申请日2014.07.30
公开(公告)日2014.11.05
IPC分类号C02F3/00
摘要
本发明涉及一种采用连续式生物膜法的污水处理装置及其操作工艺。该装置包括进水系统、曝气系统、反硝化脱氮系统、清洗系统和一体化生物膜反应器;所述一体化生物膜反应器由下至上分为反硝化区、硝化区和清水区;所述反硝化脱氮系统的进水口设于清水区内，其出水口设于反硝化区;所述曝气系统与进水系统连接，污水通过进水系统泵入一体化生物膜反应器，曝气系统为污水充氧;所述清洗系统包括提料管、提料泵和洗料器;所述洗料器位于一体化生物膜反应器上方，其内设有洗料污水排放管、螺旋推进器和洗料水管。与现有技术相比，本发明克服了曝气生物滤池反冲洗时间歇进水的缺点，降低了对进水水质的要求，并且具有强化脱氮功能，无需投加碳源。
权利要求书
1.一种采用连续式生物膜法的污水处理装置，其特征在于，所述装置包括进水系统(1)、 曝气系统(2)、反硝化脱氮系统(4)、清洗系统(7)和一体化生物膜反应器;所述一体化生物膜 反应器内填充多孔耐磨生物填料(14)，其由下至上分为反硝化区(15)、硝化区(13)和清水区 (11);所述清水区(11)上部设有带出水管(5)的出水槽(10);所述反硝化脱氮系统(4)的进水口设 于清水区(11)内出水槽(10)的下方，其出水口设于反硝化区(15)，并通过阀门(3)控制启闭;所 述曝气系统(2)与进水系统(1)连接，污水通过进水系统(1)和曝气系统(2)泵入一体化生物膜反 应器，曝气系统(2)为污水充氧，进水系统(1)的进水口位于反硝化脱氮系统(4)的出水口上方， 并形成反硝化区(15)与硝化区(13)的分界线;所述清洗系统(7)包括提料管(12)、提料泵(16)和 洗料器(7);所述提料管(12)的一端与一体化生物膜反应器底部的出料口连接，另一端深入洗 料器(7)底部，中间通过提料泵(16)提升;所述洗料器(7)位于一体化生物膜反应器上方，其 内由下向上设有洗料污水排放管(6)、螺旋推进器(8)和洗料水管(9)，被清洗干净的多孔耐磨 生物填料(14)通过洗料器(7)的出料口流入一体化生物膜反应器中，进行循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置，其特征在于，所 述一体化生物膜反应器内的多孔耐磨生物填料(14)的粒径为2-6mm，材质选自陶粒、活性炭、 火山岩。
3.根据权利要求1所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置，其特征在于，所 述曝气系统(2)采用射流曝气装置。
4.根据权利要求1所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置，其特征在于，所 述洗料水管(9)的洗料水压力为1-4Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置，其特征在于，所 述硝化区(13)与反硝化区(15)的有效容积比为(3:1)-(10:1)。
6.根据权利要求1所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置，其特征在于，所 述一体化生物膜反应器可多个共用一套清洗系统(7)。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置的操作工艺， 其特征在于，其具体步骤为：
1)污水通过进水系统(1)和曝气系统(2)泵入一体化生物膜反应器，曝气系统(2)为污水充 氧，气水比为(1:8)-(1:15)，控制溶解氧在2-4mg/L;附着于硝化区(13)的多孔耐磨生物填料(14) 上的硝化细菌利用溶解氧作为电子供体，将污水中氨氮转化成硝态氮，实现脱氨;同时，硝 化区(13)内的其他微生物以污水中的有机物作为自身生长的营养物质，以此实现去除有机物; 此外，硝化区(13)内的聚磷菌将污水中的磷吸收，以内含物的形式储存在微生物细胞内，以 此达到除磷效果;
