專利名稱：微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微氧顆粒污泥技術(shù)與生物濾池聯(lián)用的污水處理系統(tǒng)，適用于城市污水的處理。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)的污水處理廠大部分采用以好氧活性污泥法為核心的處理工藝，這類工藝普遍存在占地面積大，曝氣能耗高和剩余污泥產(chǎn)量大的弊端，越來越不適應(yīng)節(jié)能減排的需求，迫切需要開發(fā)運(yùn)行能耗節(jié)省、處理高效的污水處理新工藝。以厭氧顆粒污泥為核心的高效厭氧污水處理工藝具有占地面積小，容積負(fù)荷高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。然而單獨(dú)的厭氧工藝無法實(shí)現(xiàn)對(duì)氮和磷的有效去除，需要結(jié)合后續(xù)處理工藝才能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。近年來對(duì)廢水微氧生物處理的研究表明，微氧環(huán)境能使好氧微生物、兼性微生物和厭氧微生物共存，實(shí)現(xiàn)多種物質(zhì)同時(shí)轉(zhuǎn)化，尤其是能使有機(jī)物降解和脫氮在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。鋼渣作為工業(yè)廢物，主要含有Fe203、CaO、SiO2, A1203、MgO, FeO、fCaO、MnO等成分。鋼渣具有多孔結(jié)構(gòu)，吸附性能良好，其富含的鐵、鋁、鈣等高價(jià)金屬離子，能與水中的磷形成沉淀。利用鋼渣對(duì)磷的吸附和沉淀作用，可實(shí)現(xiàn)磷的有效去除。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有活性污泥法存在的占地面積大、曝氣能耗高和剩余污泥產(chǎn)量大的問題，而提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊，處理高效，剩余污泥產(chǎn)量少，運(yùn)行成本低廉的污水處理系統(tǒng)。本實(shí)用新型中的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)包括污水進(jìn)水泵1、射流吸氣嘴2、吸氣管3、氣量調(diào)節(jié)閥3-1、氣體流量計(jì)3-2、止回閥3-3、多孔布水板4、微氧反應(yīng)區(qū)5、三相分離器6、集水槽7、曝氣泵8、氣體流量計(jì)8-1、曝氣柱9、曝氣器10、回流泵11、溶解氧測(cè)定儀12、中間沉淀池13、生物濾池進(jìn)水泵14、生物濾池15、承托層16、鋼渣填料17、曝氣泵18、穿孔曝氣管19和反沖洗閥20 ;污水進(jìn)水泵I和回流泵11均為流量可調(diào)，吸氣管3上裝有止回閥3-3，防止混合液外溢；微氧膨脹顆粒污泥床的充氧方式同時(shí)包括射流吸氣充氧和回流曝氣充氧，進(jìn)入微氧膨脹顆粒污泥床的氧既有回流水?dāng)y帶的溶解氧和射流吸氣溶入的溶解氧，又有射流吸入的氣泡，在污水進(jìn)水量一定的條件下，射流吸氣量由回流量和氣量調(diào)節(jié)閥3-1控制，曝氣泵8的曝氣量根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)節(jié)；生物濾池采用穿孔管曝氣，定期進(jìn)行反沖洗，鋼渣填料的粒徑在5mm左右，對(duì)除磷飽和的鋼渣可分批進(jìn)行更換和再生。本實(shí)用新型利用微氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器中的微氧環(huán)境和微氧顆粒污泥自身的結(jié)構(gòu)特征(顆粒污泥內(nèi)部微生物的高度聚集和緊密結(jié)合使氧在傳質(zhì)過程中自然形成梯度，顆粒污泥由外而內(nèi)形成微氧-缺氧-厭氧的分層結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生相應(yīng)的微生物分區(qū))，使有氧和無氧環(huán)境在同一反應(yīng)器內(nèi)共存，實(shí)現(xiàn)好氧微生物、兼性微生物和厭氧微生物協(xié)同轉(zhuǎn)化和降解污染物，從而使COD降解和脫氮同步進(jìn)行。射流吸氣裝置的設(shè)置既減少了回流充氧裝置的曝氣能耗，同時(shí)吸入的氣泡也有助于顆粒污泥床內(nèi)的攪拌、混合，強(qiáng)化傳質(zhì)效果。利用鋼渣多孔結(jié)構(gòu)的吸附作用及其所含鈣、鐵、鋁等金屬離子的沉淀作用，可強(qiáng)化系統(tǒng)的除磷效果O作為優(yōu)選，所述的多孔布水板孔徑為3mm，孔均勻分布，避免長(zhǎng)期運(yùn)行出現(xiàn)堵塞。作為優(yōu)選，所述的三相分離器上部設(shè)有三角堰，上清液經(jīng)三角堰溢流至集水槽。作為優(yōu)選，處理城市污水時(shí)所述三相分離器中的澄清液DO控制在0.2 0.3mg/L0本實(shí)用新型的有益效果是:1.微氧條件的控制以及利用污水提升的動(dòng)能進(jìn)行射流吸氣充氧，使所需的曝氣能耗大大降低；而射流吸入的氣泡使污泥床在較小的進(jìn)水量和回流量時(shí)也能充分膨脹和流化，強(qiáng)化了泥水混合和傳質(zhì)效果。2.利用高生物濃度、高活性的微氧顆粒污泥凈化城市污水，大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效能，結(jié)合鋼渣曝氣生物濾池強(qiáng)化除磷，出水C0D、氨氮、總氮和總磷等指標(biāo)可達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002 一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。3.微氧條件下微生物的細(xì)胞產(chǎn)率接近厭氧環(huán)境，剩余污泥產(chǎn)量大大降低；且微氧顆粒污泥含水率在95%左右，可省去污泥濃縮環(huán)節(jié)。4.以工業(yè)廢物鋼渣為環(huán)保材料，達(dá)到了以廢治廢的目的。

