申请日2018.12.25
公开(公告)日2019.02.22
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种饱和填充生物膜反应器污水处理系统及其运行方法，包括预处理系统、生化处理系统和后处理系统，预处理系统包括连通的粗格栅过滤池、细格栅过滤池和旋流沉砂池，所述后处理系统包括连通的沉淀池和滤池;所述生化处理系统包括前置反硝化池、重力浓缩池、第一好氧池和第二好氧池，所述前置反硝化池的输出端和第二好氧池的输出端均包括上输出端和下输出端;所述前置反硝化池的输入端通过第一阀门与旋流沉砂池的输出端连通，前置反硝化池的下输出端通过第二阀门与第一好氧池的输入端，第一好氧池的输出端通过第三阀门与第二好氧池的输入端连通。本发明减小了污堵的可能性，去除污泥回流工序，使结构更加紧凑，减少占地面积。
权利要求书
1.一种饱和填充生物膜反应器污水处理系统，包括预处理系统、生化处理系统和后处理系统，所述预处理系统包括连通的粗格栅过滤池、细格栅过滤池和旋流沉砂池，所述后处理系统包括连通的沉淀池和滤池;
其特征在于：所述生化处理系统包括前置反硝化池、重力浓缩池、第一好氧池和第二好氧池，所述前置反硝化池的输出端和第二好氧池的输出端均包括上输出端和下输出端;
所述前置反硝化池的输入端通过第一阀门与旋流沉砂池的输出端连通，前置反硝化池的下输出端通过第二阀门与第一好氧池的输入端连通，第一好氧池的输出端通过第三阀门与第二好氧池的输入端连通、以及第二好氧池的下输出端通过第四阀门与沉淀池的输入端连通;
所述前置反硝化池的输入端、第一好氧池的输入端以及第二好氧池的输入端分别通过第五阀门与沉淀池的输出端连通;
所述前置反硝化池的输入端还通过第六阀门与沉淀池的输入端连通;
所述前置反硝化池的上输出端通过第七阀门与重力浓缩池的输入端连通，并且重力浓缩池的输入端通过第八阀门与第二好氧池的上输出端连通;
所述重力浓缩池的输出端与沉淀池的输入端连通，并且重力浓缩池的输出端还通过第九阀门与第一好氧池的输入端连通。
2.根据权利要求1所述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，其特征在于：所述前置反硝化池、第一好氧池和第二好氧池均包括壳体、布水装置和充气清洗装置，布水装置安装于壳体内侧面的底部，并且壳体的输入端通过布水装置进入壳体;充气清洗装置包括充气清洗管路与气源，充气清洗管路安装于壳体的底部，并且充气清洗管路与气源连通。
3.根据权利要求2所述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，其特征在于：所述前置反硝化池还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、搅拌杆和搅拌叶片，通过电机带动搅拌杆和搅拌叶片在前置反硝化池的壳体内的搅动。
4.根据权利要求2所述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，其特征在于：所述第一好氧池和第二好氧池的充气清洗管路设有多层，并且多层充气清洗管路沿竖直方向等间距分布;所述第一好氧池和第二好氧池的每相邻两层充气清洗管路之间的距离均为50-60cm。
5.根据权利要求2所述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，其特征在于：所述前置反硝化池、第一好氧池和第二好氧池的壳体内均填充有填料;前置反硝化池的填料填充率为30～50%，第一好氧池内的填料填充率为90～95%，第二好氧池的填料填充浓度为80～90%。
6.根据权利要求5所述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，其特征在于：所述前置反硝化池、第一好氧池和第二好氧池的壳体的内部均设有拦截装置，用于阻挡填料从壳体的输出端排出;所述拦截装置为平板，并且其板面均匀通孔，通孔直径为0.5-1cm。