2)脱氨后的污水向上流经清水区(11)，在清水区(11)实现固液分离;
3)反硝化脱氮系统(4)将硝化液回流至一体化生物膜反应器底部的反硝化区(15)，停留时 间为1h-3h，溶解氧为0.1-0.5mg/L;反硝化脱氮系统(4)为反硝化细菌提供硝酸盐，反硝化细 菌以硝酸盐作为电子供体，将其逐步转化成N2，实现强化脱氮;同时，反硝化区(15)内的聚 磷菌释放部分磷至污水中，然后进入硝化区(13)可进行好氧过度吸磷;
4)附着于硝化区(13)的多孔耐磨生物填料(14)上的生物膜老化脱落后，部分为硝化区(13) 其他微生物提供营养物质，部分沉降至反硝化区(15)，作为反硝化细菌脱氮过程中的碳源;
6)一体化生物膜反应器底部的出料口排出污染的多孔耐磨生物填料(14)，然后通过提料 管(12)和提料泵(16)将其泵入洗料器(7)，在洗料器(7)内，多孔耐磨生物填料(14) 通过螺旋推进器(8)旋转提升，洗料器(7)上部设置的洗料水管(9)将洗料水从上至下 喷淋，多孔耐磨生物填料(14)被冲洗干净，洗料污水从洗料器(7)底部的洗料污水排放管(6) 排出，可融入进水系统(1)进行处理净化，被清洗干净的多孔耐磨生物填料(14)通过洗料器 (7)的出料口流入一体化生物膜反应器中，进行循环利用。
8.根据权利要求7所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置的操作工艺，其特 征在于，其运行条件设置为：硝化液回流比为50%-300%;温度为常温;一体化生物膜反应 器内压强大于2.5Mpa，水流上升速度为1-4m/h;清水区(11)上部出水管(5)的出水量与进水系 统(1)的进水量相同。
说明书
一种采用连续式生物膜法的污水处理装置及其操作工艺
技术领域
本发明属于污水生物技术处理领域，具体来说，涉及到一种采用连续式生物膜法的污水 处理装置及其操作工艺。
背景技术
曝气生物滤池是典型的生物膜处理方法。20世纪80年代末90年代初，在普通生物滤池 的基础上开发研制的一种新型污水处理工艺，其将生物膜的强氧化降解能力和滤层截留、吸 附效能集于一体，同时起到普通曝气池、二沉池和砂滤池的作用。该处理方式具有截留SS、 去除有机物、脱氮除磷等多种功能，其抗冲击负荷能力强、容积负荷高、占地面积小、污泥 产量少等优势使之具有较广阔的应用前景。
但是曝气生物滤池工艺对进水水质要求较高，若进水中悬浮物(SS)含量过高可导致池 内的SS和生物量迅速增加，使滤池的阻力不断增大，进而增加了反冲洗的频率来保持曝气 生物滤池正常运行。目前，对该问题的解决方法通常是在曝气生物滤池前添加预处理工艺， 这样不仅大大增加了曝气生物滤池的工艺流程和运行管理难度，同时，预处理过程中会去除 大量的化学需氧量(COD)，致使进入曝气生物滤池的有机物含量降低，不利于反硝化菌的 脱氮作用，往往需要投加碳源来补充反硝化菌的营养物质，这样不仅增加了运行成本，同时 也大大增加了二氧化碳的排放量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有强化脱氮功能的采用连续式生物膜法的污 水处理装置及其操作工艺。
本发明所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置包括进水系统1、曝气系统2、 反硝化脱氮系统4、清洗系统7和一体化生物膜反应器;所述一体化生物膜反应器由下至上 分为反硝化区15、硝化区13和清水区11;所述清水区11上部设有带出水管5的出水槽10; 所述反硝化脱氮系统4的进水口设于清水区11内出水槽10的下方，其出水口设于反硝化区 15，并通过阀门3控制启闭;所述曝气系统2与进水系统1连接，污水通过进水系统1和曝 气系统2泵入一体化生物膜反应器，曝气系统2为污水充氧，进水系统1的进水口位于反硝 化脱氮系统4的出水口上方，并形成反硝化区15与硝化区13的分界线;所述清洗系统7包 括提料管12、提料泵16和洗料器7;所述提料管12的一端与一体化生物膜反应器底部的出 料口连接，另一端深入洗料器7底部，中间通过提料泵16提升;所述洗料器7位于一体化 生物膜反应器上方，其内由下向上设有洗料污水排放管6、螺旋推进器8和洗料水管9，被 清洗干净的多孔耐磨生物填料14通过洗料器7的出料口流入一体化生物膜反应器中，进行 循环利用。
