申请日2011.12.06
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C02F9/14; C02F1/78; C02F3/30
摘要
一种污水处理的方法及其装置，涉及废水处理领域;所要解决的是提高污水处理厂二级出水的脱氮效果和降低运营能耗的技术问题。所述方法包括一个将污水引入臭氧催化氧化塔进行催化氧化的步骤，还包括一个将臭氧催化氧化塔排出的水引入缺氧生物滤池的步骤，还包括一个将缺氧生物滤池处理后的水引入好氧生物滤池的步骤，在好氧生物滤池中，利用好氧生物滤池内部的多孔轻质填料表面生长的生物膜对注入的水进行有机物浓度降解及氨氮硝化处理，使水体中的有机物浓度达到出水排放指标。还提供了一种实现上述方法的装置，包括两个生物滤池、一高压风机、一臭氧催化氧化塔。本发明提供的方法及装置，能有效实现脱氮并避免二次污染。
权利要求书
1.一种污水处理的方法，其特征在于：包括一个将污水引入臭氧催化氧化塔进行催化氧化的步骤，在臭氧催化氧化塔中，利用臭氧催化氧化塔内部的催化剂和通入的臭氧对引入的水体进行催化氧化处理，还包括一个将臭氧催化氧化塔排出的水引入缺氧生物滤池的步骤，在缺氧生物滤池中，利用缺氧生物滤池内部的多孔轻质填料表面生长的生物膜对注入的水进行脱氮反硝化处理，还包括一个将缺氧生物滤池处理后的水引入好氧生物滤池的步骤，在好氧生物滤池中，利用好氧生物滤池内部的多孔轻质填料表面生长的生物膜对注入的水进行有机物浓度降解及氨氮硝化处理，使水体中的有机物浓度达到出水排放指标。
2.如权利要求1所述的一种污水处理的方法，其特征在于：利用风机向好氧生物滤池中输入压缩空气。
3.如权利要求1所述的一种污水处理的方法，其特征在于：好氧生物滤池中处理后的部分水通过硝化液回流泵泵回缺氧生物滤池。
4.根据权利要求3所述的一种污水处理的方法，其特征在于：好氧生物滤池出水口所排放的水体的回流比在300%~400%之间。
5.根据权利要求1所述的一种污水处理的方法，其特征在于：在一个将污水引入臭氧催化氧化塔进行催化氧化的步骤中，污水经过催化氧化后，水体的BOD与COD之比的大于等于0.35。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理的方法，其特征在于：通过好氧生物滤池处理后排放的水的氮含量为总氮量小于1.5mg/L。
7.根据权利要求1所述的一种污水处理的方法，其特征在于：通过好氧生物滤池处理后排放的水的有机物浓度为COD值小于20 mg/L。
8.实现权利要求1所述方法的污水处理装置，包括一个臭氧催化氧化塔，其特征在于：还包括一个缺氧生物滤池和一个好氧生物滤池，所述的臭氧催化氧化塔的下端设置有一个污水进水口，所述的臭氧催化氧化塔的上端设置有一个出水口，所述的缺氧生物滤池的下端设置有一个第一进水管，所述的缺氧生物滤池的上端设置有一个第一出水管，所述的第一进水管和所述的臭氧催化氧化塔的出水口相连通，所述的好氧生物滤池的下端设置有一个第二进水管，所述的好氧生物滤池的上端设置有一个第二出水管，所述的第二进水管和所述的第一出水管相连通。
9.如权利要求8所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的好氧生物滤池的下侧壁上设有一个第三反冲洗气管，所述的第三反冲洗气管和一个第一风机相连接。
10.如权利要求8所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的缺氧生物滤池由一个第一池体构成，在所述的第一池体内侧的底部设置有一个第一缓冲配水区，所述的第一缓冲配水区的一个侧壁上设置有所述的第一进水管，所述的第一缓冲配水区的上端设置有一个第一滤料支撑板，所述的第一滤料支撑板中设置有至少两个第一滤头，所述的第一滤头向下延伸，所述的第一滤料支撑板的上端设置有一个第一承托层，所述的第一承托层中设置有填料，所述的第一承托层的上端设置有一个第一滤料层，所述的第一滤料层中填充有滤料，所述的第一滤料层的上端设置有一个第一出水区，所述的第一出水区的外周设置有一个环形网状的第一格栅，所述的第一格栅的栅面为由上至下向内倾斜的斜面，所述的第一格栅的外侧设置有一个环形的第一出水堰板，所述的第一出水堰板和所述的第一格栅的上端相接，所述的第一出水堰板和所述的第一格栅之间设置有一个第一污泥槽，所述的第一污泥槽的底部设置有至少一个第一排泥管，所述的第一出水区的上部还设置有一个环形的第一稳流板，所述的第一稳流板设置在所述的第一格栅的内侧，所述的第一稳流板和所述的第一格栅之间设置有间隙，所述的第一稳流板的下缘低于所述的第一格栅的高度，所述的第一稳流板的上缘高于所述的第一格栅的高度，所述的第一出水堰板的外周设置有一个环形的第一出水槽，所述的第一出水槽的底部设置有至少一个所述的第一出水管，所述的第一出水管上设置有一个第一反冲洗水管，所述的第一反冲洗水管和所述的第一进水管相连通。
