申请日2013.07.16
公开(公告)日2013.09.25
IPC分类号C02F3/30; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种有机废水的生物膜处理工艺及其设备，该工艺包括如下步骤：1)一级生物处理：用移动床生物膜反应器工艺处理预处理后的废水;2)二级生物处理：用固定床生物膜反应器工艺处理废水。设备包括池体和其内的生物膜填料，池体左侧开进水口，右侧开出水口，池体纵断面上设挡板，挡板左侧的池体底部设曝气装置，挡板下方设斜板，挡板底部与斜板间留有间隙，池体的出水口上连有塔体，塔体顶端开有进水口，底端开有出水口，其内沿顶端至底端间隔设有多块支撑板，支撑板上平铺平头椎体，且相邻的支撑板上交错开有溢流口。本发明在高效降解有机物的同时，大幅提高了硝化反应和反硝化反应的效率，并克服了固定床生物膜反应器易堵塞的缺点。
权利要求书
1.一种有机废水的生物膜处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：
1)一级生物处理：采用移动床生物膜反应器工艺对预处理后的有机废 水进行好氧-厌氧生物降解处理，反应器内悬浮填料的比表面积为200 ～500m2/m3，密度为0.92～1.0g/L，悬浮填料的堆积体积与反应器的 有效容积比为20～70%;
2)二级生物处理：采用固定床生物膜反应器工艺对有机废水进行好氧 -厌氧深度生物降解处理，有机废水在反应器内由上往下呈蛇形流经固 定填料。
2.根据权利要求1所述的有机废水的生物膜处理工艺，其特征在于：所述 步骤1)中，悬浮填料为聚乙烯，聚丙烯塑料，或聚氨酯中一种或几 种任意比例的组合。
3.一种为实现权利要求1所述工艺而设计的有机废水的生物膜处理设备， 包括池体(1)，所述池体(1)中容纳有用于黏附生物膜的填料(2) ，所述池体(1)的左侧开有进水口(3)，所述池体(1)的右侧开有 出水口(4)，其特征在于：所述池体(1)的纵断面上设有挡板(5) ，所述挡板(5)左侧的池体(1)底部设有曝气装置(6)，所述挡板 (5)下方设有从左往右逐渐升高的斜板(7)，所述挡板(5)底部与 所述斜板(7)间留有间隙，所述池体(1)的出水口(4)一侧设置有 塔体(8)，所述塔体(8)顶端开有进水口(9)，所述塔体(8)的 进水口(9)与所述池体(1)的出水口(4)连接，所述塔体(8)底 端开有出水口(10)，所述塔体(8)内沿顶端至底端方向间隔设置有 多块支撑板(11)，所述支撑板(11)上平铺有若干用于黏附生物膜 的平头椎体(12)，且相邻的支撑板(11)上交错开有溢流口(13) ，从而使所述塔体(8)内的有机废水呈蛇形流动状态。
4.根据权利要求3所述的有机废水的生物膜处理设备，其特征 在于：所述塔体(8)上部的平头椎体(12)的体积比所述塔体(8) 下部的平头椎体(12)的体积大。
5.根据权利要求3所述的有机废水的生物膜处理设备，其特征在于：所述 挡板(5)左侧的池体(1)体积与所述挡板(5)右侧的池体(1)体 积比为：2∶1～5∶1。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的有机废水的生物膜处理设备，其特 征在于：所述平头椎体(12)底部与其所在支撑板(11)连成一体， 所述平头椎体(12)的顶部承托其上层支撑板(11)。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的有机废水的生物膜处理设备，其特 征在于：所述挡板(5)的上部呈网格状结构，下部呈密闭状结构。
