮；經(jīng)脫氮后的污水進(jìn)入序批式反應(yīng)區(qū)，進(jìn)一步進(jìn)行有機(jī)物降解、聚磷，同時(shí)完成沉淀分離，處理水由撇水裝置排出，沉淀污泥部分周期性回流打入?yún)捬鯀^(qū)，剩余污泥由序批區(qū)排出。本發(fā)明工藝，污水中氮和碳主要在好氧生物流化床中得到去除，磷則通過污泥在厭氧區(qū)中充分釋放，在序批式反應(yīng)區(qū)中聚集，污泥的循環(huán)使磷得到富聚，隨剩余污泥排出，從而使污水得到凈化。
實(shí)施例2；參見圖4-8，采用本發(fā)明工藝的一種較為優(yōu)化的反應(yīng)器，有厭氧區(qū)2，順次排列在厭氧區(qū)后的具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化反應(yīng)區(qū)3和5，并列在厭氧區(qū)和流化反應(yīng)區(qū)兩側(cè)平行的序批反應(yīng)區(qū)8組成，流化反應(yīng)區(qū)中填充有40％比重為0.9的外周有凸起的柱狀中空短管填料(圖8)，管內(nèi)軸向有十字肋，將填料內(nèi)圓分成四個(gè)小區(qū)。處理過程為污水由上部進(jìn)入反應(yīng)器，通過設(shè)置在厭氧區(qū)2前端的導(dǎo)流板1由底部進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)2，厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置12，將由序批反應(yīng)區(qū)8回流污泥與進(jìn)水充分混合，使污泥中的磷得以充分釋放；處理水由厭氧區(qū)上部進(jìn)入其后的一級好氧生物流化應(yīng)床3，通過曝氣，柱狀中空生物流化填料14表面生長有好氧生物膜，降解污水有機(jī)物和進(jìn)行硝化作用，填料內(nèi)部則因相對缺氧，形成缺氧小環(huán)境，生長缺氧生物膜，進(jìn)行反硝化作用；經(jīng)一級流化床處理后，處理水通過導(dǎo)流縫4由底部進(jìn)入其后的二級好氧生物流化床5，在此進(jìn)一步完成與前級類似的生物過程，使處理水得到進(jìn)一步處理；經(jīng)流化床處理后的處理水經(jīng)導(dǎo)流縫6、設(shè)置在底部連通兩序批反應(yīng)區(qū)的導(dǎo)流管7上的配水孔13，進(jìn)入序批式反應(yīng)池8，進(jìn)一步進(jìn)行有機(jī)物降解，同時(shí)完成沉淀分離，處理水由撇水裝置10排出，沉淀污泥部分周期性由污泥泵11打入?yún)捬鯀^(qū)1，剩余污泥則由序批區(qū)排出。
為獲得更好的處理效果，本發(fā)明還可以在序批反應(yīng)區(qū)8的中部與水流大至垂直設(shè)置有半擋板9(此半擋板并非數(shù)學(xué)意義上的1/2)，使序批反應(yīng)區(qū)前端形成穩(wěn)定的污泥層，截留進(jìn)水細(xì)小懸浮物，對進(jìn)水起過濾作用，有利于提高出水水質(zhì)。
實(shí)施例模型試驗(yàn)，進(jìn)水NH3-N為50mg/L，出水NH3-N可降至2mg/L左右，污水總停留時(shí)間約為9小時(shí)，去除率約達(dá)95％左右。
根據(jù)污水濃度，本發(fā)明反應(yīng)器，還可以將流化床反應(yīng)區(qū)設(shè)計(jì)成單級或多級。
權(quán)利要求
1.一種污水二級生化處理工藝，包括厭氧及好氧序批式處理，其特征在于污水先進(jìn)行厭氧處理后，再經(jīng)具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化床處理，然后再進(jìn)入好氧序批式反應(yīng)區(qū)繼續(xù)生物降解和沉淀分離，處理水由好氧序批式反應(yīng)區(qū)排出，部分污泥回入?yún)捬鯀^(qū)進(jìn)行磷釋放，剩余污泥由序批式反應(yīng)區(qū)排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述污水二級生化處理工藝，其特征在于所說好氧流化床有二級或以上串聯(lián)組成。
3.一種用于污水二級生化處理的反應(yīng)器，包括厭氧區(qū)和并列在厭氧區(qū)兩側(cè)大致平行的序批反應(yīng)區(qū)，其特征在于厭氧區(qū)后兩序批反應(yīng)區(qū)間有具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化反應(yīng)區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述污水二級生化處理的反應(yīng)器，其特征在于所說厭氧區(qū)內(nèi)有攪拌裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述污水二級生化處理的反應(yīng)器，其特征在于流化床填料為外周有凸起的柱狀中空短管填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述污水二級生化處理的反應(yīng)器，其特征在于所說流化床填料直徑3-15mm，長徑比1∶0.8-1.2，填料比重0.75-1.1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述污水二級生化處理的反應(yīng)器，其特征在于所說柱狀中空短管填料管內(nèi)軸向有十字肋。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、5或6所述污水二級生化處理的反應(yīng)器，其特征在于所說流化床填料裝填率為10-70％。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述污水二級生化處理的反應(yīng)器，其特征在于序批反應(yīng)區(qū)中與水流垂直設(shè)有半擋板。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述污水二級生化處理的反應(yīng)器，其特征在于區(qū)間均設(shè)置有進(jìn)水導(dǎo)流擋板。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于對污水二級生化處理MSBR工藝及反應(yīng)器的改進(jìn)。其特點(diǎn)是污水先進(jìn)行厭氧處理后，再經(jīng)具有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化床處理，然后再進(jìn)入好氧序批式反應(yīng)區(qū)繼續(xù)生物降解和沉淀分離，處理水由好氧序批式反應(yīng)區(qū)排出，部分污泥回入?yún)捬鯀^(qū)進(jìn)行磷釋放，剩余污泥由序批式反應(yīng)區(qū)排出。以此工藝設(shè)計(jì)的一種反應(yīng)器為，在厭氧區(qū)后有生物降解和生物脫氮功能的好氧流化反應(yīng)區(qū)，兩序批反應(yīng)區(qū)分別并列在厭氧區(qū)和流化反應(yīng)區(qū)兩側(cè)面。本發(fā)明工藝融合了好氧生物流化床與MSBR的優(yōu)點(diǎn)，具有污水停留時(shí)間短，由此工藝設(shè)計(jì)的反應(yīng)器占地面積小，可節(jié)省用地20－30％，噸污水建設(shè)投資可節(jié)省10－20％，運(yùn)行維護(hù)也較為簡單，能耗小。
文檔編號C02F11/04GK1509995SQ0215728
公開日2004年7月7日 申請日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者王洪春, 黃政新, 張國平, 強(qiáng)紹杰, 孫繼輝, 周國亞 申請人:宜興鵬鷂陽光環(huán)保有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程技術(shù)研究中心有限公司