11.如权利要求10所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的第一出水堰板和所述的第一污泥槽的外侧壁一体构成。
12.如权利要求8所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的好氧生物滤池由一个第二池体构成，在所述的第二池体内侧的底部设置有一个第二缓冲配水区，所述的第二缓冲配水区的一个侧壁上设置有所述的第二进水管，所述的第二缓冲配水区的上端设置有一个第二滤料支撑板，所述的第二滤料支撑板中设置有至少两个第二滤头，所述的第二滤头向下延伸，所述的第二滤料支撑板的上端设置有一个第二承托层，所述的第二承托层中设置有一个曝气管，所述的曝气管和一个第二风机相连接，所述的第二承托层中设置有填料，所述的第二承托层的上端设置有一个第二滤料层，所述的第二滤料层中填充有滤料，所述的第二滤料层的上端设置有一个第二出水区，所述的第二出水区的外周设置有一个环形网状的第二格栅，所述的第二格栅的栅面为由上至下向内倾斜的斜面，所述的第二格栅的外侧设置有一个环形的第二出水堰板，所述的第二出水堰板和所述的第二格栅的上端相接，所述的第二出水堰板和所述的第二格栅之间设置有一个第二污泥槽，所述的第二污泥槽的底部设置有至少一个第二排泥管，所述的第二出水区的上部还设置有一个环形的第二稳流板，所述的第二稳流板设置在所述的第二格栅的内侧，所述的第二稳流板和所述的第二格栅之间设置有间隙，所述的第二稳流板的下缘低于所述的第二格栅的高度，所述的第二稳流板的上缘高于所述的第二格栅的高度，所述的第二出水堰板的外周设置有一个环形的第二出水槽，所述的第二出水槽的底部设置有至少一个所述的第二出水管，所述的第二出水管上设置有一个第二反冲洗水管，所述的第二反冲洗水管和所述的第二进水管相连通。
13.如权利要求12所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的第二出水堰板和所述的第二污泥槽的外侧壁一体构成。
14.如权利要求12所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的第二出水管还连接一个硝化液回流管，所述的硝化液回流管和所述的缺氧生物滤池的第一进水管相连通，所述的硝化液回流管中设置有一个硝化液回流泵。
15.如权利要求12所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的缓冲配水区的一个侧壁上设有一个第三反冲洗气管，所述的第三反冲洗气管和一个风机相连接。
说明书
一种污水处理的方法及其装置
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其设计一种污水处理技术，特别是一种污水处理的方法及其装置。
背景技术
曝气生物滤池(biological aerated filter)简称BAF，是20世纪80年代未90年代初在普通生物滤的基础上，并借鉴给水滤池工艺而开发的污水处理新工艺，最初用于污水的三级处理，后发展成直接用于二级处理。自80年代在欧洲建成第一座曝气生物滤池污水处理厂后，曝气生物滤池已在欧美和日本等发达国家广为流行，日前世界上已有数百多座大大小小的污水处理厂采用了这种技术，体现了污水处理工艺的复合、集成发展趋势。
曝气生物滤池具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氯除磷、除去AOX(有害物质)的作用，集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。此外，曝气生物滤池工艺有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低，同时该工艺出水水质较好。