7.根据权利要求2所述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，其特征在于：所述重力浓缩池包括壳体和排泥管路，所述排泥管路设于壳体内侧面的底部用于排出重力浓缩过程生成的污泥。
8.一种污水处理系统的运行方式，其特征在于：应用于权利要求1-7任一项所述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，包括以下步骤：
步骤一：打开第一阀门和第十阀门，污水经粗格栅，细格栅，旋流沉砂池过滤沉淀预处理后，污水进入前置反硝化池;第二阀门处于打开状态，所有的第五阀门和第七阀门处于关闭状态，污水在布水装置和搅拌装置的作用下混合均匀，在厌氧环境下发生反硝化反应，污水变成处理液，处理液经过第二阀门进入第一好氧池;
步骤二：第三阀门打开和第九阀门关闭，处理液中有机物在曝气装置和填料表面好氧菌生物膜的作用下氧化分解，处理液经过第三阀门进入第二好氧池;
步骤三：第四阀门和第六阀门打开，第八阀门关闭，处理液中污染物质在曝气装置和填料表面好氧菌生物膜的作用下进一步分解，处理液部分或全部经过第六阀门回流至前置反硝化池;未回流部分进入沉淀池沉淀，后进入滤布滤池过滤，最后达标排放。
9.一种污水处理系统的清洗运行方法，其特征在于：应用于权利要求1-7任一项所述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，包括以下步骤：
步骤一：清洗前置反硝化池：当设置于前置反硝化池内的在线污泥浓度仪探头检测到污泥浓度超过设定的最高值时，各阀门在过滤运行工艺的初始状态下，沉淀池连通前置反硝化池输入端的第五阀门打开，第二阀门关闭，第七阀门打开，以及第九阀门打开;旋流沉砂池的污水和沉淀池的部分处理液进入前置反硝化池，前置反硝化池内水位上升，经处理后的污水和处理液经过第七阀门进入重力浓缩池，经过重力浓缩池处理后上层清液经重力浓缩池的输出端进入第一好氧池进行后续处理，下层沉淀污泥经排泥管路排出;当前置反硝化池内的在线污泥浓度仪探头检测到污泥浓度低于设定的最低值时，前置反硝化池清洗完成，沉淀池连通前置反硝化池输入端的第五阀门关闭，第二阀门打开，第七阀门关闭，第九阀门关闭，污水处理系统进入正常运行模式;
步骤二：清洗第一好氧池：当设置于第一好氧池内的在线污泥浓度计检测到污泥浓度超过设定的最高值时，各阀门在过滤工艺的初始状态下，第四阀门关闭，第八阀门打开，第一好氧池输入端的第五阀门打开;经前置反硝化池处理后的处理液和沉淀池的部分出水进入第一好氧池，第一好氧池内水位上升，第一好氧池的多层充气清洗管路阀门自上而下逐层打开进行冲洗,进入重力浓缩池的处理液经重力沉淀浓缩后，上层清液经重力浓缩池进入沉淀池进行后续处理，下层沉淀污泥经排泥管路排出;当设置于第一好氧池内的在线污泥浓度计检测到污泥浓度低于设定的最低值时，第一好氧池输入端的第五阀门关闭，以及第一好氧池的多层充气清洗管路阀门均关闭，第一好氧池清洗完成;
清洗第二好氧池：如果设置于第二好氧池内的在线污泥浓度检测计检测到污泥浓度没超过设定的最高值，第四阀门打开，第八阀门关闭，污水处理系统进入正常运行模式;如果设置于第二好氧池内的在线污泥浓度检测计检测到污泥浓度超过设定的最高值，第二好氧池输入端的第五阀门打开;第一好氧池出水和沉淀池的部分出水进入第二好氧池，第二好氧池内水位上升，第二好氧池的多层充气清洗管路阀门自上而下逐层打开进行冲洗，进入重力浓缩池的处理液经重力沉淀浓缩后，上层清液经重力浓缩池进入沉淀池进行后续处理，下层沉淀污泥经排泥管路排出;当设置于第二好氧池的在线污泥浓度计检测到污泥浓度低于设定的最低值时，第二好氧池清洗完成，第二好氧池输入端的第五阀门关闭，第四阀门打开，第八阀门关闭，污水处理系统进入正常运行模式。
说明书
