專利名稱：多功能動態(tài)生物膜污水處理法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種多功能動態(tài)生物膜污水處理法，其涉及一種應(yīng)用于污水處理的方法，特別是涉及一種既能應(yīng)用于好氧生物反應(yīng)，又能應(yīng)用于厭氧生物反應(yīng)的多功能動態(tài)生物膜污水處理法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的污水處理工藝中，以二沉池作為泥水分離裝置，二沉池存在出水質(zhì)量不穩(wěn)定、占地面積大等缺點(diǎn)。膜生物反應(yīng)器簡稱MBR，MBR系統(tǒng)中不需要二沉池作為泥水分離裝置，MBR膜組件不僅對懸浮物、大分子溶解狀態(tài)有機(jī)物去除效率高，出水的懸浮物和濁度可以接近零，而且可以去除細(xì)菌、病毒等微生物，具有出水水質(zhì)高、污泥排放量小、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。MBR系統(tǒng)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展較快，是前景廣闊的污水深度處理及資源化的技術(shù)。但是，MBR膜組件成本約為工程總造價(jià)的一半，MBR膜組件的壽命約二至三年，MBR膜組件的成本和壽命制約了其發(fā)展。MBR膜組件的生產(chǎn)成本會隨著生產(chǎn)技術(shù)的日趨完善而逐漸降低，目前，影響MBR膜組件成本和壽命的關(guān)鍵因素是膜污染。污水中的懸浮物在MBR膜表面沉積形成的濾餅層和微生物的代謝產(chǎn)物在MBR膜表面附著形成的凝膠層是膜污染的兩大因素。除了化學(xué)清洗，沒有針對膜污染更有效的辦法，而化學(xué)清洗所帶來的二次污染及對MBR系統(tǒng)中微生物的毒害作用，使其較難成為常規(guī)清洗措施。目前，MBR膜組件的膜通量很低，如果在MBR系統(tǒng)前的預(yù)處理中去除大部分的懸浮物和微生物，并且在MBR濾池中添加殺菌藥劑，抑制MBR濾池中微生物的生長，則可以減輕膜污染程度，提高M(jìn)BR膜組件的壽命，還可以通過提高M(jìn)BR膜組件的膜通量，降低MBR系統(tǒng)的工程造價(jià)。傳統(tǒng)的污水處理工藝中，唯一能夠進(jìn)行生物降解和截留懸浮物的設(shè)備是曝氣生物濾池，只是曝氣生物濾池對進(jìn)水的懸浮物要求較高，需要采用對懸浮物有較高處理效果的預(yù)處理工藝。而且，進(jìn)水的懸浮物濃度不能太高，否則容易引起濾料結(jié)團(tuán)、堵塞。曝氣生物濾池的生物膜只能自行脫落，剩余污泥不易排走，滯留在濾料之間易引起水質(zhì)惡化，影響處理效果。傳統(tǒng)的污水處理工藝中，好氧生物反應(yīng)和厭氧生物反應(yīng)均能去除污水中的有機(jī)物，好氧生物反應(yīng)適宜有機(jī)物濃度較低的污水處理，厭氧生物反應(yīng)適宜有機(jī)物濃度較高的污水處理。好氧生物反應(yīng)和厭氧生物反應(yīng)的各種組合工藝又可以去除污水中的氮和磷。無論是城市生活污水處理，還是工業(yè)廢水處理，均需要好氧生物反應(yīng)和厭氧生物反應(yīng)相結(jié)合的工藝。傳統(tǒng)的污水處理設(shè)備，好氧生物反應(yīng)池與厭氧生物反應(yīng)池結(jié)構(gòu)不同，無法在好氧生物反應(yīng)與厭氧生物反應(yīng)之間進(jìn)行工藝轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的污水處理設(shè)備中，除厭氧生物反應(yīng)池夕卜，其余的設(shè)備均是敞開式，占地面積大，設(shè)備選址要求高，特別是傳統(tǒng)的污水處理設(shè)備曝氣過程對環(huán)境空氣氣味影響和風(fēng)機(jī)噪聲污染，使之不適宜應(yīng)用在小城鎮(zhèn)及居民小區(qū)的污水處理系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)污水處理工藝的缺陷，提供一種無噪聲污染、低氣味影響、能清除MBR系統(tǒng)前大部分的懸浮物和微生物、能在好氧生物反應(yīng)與厭氧生物反應(yīng)之間進(jìn)行工藝轉(zhuǎn)換的多功能動態(tài)生物膜污水處理法。本發(fā)明的實(shí)施方案如下:
本發(fā)明總的特征是多功能動態(tài)生物膜污水處理法包括生物降解、動態(tài)粗濾、滅菌精濾三個(gè)環(huán)節(jié)。污水中的有機(jī)物在封閉式生物反應(yīng)池中被微生物降解生成預(yù)處理水,預(yù)處理水在動態(tài)生物膜過濾器中去除大部分的懸浮物和微生物，生成的粗濾水進(jìn)入MBR濾池，在MBR濾池中投加殺菌藥劑,抑制MBR濾池中微生物的生長，膜組件攔截MBR濾池池水中剩余的懸浮物和微生物，最終得到高品質(zhì)的中水。用動態(tài)生物膜過濾器攔截封閉式生物反應(yīng)池池水中高濃度的懸浮物和微生物，并抑制或殺滅MBR濾池中的微生物，可以減輕膜污染程度，提高膜組件的膜通量，降低MBR系統(tǒng)的工程造價(jià)。在生物降解環(huán)節(jié)，封閉式生物反應(yīng)池中的填料是以彈性填料為代表的懸掛式填料。封閉式生物反應(yīng)池、動態(tài)生物膜過濾器內(nèi)注水，水位低于溢流管，經(jīng)過掛膜培養(yǎng)，填料表面附著微生物，由微生物分解污水中的有機(jī)物。