專利名稱：活性污泥－生物濾池內(nèi)回流污水處理方法及一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法及其一體化生物反應(yīng)設(shè)施，具體涉及活性污泥-生物濾池內(nèi)回流方法及一體化污水處理裝置，屬于污水處理環(huán)境保護
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，含有大量氮、磷的污水排放引起的水體富營養(yǎng)化程度日趨嚴重，對生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。傳統(tǒng)的污水脫氮除磷工藝，如A2/O、UCT等工藝，需要厭氧池、缺氧池、好氧池以及二沉池等四個池體，好氧池出水需要回流泵作用，使部分混合液回流到缺氧池，實現(xiàn)反硝化；二沉池含磷污泥需要由污泥泵作用部分循環(huán)回到厭氧池，實現(xiàn)聚磷菌充分放磷。特別是對于小流量的處理，這些工藝流程復(fù)雜、能耗高、不易操作控制與管理。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，涉及污水處理的一體化生物技術(shù)越來越多，如中國專利02116029公開的“一體化A2/O生化系統(tǒng)”、中國專利03133571公開的“序批式一體化膜生物反應(yīng)器”等，但這些技術(shù)有的系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，池體內(nèi)分為上下兩層，有的在運行過程中需要抽吸泵及提升泵，增加了運行過程中的能耗，且運行模式較為單一，不能靈活調(diào)節(jié)好氧、厭氧及缺氧環(huán)境，不利于培養(yǎng)優(yōu)勢菌種提高反應(yīng)能力。綜上，現(xiàn)有的污水生物脫氮除磷方法存在工藝流程長、運行復(fù)雜、好氧段連續(xù)曝氣能耗大，不易操作控制與管理的問題，而現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)施存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、基建投資大等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種工藝流程短、節(jié)約能耗、便于管理、實現(xiàn)厭氧(缺氧)和好氧一體化、工藝組合靈活的活性污泥-生物濾池內(nèi)回流方法及一體化生物反應(yīng)裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化污水處理方法，采用活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化污水處理裝置，其方法如下(1)工藝流程為連續(xù)進出水，原水首先通過進水管進入活性污泥段，然后經(jīng)過斜板沉淀區(qū)及折板繞流，再進入生物濾池填料層，最后通過出水管排出；(2)活性污泥段和生物濾池下部均設(shè)有曝氣管及其控制閥門，濾池段底部和中部分別設(shè)有沖洗管及其控制閥門；通過控制閥門選擇活性污泥段和生物濾池段均曝氣或均不曝氣，也可間歇曝氣或交替間歇曝氣；(3)在生物濾池段與活性污泥段之間設(shè)有回流管，當活性污泥段不曝氣或微量曝氣時，依靠濾池曝氣時產(chǎn)生的水位差，使濾池段出水區(qū)混合液通過回流管回流至活性污泥段，實現(xiàn)反應(yīng)裝置內(nèi)的內(nèi)部回流。
