专利名称：活性污泥－生物滤池内回流污水处理方法及一体化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理方法及其一体化生物反应设施，具体涉及活性污泥-生物滤池内回流方法及一体化污水处理装置，属于污水处理环境保护
背景技术：
随着工业、农业和经济的发展，含有大量氮、磷的污水排放引起的水体富营养化程度日趋严重，对生态环境造成一定的影响。传统的污水脱氮除磷工艺，如A2/O、UCT等工艺，需要厌氧池、缺氧池、好氧池以及二沉池等四个池体，好氧池出水需要回流泵作用，使部分混合液回流到缺氧池，实现反硝化；二沉池含磷污泥需要由污泥泵作用部分循环回到厌氧池，实现聚磷菌充分放磷。特别是对于小流量的处理，这些工艺流程复杂、能耗高、不易操作控制与管理。随着技术的不断发展，涉及污水处理的一体化生物技术越来越多，如中国专利02116029公开的“一体化A2/O生化系统”、中国专利03133571公开的“序批式一体化膜生物反应器”等，但这些技术有的系统自身结构复杂，池体内分为上下两层，有的在运行过程中需要抽吸泵及提升泵，增加了运行过程中的能耗，且运行模式较为单一，不能灵活调节好氧、厌氧及缺氧环境，不利于培养优势菌种提高反应能力。综上，现有的污水生物脱氮除磷方法存在工艺流程长、运行复杂、好氧段连续曝气能耗大，不易操作控制与管理的问题，而现有技术的设施存在结构复杂、基建投资大等缺陷。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种工艺流程短、节约能耗、便于管理、实现厌氧(缺氧)和好氧一体化、工艺组合灵活的活性污泥-生物滤池内回流方法及一体化生物反应装置。
本实用新型的目的是这样实现的活性污泥-生物滤池内回流一体化污水处理方法，采用活性污泥-生物滤池内回流一体化污水处理装置，其方法如下(1)工艺流程为连续进出水，原水首先通过进水管进入活性污泥段，然后经过斜板沉淀区及折板绕流，再进入生物滤池填料层，最后通过出水管排出；(2)活性污泥段和生物滤池下部均设有曝气管及其控制阀门，滤池段底部和中部分别设有冲洗管及其控制阀门；通过控制阀门选择活性污泥段和生物滤池段均曝气或均不曝气，也可间歇曝气或交替间歇曝气；(3)在生物滤池段与活性污泥段之间设有回流管，当活性污泥段不曝气或微量曝气时，依靠滤池曝气时产生的水位差，使滤池段出水区混合液通过回流管回流至活性污泥段，实现反应装置内的内部回流。
活性污泥-生物滤池内回流一体化污水处理装置，反应池由隔板分成两个反应区和一个分离区，即前段活性污泥区和后段生物滤池区，中间为分离沉淀区；前段活性污泥区底部和后段生物滤池区底部分别与分离沉淀区底部连通，分离沉淀区内部设有折板将沉淀区分为两部分；原水进水管接在活性污泥区上方，出水管设于生物滤池区填料层以上的水位处；活性污泥段靠近底部位置设有曝气管；活性污泥区底部设有排泥管，可定期排泥，以维持该段活性污泥的稳定；活性污泥区还设有搅拌器；生物滤池区内有填料层设于承托层上，在靠近填料层底部位置处设有曝气管；在滤池段底部和中部分别设有冲洗管，采用气水联合冲洗，以及时更新生物膜，通过剧烈的气水冲刷作用剥离颗粒填料表面的沉淀物；滤池底部、填料层进水前设有一放空管；沉淀区设有斜板，采用斜板沉淀，加速泥水分离。在生物滤池段与活性污泥段之间设有回流管，当活性污泥段不曝气或微量曝气时，依靠滤池曝气时产生的水位差，使滤池段出水区混合液通过回流管回流至活性污泥段，从而实现反应器的内部回流。
生物滤池中的填料采用均质或沿污水流程填料级配由大到小的颗粒填料，如选用沸石、陶粒、焦炭、活性炭、石英砂以及生物催化填料，也可采用悬浮填料和软性填料。
本装置可根据水质处理要求，灵活设置不同的运行模式，如活性污泥段曝气-生物滤池段不曝气(或微量曝气或间歇曝气)、活性污泥段不曝气-生物滤池段曝气(或间歇曝气)以及活性污泥-生物滤池同时间歇曝气或交替间歇曝气等。
如果是活性污泥段曝气-生物滤池段不曝气(或微量曝气或间歇曝气)的运行模式，则活性污泥段I为好氧段，生物滤池II为缺氧段(或微氧或间歇曝气段)；如果是活性污泥段不曝气-生物滤池段曝气(或间歇曝气)的运行模式，则活性污泥段I为缺氧段，生物滤池II为好氧段(或间歇曝气段)，滤池段混合液可以通过曝气产生与活性污泥段的水位差而回流到活性污泥段；如果是活性污泥-生物滤池同时间歇曝气或交替间歇曝气运行模式，则活性污泥段I为缺氧时，生物滤池段II为好氧，而活性污泥段I为好氧时，滤池段II则为缺氧。