封閉式生物反應(yīng)池的池水中含有大量的微生物，稱之為生物池水。多功能動態(tài)生物膜污水處理法可以用于好氧生物反應(yīng)和厭氧生物反應(yīng)，兩者之間的區(qū)別在于，用于好氧生物反應(yīng)時(shí)，進(jìn)入反應(yīng)池射水器的氣體是含氧的空氣，用于厭氧生物反應(yīng)時(shí)，可以關(guān)閉吸氣閥，也可以使進(jìn)入反應(yīng)池射水器的氣體是無氧的沼氣，沼氣由封閉式生物反應(yīng)池內(nèi)的厭氧微生物產(chǎn)生，經(jīng)由排氣管排至沼氣儲罐，一部分沼氣經(jīng)管道被吸入至反應(yīng)池射水器內(nèi)。生物降解環(huán)節(jié)的原理是，污水由進(jìn)水泵從平衡池輸送至封閉式生物反應(yīng)池的濾池進(jìn)水管，經(jīng)進(jìn)水文丘里管 噴射，誘導(dǎo)若干倍生物池水經(jīng)進(jìn)水文丘里管向前流動，污水與生物池水混合在一起。啟動循環(huán)泵，部分生物池水經(jīng)循環(huán)取水管、循環(huán)泵、射流閥、反應(yīng)池射水器進(jìn)入封閉式生物反應(yīng)池的循環(huán)射流管，在反應(yīng)池射水器的作用下，射流氣體被吸入至反應(yīng)池射水器中，射流氣體與生物池水混合形成混合池水。在好氧生物反應(yīng)工藝中，射流氣體是含氧的空氣，在厭氧生物反應(yīng)工藝中，射流氣體是無氧的沼氣。混合池水在管式混合器內(nèi)繼續(xù)混合，經(jīng)濾池射流管由循環(huán)文丘里管噴射，誘導(dǎo)若干倍生物池水經(jīng)循環(huán)文丘里管向前流動，使封閉式生物反應(yīng)池的生物池水循環(huán)流動。位于填料下面的封閉式生物反應(yīng)池的池底是斜坡，斜坡使循環(huán)流動的生物池水向上流動，穿過填料，把污水中的有機(jī)物均勻分配給附著在填料表面的微生物，并促使老化的生物膜脫落。在好氧生物反應(yīng)工藝中，反應(yīng)池射水器吸入的空氣中含有氧氣,部分氧氣在反應(yīng)池射水器、管式混合器和濾池射流管內(nèi)溶解于生物池水中，為好氧微生物提供溶解氧。生物池水與空氣在濾池射流管內(nèi)流經(jīng)的路徑越長,生物池水與空氣接觸的時(shí)間就越長,從而提高氧氣溶解效率。生物池水與空氣的混合路徑中可以設(shè)置多組管式混合器，加強(qiáng)生物池水與空氣的混合效果。在厭氧生物反應(yīng)工藝中，可以關(guān)閉吸氣閥，也可以使反應(yīng)池射水器吸入的是沼氣，部分沼氣在反應(yīng)池射水器、管式混合器和濾池射流管內(nèi)溶解于生物池水中，形成溶氣水，溶氣水進(jìn)入封閉式生物反應(yīng)池中釋放飽和的溶解沼氣，形成細(xì)小的氣泡，細(xì)小的氣泡有助于富含厭氧微生物的污泥顆粒懸浮于池水中，提高厭氧生物反應(yīng)的效率。生物池水與沼氣在濾池射流管內(nèi)流經(jīng)的路徑越長，生物池水與沼氣接觸的時(shí)間就越長，從而提高沼氣溶解效率。在封閉式生物反應(yīng)池內(nèi)，生物池水中由反應(yīng)池射水器吸入的氣體上升至池蓋下表面，最終匯集在脫氣塔臺內(nèi)，形成排放氣體。在好氧生物反應(yīng)工藝中，排放氣體主要成份是消耗了一定數(shù)量氧氣的空氣，和好氧微生物代謝產(chǎn)生的二氧化碳，排放氣體由排氣管排至大氣。在厭氧生物反應(yīng)工藝中，排放氣體主要成份是沼氣，沼氣排至沼氣儲罐中。U形管中注水，可以防止脫氣塔臺內(nèi)的沼氣經(jīng)溢流管泄露。排泥泵可以把封閉式生物反應(yīng)池池底沉積的污泥顆粒及部分生物池水經(jīng)濾池排泥管排出。滲濾池位于平衡池上面，滲濾池從上至下依次鋪設(shè)有篩網(wǎng)、石英砂和礫石。由濾池排泥管排出的污泥及部分生物池水，和溢流管排出的部分生物池水，在滲濾池中進(jìn)行泥水分離，分離后的生物池水流入平衡池中，污泥被攔截在石英砂表面，污泥干燥后可以作為肥料。在清理污泥時(shí)，篩網(wǎng)可以防止污泥與石英砂過多混合在一起。當(dāng)石英砂縫隙中容納過多的污泥時(shí)，應(yīng)該更換石英砂，更換下來的石英砂與污泥充分混合后可以作為肥料?？梢圆捎梅勖夯?、細(xì)爐渣代替石英砂，石英砂、粉煤灰、細(xì)爐渣均有改良土壤的作用。脫氣塔臺內(nèi)的生物池水液位，在過濾器出水管的高度至溢流管的高度之間。打開噴淋閥，噴淋水在噴淋管上產(chǎn)生的噴淋水霧，可以消除脫氣塔臺內(nèi)生物池水液面上出現(xiàn)的泡沫。在動態(tài)粗 濾環(huán)節(jié)，動態(tài)生物膜過濾器下端的錐形封頭上有一個(gè)進(jìn)水排污筒節(jié)，濾料采用以聚苯乙烯泡沫顆粒濾珠為代表的輕質(zhì)濾料。濾料裝填在動態(tài)生物膜過濾器的上下兩層篩板之間。動態(tài)生物膜過濾器注水后，輕質(zhì)濾料漂浮在上層篩板的下表面，堆積成濾料層。動態(tài)生物膜過濾器首次運(yùn)行前要啟動反沖洗程序，打開反沖洗閥，生物池水經(jīng)循環(huán)取水管、循環(huán)泵、反沖洗閥、反沖洗管，由反沖洗管的噴嘴噴射沖擊濾料層，使濾料層向下膨脹，并使濾料層沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，若干個(gè)反沖洗管阻擋部分濾料有序旋轉(zhuǎn)，充當(dāng)攪拌器及擋板作用，生物池水由進(jìn)水排污筒節(jié)回流到封閉式生物反應(yīng)池內(nèi)。