8.根据权利要求3至5中任一项所述的有机废水的生物膜处理设备，其特 征在于：所述斜板(7)的倾斜角度为30～60度。
9.根据权利要求3至5中任一项所述的有机废水的生物膜处理设备，其特 征在于：所述溢流口(13)由所述支撑板(11)与所述塔体(8)内壁 的左侧或右侧偏离形成，所述溢流口(13)宽度为40～150mm。
说明书
有机废水的生物膜处理工艺及其设备
技术领域
本发明涉及废水处理技术，具体地指一种有机废水的生物膜处理工艺 及其设备。
背景技术
有机废水，如：生活污水、冶金废水，及食品加工和造纸等工业废水 中，含有大量碳水化合物、蛋白质、油脂，或木质素等有机物质，易 造成水质富营养化等危害，因此，有机废水需经处理后才能排放。近 年来，在有机废水的处理方法中，生物膜法是与活性污泥法并行的一 种好氧型有机废水处理方法，生物膜法与活性污泥法相比，具有一些 特有优势，如：无需污泥回流、运行管理容易、无污泥膨胀问题、易 于微生物生存，及运行稳定等，因此，生物膜法已广泛应用于生活污 水处理的二级处理和小型的工业废水处理中。
生物膜法主要包括生物滤池和生物转盘等固定床生物膜反应器工艺以 及移动床生物膜反应器工艺。其中，固定床生物膜反应器工艺在具有 生物膜法固有优势的同时也往往存在固定滤床容易堵塞、沟流现象严 重，及负荷较低的缺点。移动床生物膜反应器工艺(MBBR)运用生物 膜法的基本原理，充分利用活性污泥法的优点，通过向反应器中投加 一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高 反应器的处理效率，有效克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的 缺点，移动床生物膜反应器是介于活性污泥法与固定生物膜法之间的 一种新型、高效的复合工艺，具有以下优点：1)悬浮载体为微生物的 繁衍、增值创造了良好条件，生物膜内微生物种类繁多、污泥浓度大 、运行负荷高，处理能力强;2)污泥产生量少，且生物膜上脱落下来 的生物污泥颗粒大，沉降性能好，易于固液分离;3) 不宜阻塞，无须反复冲洗，不需回流，载体分布均匀，操作简单，运 行可靠;4)载体在流化过程中增大了生物膜与污水及气泡间的传质面 积，增大了传质速率，不仅强化了传质过程，也提高了利用率;5)移 动床生物膜反应器系统同时具有好氧和厌氧代谢功能，且对难降解废 水及不利于生物处理环境因素敏感度低，适应性强，基于上述优点， 移动床生物膜反应器工艺已广泛应用于有机废水的生化处理，然而， 移动床生物膜反应器工艺往往存在反硝化效率低、填料容易流失、污 泥与载体分离困难等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机废水的生物膜处理工艺及其设备，该工 艺克服了固定床生物膜反应器易堵塞，以及移动床生物膜反应器填料 容易流失和反硝化效率低的问题，提高了有机废水的处理效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种有机废水的生物膜 处理工艺，包括如下步骤：
1)一级生物处理：采用移动床生物膜反应器工艺对预处理后的有机废 水进行好氧-厌氧生物降解处理，反应器内悬浮填料的比表面积为200 ～500m2/m3，密度为0.92～1.0g/L，悬浮填料的堆积体积与反应器的 有效容积比为20～70%;
2)二级生物处理：采用固定床生物膜反应器工艺对有机废水进行好氧 -厌氧深度生物降解处理，有机废水在反应器内由上往下呈蛇形流经固 定填料。