20世纪90年代，我国开始进行曝气生物滤池的开发研究和应用，在污水深度处理方面还除少数高校和研究机构进行了一些实验室研究和小试研究外，还没有大型工程应用实例;在脱氮除磷的试验中，往往需要添加碳源以满足脱氮的需要。添加的碳源一方面提高了污水处理的运营成本，同时也带来二次污染。
臭氧催化氧化属于高级氧化技术的一种，具有去除污染物效果好、无二次污染、能将难生化的大分子有机物变为易生化的小分子物质，易在生产中应用等优点。臭氧催化氧化技术在饮用水处理、高浓度有机污水处理工程中，都已经有广泛的应用。但是，由于仅仅利用臭氧催化氧化处理污水，将有机物直接矿化既不容易实现，运行成本和电耗也太高，因此不适用于污水深度处理。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种运行成本及运行能耗低，能有效避免二次污染的污水处理的方法及其装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种污水处理的方法，包括一个将污水引入臭氧催化氧化塔进行催化氧化的步骤，在臭氧催化氧化塔中，利用臭氧催化氧化塔内部的催化剂和通入的臭氧对引入的水体进行催化氧化处理，还包括一个将臭氧催化氧化塔排出的水引入缺氧生物滤池的步骤，在缺氧生物滤池中，利用缺氧生物滤池内部的多孔轻质填料表面生长的生物膜对注入的水进行脱氮反硝化处理，还包括一个将缺氧生物滤池处理后的水引入好氧生物滤池的步骤，在好氧生物滤池中，利用好氧生物滤池内部的多孔轻质填料表面生长的生物膜对注入的水进行有机物浓度降解及氨氮硝化处理，使水体中的有机物浓度达到出水排放指标。
进一步的，利用风机向好氧生物滤池中输入压缩空气。
进一步的，好氧生物滤池中处理后的部分水通过硝化液回流泵泵回缺氧生物滤池。
进一步的，好氧生物滤池出水口所排放的水体的回流比在300%~400%之间。
进一步的，在一个将污水引入臭氧催化氧化塔进行催化氧化的步骤中，污水经过催化氧化后，水体的BOD与COD之比的大于等于0.35。
进一步的，通过好氧生物滤池处理后排放的水的氮含量为总氮量小于1.5mg/L。
进一步的，通过好氧生物滤池处理后排放的水的有机物浓度为COD值小于20 mg/L。
本发明还提供了一种实现上述方法的污水处理装置，包括一个臭氧催化氧化塔，还包括一个缺氧生物滤池和一个好氧生物滤池，所述的臭氧催化氧化塔的下端设置有一个污水进水口，所述的臭氧催化氧化塔的上端设置有一个出水口，所述的缺氧生物滤池的下端设置有一个第一进水管，所述的缺氧生物滤池的上端设置有一个第一出水管，所述的第一进水管和所述的臭氧催化氧化塔的出水口相连通，所述的好氧生物滤池的下端设置有一个第二进水管，所述的好氧生物滤池的上端设置有一个第二出水管，所述的第二进水管和所述的第一出水管相连通。
进一步的，所述的好氧生物滤池的下侧壁上设有一个第三反冲洗气管，所述的第三反冲洗气管和一个第一风机相连接。
进一步的，所述的缺氧生物滤池由一个第一池体构成，在所述的第一池体内侧的底部设置有一个第一缓冲配水区，所述的第一缓冲配水区的一个侧壁上设置有所述的第一进水管，所述的第一缓冲配水区的上端设置有一个第一滤料支撑板，所述的第一滤料支撑板中设置有至少两个第一滤头，所述的第一滤头向下延伸，所述的第一滤料支撑板的上端设置有一个第一承托层，所述的第一承托层中设置有填料，所述的第一承托层的上端设置有一个第一滤料层，所述的第一滤料层中填充有滤料，所述的第一滤料层的上端设置有一个第一出水区，所述的第一出水区的外周设置有一个环形网状的第一格栅，所述的第一格栅的栅面为由上至下向内倾斜的斜面，所述的第一格栅的外侧设置有一个环形的第一出水堰板，所述的第一出水堰板和所述的第一格栅的上端相接，所述的第一出水堰板和所述的第一格栅之间设置有一个第一污泥槽，所述的第一污泥槽的底部设置有至少一个第一排泥管，所述的第一出水区的上部还设置有一个环形的第一稳流板，所述的第一稳流板设置在所述的第一格栅的内侧，所述的第一稳流板和所述的第一格栅之间设置有间隙，所述的第一稳流板的下缘低于所述的第一格栅的高度，所述的第一稳流板的上缘高于所述的第一格栅的高度，所述的第一出水堰板的外周设置有一个环形的第一出水槽，所述的第一出水槽的底部设置有至少一个所述的第一出水管，所述的第一出水管上设置有一个第一反冲洗水管，所述的第一反冲洗水管和所述的第一进水管相连通。