饱和填充生物膜反应器污水处理系统及其运行方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种饱和填充生物膜反应器污水处理系统及其运行方法。
背景技术
为防治水污染、缓解水资源短缺，近年来国家出台了一系列污水治理政策，鼓励和支持污水处理技术的发展和应用。生物膜法以其效果好、废水中有机物等的去除效率高等优势，被广泛应用于污水处理过程中。目前，市场上应用生物膜法的工艺及技术主要有：生物滤池法，生物转盘法，生物接触氧化法，生物流化床等。其中生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触。生物膜生长于填料上，生物膜吸附污水中的有机物，在有氧的条件下，有机物、氮氧化物等污染物质由微生物氧化分解，污水得到净化。
生物接触氧化法兼具活性污泥和生物膜两者的优点，但现有的生物的接触氧法原理而设计污水处理技术和设备仍然存在，如填料安装方式复杂，占地面积大、曝气能耗高等缺点，急需研发出一种占地面积小、结构紧凑、能耗低的新型污水处理系统。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种饱和填充生物膜反应器污水处理系统，以减小污堵的可能性，去除污泥回流工序，使结构更加紧凑，减少占地面积。
本发明提供了一种饱和填充生物膜反应器污水处理系统，包括预处理系统、生化处理系统和后处理系统，所述预处理系统包括连通的粗格栅过滤池、细格栅过滤池和旋流沉砂池，所述后处理系统包括连通的沉淀池和滤池;
所述生化处理系统包括前置反硝化池、重力浓缩池、第一好氧池和第二好氧池，所述前置反硝化池的输出端和第二好氧池的输出端均包括上输出端和下输出端;
所述前置反硝化池的输入端通过第一阀门与旋流沉砂池的输出端连通，前置反硝化池的下输出端通过第二阀门与第一好氧池的输入端连通，第一好氧池的输出端通过第三阀门与第二好氧池的输入端连通、以及第二好氧池的下输出端通过第四阀门与沉淀池的输入端连通;
所述前置反硝化池的输入端、第一好氧池的输入端以及第二好氧池的输入端分别通过第五阀门与沉淀池的输出端连通;
所述前置反硝化池的输入端还通过第六阀门与沉淀池的输入端连通;
所述前置反硝化池的上输出端通过第七阀门与重力浓缩池的输入端连通，并且重力浓缩池的输入端通过第八阀门与第二好氧池的上输出端连通;
所述重力浓缩池的输出端与沉淀池的输入端连通，并且重力浓缩池的输出端还通过第九阀门与第一好氧池的输入端连通。
本设备采用高比例填料填充方式，改变了传统工艺的运行方式，在紧凑的空间内有效提高生物膜反应器的生物接触氧化面积，增强空气气流的剪切效果提高氧利用率，达到提高污水净化效果的目的，以满足城镇污水处理提标改造的要求。出水水质好，可达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918—2002)一级A标准，为城镇污水处理厂的提标改造提供新工艺。
优选地，所述前置反硝化池、第一好氧池和第二好氧池均包括壳体、布水装置和充气清洗装置，布水装置安装于壳体内侧面的底部，并且壳体的输入端通过布水装置进入壳体;充气清洗装置包括充气清洗管路与气源，充气清洗管路安装于壳体的底部，并且充气清洗管路与气源连通。
在第一好氧池和第二好氧池设置充气清洗装置，增加冲洗模式，将沉淀池出水引入好氧池降低填料填充率，利用强压气流冲击效果提高填料运动方向的无序性，有效清除反应器内累积的污泥及脱落生物膜，提高反应器的生物生存环境的良性循环。
优选地，所述前置反硝化池还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、搅拌杆和搅拌叶片，通过电机带动搅拌杆和搅拌叶片在前置反硝化池的壳体内的搅动。
优选地，所述第一好氧池和第二好氧池的充气清洗管路设有多层，并且多层充气清洗管路沿竖直方向等间距分布;所述第一好氧池和第二好氧池的每相邻两层充气清洗管路之间的距离均为50-60cm。
在清洗时，多层充气清洗管路自上而下逐层进行充气清洗，有利于提高清洗效果。
