申请日2006.02.24
公开(公告)日2008.12.03
IPC分类号C02F3/10; C02F3/30
摘要
本发明公开了一种高效低能耗的污水处理回用工艺，其主要特点是：利用无须能耗且填装有密度小于水的悬浮生物滤料过滤层的缺氧过滤池，将污水中的大部分有机污染物和氨氮进行转化和分解，同时截留污水中的大部分悬浮物质，使出水清澈;然后通过好氧曝气生物滤池进行生物氧化处理，通过新陈代谢将污水中剩余的有机污染物、氨氮进行氧化分解和转化，从而使污水得到净化并达到再生回用水标准而直接供给用户;在好氧曝气生物滤池最终出水渠中安装有水质指标在线检测仪器，由专门控制程序调整供氧量，在保证出水水质的条件下最大程度地节能。该集成工艺污水处理效果好、占地小、投资低、运行费用少，同时又能一次将污水直接处理到可资源化利用的再生水水质要求。
权利要求书
1、一种污水处理回用工艺，所述污水处理回用工艺如下：
(1)、污水首先进入填装有密度小于水的悬浮生物滤料过滤层(2)的 缺氧过滤池(19)，进行缺氧过滤，悬浮生物滤料层(2)下部的池容中生 长有以悬浮污泥状态存在水解酸化微生物和缺氧微生物(18)，悬浮生物滤 料(2)上驯化生长有种类繁多的缺氧微生物，水解酸化微生物可将大分子 有机物水解成小分子有机物，缺氧微生物可将污水中的大量小分子有机物 在不需氧气的条件下进行转化和分解，同时将水中的硝态氮还原成氮气而 完成脱氮过程，使水中能引起水体富营养化问题的氮含量得以降低，同时 污水中的大部分悬浮物质被截留在悬浮生物滤料间的孔隙中，使出水清澈， 并由出水区(3)进入出水渠一(4);
(2)、缺氧过滤池(19)的处理出水进入出水渠一(4)并由出水管一 (5)进入好氧曝气生物滤池(20)进行氧化处理，曝气生物滤池(20)内 的布水系统(17)上部填装有密度大于水的球型轻质多孔生物滤料(7)， 该生物滤料具有巨大的比表面积，表面毛糙且多孔，上面驯化附着有高密 度的专性好氧微生物，通过鼓风机(15)、供气管道(16)和安装于池内的 高效空气扩散器系统(8)向水中供氧，使专性好氧微生物在好氧呼吸作用 下，通过新陈代谢将污水中剩余的有机污染物、氨氮进行氧化分解和转化， 有机污染物最终分解为二氧化碳和水，氨氮氧化成硝酸盐，从而使污水得 到净化进入清水区(6)并最终由出水渠二(9)并通过出水管二(10)将 达到再生回用水标准的净化水供给用户;
(3)、为使最终处理出水稳定达到再生回用水标准，在好氧曝气生物滤 池(20)出水渠二(9)中安装有监测有机污染物、氨氮浓度的在线检测仪 器(11)，将出水中的检测数据反馈给PLC计算机工作站系统(12)，由专 门程序并通过控制电缆(13)由变频器(14)来自动动态调整鼓风机(15) 的转速，使其供给的氧量恰好满足运行要求，在保证出水水质的条件下最 大程度地节能。
2、如权利要求1所述的污水处理回用工艺，其特征在于：缺氧过滤池 池内参与反应的微生物分为悬浮生物滤料过滤层下部的以悬浮状态存在的 水解酸化微生物和缺氧微生物，以及悬浮生物滤料上附着生长的种类繁多 的缺氧微生物膜，两部分微生物的作用各有侧重，在整个降解过程中均不 需要外部提供氧气和能耗，属于缺氧降解过程，并且污水中的悬浮物可被 截留在悬浮生物滤料过滤层中，使出水清澈，生物滤料为悬浮滤床。
3、如权利要求1所述的污水处理回用工艺，其特征在于：好氧曝气生 物滤池池内参与反应的好氧微生物主要附着生长在填装于池内的球型轻质 多孔生物滤料上，并在提供氧气的条件下，使专性好氧微生物进行好氧呼 吸，并通过其新陈代谢将污水中剩余的有机污染物、氨氮进行氧化分解和 转化，同时生物滤料还起过滤作用，生物滤料为固定滤床，高效空气扩散 器供给氧气。
4、如权利要求1所述污水处理回用工艺，其特征在于：为使最终处理 出水稳定达到再生回用水标准并节能，在最终出水渠中安装有水质指标在 线检测仪器，并将检测数据反馈PLC计算机工作站并由专门程序通过变频 器来自动动态调整鼓风机的转速，使其供给的氧量恰好满足运行要求。
说明书
一种高效、低能耗污水处理回用工艺
技术领域