所述步骤1)中，悬浮填料为聚乙烯，聚丙烯塑料，或聚氨酯中一种或 几种任意比例的组合。悬浮填料是移动床生物膜反应器的核心，也是 生物膜附着生长和降解有机物质的重要场所，同时也是加强传质，改 善反应器内水力条件和反应条件，及提高负荷的重要途径;密度略低 于水且比表面积大的聚乙烯，聚丙烯塑料和聚氨酯作为填料，其表面 易于生物膜的附着生产，填料在水中悬浮运动中不结团，不堵塞，始 终具有较高的孔隙率和良好的通气性能，且老化的生物膜 在水力冲击下可自动脱落。
一种为实现上述工艺而设计的有机废水的生物膜处理设备，包括池体 ，所述池体中容纳有用于黏附生物膜的填料，所述池体的左侧开有进 水口，所述池体的右侧开有出水口，所述池体纵断面上设有挡板，所 述挡板左侧的池体底部设有曝气装置，所述挡板下方设有从左往右逐 渐升高的斜板，所述挡板底部与所述斜板间留有间隙，所述池体的出 水口一侧设置有塔体，所述塔体顶端开有进水口，所述塔体的进水口 与所述池体的出水口连接，所述塔体底端开有出水口，所述塔体内沿 顶端至底端方向间隔设置有多块支撑板，所述支撑板上平铺有若干用 于黏附生物膜的平头椎体，且相邻的支撑板上交错开有溢流口，从而 使所述塔体内的有机废水呈蛇形流动状态。平头椎体使得该固定床生 物膜式塔体内水力条件良好，不易堵塞，不需反冲洗。
进一步地，所述塔体上部的平头椎体的体积比所述塔体下部的平头椎 体的体积大。平铺在塔体下部的平头锥体设计成比上部平头锥体体积 小的形式，这主要是为了在塔体下部提高反硝化效率，因为体积小的 平头锥体表面更易形成较厚的生物膜，有利于反硝化反应的进行。
进一步地，所述挡板左侧的池体体积与所述挡板右侧的池体体积比为 ：2∶1～5∶1。即挡板将池体隔成体积比为：2∶1～5∶1的好氧区与 厌氧(兼氧)区，从而在同一池体内同时进行好氧和厌氧生化反应及 生物膜过滤。
进一步地，所述平头椎体底部与其所在支撑板连成一体，所述平头椎 体的顶部承托其上层支撑板。平头锥体底部被焊接或者固定在本层支 撑板上，平头椎体的顶部可以支撑上层支撑板，从而提高了整体结构 的稳定性。
进一步地，所述挡板的上部呈网格状结构，下部呈密闭状结构。挡板 下部为密闭状实体结构，用于挡住填料，防止填料流失，挡板上 部设置为网格状有利于过水;同时，挡板增强了池体左侧曝气区域水 体的对流和挠动;另外，挡板在一定程度上将池体分割为好氧区和厌 氧区，调节同一池体内的溶解氧浓度，便于硝化和反硝化的进行。
优选地，所述斜板的倾斜角度为30～60度。斜板的主要作用是便于污 泥在重力的作用下沿着斜板回流到曝气区域，进而增大活性污泥的浓 度。
进一步优选地，所述溢流口由所述支撑板与所述塔体内壁的左侧或右 侧偏离形成，所述溢流口宽度为40～150mm。溢流口用于使有机废水从 本层支撑板流至下一层支撑板，各支撑板上除溢流口外的其他地方需 密封，不能出现废水渗漏。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明将移动床生物膜反应器工艺与固定床生物膜反应器工艺 巧妙结合，着力改善反应器内水力条件和反应条件，并通过优化悬浮 填料和合理设计固定填料，有效克服了传统固定床生物膜反应器易堵 塞和出水水质差，以及移动床生物膜反应器填料容易流失和反硝化反 应效率低的缺点，在高效降解有机物的同时，大幅提高了硝化反应和 反硝化反应的效率，使得有机废水的COD去除率达75%以上，TN(总氮 )去除率达45%以上。
其二，本发明的生物膜固体浓度高，生物量大，获得了较高的有机负 荷和较强的耐冲击能力。
其三，本发明不需污泥回流，污泥产生量少，设备简单，启动快，操 作和维护方便，运行成本低。
其四，本发明可广泛适用于城市生活污水，餐饮废水，焦化废水及其 它含有机物的废水，处理后的水质能满足相关的排放标准和中水回用 指标。