關(guān)閉反沖洗閥，輕質(zhì)濾料漂浮到上層篩板的下表面，重新堆積成濾料層。此時(shí)，生物池水?dāng)y帶的微生物均勻分布在濾料層中。動態(tài)粗濾環(huán)節(jié)的原理是，封閉式生物反應(yīng)池內(nèi)部分生物池水由進(jìn)水排污筒節(jié)進(jìn)入動態(tài)生物膜過濾器內(nèi)，動態(tài)生物膜過濾器內(nèi)生物池水水平流速為零，生物池水向上的流速也較小，有利于生物池水中老化生物膜等大顆粒懸浮物的沉降。沉降的污泥顆粒由進(jìn)水排污筒節(jié)排放至封閉式生物反應(yīng)池的池底。經(jīng)過初步沉淀的生物池水向上穿過下層篩板進(jìn)入濾料層，生物池水中的超細(xì)懸浮物和微生物被濾料層攔截，同時(shí)，濾料層中的微生物把經(jīng)過初步沉淀的生物池水中的殘余有機(jī)物分解，微生物附著在濾料表面，生成生物膜，生物膜在濾料層中形成立體網(wǎng)絡(luò)。生物池水在濾料層中去除大部分的懸浮物和微生物，生成粗濾水，粗濾水穿過上層篩板，由過濾器出水管、出水泵、出水閥排放至MBR濾池中。隨著濾料層攔截的超細(xì)懸浮物和微生物增多，濾料層阻力增大，脫氣塔臺內(nèi)的池水液位，由過濾器出水管的高度逐漸上升，直至溢流管的高度。此時(shí)，關(guān)閉出水閥，停止出水泵。打開反沖洗閥，進(jìn)行反沖洗。生物池水經(jīng)循環(huán)取水管、循環(huán)泵、反沖洗閥、反沖洗管，由反沖洗管的噴嘴噴射沖擊濾料層，使濾料層向下膨脹，并使濾料層沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，若干個(gè)反沖洗管阻擋部分濾料有序旋轉(zhuǎn)，充當(dāng)攪拌器及擋板作用，濾料相互摩擦，把附著在濾料表面的超細(xì)懸浮物和微生物剝離下來，隨著水流由進(jìn)水排污筒節(jié)排放至封閉式生物反應(yīng)池的池底。關(guān)閉反沖洗閥，輕質(zhì)濾料漂浮到上層篩板的下表面，重新堆積成濾料層。此時(shí)，濾料層中只有少量的懸浮物和微生物均勻分布在濾料層中。封閉式生物反應(yīng)池的生物池水中有大量的氣泡，已經(jīng)升至池蓋下表面的氣體不能進(jìn)入動態(tài)生物膜過濾器內(nèi)，不會擾動濾料層。封閉式生物反應(yīng)池的生物池水中懸浮物濃度過高時(shí)，會造成反沖洗時(shí)間間隔縮短，應(yīng)該及時(shí)啟動排泥程序。在好氧生物反應(yīng)工藝中，動態(tài)生物膜過濾器內(nèi)微生物所消耗的氧氣，由生物池水中的溶解氧提供，由于動態(tài)生物膜過濾器的流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于循環(huán)泵的流量，流入動態(tài)生物膜過濾器的生物池水所攜帶的溶解氧有限，濾料層處于缺氧狀態(tài)，動態(tài)生物膜過濾器內(nèi)的微生物增殖緩慢，不會出現(xiàn)濾料層因微生物增殖迅速而結(jié)團(tuán)、堵塞。濾料層對懸浮物和微生物的攔截原理主要是深層過濾和生物膜過濾的共同作用。封閉式生物反應(yīng)池的生物池水是有氧環(huán)境，動態(tài)生物膜過濾器的生物池水是缺氧環(huán)境，生物池水循環(huán)經(jīng)歷有氧環(huán)境和缺氧環(huán)境，對生物池水中的微生物進(jìn)行自然篩選，生物池水中兼性微生物是優(yōu)勢菌群。兼性微生物也稱兼性厭氧菌或兼性好氧菌。此類微生物的適應(yīng)范圍廣，在有氧環(huán)境或無氧環(huán)境中均能生長，以有氧生長為主，兼具厭氧生長能力。在滅菌精濾環(huán)節(jié)，MBR濾池設(shè)備與傳統(tǒng)的MBR系統(tǒng)完全相同，只是在多功能動態(tài)生物膜污水處理法中，MBR濾池的池水中投加殺菌藥劑，抑制MBR濾池中微生物的生長，這是多功能動態(tài)生物膜污水處理法與傳統(tǒng)的MBR工藝最本質(zhì)的區(qū)別。MBR濾池的池水中微生物被抑制生長，甚至被殺滅，稱之為滅菌池水。MBR濾池的曝氣方法可以采用射水器的射流曝氣法，也可以采用傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)曝氣法，曝氣量只需要滿足對膜組件進(jìn)行氣水擦洗，不需要滿足MBR濾池中微生物的耗氧量 。與傳統(tǒng)的MBR工藝曝氣量相比，多功能動態(tài)生物膜污水處理法中的曝氣量很少。傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)曝氣法噪聲較大，射水器的射流曝氣法噪聲較小，并且，射水器結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可以輸送腐蝕性流體。滅菌精濾環(huán)節(jié)的原理是，啟動曝氣泵，部分滅菌池水由曝氣泵從MBR濾池輸送至曝氣射水器，再從曝氣管回流至MBR濾池，在曝氣射水器的作用下，空氣被吸入至曝氣射水器中，空氣與滅菌池水混合后由曝氣管向上噴射，氣泡在上升過程中對膜組件表面進(jìn)行氣水擦洗，同時(shí)誘導(dǎo)若干倍滅菌池水從膜組件下端向上流動，使膜組件的膜絲產(chǎn)生抖動并彼此摩擦，清除膜組件表面附著的污染物。啟動抽吸泵，使膜組件的膜絲內(nèi)形成負(fù)壓，膜組件的表面攔截滅菌池水中剩余的懸浮物和微生物，穿透膜組件的透濾液就是高品質(zhì)的中水。在厭氧生物反應(yīng)工藝中，曝氣射水器吸入的氣體是空氣。在好氧生物反應(yīng)工藝中，曝氣射水器吸入的氣體可以是排氣管排出的排放氣體，排放氣體的含氧量不會對MBR濾池的運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。封閉式生物反應(yīng)池排出的排放氣體會攜帶少量的生物池水液滴，液滴中含有微生物和污水成分，會對環(huán)境空氣帶來不良影響。由于MBR濾池的池水中投加殺菌藥劑，一部分排放氣體作為曝氣氣體進(jìn)入MBR濾池的池水中，相當(dāng)于進(jìn)行了消毒處理。
