申请日2017.11.20
公开(公告)日2018.02.02
IPC分类号C02F3/12; C02F101/30; C02F101/16
摘要
一种污泥循环过滤一体化反应器及进行污水处理的方法，属于污水处理技术领域。所述一体化反应器包括箱体，所述箱体内由左至右依次设置有好氧活性污泥区、污泥循环过滤区及出水区，进行污水处理时，污水自左至右通过污泥循环过滤一体化反应器。本发明的优点是：本发明反应器的特点是可维持较高的活性污泥浓度(高达4500‑5000mg/L)，出水经污泥过滤后水质澄清，处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918‑2002)一级A标准;本发明可通过水力循环，保持污泥层的持续更新，完成微生物的拦截及水的澄清过滤，进而使生物反应器具有高生物量保持、设备体积小及高效的泥水分离的优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种污泥循环过滤一体化反应器，其特征在于：所述一体化反应器包括箱体(1)，所述箱体(1)内由左至右依次设置有好氧活性污泥区(2)、污泥循环过滤区(3)及出水区(4)，所述的好氧活性污泥区(2)内有活性污泥(8)，好氧活性污泥区(2)的左侧设有进水管(5)和鼓风机空气管(6)，所述的鼓风机空气管(6)一端与设置在好氧活性污泥区(2)底部的曝气头(7)连通，所述的进水管(5)一端与好氧活性污泥区(2)顶部连通，好氧活性污泥区(2)右侧设置有导流管(10)，所述的导流管(10)上端设置有污泥脱气堰(9)，导流管(10)下端与污泥循环过滤区(3)底部连通，所述的污泥循环过滤区(3)内设有污泥循环过滤层(11)，污泥循环过滤区(3)与出水区(4)之间通过污泥连接管(12)连通，污泥循环过滤区(3)底部与污泥循环泵(15)吸口通过污泥循环管一(17)连接，污泥循环泵(15)出口与污泥循环过滤区(3)顶部通过污泥循环管二(18)连接，污泥循环过滤区(3)和出水区(4)底部均呈倒圆锥形，出水区(4)内部设有出水堰(13)，出水堰(13)下端设有剩余污泥排放管(16)，出水区(4)底部与污泥回流泵(14)吸口通过污泥回流管一(19)连接，污泥回流泵(14)出口则通过污泥回流管二(20)与好氧活性污泥区(2)顶部连通。
2.根据权利要求1所述的一种污泥循环过滤一体化反应器，其特征在于：所述反应器的箱体(1)外形为矩形、方形或圆柱形。
3.根据权利要求1或2所述的一种污泥循环过滤一体化反应器，其特征在于：所述反应器的箱体(1)由钢、玻璃钢、有机玻璃或PP材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种污泥循环过滤一体化反应器，其特征在于：所述污泥循环过滤层(11)内设置布水板或布水管。
5.一种利用权利要求1所述的污泥循环过滤一体化反应器进行污水处理的方法，其特征在于：所述的方法按下述工艺顺序完成：
含有机物及氨氮的污水自进水管(5)进入好氧活性污泥区(2)，同时自鼓风机空气管(6)通入空气使曝气头(7)开始曝气，好氧活性污泥区(2)中充满活性污泥混合液，所述的活性污泥混合液包括污水和包含有好氧微生物的活性污泥(8)，在活性污泥(8)和曝气头(7)曝出的微小空气泡的共同作用下，污水中大部分有机物及氨氮得以去除，活性污泥混合液随后进入污泥与污水的分离过程，含有微小空气泡的活性污泥混合液经污泥脱气堰(9)跌落，在跌落过程实现微小气泡从活性污泥(8)表面的剥离;脱气后的活性污泥混合液经导流管(10)进入污泥循环过滤层(11)的底部，经布水板或布水管均匀布水由下向上经过污泥循环过滤层(11);活性污泥混合液的活性污泥(8)被污泥循环过滤层(11)动态拦截，经污泥连接管(12)进入出水区(4)，处理后满足排放标准的出水经出水堰(13)排放。
说明书
一种污泥循环过滤一体化反应器及进行污水处理的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污泥循环过滤一体化反应器及进行污水处理的方法。
背景技术
城镇和村镇产生的生活污水含有有机物及氮磷污染物，如不经妥善处置，将对受纳水体造成污染。为改善城市居民的水环境质量，政府要求城镇及村镇污水经处理后满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。就目前我国生活污水处理工艺使用情况来说，主要以连续流进水的AAO同步脱氮除磷工艺为主。