本发明具有如下特点(1)使活性污泥和生物滤池两类工艺处于同一反应器中，通过优化与组合，获得良好的处理效果，并且运行稳定可靠。
(2)由于活性污泥具有较好的有机物及悬浮物去除能力，再加上斜板沉淀区对泥水的高效分离，大大降低进入滤池段的污泥量，延长了滤池运行周期，可节省冲洗滤池填料层用水量和能耗。
(3)在滤池段分段设置冲洗管，减少对不易堵塞的滤池后段的冲洗频率，可减轻对世代周期较长的硝化菌的冲击，又可节省水量；如选用悬浮填料或软性填料时，则无须使用冲洗管。
(4)本装置在活性污泥段不曝气、生物滤池段曝气时，通过曝气时提升水位产生水位差，将滤池段出水通过回流管送回活性污泥段，无须另加动力设备。若生物滤池选用悬浮填料或软性填料代替颗粒填料，可以进一步提高回流比。
(5)本装置可以根据污水处理需要，在同一装置内形成不同的功能区。①活性污泥段曝气，形成好氧段，主要功能是去除有机物和硝化反应，生物滤池段微量曝气，为微氧段，主要功能为在进一步去除有机物的基础上，达到同时硝化反硝化，降低出水TN含量。②活性污泥段不曝气(只启动搅拌器)，为缺氧段，生物滤池段则进行连续或间歇曝气，这样，生物滤池在曝气时，可以通过曝气提升水位产生水位差，使滤池段的混合液通过回流管回流到活性污泥段，从而实现脱氮。③活性污泥和生物滤池实行交替间歇曝气。即活性污泥段曝气时，生物滤池不曝气，而活性污泥段停止曝气(只进行搅拌)时，生物滤池段开始曝气，同时依靠曝气提升水位产生水位差，使滤池段混合液通过回流管回流到活性污泥段，在一体化反应器中实现同时脱氮除磷。
(6)设备投资及运行费用低，运行管理方便，一体化程度高该装置采用活性污泥-生物滤池在同一反应器内串连运行，可根据不同污水处理要求，实现在同一反应器内完成有机物降解及脱氮除磷，使污水得到一体化处理。
本装置通过活性污泥段曝气-生物滤池段不曝气(微量曝气及间歇曝气)模式的中试运行，对城市污水处理可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级标准中的B标准，并且运行稳定可靠。
图1活性污泥-生物滤池内回流一体化反应器装置立面图；图2活性污泥-生物滤池内回流一体化反应器装置平面图；图3、图4活性污泥-生物滤池内回流一体化反应器装置水流流向示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详述。
实施例1、2主要用于去除有机物、悬浮物和脱氮。
实施例1参见图1、2，本装置活性污泥-生物滤池内回流一体化生物反应装置是由隔板将反应池分成两个反应区和一个分离区，前段活性污泥区底部和后段生物滤池区底部分别与分离沉淀区底部连通，分离沉淀区内部设有折板10将沉淀区分为两部分。如图3所示，此工艺流程为连续进出水，原水首先通过进水管1进入活性污泥段，然后经过斜板12沉淀区及折板10绕流，后进入生物滤池填料层，最后通过出水管5排出。活性污泥段下部设有曝气管2，连续曝气时DO为2.0mg/L；底部设有排泥管3，通过阀门控制，定期排泥，同时兼作放空管，需要时可以排掉活性污泥段的污水；活性污泥区还设有搅拌器8。生物滤池区内有填料层设于穿孔滤板11上，生物滤池段在靠近填料层底部位置处设有曝气管7，采用间歇曝气，曝停时间为2小时曝气/1小时停曝，曝气时DO为1.0mg/L左右；滤池段底部和中部设有冲洗管6，定期对填料层进行冲洗，加速生物膜的更新；出水管5设于填料层以上一定水位处；滤池底部、填料层进水前设有一放空管9，可以排空滤池段内的污水。图中4是回流管。选用陶粒作填料。
实施例2参见图4，原水首先通过进水管1进入活性污泥段，然后经过斜板沉淀区及折板绕流，后进入生物滤池填料层，最后通过出水管5排出。关闭曝气管2，活性污泥段不曝气，启动搅拌器8，使该段中的活性污泥处于悬浮状态；活性污泥段的底部设有排泥管3，通过阀门控制，定期排泥，同时兼作放空管，需要时可以排掉活性污泥段的污水；生物滤池段在靠近填料层底部位置处设有曝气管7，采用连续曝气或间歇曝气，DO维持在2.0mg/L以上；当滤池曝气时，依靠曝气可以提升水位，使活性污泥段与生物滤池段产生水位差，滤池段的混合液通过回流管回流至活性污泥段，进行反硝化。滤池池段底部和中部设有冲洗管6，定期对填料层进行冲洗；出水管5设于填料层以上一定水位处；滤池底部、填料层进水前设有一放空管9，可以排空滤池段内的污水。选用悬浮填料。