在好氧生物反應(yīng)工藝中，由于各種曝氣擴(kuò)散器氧的傳遞速率低，排放氣體的空氣只是消耗了少量的氧氣，剩余的氧氣仍然足夠支持封閉式生物反應(yīng)池內(nèi)微生物的耗氧量，一部分排放氣體的空氣可以回流至吸氣閥前，從而減少排放氣體排至大氣的流量，進(jìn)一步減少封閉式生物反應(yīng)池的廢氣對環(huán)境空氣帶來不良影響。


說明書附圖是多功能動態(tài)生物膜污水處理法的原理圖。其中圖1是多功能動態(tài)生物膜污水處理法的系統(tǒng)框圖。圖2是多功能動態(tài)生物膜污水處理法的系統(tǒng)流程圖。圖3是應(yīng)用于好氧生物反應(yīng)的多功能動態(tài)生物膜污水處理法的系統(tǒng)流程圖。圖中標(biāo)注有平衡池1、進(jìn)水泵2、封閉式生物反應(yīng)池3、進(jìn)水文丘里管4、濾池進(jìn)水管
5、濾池排泥管6、排泥泵7、吸氣閥8、射流氣體9、反應(yīng)池射水器10、循環(huán)射流管11、射流閥
12、循環(huán)泵13、反沖洗閥14、循環(huán)取水管15、出水泵16、過濾器出水管17、噴淋閥18、噴淋管
19、排氣管20、出水閥21、曝氣管22、MBR濾池23、膜組件24、曝氣泵25、抽吸泵26、中水27、實(shí)心箭頭28、曝氣射水器29、三角形箭頭30、空氣31、排放氣體32、溢流管33、U形管34、脫氣塔臺35、濾料36、反沖洗管37、填料38、動態(tài)生物膜過濾器39、濾池射流管40、管式混合器41、循環(huán)文丘里管42、篩網(wǎng)43、石英砂44、礫石45、滲濾池46。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步敘述。參照圖2和圖3，實(shí)心箭頭28代表系統(tǒng)管路內(nèi)的介質(zhì)是液態(tài)，三角形箭頭30代表系統(tǒng)管路內(nèi)的介質(zhì)是氣態(tài)。箭頭方向代表系統(tǒng)管路內(nèi)的介質(zhì)流動方向。參照圖1、圖2和圖3，本發(fā)明所述的技術(shù)方案工藝流程如下:
多功能動態(tài)生物膜污水處理法包括生物降解、動態(tài)粗濾、滅菌精濾三個(gè)環(huán)節(jié)。污水中的有機(jī)物在封閉式生物反應(yīng)池3中被微生物降解生成預(yù)處理水，預(yù)處理水在動態(tài)生物膜過濾器39中去除大部分的懸浮物和微生物，生成的粗濾水進(jìn)入MBR濾池23，在MBR濾池23中投加殺菌藥劑，抑制MBR濾池23中微生物的生長，膜組件24攔截MBR濾池23池水中剩余的懸浮物和微生物，最終得到高品質(zhì)的中水27。用動態(tài)生物膜過濾器39攔截封閉式生物反應(yīng)池3池水中高濃度的懸浮物和微生物，并抑制或殺滅MBR濾池23中的微生物，可以減輕膜污染程度，提高膜組件24的膜通量，降低MBR系統(tǒng)的工程造價(jià)。在生物降解環(huán)節(jié)，封閉式生物反應(yīng)池3中的填料38是以彈性填料為代表的懸掛式填料。封閉式生物反應(yīng)池3、動態(tài)生物膜過濾器39內(nèi)注水，水位低于溢流管33，經(jīng)過掛膜培養(yǎng)，填料38表面附著微生物，由微生物分解污水中的有機(jī)物。封閉式生物反應(yīng)池3的池水中含有大量的微生物，稱之為生物池水。多功能動態(tài)生物膜污水處理法可以用于好氧生物反應(yīng)和厭氧生物反應(yīng)，兩者之間的區(qū)別在于，用于好氧生物反應(yīng)時(shí)，進(jìn)入反應(yīng)池射水器10的氣體是含氧的空氣，用于厭氧生物反應(yīng)時(shí)，可以關(guān)閉吸氣閥8，也可以使進(jìn)入反應(yīng)池射水器10的氣體是無氧的沼氣，沼氣由封閉式生物反應(yīng)池3內(nèi)的厭氧微生物產(chǎn)生，經(jīng)由排氣管20排至沼氣儲罐，一部分沼氣經(jīng)管道被吸入至反應(yīng)池射水器10內(nèi)。