附圖是微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。污水進(jìn)水與微氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器的充氧回流水匯合后，經(jīng)射流吸氣嘴2時(shí)，氣嘴內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，由吸氣管3吸入一定量的空氣，再通過多孔布水板4從底部進(jìn)入微氧反應(yīng)區(qū)5，與微氧顆粒污泥充分接觸反應(yīng)，污染物得以降解，混合液通過三相分離器6被有效分離，氣體由三相分離器頂部排出，澄清液的一部分經(jīng)集水槽7以自重流進(jìn)入曝氣柱9進(jìn)行限量充氧，然后回流到微氧反應(yīng)區(qū)5 ;澄清液的另一部分淹沒出流至中間沉淀池13，再經(jīng)泵14抽吸進(jìn)入生物濾池15，利用鋼渣填料的吸附、截留和沉淀等作用強(qiáng)化磷的去除，進(jìn)一步提高凈化效果，系統(tǒng)出水由生物濾池頂部排出。微氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器在污水進(jìn)水量一定的條件下，不同的氣水比(射流吸氣量與污水進(jìn)水量之比)對(duì)應(yīng)著不同的溶解氧狀態(tài)，而射流吸氣量又與回流量和氣量調(diào)節(jié)閥3-2的調(diào)節(jié)有關(guān)，因此，調(diào)節(jié)回流量或氣量調(diào)節(jié)閥3-2都可以控制氣水比，從而使微氧反應(yīng)區(qū)處于微氧狀態(tài)。溶解氧控制點(diǎn)設(shè)在三相分離器的澄清區(qū)，并保持該處DO < 0.5mg/L。鋼渣曝氣生物濾池采用穿孔管曝氣，定期進(jìn)行反沖洗，鋼渣填料的粒徑在5mm左右，對(duì)除磷飽和的鋼渣可分批進(jìn)行更換和再生。城市污水經(jīng)微氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器處理，當(dāng)HRT為6_8h，溶解氧控制點(diǎn)DO在
0.2 0.3mg/L時(shí)，出水C0D、氨氮、總氮和SS等指標(biāo)基本達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002 一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，而總磷去除效果較差。通過后續(xù)生物濾池中鋼渣填料的除磷作用，可使總磷濃度降至0.5mg/L以下，其它污染物濃度也進(jìn)一步降低，從而使本系統(tǒng)的處理出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002 一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)，其特征在于包括污水進(jìn)水泵(I)、射流吸氣嘴(2)、吸氣管(3)、氣量調(diào)節(jié)閥(3-1)、氣體流量計(jì)(3-2)、止回閥(3-3)、多孔布水板(4)、微氧反應(yīng)區(qū)(5)、三相分離器￠)、集水槽(7)、曝氣泵(8)、氣體流量計(jì)(8-1)、曝氣柱(9)、曝氣器(10)、回流泵(11)、溶解氧測(cè)定儀(12)、中間沉淀池(13)、生物濾池進(jìn)水泵(14)、生物濾池(15)、承托層(16)、鋼渣填料(17)、曝氣泵(18)、穿孔曝氣管(19)和反沖洗閥(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)，其特征在于微氧膨脹顆粒污泥床的充氧方式同時(shí)包括射流吸氣充氧和回流曝氣充氧，進(jìn)入微氧膨脹顆粒污泥床的氧既有回流水?dāng)y帶的溶解氧和射流吸氣溶入的溶解氧，又有射流吸入的氣泡，在污水進(jìn)水量一定的條件下，射流吸氣量由回流量和氣量調(diào)節(jié)閥(3-1)控制，而曝氣泵(8)的曝氣量則根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)，其特征在于污水進(jìn)水泵(I)和回流泵(11)均為流量可調(diào)，吸氣管(3)上裝有止回閥(3-3)防止混合液外溢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)，其特征在于微氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器的溶解氧控制點(diǎn)設(shè)在三相分離器的澄清區(qū)，并保持該處 DO < 0.5mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)，其特征在于生物濾池采用穿孔管曝氣，定期進(jìn)行反沖洗，鋼渣填料的粒徑在5mm左右，對(duì)除磷飽和的鋼渣可分批進(jìn)行更換和再生。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行成本低廉的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統(tǒng)，用以解決好氧活性污泥法占地面積大、曝氣能耗高和剩余污泥產(chǎn)量大的問題。本系統(tǒng)由微氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器和鋼渣曝氣生物濾池串聯(lián)組合而成，其中微氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器采用了射流吸氣和回流水外置曝氣相結(jié)合的充氧方式。污水進(jìn)水首先經(jīng)微氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器去除COD、氨氮和總氮等污染物，然后再進(jìn)入以鋼渣為填料的曝氣生物濾池去除總磷，并進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。本系統(tǒng)占地面積小，能耗節(jié)省，污泥產(chǎn)量少，適用于城市污水的處理。
文檔編號(hào)C02F3/02GK203033860SQ20122075350
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月22日
發(fā)明者劉曉, 楊梅, 楊永, 曹素卿, 陳艷華 申請(qǐng)人:河北聯(lián)合大學(xué)