本发明涉及一种采用无须能耗的缺氧过滤和低能耗结构的曝气生物滤池 集成，能将城镇和小区生活污水直接处理到中水回用标准的污水处理回用工 艺。
背景技术
城镇和小区生活污水是导致我国水污染的主要因素，该类污水量大且分 散，污水中主要含有有机污染物和植物营养元素如氮、磷等。有机污染物排 入地表水体后会进行氧化分解，在分解过程中消耗了水体中的大量溶解氧， 最终使水体产生缺氧而使生活在水体中的鱼类等水生动物无法呼吸而死亡， 其尸体在水中厌氧分解产生硫化氢、甲烷等恶臭气体，同时使水体发臭、发 黑，使该水体流域环境状况发生恶化。氮、磷等植物营养元素排入地表水体 后会造成水体的富营养化，使藻类大量繁殖而影响水源水质。水污染已成为 我国环境污染的主要问题，同时我国是可用水资源相对缺乏的国家，人均可 用水资源远远低于全球平均值，水体不断受到污染导致我国很多地方出现了 水源性缺水，大量污水的排放除导致水体污染外，也导致了水资源的浪费， 所以采用合适的水处理工艺处理污水并将处理后的污水直接回用于生活或工 业生产将十分必要，符合我国建设节约型社会的要求，也符合循环经济的要 求。
长期以来我国对水污染问题非常重视，建设了大量的污水处理厂，但由于 现有工艺主要局限活性污泥法工艺且只能将污水处理到一定的排放要求，而 不能直接处理到回用标准，只能算是一种减轻污染的措施，而达不到再生利 用的目的，且处理效果不稳定、水力停留时间长、工程投资高、占地面积大、 能耗高、运行维护复杂，所以开发一种处理效果好、占地小、投资低、运行 费用少且能一次将污水直接处理到可资源化利用的污水处理回用工艺将符合 我国的经济发展战略。
发明内容
本发明的目的是提供一种可将城镇和小区生活污水处理到可直接回用的 低能耗污水处理回用工艺。
本发明的技术方案是：
1、污水首先进入填装有密度小于水的悬浮生物滤料过滤层2的缺氧过滤 池19，进行缺氧过滤，悬浮生物滤料层2下部的池容中生长有以悬浮污泥状 态存在水解酸化微生物和缺氧微生物18，悬浮生物滤料2上驯化生长有种类 繁多的缺氧微生物，水解酸化微生物可将大分子有机物水解成小分子有机物， 缺氧微生物可将污水中的大量小分子有机物在不需氧气的条件下进行转化和 分解，同时将水中的硝态氮还原成氮气而完成脱氮过程，使水中能引起水体 富营养化问题的氮含量得以降低，同时污水中的大部分悬浮物质被截留在悬 浮生物滤料间的孔隙中，使出水清澈，并由出水区3进入出水渠一4。
2、经过缺氧过滤系统19处理后的出水由出水管一5进入好氧曝气生物滤 池20进行氧化处理，曝气生物滤池20内的布水系统17上部填装有密度大于 水的球型轻质多孔生物滤料7，该生物滤料具有巨大的比表面积，表面毛糙且 多孔，上面驯化附着有高密度的专性微生物，通过鼓风机15、供气管道16和 安装于池内的高效空气扩散器系统8向水中供氧，使专性微生物在好氧呼吸 作用下，通过新陈代谢将污水中剩余的有机污染物、氨氮进行氧化分解和转 化，有机污染物最终分解为二氧化碳和水等无机物，氨氮氧化成硝酸盐，从 而使污水得到净化进入清水区6并最终由出水渠二9并通过出水管二10将达 到再生回用水标准的净化水供给用户。
3、为使最终处理出水稳定达到再生回用水标准，在好氧曝气生物滤池20 出水渠二9中安装有监测有机污染物、氨氮浓度的在线检测仪器11，将出水 中的检测数据反馈给本工艺的PLC计算机工作站系统12，由专门程序并通过 控制电缆13由变频器14来自动动态调整鼓风机15的转速，使其供给的氧量 恰好满足运行要求，在保证出水水质的条件下最大程度地节能。
本发明是将无须能耗的缺氧过滤和低能耗结构的曝气生物滤池偶合而成 的节能污水处理及再生利用工艺，具有处理负荷高、能耗低、水力停留时间 短、出水水质好、污泥产量少的特点，与现有污水处理工艺相比较，其创新 点是不仅仅满足处理水的排放要求，而是通过本发明将污水处理到可直接回 用于工业循环水、生活杂用水、市政景观用水的标准，既治理了污染，保护 了环境，同时节省了水资源，是典型的循环经济工艺技术。通过本发明处理 的污水，其最终处理出水水质中的有机污染物、氨氮、悬浮物等主要控制指 标浓度远远低于国家污水再生利用标准。