生物降解環(huán)節(jié)的原理是，污水由進(jìn)水泵2從平衡池I輸送至封閉式生物反應(yīng)池3的濾池進(jìn)水管5，經(jīng)進(jìn)水文丘里管4噴射，誘導(dǎo)若干倍生物池水經(jīng)進(jìn)水文丘里管4向前流動，污水與生物池水混合在一起。啟動循環(huán)泵13，部分生物池水經(jīng)循環(huán)取水管15、循環(huán)泵13、射流閥12、反應(yīng)池射水器10進(jìn)入封閉式生物反應(yīng)池3的循環(huán)射流管11，在反應(yīng)池射水器10的作用下，射流氣體9被吸入至反應(yīng)池射水器10中，射流氣體9與生物池水混合形成混合池水。在好氧生物反應(yīng)工藝中，射流氣體9是含氧的空氣，在厭氧生物反應(yīng)工藝中，射流氣體9是無氧的沼氣?；旌铣厮诠苁交旌掀?1內(nèi)繼續(xù)混合，經(jīng)濾池射流管40由循環(huán)文丘里管42噴射，誘導(dǎo)若干倍生物池水經(jīng)循環(huán)文丘里管42向前流動，使封閉式生物反應(yīng)池3的生物池水循環(huán)流動。位于填料38下面的封閉式生物反應(yīng)池3的池底是斜坡，斜坡使循環(huán)流動的生物池水向上流動，穿過填料38，把污水中的有機(jī)物均勻分配給附著在填料38表面的微生物，并促使老化的生物膜脫落。在好氧生物反應(yīng)工藝中，反應(yīng)池射水器10吸入的空氣中含有氧氣，部分氧氣在反應(yīng)池射水器10、管式混合器41和濾池射流管40內(nèi)溶解于生物池水中，為好氧微生物提供溶解氧。生物池水與空氣在濾池射流管40內(nèi)流經(jīng)的路徑越長,生物池水與空氣接觸的時(shí)間就越長，從而提高氧氣溶解效率。生物池水與空氣的混合路徑中可以設(shè)置多組管式混合器41，加強(qiáng)生物池水與空氣的混合效果。在厭氧生物反應(yīng)工藝中，可以關(guān)閉吸氣閥8，也可以使反應(yīng)池射水器10吸入的是沼氣，部分沼氣在反應(yīng)池射水器10、管式混合器41和濾池射流管40內(nèi)溶解于生物池水中，形成溶氣水，溶氣水進(jìn)入封閉式生物反應(yīng)池3中釋放飽和的溶解沼氣，形成細(xì)小的氣泡，細(xì)小的氣泡有助于富含厭氧微生物的污泥顆粒懸浮于池水中，提高厭氧生物反應(yīng)的效率。生物池水與沼氣在濾池射流管40內(nèi)流經(jīng)的路徑越長，生物池水與沼氣接觸的時(shí)間就越長，從而提高沼氣溶解效率。在封閉式生物反應(yīng)池3內(nèi)，生物池水中由反應(yīng)池射水器10吸入的氣體上升至池蓋下表面，最終匯集在脫氣塔臺35內(nèi)，形成排放氣體32。在好氧生物反應(yīng)工藝中，排放氣體32主要成份是消耗了一定數(shù)量氧氣的空氣，和好氧微生物代謝產(chǎn)生的二氧化碳，排放氣體32由排氣管20排至大氣。在厭氧生物反應(yīng)工藝中，排放氣體32主要成份是沼氣，沼氣排至沼氣儲罐中。U形管34中注水，可以防止脫氣塔臺35內(nèi)的沼氣經(jīng)溢流管33泄露。

排泥泵7可以把封閉式生物反應(yīng)池3池底沉積的污泥顆粒及部分生物池水經(jīng)濾池排泥管6排出。滲濾池46位于平衡池I上面，滲濾池46從上至下依次鋪設(shè)有篩網(wǎng)43、石英砂44和礫石45。由濾池排泥管6排出的污泥及部分生物池水，和溢流管33排出的部分生物池水，在滲濾池46中進(jìn)行泥水分離，分離后的生物池水流入平衡池I中，污泥被攔截在石英砂44表面，污泥干燥后可以作為肥料。在清理污泥時(shí)，篩網(wǎng)43可以防止污泥與石英砂44過多混合在一起。當(dāng)石英砂44縫隙中容納過多的污泥時(shí)，應(yīng)該更換石英砂44，更換下來的石英砂44與污泥充分混合后可以作為肥料。可以采用粉煤灰、細(xì)爐渣代替石英砂44，石英砂44、粉煤灰、細(xì)爐渣均有改良土壤的作用。脫氣塔臺35內(nèi)的生物池水液位，在過濾器出水管17的高度至溢流管33的高度之間。打開噴淋閥18，噴淋水在噴淋管19上產(chǎn)生的噴淋水霧，可以消除脫氣塔臺35內(nèi)生物池水液面上出現(xiàn)的泡沫。在動態(tài)粗濾環(huán)節(jié)，動態(tài)生物膜過濾器39下端的錐形封頭上有一個(gè)進(jìn)水排污筒節(jié)，濾料36采用以聚苯乙烯泡沫顆粒濾珠為代表的輕質(zhì)濾料。濾料36裝填在動態(tài)生物膜過濾器39的上下兩層篩板之間。動態(tài)生物膜過濾器39注水后，輕質(zhì)濾料漂浮在上層篩板的下表面，堆積成濾料層。動態(tài)生物膜過濾器39首次運(yùn)行前要啟動反沖洗程序，打開反沖洗閥14，生物池水經(jīng)循環(huán)取水管15、循環(huán)泵13、反沖洗閥14、反沖洗管37，由反沖洗管37的噴嘴噴射沖擊濾料層，使濾料層向下膨脹，并使濾料層沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，若干個(gè)反沖洗管37阻擋部分濾料36有序旋轉(zhuǎn)，充當(dāng)攪拌器及擋板作用，生物池水由進(jìn)水排污筒節(jié)回流到封閉式生物反應(yīng)池3內(nèi)。關(guān)閉反沖洗閥14，輕質(zhì)濾料漂浮到上層篩板的下表面，重新堆積成濾料層。此時(shí)，生物池水?dāng)y帶的微生物均勻分布在濾料層中。動態(tài)粗濾環(huán)節(jié)的原理是，封閉式生物反應(yīng)池3內(nèi)部分生物池水由進(jìn)水排污筒節(jié)進(jìn)入動態(tài)生物膜過濾器39內(nèi)，動態(tài)生物膜過濾器39內(nèi)生物池水水平流速為零,生物池水向上的流速也較小，有利于生物池水中老化生物膜等大顆粒懸浮物的沉降。沉降的污泥顆粒由進(jìn)水排污筒節(jié)排放至封閉式生物反應(yīng)池3的池底。經(jīng)過初步沉淀的生物池水向上穿過下層篩板進(jìn)入濾料層，生物池水中的超細(xì)懸浮物和微生物被濾料層攔截，同時(shí)，濾料層中的微生物把經(jīng)過初步沉淀的生物池水中的殘余有機(jī)物分解，微生物附著在濾料36表面，生成生物膜，生物膜在濾料層中 形成立體網(wǎng)絡(luò)。生物池水在濾料層中去除大部分的懸浮物和微生物，生成粗濾水，粗濾水穿過上層篩板，由過濾器出水管17、出水泵16、出水閥21排放至MBR濾池23中。