申请日2012.06.20
公开(公告)日2014.01.15
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明属于环境保护范畴的污水处理领域。将污水中携带的无机颗粒物送入生物处理系统，这些颗粒物成为天然的生物填料，微生物将在其上附着生长，特别是硝化菌更易于在填料上增殖，有利于氨氮的去除，同时由于在生物膜的深处存在缺氧区，易于实现同步硝化-反硝化。颗粒物与絮状污泥的共存又将大大降低生物系统的污泥指数，有助于提高污泥浓度、强化处理效果。本发明尤其适合于在低温下强化氨氮和总氮的处理效果。
权利要求书
1.一种污水处理技术，采用预处理和微生物法处理污水，其中预处理工序包含沉砂池，其特征在于预处 理工序采用技术手段将污水中的固体颗粒物分为平均粒径不同的两组，平均粒径较大的一组颗粒物排 出污水处理系统，平均粒径较小的一组颗粒物进入后续生物处理系统。
2.根据权利要求1所述的污水处理技术系指用于城镇污水处理厂处理污水的技术。
3.根据权利要求1所述的技术手段，系指沉砂池间歇运行，运行周期不短于24小时。
4.根据权利要求1所述的技术手段，系指建设两级串联沉砂池，一级沉砂池中的砂排出污水处理系统， 二级沉砂池排出的砂进入后续生物处理系统。
5.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的技术手段，系指将砂水分离器的回水 进入生化处理系统。
6.根据权利要求1所述的技术手段，系指采用物理方法将沉砂池排出的砂分成不少于两组，平均粒径较 大的排出污水处理系统，平均粒径较小的进入后续生物处理系统。
7.根据权利要求6所述的颗粒分级的方法，系指采用水力分级的方法，将沉砂池排出的砂分成不少于两 组，其中平均粒径较大的砂和瓜果皮壳排出污水处理系统，平均粒径较小的砂进入后续生物处理系统。
8.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求6或权利要求7中所述的技术手 段，系指定期将沉砂池出水跨越初沉池，直接进入后续生化处理系统。
9.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求6或权利要求7中所述的技术手 段，系指定期将初沉池沉淀的污泥排入生化处理系统。
10.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求6或权利要求7中所述的技术手 段，系指另行加入平均粒径小于0.5mm的颗粒物。
说明书
一种污水处理的生物强化技术
一、技术领域
本发明属于环境保护范畴的污水处理领域。
二、背景技术
近年来MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor，移动床生物膜反应器)技术迅速发展，主要用于强化现有 污水处理工程的生物处理效果，特别是在氨氮和总氮去除方面表现优异。
其原理是利用颗粒物表面附着的生物膜强化生物处理效果。但是MBBR不能降低生物处理系统的污泥 指数，且其填料成本昂贵，限制了MBBR的应用。
与此同时，好氧颗粒污泥的的技术研究也日趋完善，MBBR与好氧颗粒污泥的共同点在于丰富的生物相 和高污泥浓度。好氧颗粒污泥更具备沉降速度高的特征，与絮状污泥共沉可以降低污泥指数，减少污泥膨 胀的发生。但是到目前为止，好氧颗粒污泥尚处于实验室和中试阶段，预期可能的应用也仅限于SBR、CASS 等间歇运行工艺，对于氧化沟、A/O、A2/O等连续运行工艺难以实现污泥颗粒化。
三、发明内容
本发明的目的在于解决MBBR存在的问题，解决污泥颗粒化的瓶颈，解决低温下污泥膨胀、氨氮总氮 去除率大幅下降的问题。
污水处理厂通常包括预处理和生物处理系统。预处理一般设置格栅、沉砂池，其中沉砂池主要用于分 离水中的无机大颗粒物，防止颗粒物在后续设施沉积，造成初沉池或者生物处理系统砂石累积从而导致装 置运行的困难。