优选地，所述前置反硝化池、第一好氧池和第二好氧池的壳体内均填充有填料;前置反硝化池的填料填充率为30～50%，第一好氧池内的填料填充率为90～95%，第二好氧池的填料填充浓度为80～90%。
优选地，所述前置反硝化池、第一好氧池和第二好氧池的壳体的内部均设有拦截装置，用于阻挡填料从壳体的输出端排出;所述拦截装置为平板，并且其板面均匀通孔，通孔直径为0.5-1cm。
优选地，所述重力浓缩池包括壳体和排泥管路，所述排泥管路设于壳体内侧面的底部用于排出重力浓缩过程生成的污泥。
本发明还提供了一种污水处理系统的运行方式，应用于上述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，包括以下步骤：
步骤一：打开第一阀门和第十阀门，污水经粗格栅，细格栅，旋流沉砂池过滤沉淀预处理后，污水进入前置反硝化池;第二阀门处于打开状态，所有的第五阀门和第七阀门处于关闭状态，污水在布水装置和搅拌装置的作用下混合均匀，在厌氧环境下发生反硝化反应，污水变成处理液，处理液经过第二阀门进入第一好氧池;
步骤二：第三阀门打开和第九阀门关闭，处理液中有机物在曝气装置和填料表面好氧菌生物膜的作用下氧化分解，处理液经过第三阀门进入第二好氧池;
步骤三：第四阀门和第六阀门打开，第八阀门关闭，处理液中污染物质在曝气装置和填料表面好氧菌生物膜的作用下进一步分解，处理液部分或全部经过第六阀门回流至前置反硝化池;未回流部分进入沉淀池沉淀，后进入滤布滤池过滤，最后达标排放。
本发明还提供了一种污水处理系统的清洗运行方法，应用于上述的饱和填充生物膜反应器污水处理系统，包括以下步骤：
步骤一：清洗前置反硝化池：当设置于前置反硝化池内的在线污泥浓度仪探头检测到污泥浓度超过设定的最高值时，各阀门在过滤运行工艺的初始状态下，沉淀池连通前置反硝化池输入端的第五阀门打开，第二阀门关闭，第七阀门打开，以及第九阀门打开;旋流沉砂池的污水和沉淀池的部分处理液进入前置反硝化池，前置反硝化池内水位上升，经处理后的污水和处理液经过第七阀门进入重力浓缩池，经过重力浓缩池处理后上层清液经重力浓缩池的输出端进入第一好氧池进行后续处理，下层沉淀污泥经排泥管路排出;当前置反硝化池内的在线污泥浓度仪探头检测到污泥浓度低于设定的最低值时，前置反硝化池清洗完成，沉淀池连通前置反硝化池输入端的第五阀门关闭，第二阀门打开，第七阀门关闭，第九阀门关闭，污水处理系统进入正常运行模式;
步骤二：清洗第一好氧池：当设置于第一好氧池内的在线污泥浓度计检测到污泥浓度超过设定的最高值时，各阀门在过滤工艺的初始状态下，第四阀门关闭，第八阀门打开，第一好氧池输入端的第五阀门打开;经前置反硝化池处理后的处理液和沉淀池的部分出水进入第一好氧池，第一好氧池内水位上升，第一好氧池的多层充气清洗管路阀门自上而下逐层打开进行冲洗,进入重力浓缩池的处理液经重力沉淀浓缩后，上层清液经重力浓缩池进入沉淀池进行后续处理，下层沉淀污泥经排泥管路排出;当设置于第一好氧池内的在线污泥浓度计检测到污泥浓度低于设定的最低值时，第一好氧池输入端的第五阀门关闭，以及第一好氧池的多层充气清洗管路阀门均关闭，第一好氧池清洗完成;
清洗第二好氧池：如果设置于第二好氧池内的在线污泥浓度检测计检测到污泥浓度没超过设定的最高值，第四阀门打开，第八阀门关闭，第九阀门关闭，污水处理系统进入正常运行模式;如果设置于第二好氧池内的在线污泥浓度检测计检测到污泥浓度超过设定的最高值，第二好氧池输入端的第五阀门打开，第一好氧池出水和沉淀池的部分出水进入第二好氧池，第二好氧池内水位上升，第二好氧池的多层充气清洗管路阀门自上而下逐层打开进行冲洗，进入重力浓缩池的处理液经重力沉淀浓缩后，上层清液经重力浓缩池进入沉淀池进行后续处理，下层沉淀污泥经排泥管路排出;当设置于第二好氧池的在线污泥浓度计检测到污泥浓度低于设定的最低值时，第二好氧池清洗完成，第二好氧池输入端的第五阀门关闭，第四阀门打开，第八阀门关闭，污水处理系统进入正常运行模式。