隨著濾料層攔截的超細(xì)懸浮物和微生物增多，濾料層阻力增大，脫氣塔臺35內(nèi)的池水液位，由過濾器出水管17的高度逐漸上升，直至溢流管33的高度。此時(shí)，關(guān)閉出水閥21，停止出水泵16。打開反沖洗閥14，進(jìn)行反沖洗。生物池水經(jīng)循環(huán)取水管15、循環(huán)泵13、反沖洗閥14、反沖洗管37，由反沖洗管37的噴嘴噴射沖擊濾料層，使濾料層向下膨脹，并使濾料層沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，若干個(gè)反沖洗管37阻擋部分濾料36有序旋轉(zhuǎn)，充當(dāng)攪拌器及擋板作用，濾料36相互摩擦，把附著在濾料36表面的超細(xì)懸浮物和微生物剝離下來，隨著水流由進(jìn)水排污筒節(jié)排放至封閉式生物反應(yīng)池3的池底。關(guān)閉反沖洗閥14，輕質(zhì)濾料漂浮到上層篩板的下表面，重新堆積成濾料層。此時(shí)，濾料層中只有少量的懸浮物和微生物均勻分布在濾料層中。封閉式生物反應(yīng)池3的生物池水中有大量的氣泡，已經(jīng)升至池蓋下表面的氣體不能進(jìn)入動態(tài)生物膜過濾器39內(nèi)，不會擾動濾料層。封閉式生物反應(yīng)池3的生物池水中懸浮物濃度過高時(shí)，會造成反沖洗時(shí)間間隔縮短，應(yīng)該及時(shí)啟動排泥程序。在好氧生物反應(yīng)工藝中，動態(tài)生物膜過濾器39內(nèi)微生物所消耗的氧氣，由生物池水中的溶解氧提供，由于動態(tài)生物膜過濾器39的流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于循環(huán)泵13的流量，流入動態(tài)生物膜過濾器39的生物池水所攜帶的溶解氧有限，濾料層處于缺氧狀態(tài)，動態(tài)生物膜過濾器39內(nèi)的微生物增殖緩慢，不會出現(xiàn)濾料層因微生物增殖迅速而結(jié)團(tuán)、堵塞。濾料層對懸浮物和微生物的攔截原理主要是深層過濾和生物膜過濾的共同作用。封閉式生物反應(yīng)池3的生物池水是有氧環(huán)境，動態(tài)生物膜過濾器39的生物池水是缺氧環(huán)境，生物池水循環(huán)經(jīng)歷有氧環(huán)境和缺氧環(huán)境，對生物池水中的微生物進(jìn)行自然篩選，生物池水中兼性微生物是優(yōu)勢菌群。兼性微生物也稱兼性厭氧菌或兼性好氧菌。此類微生物的適應(yīng)范圍廣，在有氧環(huán)境或無氧環(huán)境中均能生長，以有氧生長為主，兼具厭氧生長能力。在滅菌精濾環(huán)節(jié)，MBR濾池23設(shè)備與傳統(tǒng)的MBR系統(tǒng)完全相同，只是在多功能動態(tài)生物膜污水處理法中,MBR濾池23的池水中投加殺菌藥劑，抑制MBR濾池23中微生物的生長，這是多功能動態(tài)生物膜污水處理法與傳統(tǒng)的MBR工藝最本質(zhì)的區(qū)別。MBR濾池23的池水中微生物被抑制生長,甚至被殺滅,稱之為滅菌池水。MBR濾池23的曝氣方法可以采用射水器的射流曝氣法，也可以采用傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)曝氣法，曝氣量只需要滿足對膜組件24進(jìn)行氣水擦洗，不需要滿足MBR濾池23中微生物的耗氧量。與傳統(tǒng)的MBR工藝曝氣量相比，多功能動態(tài)生物膜污水處理法中的曝氣量很少。傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)曝氣法噪聲較大，射水器的射流曝氣法噪聲較小，并且，射水器結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可以輸送腐蝕性流體。滅菌精濾環(huán)節(jié)的原理是，啟動曝氣泵25，部分滅菌池水由曝氣泵25從MBR濾池23輸送至曝氣射水器29，再從曝氣管22回流至MBR濾池23，在曝氣射水器29的作用下，空氣31被吸入至曝氣射水器29中，空氣31與滅菌池水混合后由曝氣管22向上噴射，氣泡在上升過程中對膜組件24表面進(jìn)行氣水擦洗，同時(shí)誘導(dǎo)若干倍滅菌池水從膜組件24下端向上流動，使膜組件24 的膜絲產(chǎn)生抖動并彼此摩擦，清除膜組件24表面附著的污染物。啟動抽吸泵26，使膜組件24的膜絲內(nèi)形成負(fù)壓，膜組件24的表面攔截滅菌池水中剩余的懸浮物和微生物，穿透膜組件24的透濾液就是高品質(zhì)的中水27。在厭氧生物反應(yīng)工藝中，曝氣射水器29吸入的氣體是空氣31。在好氧生物反應(yīng)工藝中，曝氣射水器29吸入的氣體可以是排氣管20排出的排放氣體32，排放氣體32的含氧量不會對MBR濾池23的運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。封閉式生物反應(yīng)池3排出的排放氣體32會攜帶少量的生物池水液滴，液滴中含有微生物和污水成分，會對環(huán)境空氣帶來不良影響。由于MBR濾池23的池水中投加殺菌藥劑，一部分排放氣體32作為曝氣氣體進(jìn)入MBR濾池23的池水中，相當(dāng)于進(jìn)行了消毒處理。在好氧生物反應(yīng)工藝中，由于各種曝氣擴(kuò)散器氧的傳遞速率低，排放氣體32的空氣只是消耗了少量的氧氣，剩余的氧氣仍然足夠支持封閉式生物反應(yīng)池3內(nèi)微生物的耗氧量，一部分排放氣體32的空氣可以回流至吸氣閥8前，從而減少排放氣體32排至大氣的流量，進(jìn)一步減少封閉式生物反應(yīng)池3的廢氣對環(huán)境空氣帶來不良影響。