活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化污水處理裝置，反應(yīng)池由隔板分成兩個反應(yīng)區(qū)和一個分離區(qū)，即前段活性污泥區(qū)和后段生物濾池區(qū)，中間為分離沉淀區(qū)；前段活性污泥區(qū)底部和后段生物濾池區(qū)底部分別與分離沉淀區(qū)底部連通，分離沉淀區(qū)內(nèi)部設(shè)有折板將沉淀區(qū)分為兩部分；原水進水管接在活性污泥區(qū)上方，出水管設(shè)于生物濾池區(qū)填料層以上的水位處；活性污泥段靠近底部位置設(shè)有曝氣管；活性污泥區(qū)底部設(shè)有排泥管，可定期排泥，以維持該段活性污泥的穩(wěn)定；活性污泥區(qū)還設(shè)有攪拌器；生物濾池區(qū)內(nèi)有填料層設(shè)于承托層上，在靠近填料層底部位置處設(shè)有曝氣管；在濾池段底部和中部分別設(shè)有沖洗管，采用氣水聯(lián)合沖洗，以及時更新生物膜，通過劇烈的氣水沖刷作用剝離顆粒填料表面的沉淀物；濾池底部、填料層進水前設(shè)有一放空管；沉淀區(qū)設(shè)有斜板，采用斜板沉淀，加速泥水分離。在生物濾池段與活性污泥段之間設(shè)有回流管，當活性污泥段不曝氣或微量曝氣時，依靠濾池曝氣時產(chǎn)生的水位差，使濾池段出水區(qū)混合液通過回流管回流至活性污泥段，從而實現(xiàn)反應(yīng)器的內(nèi)部回流。
生物濾池中的填料采用均質(zhì)或沿污水流程填料級配由大到小的顆粒填料，如選用沸石、陶粒、焦炭、活性炭、石英砂以及生物催化填料，也可采用懸浮填料和軟性填料。
本裝置可根據(jù)水質(zhì)處理要求，靈活設(shè)置不同的運行模式，如活性污泥段曝氣-生物濾池段不曝氣(或微量曝氣或間歇曝氣)、活性污泥段不曝氣-生物濾池段曝氣(或間歇曝氣)以及活性污泥-生物濾池同時間歇曝氣或交替間歇曝氣等。
如果是活性污泥段曝氣-生物濾池段不曝氣(或微量曝氣或間歇曝氣)的運行模式，則活性污泥段I為好氧段，生物濾池II為缺氧段(或微氧或間歇曝氣段)；如果是活性污泥段不曝氣-生物濾池段曝氣(或間歇曝氣)的運行模式，則活性污泥段I為缺氧段，生物濾池II為好氧段(或間歇曝氣段)，濾池段混合液可以通過曝氣產(chǎn)生與活性污泥段的水位差而回流到活性污泥段；如果是活性污泥-生物濾池同時間歇曝氣或交替間歇曝氣運行模式，則活性污泥段I為缺氧時，生物濾池段II為好氧，而活性污泥段I為好氧時，濾池段II則為缺氧。
本發(fā)明具有如下特點(1)使活性污泥和生物濾池兩類工藝處于同一反應(yīng)器中，通過優(yōu)化與組合，獲得良好的處理效果，并且運行穩(wěn)定可靠。
(2)由于活性污泥具有較好的有機物及懸浮物去除能力，再加上斜板沉淀區(qū)對泥水的高效分離，大大降低進入濾池段的污泥量，延長了濾池運行周期，可節(jié)省沖洗濾池填料層用水量和能耗。
(3)在濾池段分段設(shè)置沖洗管，減少對不易堵塞的濾池后段的沖洗頻率，可減輕對世代周期較長的硝化菌的沖擊，又可節(jié)省水量；如選用懸浮填料或軟性填料時，則無須使用沖洗管。
(4)本裝置在活性污泥段不曝氣、生物濾池段曝氣時，通過曝氣時提升水位產(chǎn)生水位差，將濾池段出水通過回流管送回活性污泥段，無須另加動力設(shè)備。若生物濾池選用懸浮填料或軟性填料代替顆粒填料，可以進一步提高回流比。
(5)本裝置可以根據(jù)污水處理需要，在同一裝置內(nèi)形成不同的功能區(qū)。①活性污泥段曝氣，形成好氧段，主要功能是去除有機物和硝化反應(yīng)，生物濾池段微量曝氣，為微氧段，主要功能為在進一步去除有機物的基礎(chǔ)上，達到同時硝化反硝化，降低出水TN含量。②活性污泥段不曝氣(只啟動攪拌器)，為缺氧段，生物濾池段則進行連續(xù)或間歇曝氣，這樣，生物濾池在曝氣時，可以通過曝氣提升水位產(chǎn)生水位差，使濾池段的混合液通過回流管回流到活性污泥段，從而實現(xiàn)脫氮。③活性污泥和生物濾池實行交替間歇曝氣。即活性污泥段曝氣時，生物濾池不曝氣，而活性污泥段停止曝氣(只進行攪拌)時，生物濾池段開始曝氣，同時依靠曝氣提升水位產(chǎn)生水位差，使濾池段混合液通過回流管回流到活性污泥段，在一體化反應(yīng)器中實現(xiàn)同時脫氮除磷。
(6)設(shè)備投資及運行費用低，運行管理方便，一體化程度高該裝置采用活性污泥-生物濾池在同一反應(yīng)器內(nèi)串連運行，可根據(jù)不同污水處理要求，實現(xiàn)在同一反應(yīng)器內(nèi)完成有機物降解及脫氮除磷，使污水得到一體化處理。
本裝置通過活性污泥段曝氣-生物濾池段不曝氣(微量曝氣及間歇曝氣)模式的中試運行，對城市污水處理可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》一級標準中的B標準，并且運行穩(wěn)定可靠。