生活污水中污染物主要包括有机物(常以化学需氧量COD或生化需氧量BOD表示)、有机氮和氨氮、总磷。AAO工艺是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(厌氧-缺氧-好氧法)。采用AAO工艺处理去除颗粒沉淀物后的污水，即可实现有机物及氮磷的同步去除，这也是目前最常用的城镇污水处理工艺，其工艺流程见图1。在AAO工艺中，厌氧反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入厌氧反应器;缺氧反应器首要功能是反硝化脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，在缺氧池硝酸盐氮变成氮气排出反应器，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q为原污水流量);好氧反应器的作用包括去除有机物，硝化和吸收磷等均在此处进行，流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。沉淀池的功能是泥水分离。在AAO工艺中，污水中的有机物在厌氧、缺氧及好氧池均得到不同程度的去除;有机氮在厌氧池很快转换为氨氮，在好氧池氨氮又转换为硝酸盐氮，随后硝酸盐经内循环在缺氧池完成反硝化转换为氮气;进水中的磷则在系统中聚磷菌的作用下，在好氧池完成过量吸收而经沉淀池底部的剩余污泥排出，这样进水中的有机物、氮磷都得到充分的去除。目前应用的这种AAO工艺，氮磷、有机物及悬浮物指标可以满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准，但由于这种重力沉淀泥水分离方式，出水混浊，通常造成悬浮物(简称SS)超标的情况，为降低处理水的悬浮物，很多污水处理厂在升级改造时在沉淀出水再设置混凝沉淀池或混凝沉淀过滤池，这样增加了很多的工程投资。
另外一方面，就AAO污水处理工艺来说，其反应池中的污泥量浓度多控制在2000-3000mg/L，如果想保持较高的污泥浓度来降低AAO反应池的占地面积或反应容积，就要提高污泥回流管道中的污泥浓度，这就要求沉淀池有高效的沉淀效率，但是沉淀池是传统的重力沉淀泥水分离方式，这种污泥的密度仅仅为1.006-1.008g/cm3，难以浓缩更高浓度的沉淀污泥。所以这种传统的AAO工艺具有占地面积大，投资大的缺点。
为提高出水澄清度，提高AAO反应池的污泥浓度，也有一些处理工艺在沉淀池中放置了超滤膜组件，拦截泥水混合液中的污泥，这种工艺称AAO膜生物工艺，但这种工艺由于膜组件的投资较大而难以有效推广。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有污泥浓度较低及出厂水浑浊的问题，提供一种污泥循环过滤一体化反应器及进行污水处理的方法，该种方法适用于城镇污水、水质水量波动大的村镇污水、分散别墅、旅游区及低浓度类似水质有机工业废水的处理。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种污泥循环过滤一体化反应器，所述一体化反应器包括箱体，所述箱体内由左至右依次设置有好氧活性污泥区、污泥循环过滤区及出水区，所述的好氧活性污泥区内有活性污泥，好氧活性污泥区的左侧设有进水管和鼓风机空气管，所述的鼓风机空气管一端与设置在好氧活性污泥区底部的曝气头连通，所述的进水管一端与好氧活性污泥区顶部连通，好氧活性污泥区右侧设置有导流管，所述的导流管上端设置有污泥脱气堰，导流管下端与污泥循环过滤区底部连通，所述的污泥循环过滤区内设有污泥循环过滤层，污泥循环过滤区与出水区之间通过污泥连接管连通，污泥循环过滤区底部与污泥循环泵吸口通过污泥循环管一连接，污泥循环泵出口与污泥循环过滤区顶部通过污泥循环管二连接，污泥循环过滤区和出水区底部均呈倒圆锥形，出水区内部设有出水堰，出水堰下端设有剩余污泥排放管，出水区底部与污泥回流泵吸口通过污泥回流管一连接，污泥回流泵出口则通过污泥回流管二与好氧活性污泥区顶部连通。
一种利用上述的污泥循环过滤一体化反应器进行污水处理的方法，所述的方法按下述工艺顺序完成：
含有机物及氨氮的污水自进水管进入好氧活性污泥区，同时自鼓风机空气管通入空气使曝气头开始曝气，好氧活性污泥区中充满活性污泥混合液，所述的活性污泥混合液包括污水和包含有好氧微生物的活性污泥，在活性污泥和曝气头曝出的微小空气泡的共同作用下，污水中大部分有机物及氨氮得以去除，活性污泥混合液随后进入污泥与污水的分离过程，含有微小空气泡的活性污泥混合液经污泥脱气堰跌落，在跌落过程实现微小气泡从活性污泥表面的剥离;脱气后的活性污泥混合液经导流管进入污泥循环过滤层的底部，经布水板或布水管均匀布水由下向上经过污泥循环过滤层;活性污泥混合液的活性污泥被污泥循环过滤层动态拦截，经污泥连接管进入出水区，处理后满足排放标准的出水经出水堰排放。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
(1)本发明反应器的特点是可维持较高的活性污泥浓度(高达4500-5000mg/L)，出水经污泥过滤后水质澄清，处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。
(2)本发明可通过水力循环，保持污泥层的持续更新，完成微生物的拦截及水的澄清过滤，进而使生物反应器具有高生物量保持、设备体积小及高效的泥水分离的优点。本发明抗水质水量变化能力强，可以模块化生产出可控污泥过滤一体化污水处理设备，保障出水达标或回用。