權(quán)利要求
1.一種多功能動態(tài)生物膜污水處理法，其特征在于多功能動態(tài)生物膜污水處理法包括生物降解、動態(tài)粗濾、滅菌精濾三個(gè)環(huán)節(jié)；污水中的有機(jī)物在封閉式生物反應(yīng)池(3)中被微生物降解生成預(yù)處理水，預(yù)處理水在動態(tài)生物膜過濾器(39)中去除大部分的懸浮物和微生物，生成的粗濾水進(jìn)入MBR濾池(23)，在MBR濾池(23)中投加殺菌藥劑，抑制MBR濾池(23)中微生物的生長,膜組件(24)攔截MBR濾池(23)池水中剩余的懸浮物和微生物，最終得到聞品質(zhì)的中水(27)； 生物降解環(huán)節(jié)的原理是，污水由進(jìn)水泵(2)從平衡池(I)輸送至封閉式生物反應(yīng)池(3)的濾池進(jìn)水管(5)，經(jīng)進(jìn)水文丘里管(4)噴射，誘導(dǎo)若干倍生物池水經(jīng)進(jìn)水文丘里管(4)向前流動，污水與生物池水混合在一起；啟動循環(huán)泵(13)，部分生物池水經(jīng)循環(huán)取水管(15)、循環(huán)泵(13)、射流閥(12)、反應(yīng)池射水器(10)進(jìn)入封閉式生物反應(yīng)池(3)的循環(huán)射流管(11)，在反應(yīng)池射水器(10)的作用下，射流氣體(9)被吸入至反應(yīng)池射水器(10)中，射流氣體(9)與生物池水混合形成混合池水；在好氧生物反應(yīng)工藝中，射流氣體(9)是含氧的空氣，在厭氧生物反應(yīng)工藝中，射流氣體(9)是無氧的沼氣；混合池水在管式混合器(41)內(nèi)繼續(xù)混合，經(jīng)濾池射流管(40)由循環(huán)文丘里管(42)噴射，誘導(dǎo)若干倍生物池水經(jīng)循環(huán)文丘里管(42)向前流動，使封閉式生物反應(yīng)池(3)的生物池水循環(huán)流動；位于填料(38)下面的封閉式生物反應(yīng)池(3 )的池底是斜坡，斜坡使循環(huán)流動的生物池水向上流動，穿過填料(38 )，把污水中的有機(jī)物均勻分配給附著在填料(38)表面的微生物，并促使老化的生物膜脫落；在好氧生物反應(yīng)工藝中，反應(yīng)池射水器(10)吸入的空氣中含有氧氣，為好氧微生物提供溶解氧； 在厭氧生物反應(yīng)工 藝中，可以關(guān)閉吸氣閥(8)，也可以使反應(yīng)池射水器(10)吸入的是沼氣，沼氣在封閉式生物 反應(yīng)池(3)中釋放形成細(xì)小的氣泡； 在封閉式生物反應(yīng)池(3)內(nèi)，生物池水中由反應(yīng)池射水器(10)吸入的氣體上升至池蓋下表面，最終匯集在脫氣塔臺(35)內(nèi)，形成排放氣體(32);在好氧生物反應(yīng)工藝中，排放氣體(32)主要成份是消耗了一定數(shù)量氧氣的空氣，和好氧微生物代謝產(chǎn)生的二氧化碳，排放氣體(32)由排氣管(20)排至大氣；在厭氧生物反應(yīng)工藝中，排放氣體(32)主要成份是沼氣，沼氣排至沼氣儲罐中； 脫氣塔臺(35)內(nèi)的生物池水液位，在過濾器出水管(17)的高度至溢流管(33)的高度之間；打開噴淋閥(18)，噴淋水在噴淋管(19)上產(chǎn)生的噴淋水霧，可以消除脫氣塔臺(35)內(nèi)生物池水液面上出現(xiàn)的泡沫； 排泥泵(7)可以把封閉式生物反應(yīng)池(3)池底沉積的污泥顆粒及部分生物池水經(jīng)濾池排泥管(6)排出； 動態(tài)粗濾環(huán)節(jié)的原理是，封閉式生物反應(yīng)池(3)內(nèi)部分生物池水由進(jìn)水排污筒節(jié)進(jìn)入動態(tài)生物膜過濾器(39)內(nèi)，動態(tài)生物膜過濾器(39)內(nèi)生物池水水平流速為零,生物池水向上的流速也較小，有利于生物池水中老化生物膜等大顆粒懸浮物的沉降；沉降的污泥顆粒由進(jìn)水排污筒節(jié)排放至封閉式生物反應(yīng)池(3)的池底；經(jīng)過初步沉淀的生物池水向上穿過下層篩板進(jìn)入濾料層，生物池水中的超細(xì)懸浮物和微生物被濾料層攔截，同時(shí)，濾料層中的微生物把經(jīng)過初步沉淀的生物池水中的殘余有機(jī)物分解,微生物附著在濾料(36)表面，生成生物膜，生物膜在濾料層中形成立體網(wǎng)絡(luò)；生物池水在濾料層中去除大部分的懸浮物和微生物，生成粗濾水，粗濾水穿過上層篩板，由過濾器出水管(17)、出水泵(16)、出水閥(21)排放至MBR濾池(23)中； 