圖1活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化反應(yīng)器裝置立面圖；圖2活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化反應(yīng)器裝置平面圖；圖3、圖4活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化反應(yīng)器裝置水流流向示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳述。
實施例1、2主要用于去除有機物、懸浮物和脫氮。
實施例1參見圖1、2，本裝置活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化生物反應(yīng)裝置是由隔板將反應(yīng)池分成兩個反應(yīng)區(qū)和一個分離區(qū)，前段活性污泥區(qū)底部和后段生物濾池區(qū)底部分別與分離沉淀區(qū)底部連通，分離沉淀區(qū)內(nèi)部設(shè)有折板10將沉淀區(qū)分為兩部分。如圖3所示，此工藝流程為連續(xù)進出水，原水首先通過進水管1進入活性污泥段，然后經(jīng)過斜板12沉淀區(qū)及折板10繞流，后進入生物濾池填料層，最后通過出水管5排出?；钚晕勰喽蜗虏吭O(shè)有曝氣管2，連續(xù)曝氣時DO為2.0mg/L；底部設(shè)有排泥管3，通過閥門控制，定期排泥，同時兼作放空管，需要時可以排掉活性污泥段的污水；活性污泥區(qū)還設(shè)有攪拌器8。生物濾池區(qū)內(nèi)有填料層設(shè)于穿孔濾板11上，生物濾池段在靠近填料層底部位置處設(shè)有曝氣管7，采用間歇曝氣，曝停時間為2小時曝氣/1小時停曝，曝氣時DO為1.0mg/L左右；濾池段底部和中部設(shè)有沖洗管6，定期對填料層進行沖洗，加速生物膜的更新；出水管5設(shè)于填料層以上一定水位處；濾池底部、填料層進水前設(shè)有一放空管9，可以排空濾池段內(nèi)的污水。圖中4是回流管。選用陶粒作填料。
實施例2參見圖4，原水首先通過進水管1進入活性污泥段，然后經(jīng)過斜板沉淀區(qū)及折板繞流，后進入生物濾池填料層，最后通過出水管5排出。關(guān)閉曝氣管2，活性污泥段不曝氣，啟動攪拌器8，使該段中的活性污泥處于懸浮狀態(tài)；活性污泥段的底部設(shè)有排泥管3，通過閥門控制，定期排泥，同時兼作放空管，需要時可以排掉活性污泥段的污水；生物濾池段在靠近填料層底部位置處設(shè)有曝氣管7，采用連續(xù)曝氣或間歇曝氣，DO維持在2.0mg/L以上；當濾池曝氣時，依靠曝氣可以提升水位，使活性污泥段與生物濾池段產(chǎn)生水位差，濾池段的混合液通過回流管回流至活性污泥段，進行反硝化。濾池池段底部和中部設(shè)有沖洗管6，定期對填料層進行沖洗；出水管5設(shè)于填料層以上一定水位處；濾池底部、填料層進水前設(shè)有一放空管9，可以排空濾池段內(nèi)的污水。選用懸浮填料。
實施例3主要用于去除有機物、懸浮物和脫氮除磷。
實施例3參見圖3、圖4，原水首先通過進水管1進入活性污泥段，然后經(jīng)過斜板沉淀區(qū)及折板繞流，后進入生物濾池填料層，最后通過出水管5排出?；钚晕勰喽闻c濾池段采用交替間歇曝氣，即活性污泥曝氣時，濾池段不曝氣，其水流流向示意圖如圖3所示；而活性污泥段不曝氣時，啟動攪拌器，維持污泥處于懸浮狀態(tài)，此時濾池段曝氣，濾池段的水位依靠曝氣得到提升，與活性污泥段產(chǎn)生水位差，通過回流管將該濾池段混合液回流到活性污泥段，其水流流向示意圖如圖4所示。污泥段底部設(shè)有排泥管3，通過閥門控制，定期排泥，同時兼作放空管，需要時可以排掉活性污泥段的污水；濾池段底部和中部設(shè)有沖洗管6，定期沖洗填料層；出水管5設(shè)于填料層以上一定水位處；濾池底部、填料層進水前設(shè)有一放空管9，可以排空濾池段內(nèi)的污水。選用軟性填料。