一般而言，沉砂池的设计目的是尽可能截留砂石而不使其进入后续装置。然而事实证明，细小的砂粒 进入生物处理系统并不会造成无机颗粒物的沉积，因为细小颗粒物在曝气或者推流装置的作用下会处于流 化状态，同时细砂有助于污泥的沉降，降低生物处理系统的污泥指数，对于冬季易发的污泥膨胀有显著的 抑制作用。细砂的存在，一则可以降低污泥指数(SVI)，从而允许大幅度提高污泥浓度，提高生物处理系 统在低温状态下的处理效率;二则细砂同时起到了生物载体的作用，微生物将在其上附着生长。研究证明， 硝化菌更容易在载体上生长，细砂同时起到了生物载体的作用，有助于留着硝化菌，在低温状态下保持高 效的硝化能力，大大提高了氨氮去除率;最后，作为生物载体的细砂，外表处于好氧状态而生物膜的内部 存在缺氧区，因此自动形成缺氧-好氧小环境，从而实现同步硝化-反硝化。工程实践证明，此项功能可 以使总氮去除率提高到92%以上，对于城镇生活污水处理厂，冬季出水总氮低于3mg/L。
本发明与MBBR的共同之处在于利用生物膜提高有机物和氨氮乃至总氮的处理效果。
不同之处有如下几点：
1、MBBR的颗粒直径远大于本发明，因此在填料总体积相同的情况下，MBBR的表面积远远小于本发明。
2、MBBR一般需要设置填料的拦截装置，防止发生堵塞和破损，由此可能导致运行费用的增加。
3、MBBR与活性污泥是完全分离的两套生物系统，本发明的生物载体与活性污泥相互混合，在泥水分 离阶段可以有效地与活性污泥共沉，大大降低活性污泥的SVI，抑制污泥膨胀、提高污泥浓度。
4、MBBR填料通常使用高分子材料制作，本发明则主要利用污水中带来的细小颗粒物，MBBR工程投资 远远高于本发明，且前者存在材料老化问题将造成运行费用增加。
5、对业已建成的工程，如采用MBBR，一般而言填料将一直留存在生物处理装置中。因为填料的捞取 和防老化保存的成本较高;本发明则可以灵活掌握，在水温较高、负荷较低的情况下可以将细颗粒砂粒直 接外排，维持原设计的运行参数。
本发明则是上述原理的表述和工业实现的方法。
本发明的核心内容是将污水携带的部分泥沙送入生化处理系统，进入生化处理系统的固体粒径一般小 于0.2mm。
四、具体实施方式
实施方案一：间歇开启沉砂池
本方案适用于无初沉池的污水处理系统。
一般可以7天～30天开启一次沉砂池(具体的开停时间可经实验确定，以大部分小颗粒流出而易于沉 积的大颗粒分离为准)，将池中积存的大颗粒砂石排出，其余时间污水仍流经沉砂池，细颗粒无机物进入 生物处理系统。
对于曝气沉砂池或者旋流沉砂池，可以间歇运行曝气沉砂池的曝气装置，或者可以间歇运行旋流沉砂 池的旋流装置。
实施方案二：对已经分离的砂进行水力分级
吸砂装置吸出的砂进入水力分级装置，粗砂被二次分离后排出处理系统外售，细砂进入生化处理设施。
本方案同时适用于无初沉池和有初沉池两种情况。
实施方案三：设置两级串联沉砂池
一级沉砂池的砂粒直接外排，二级沉砂池的细砂绕过初沉池排入生化处理系统。本方案适用于无初沉 池的情况。
实施方案四：定期将初沉池的污泥排入生化处理系统
沉砂池间歇运行，大颗粒砂粒排出，细砂进入初沉池，定期将初沉池的污泥排入生化处理系统，补充 细颗粒无机物。
实施方案五：定期跨越初沉池
定期将沉砂池出水跨越初沉池，直接进入后续生化处理系统。
实施方案六：混合运行
实施方案一～五中的两种及两种以上的方法组合，可以最大限度地将细砂送入生化处理系统。
例如将一级沉砂池的砂粒直接外排，二级沉砂池的细砂绕过初沉池排入生化处理系统，同时定期将初 沉池的污泥排入生化处理系统，补充细颗粒无机物。
实施方案七：利用砂水分离器中的细砂
将砂水分离器的回水直接进入生化处理系统。
实施方案八：补充无机颗粒物
在上述实施方案一～七的运行状态下，人为补充无机颗粒物，无机颗粒物包括石英砂、河砂、滑石粉、 活性炭等材料，材料平均粒径小于0.5mm。