进一步的，所述的第一出水堰板和所述的第一污泥槽的外侧壁一体构成。
进一步的，所述的好氧生物滤池由一个第二池体构成，在所述的第二池体内侧的底部设置有一个第二缓冲配水区，所述的第二缓冲配水区的一个侧壁上设置有所述的第二进水管，所述的第二缓冲配水区的上端设置有一个第二滤料支撑板，所述的第二滤料支撑板中设置有至少两个第二滤头，所述的第二滤头向下延伸，所述的第二滤料支撑板的上端设置有一个第二承托层，所述的第二承托层中设置有一个曝气管，所述的曝气管和一个第二风机相连接，所述的第二承托层中设置有填料，所述的第二承托层的上端设置有一个第二滤料层，所述的第二滤料层中填充有滤料，所述的第二滤料层的上端设置有一个第二出水区，所述的第二出水区的外周设置有一个环形网状的第二格栅，所述的第二格栅的栅面为由上至下向内倾斜的斜面，所述的第二格栅的外侧设置有一个环形的第二出水堰板，所述的第二出水堰板和所述的第二格栅的上端相接，所述的第二出水堰板和所述的第二格栅之间设置有一个第二污泥槽，所述的第二污泥槽的底部设置有至少一个第二排泥管，所述的第二出水区的上部还设置有一个环形的第二稳流板，所述的第二稳流板设置在所述的第二格栅的内侧，所述的第二稳流板和所述的第二格栅之间设置有间隙，所述的第二稳流板的下缘低于所述的第二格栅的高度，所述的第二稳流板的上缘高于所述的第二格栅的高度，所述的第二出水堰板的外周设置有一个环形的第二出水槽，所述的第二出水槽的底部设置有至少一个所述的第二出水管，所述的第二出水管上设置有一个第二反冲洗水管，所述的第二反冲洗水管和所述的第二进水管相连通。
进一步的，所述的第二出水管还连接一个硝化液回流管，所述的硝化液回流管和所述的缺氧生物滤池的第一进水管相连通，所述的硝化液回流管中设置有一个硝化液回流泵。
进一步的，所述的第二出水堰板和所述的第二污泥槽的外侧壁一体构成。
进一步的，所述的缓冲配水区的一个侧壁上设有一个第三反冲洗气管，所述的第三反冲洗气管和一个风机相连接。
具体的,所述的第一风机和所述的第二风机可以是同一个风机。
具体的，所述的曝气管上设置有曝气头，所述曝气头朝向上方。
具体的，所述缺氧生物滤池内的多孔轻质填料表面生长有用于水体脱氮反硝化的生物膜。
具体的，所述好氧生物滤池内的多孔轻质填料表面生长有用于水体有机物浓度降解及氨氮硝化的生物膜。
本发明的工作原理是：臭氧催化氧化塔通过其进水口引入外部污水源的水体，并利用其内部的催化剂和通入的臭氧对引入的水体进行催化氧化处理，处理完毕后通过其出水口将水体排出;其中，催化氧化处理是指利用臭氧和催化剂提高水体的BOD浓度，使水体的BOD与COD之比达到预设值，以提升水体的可生化性，该预设值在处理前预先设定;由臭氧催化氧化塔排出的水体在缺氧生物滤池的进水口处与硝化液回流泵泵回的水体混合后注入缺氧生物滤池;缺氧生物滤池利用其内部多孔轻质填料表面生长的生物膜对注入的水体进行脱氮反硝化处理，处理完毕后通过其出水口将水体排入好氧生物滤池;其中，脱氮反硝化处理是指在无空气注入缺氧生物滤池的情况下，缺氧生物滤池内生物膜中的微生物在缺氧状态下利用水体中的硝态氮产生反硝化脱氮反应，使水体内的氮含量达到预设值，该预设值在处理前预先设定;好氧生物滤池利用其内部多孔轻质填料表面生长的生物膜对注入的水体进行有机物浓度降解及氨氮硝化处理，使水体中的有机物浓度达到预设值，以达到出水排放指标，并使水体中的氨氮氧化为硝态氮，处理完毕后的水体漫过其出水堰后通过其出水口分两路排出，其中一路由硝化液回流泵泵回缺氧生物滤池，另一路排放至外部;
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明提供的污水处理装置及其处理方法，先利用臭氧催化氧化塔对水体进行催化氧化处理，能提高污水中可降解有机物的比例，当用于二级出水的深度处理时，可以不加或少加生物脱氮所需碳源，能有效降低运行成本，避免因添加碳源造成的二次污染，其运行能耗也较低，具有出水总氮浓度低、有机物浓度低的特点，其出水可达到地表三类水质，能直接回用，且设施占地面积小、活性污泥浓度高、剩余污泥产量低等优特点。