主要技術(shù)參數(shù)水力停留時間總停留時間8～12小時，其中活性污泥段2.9～4.4小時，生物濾池段2.6～3.8小時，沉淀區(qū)2.5～3.8小時回流比0.5～4.0填料層高度總高度900mm，其中承托層100mm，過濾層800mm顆粒填料粒徑填料層底部100mm處為承托層，粒徑為8～12mm，其余填料粒徑為5～8mm。
填料類型顆粒填料，懸浮填料，軟性填料。
權(quán)利要求
1.活性污泥-生物濾池內(nèi)回流污水處理方法，其特征在于采用活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化生物反應(yīng)裝置，其方法如下(1)工藝流程為連續(xù)進出水，原水首先通過進水管進入活性污泥段，然后經(jīng)過斜板沉淀區(qū)及折板繞流，再進入生物濾池填料層，最后通過出水管排出；(2)活性污泥段和生物濾池下部均設(shè)有曝氣管及其控制閥門，濾池段底部和中部分別設(shè)有沖洗管及其控制閥門；通過控制閥門選擇活性污泥段和生物濾池段均曝氣或均不曝氣，也可間歇曝氣或交替間歇曝氣；(3)在生物濾池段與活性污泥段之間設(shè)有回流管，當活性污泥段不曝氣或微量曝氣時，依靠濾池曝氣時產(chǎn)生的水位差，使濾池段出水區(qū)混合液通過回流管回流至活性污泥段，實現(xiàn)反應(yīng)裝置內(nèi)的內(nèi)部回流。
2.活性污泥-生物濾池內(nèi)回流一體化污水處理裝置，它包括反應(yīng)池、進水管(1)、出水管(5)，其特征在于反應(yīng)池由隔板(13)分成兩個反應(yīng)區(qū)和一個分離區(qū)，即前段活性污泥區(qū)和后段生物濾池區(qū)，中間為分離沉淀區(qū)；前段活性污泥區(qū)底部和后段生物濾池區(qū)底部分別與分離沉淀區(qū)底部連通，分離沉淀區(qū)內(nèi)部設(shè)有折板(10)將沉淀區(qū)分為兩部分；原水進水管(1)接在活性污泥區(qū)上方，出水管(5)設(shè)于生物濾池區(qū)填料層以上的水位處；活性污泥段下部設(shè)有曝氣管(2)；活性污泥區(qū)底部設(shè)有排泥管(3)兼作排空管，活性污泥區(qū)還設(shè)有攪拌器(8)；生物濾池區(qū)內(nèi)有填料層設(shè)于穿孔濾板(11)上，在靠近填料層底部位置處設(shè)有曝氣管(7)；在濾池段底部和中部分別設(shè)有沖洗管(6)；濾池底部、填料層進水前設(shè)有一放空管(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理裝置，其特征在于濾池出水處與活性污泥段之間設(shè)有回流管(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于生物濾池中的填料采用均質(zhì)或沿污水流程填料級配由大到小的顆粒填料，也可采用懸浮填料和軟性填料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理裝置，其特征在于沉淀區(qū)設(shè)有斜板(12)。
全文摘要
活性污泥－生物濾池內(nèi)回流污水處理方法，采用活性污泥－生物濾池內(nèi)回流一體化生物反應(yīng)裝置，根據(jù)水質(zhì)處理要求，靈活設(shè)置不同的運行模式，如活性污泥段曝氣－生物濾池段不曝氣(或微量曝氣或間歇曝氣)、活性污泥段不曝氣－生物濾池段曝氣(或間歇曝氣)以及活性污泥－生物濾池同時間歇曝氣或交替間歇曝氣等。該裝置通過活性污泥與生物濾池工藝的組合與優(yōu)化，可達到較好的污水處理效果，具有較大的實用性和較高的優(yōu)越性。本裝置通過活性污泥段曝氣－生物濾池段不曝氣(微量曝氣及間歇曝氣)模式的中試運行，除總磷略有超標外，對城市污水的處理可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918－2002)》一級標準中的B標準，并且運行穩(wěn)定可靠。
文檔編號C02F3/10GK1657443SQ20041004031
公開日2005年8月24日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者郭勁松, 方芳, 劉智萍, 高旭, 周健 申請人:重慶大學(xué)