申请日2018.10.15
公开(公告)日2018.12.21
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种分散式生物流化床一体化污水处理设备及处理方法。采用生物流化床一体化工艺，利用啤酒生产过程中产生的废硅藻土为载体，发挥啤酒生产过程中产生的废硅藻土中含有的生物酶的生物催化作用，快速降解水中污染物，实现废物的资源化利用。本装置的优点：活性污泥浓度高，设备设有好氧区、厌氧区及兼氧区，提高污水处理的效率，污水经内外双循环及厌氧段多点进水和多点回流进水工况的特种微生物处理过后，经设备排水口排出，出水水质优质稳定，可去除氨氮及难降解有机物，实用性强。
权利要求书
1.一种生物流化床，其特征在于，包括四个区，分别是厌氧区、好氧区、兼氧区和沉淀区，四个区域按照厌氧区、好氧区、兼氧区和沉淀区的顺序相连接。
2.根据权利要求1所述的一种生物流化床，其特征在于，所述厌氧区的设置为折流式，上下过水，采用多点进水及多点回流液进水，厌氧区上安装污水进口，并通过硅藻土投加口连接废硅藻土投放系统。
3.根据权利要求2所述的一种生物流化床，其特征在于，所述好氧区连接厌氧区，好氧区连接曝气系统，所述曝气系统通入空气，好氧区另一端连接兼氧区，好氧区和兼氧区两个区域的溶解氧含量不同，所述好氧区连接鼓风系统和水泵，污水和填料在好氧区中升流，在兼氧区中降流。
4.根据权利要求3所述的一种生物流化床，其特征在于，所述沉淀区底部连接排泥系统，上部连接排水系统，进入沉淀区的混合物中的填料和填料上附着的大量微生物成为污泥由排泥系统排出，处理达标后的清水则由排水系统向外排放。
5.使用权利要求1至3之一所述生物流化床进行污水处理的方法，包括以下步骤：
步骤一：污水由进水系统进入厌氧区，同时由废硅藻土投放系统投入废硅藻土，按污水中污染物和水量投入废硅藻土填料，厌氧区的设置为折流式，上下过水;
步骤二：污水和填料一同进入好氧区，通入空气，空气中氧溶入污水中，提高水体中溶解氧含量，好氧微生物在该区生长降解污染物;
步骤三：污水和填料一同进入兼氧区，在兼氧区停留时间为2.4小时，按进水量的100%回流进入厌氧区，剩余部分则进入到沉淀分离区,该区内水力停留时间为0.3小时;
步骤四：沉淀分离区内污泥由排泥系统排出，处理达标后的清水则由排水系统向外排放。
6.如权利要求5所述生物流化床进行污水处理的方法，其特征在于，所述步骤一中废硅藻土的含量为15～20kg/m3，在所述厌氧区停留时间为1.5小时。
7.如权利要求6所述生物流化床进行污水处理的方法，其特征在于，所述步骤二中水体中溶解氧达到5mg/L，污水和填料在好氧区停留时间2.6小时。
说明书
一种分散式生物流化床一体化污水处理设备
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是对小型分散式较难收集的生活污水处理的一种集成设备。
背景技术
目前，随着社会的发展，水污染问题日益严峻，同时污水处理技术也在不断的提高中。污水主要采用物理化学法、生物法，目前国内的污水处理技术以生物法为主。在生物处理法中，微生物在厌氧、好氧、兼氧的条件下，以污水中污染物作为营氧物进行新陈代谢，从而达到去除和降解污染物的目的。在此原理下，目前应用较多的方法有传统活性污泥法、AA/O工艺、氧化沟工艺、MBR、 SBR、生物滤池、人工湿地、氧化塘、土地渗滤工艺等等，这些方法存在占地面积大，投资高，运行成本高等不同缺点。特别是对于农村生活废水、受条件限制不能纳入城市下水管网进行集中处理的如宾馆、酒店、高速公路服务区、住宅小区、旅游区、特色小镇等生活废水，采用目前现有的传统工艺设施或装置、设备均存在投资高、运行费用高、需专业化专人管理、运营维护成本高等缺点。
发明内容
1、发明目的
本实发明的目的是提供一种设备，将生物处理中的厌氧、好氧、兼氧和沉淀四个处理区集中于一体，并利用啤酒生产过程中产生的废硅藻土为载体，发挥啤酒生产过程中产生的废硅藻土中含有的生物酶的生物催化作用，快速降解水中污染物，形成颗粒化污泥。
2、技术方案
本发明提供的污水处理设备，其结构包括四个区，分别是厌氧区、好氧区、兼氧区和沉淀区，四个区域按照厌氧区、好氧区、兼氧区和沉淀区的顺序相连接。