隨著濾料層攔截的超細(xì)懸浮物和微生物增多，濾料層阻力增大，脫氣塔臺(35)內(nèi)的池水液位，由過濾器出水管(17)的高度逐漸上升，直至溢流管(33)的高度；此時(shí)，關(guān)閉出水閥(21)，停止出水泵(16);打開反沖洗閥(14)，進(jìn)行反沖洗；生物池水經(jīng)循環(huán)取水管(15)、循環(huán)泵(13)、反沖洗閥(14)、反沖洗管(37)，由反沖洗管(37)的噴嘴噴射沖擊濾料層，使濾料層向下膨脹，并使濾料層沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，若干個(gè)反沖洗管(37)阻擋部分濾料(36)有序旋轉(zhuǎn)，充當(dāng)攪拌器及擋板作用，濾料(36)相互摩擦，把附著在濾料(36)表面的超細(xì)懸浮物和微生物剝離下來，隨著水流由進(jìn)水排污筒節(jié)排放至封閉式生物反應(yīng)池(3)的池底；關(guān)閉反沖洗閥(14)，輕質(zhì)濾料漂浮到上層篩板的下表面，重新堆積成濾料層；此時(shí)，濾料層中只有少量的懸浮物和微生物均勻分布在濾料層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能動態(tài)生物膜污水處理法，其特征在于滲濾池(46)位于平衡池(I)上面，滲濾池(46)從上至下依次鋪設(shè)有篩網(wǎng)(43)、石英砂(44)和礫石(45);由濾池排泥管(6)排出的污泥及部分生物池水，和溢流管(33)排出的部分生物池水，在滲濾池(46)中進(jìn)行泥水分離，分離后的生物池水流入平衡池(I)中，污泥被攔截在石英砂(44)表面，污泥干燥后可以作為肥料；在清理污泥時(shí)，篩網(wǎng)(43 )可以防止污泥與石英砂(44)過多混合在一起；當(dāng)石英砂(44)縫隙中容納過多的污泥時(shí)，應(yīng)該更換石英砂(44)，更換下來的石英砂(44)與污泥充分混合后可以作為肥料；可以采用粉煤灰、細(xì)爐渣代替石英砂(44)，石英砂(44)、粉煤灰、細(xì)爐渣均有改良土壤的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能動態(tài)生物膜污水處理法，其特征在于滅菌精濾環(huán)節(jié)，MBR濾池(23)設(shè)備與傳統(tǒng)的MBR系統(tǒng)完全相同，只是在多功能動態(tài)生物膜污水處理法中，MBR濾池(23)的池水中投加殺菌藥劑，抑制MBR濾池(23)中微生物的生長，這是多功能動態(tài)生物膜污水處理法 與傳統(tǒng)的MBR工藝最本質(zhì)的區(qū)別；MBR濾池(23)的池水中微生物被抑制生長，甚至被殺滅，稱之為滅菌池水；MBR濾池(23)的曝氣方法可以采用射水器的射流曝氣法，也可以采用傳統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)曝氣法，曝氣量只需要滿足對膜組件(24)進(jìn)行氣水擦洗，不需要滿足MBR濾池(23)中微生物的耗氧量； 滅菌精濾環(huán)節(jié)的原理是，啟動曝氣泵(25)，部分滅菌池水由曝氣泵(25)從MBR濾池(23)輸送至曝氣射水器(29)，再從曝氣管(22)回流至MBR濾池(23)，在曝氣射水器(29)的作用下，空氣(31)被吸入至曝氣射水器(29)中，空氣(31)與滅菌池水混合后由曝氣管(22)向上噴射，氣泡在上升過程中對膜組件(24)表面進(jìn)行氣水擦洗，同時(shí)誘導(dǎo)若干倍滅菌池水從膜組件(24)下端向上流動，使膜組件(24)的膜絲產(chǎn)生抖動并彼此摩擦，清除膜組件(24)表面附著的污染物；啟動抽吸泵(26)，使膜組件(24)的膜絲內(nèi)形成負(fù)壓，膜組件(24)的表面攔截滅菌池水中剩余的懸浮物和微生物，穿透膜組件(24)的透濾液就是高品質(zhì)的中水(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能動態(tài)生物膜污水處理法，其特征在于好氧生物反應(yīng)工藝中，曝氣射水器(29)吸入的氣體可以是排氣管(20)排出的排放氣體(32)，排放氣體(32)的含氧量不會對MBR濾池(23)的運(yùn)行產(chǎn)生不良影響；封閉式生物反應(yīng)池(3)排出的排放氣體(32 )會攜帶少量的生物池水液滴，液滴中含有微生物和污水成分，會對環(huán)境空氣帶來不良影響；由于MBR濾池(23)的池水中投加殺菌藥劑，一部分排放氣體(32)作為曝氣氣體進(jìn)入MBR濾池(23 )的池水中，相當(dāng)于進(jìn)行了消毒處理；在好氧生物反應(yīng)工藝中，由于各種曝氣擴(kuò)散器氧的傳遞速率低，排放氣體(32)的空氣只是消耗了少量的氧氣，剩余的氧氣仍然足夠支持封閉式生物反應(yīng)池(3)內(nèi)微生物的耗氧量，一部分排放氣體(32)的空氣可以回流至吸氣閥(8)前，從而減少排放氣體(32)排至大氣的流量，進(jìn)一步減少封閉式生物反應(yīng) 池(3)的曝氣廢氣對環(huán)境空氣帶來不良影響。
全文摘要
本發(fā)明是一種多功能動態(tài)生物膜污水處理法，其涉及一種既能應(yīng)用于好氧生物反應(yīng)，又能應(yīng)用于厭氧生物反應(yīng)的污水處理法，包括生物降解、動態(tài)粗濾、滅菌精濾三個(gè)環(huán)節(jié)。污水中的有機(jī)物在封閉式生物反應(yīng)池中被微生物降解生成預(yù)處理水，預(yù)處理水在動態(tài)生物膜過濾器中去除大部分的懸浮物和微生物，生成的粗濾水進(jìn)入MBR濾池，在MBR濾池中添加殺菌藥劑，抑制MBR濾池中微生物的生長，膜組件攔截MBR濾池池水中剩余的懸浮物和微生物，最終得到高品質(zhì)的中水。用動態(tài)生物膜過濾器攔截封閉式生物反應(yīng)池池水中高濃度的懸浮物和微生物，并抑制或殺滅MBR濾池中的微生物，可以減輕膜污染程度，提高膜組件的膜通量，降低MBR系統(tǒng)的工程造價(jià)。
文檔編號C02F9/14GK103232142SQ201310176889
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者孟祥利, 楊志偉, 趙曉東 申請人:大連東利偉業(yè)環(huán)保節(jié)能科技有限公司