所述一体化生物膜反应器内的多孔耐磨生物填料14的粒径为2～6mm。
所述曝气系统2采用射流曝气装置。
所述洗料水管9的洗料水压力为1～4Mpa。
所述硝化区13与反硝化区15的有效容积比为(3:1)～(10:1)。
所述一体化生物膜反应器可多个共用一套清洗系统7。
本发明所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置的操作工艺，所述操作工艺具体 步骤为：
1)污水通过进水系统1和曝气系统2泵入一体化生物膜反应器，曝气系统2为污水充氧， 气水比为(1:8)～(1:15)，控制溶解氧在2～4mg/L;附着于硝化区13的多孔耐磨生物填料14上 的硝化细菌利用溶解氧作为电子供体，将污水中氨氮转化成硝态氮，实现脱氨;同时，硝化 区13内的其他微生物以污水中的有机物作为自身生长的营养物质，以此实现去除有机物; 此外，硝化区13内的聚磷菌将污水中的磷吸收，以内含物的形式储存在微生物细胞内，以 此达到除磷效果;
2)脱氨后的污水向上流经清水区11，在清水区11实现固液分离;
3)反硝化脱氮系统4将硝化液回流至一体化生物膜反应器底部的反硝化区15，停留时 间为1～3h，溶解氧为0.1～0.5mg/L;反硝化脱氮系统4为反硝化细菌提供硝酸盐，反硝化细 菌以硝酸盐作为电子供体，将其逐步转化成N2，实现强化脱氮;同时，反硝化区15内的聚 磷菌释放部分磷至污水中，然后进入硝化区13可进行好氧过度吸磷;
4)附着于硝化区13的多孔耐磨生物填料14上的生物膜老化脱落后，部分为硝化区13 其他微生物提供营养物质，部分沉降至反硝化区15，作为反硝化细菌脱氮过程中的碳源;
6)一体化生物膜反应器底部的出料口排出污染的多孔耐磨生物填料14，然后通过提料 管12和提料泵16将其泵入洗料器7，在洗料器7内，多孔耐磨生物填料14通过螺旋推进器 8旋转提升，洗料器7上部设置的洗料水管9将洗料水从上至下喷淋，多孔耐磨生物填料14 被冲洗干净，洗料污水从洗料器7底部的洗料污水排放管6排出，可融入进水系统1进行处 理净化，被清洗干净的多孔耐磨生物填料14通过洗料器7的出料口流入一体化生物膜反应 器中，进行循环利用。
所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置的操作工艺的运行条件设置为：硝化液 回流比为50%～300%;温度为常温;一体化生物膜反应器内压强大于2.5Mpa，水流上升速度 为1～4m/h;清水区(11)上部出水管(5)的出水量与进水系统(1)的进水量相同。
本发明所述的一种采用连续式生物膜法的污水处理装置的进水系统与曝气系统合为一 体，减少了管路铺设，简化装置结构;其曝气系统采用射流曝气，具有较高的充氧能力，构 造简单、不易堵塞、运转灵活可靠，同时取消了鼓风机，消除了噪音污染;其清洗系统位于 装置顶部，可连续独立运行，克服了曝气生物滤池需停止进水进行反冲洗的缺点，对生物填 料进行连续式循环清洗，减少了生物填料污染所带来的水力阻力。经本发明设计的污水处理 装置处理后的出水氨氮浓度可控制在5mg/L以下，出水COD浓度可控制在50mg/L以下， 出水悬浮物可控制在10mg/L以下。与现有技术相比，本发明占地面积小、投资省、运行费 用低、处理效果好、运行管理方便，同时克服了曝气生物滤池反冲洗时间歇进水的缺点，降 低了对进水水质的要求，无需预处理，并且具有强化脱氮功能，无需投加碳源。