厌氧区安装有进水系统以及废硅藻土投放系统，用于引入污水和硅藻土填料，并使污水与硅藻土填料以适当比例相混合。厌氧区通过控制设施运行工况及水中溶解氧，在厌氧微生物作用下，发生反硝化微生物反应，脱碳的同时，脱除总氮。所述厌氧区的设置为折流式，上下过水，采用多点进水及多点回流液进水，厌氧区上安装污水进口，并通过硅藻土投加口连接废硅藻土投放系统。
好氧区和兼氧区用于使污水和硅藻土填料与氧气以适当比例混合并使好氧微生物降解污染物。所述好氧区又称升流区，连接厌氧区，使污水和硅藻土填料一同进入好氧区，好氧区连接曝气系统(3)，所述曝气系统通入空气，空气中氧溶入污水中，好氧区连接兼氧区，兼氧区又称降流区，好氧区和兼氧区两个区域的溶解氧含量不同，所述好氧区连接鼓风系统和水泵，通过水力设置及空气动力，控制污水和填料在好氧区中升流，在兼氧区中降流，实现两区的三维内循环。
沉淀区用于沉淀分离污泥和清水。沉淀区底部连接排泥系统(5)，上部连接排水系(4)。进入沉淀区的混合物经过沉淀，其中的填料和填料上附着的大量微生物成为污泥由排泥系统(5)排出，处理达标后的清水则由排水系统(4) 向外排放。
优选的，上述设备中的硅藻土采用啤酒生产过程中产生的废硅藻土，发挥啤酒生产过程中产生的废硅藻土中含有的生物酶的生物催化作用，快速降解水中污染物。
利用上述设备进行污水处理的方法，包括以下步骤：
步骤一：污水由进水系统(1)进入厌氧区，同时由废硅藻土投放系统投入废硅藻土，按污水中污染物和水量投入废硅藻土填料，使设施内污水中废硅藻土的含量达到15～20kg/m3，厌氧区的设置为折流式，上下过水，在厌氧区停留时间为1.5小时，远低于传统工艺的停留时间，采用多点进水及多点回流液进水，合理分配反硝化区段，有效提高碳源的利用效率，反硝化效率高于传统工艺。
优选地，在1m3/日～10000m3/日生活废水处理及1000m3/日～50000m3/日集中式工业园区生产废水处理应用时，经过计算，反应器厌氧池内的反硝化速度为 0.55mg/g/h。当厌氧池碳源充足条件下，进行反硝化反应，测得厌氧池内的反硝化速度为4.4mg/g/h。工程实践表明，本方法在厌氧区停留时间1.5小时， TN去除率达87%以上，远低于传统工艺的停留数间，采用多点进水及多点回流液进水，合理分配反硝化区段，有效提高碳源的利用效率，反硝化效率高于传统工艺。
步骤二：污水和填料一同进入好氧区，通入空气，空气中氧溶入污水中，提高水体中溶解氧达到5mg/L，好氧微生物在该区生长降解污染物，该区污水和填料停留约2.6小时。
工程实践及实验表明，当好氧区溶解氧浓度为3.56-4.73mg/L和 1.85-2.38mg/L时,对处理生活废水，出水CODcr的浓度分别在22-40和 12-22mg/L的范围内,平均去除率分别为90.5%和90.7%左右。
工程实践及实验结果表明，当停留时间为2～3h时，进水CODcr的浓度为 262-346mg/L，出水CODcr的浓度为28-44mg/L，去除率为84.2-87.6%，平均去除率为85.7%。当停留时间为6.8h时，进水CODcr的浓度为260-290 mg/L，出水CODcr的浓度为22-30mg/L，去除率为89.3-91.5%，平均去除率为90.5%。按照时间效率最高的原则，优选停留时间为2.6小时。
步骤三：污水和填料一同进入兼氧区，在兼氧区停留时间为2.4小时，按进水量的100%回流进入厌氧区，剩余部分则进入到沉淀分离区,该区内水力停留时间为0.3小时。
步骤四：沉淀分离区内填料和填料上附着的大量微生物称为污泥，由排泥系统(5)排出，处理达标后的清水则由排水系统(4)向外排放。
3、有益的技术效果
使用本发明设备进行污泥处理，可使设备内活性污泥浓度达到 15～20g/L，高于传统活性污泥法3～4倍，从而使单位负荷较传统活性污泥法提高2～3倍，总水力停留时间6.8小时，污泥分离区表面负荷提高3～4倍。本设备占地减少，综合投资成本低，运行费用少，建设周期缩短，剩余污泥排放量是传统工艺污泥量的30%，实现成套一体化、系列化、标准化、模块化，污水经处理后达到国家标准排放要求，并可根据现实处理量调整运行工况，节约运行成本，达标排放或回用，节约水资源，保护生态环境。