实施例3主要用于去除有机物、悬浮物和脱氮除磷。
实施例3参见图3、图4，原水首先通过进水管1进入活性污泥段，然后经过斜板沉淀区及折板绕流，后进入生物滤池填料层，最后通过出水管5排出。活性污泥段与滤池段采用交替间歇曝气，即活性污泥曝气时，滤池段不曝气，其水流流向示意图如图3所示；而活性污泥段不曝气时，启动搅拌器，维持污泥处于悬浮状态，此时滤池段曝气，滤池段的水位依靠曝气得到提升，与活性污泥段产生水位差，通过回流管将该滤池段混合液回流到活性污泥段，其水流流向示意图如图4所示。污泥段底部设有排泥管3，通过阀门控制，定期排泥，同时兼作放空管，需要时可以排掉活性污泥段的污水；滤池段底部和中部设有冲洗管6，定期冲洗填料层；出水管5设于填料层以上一定水位处；滤池底部、填料层进水前设有一放空管9，可以排空滤池段内的污水。选用软性填料。
主要技术参数水力停留时间总停留时间8～12小时，其中活性污泥段2.9～4.4小时，生物滤池段2.6～3.8小时，沉淀区2.5～3.8小时回流比0.5～4.0填料层高度总高度900mm，其中承托层100mm，过滤层800mm颗粒填料粒径填料层底部100mm处为承托层，粒径为8～12mm，其余填料粒径为5～8mm。
填料类型颗粒填料，悬浮填料，软性填料。
权利要求
1.活性污泥-生物滤池内回流污水处理方法，其特征在于采用活性污泥-生物滤池内回流一体化生物反应装置，其方法如下(1)工艺流程为连续进出水，原水首先通过进水管进入活性污泥段，然后经过斜板沉淀区及折板绕流，再进入生物滤池填料层，最后通过出水管排出；(2)活性污泥段和生物滤池下部均设有曝气管及其控制阀门，滤池段底部和中部分别设有冲洗管及其控制阀门；通过控制阀门选择活性污泥段和生物滤池段均曝气或均不曝气，也可间歇曝气或交替间歇曝气；(3)在生物滤池段与活性污泥段之间设有回流管，当活性污泥段不曝气或微量曝气时，依靠滤池曝气时产生的水位差，使滤池段出水区混合液通过回流管回流至活性污泥段，实现反应装置内的内部回流。
2.活性污泥-生物滤池内回流一体化污水处理装置，它包括反应池、进水管(1)、出水管(5)，其特征在于反应池由隔板(13)分成两个反应区和一个分离区，即前段活性污泥区和后段生物滤池区，中间为分离沉淀区；前段活性污泥区底部和后段生物滤池区底部分别与分离沉淀区底部连通，分离沉淀区内部设有折板(10)将沉淀区分为两部分；原水进水管(1)接在活性污泥区上方，出水管(5)设于生物滤池区填料层以上的水位处；活性污泥段下部设有曝气管(2)；活性污泥区底部设有排泥管(3)兼作排空管，活性污泥区还设有搅拌器(8)；生物滤池区内有填料层设于穿孔滤板(11)上，在靠近填料层底部位置处设有曝气管(7)；在滤池段底部和中部分别设有冲洗管(6)；滤池底部、填料层进水前设有一放空管(9)。
3.根据权利要求2所述的污水处理装置，其特征在于滤池出水处与活性污泥段之间设有回流管(4)。
4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于生物滤池中的填料采用均质或沿污水流程填料级配由大到小的颗粒填料，也可采用悬浮填料和软性填料。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于沉淀区设有斜板(12)。
全文摘要
活性污泥－生物滤池内回流污水处理方法，采用活性污泥－生物滤池内回流一体化生物反应装置，根据水质处理要求，灵活设置不同的运行模式，如活性污泥段曝气－生物滤池段不曝气(或微量曝气或间歇曝气)、活性污泥段不曝气－生物滤池段曝气(或间歇曝气)以及活性污泥－生物滤池同时间歇曝气或交替间歇曝气等。该装置通过活性污泥与生物滤池工艺的组合与优化，可达到较好的污水处理效果，具有较大的实用性和较高的优越性。本装置通过活性污泥段曝气－生物滤池段不曝气(微量曝气及间歇曝气)模式的中试运行，除总磷略有超标外，对城市污水的处理可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918－2002)》一级标准中的B标准，并且运行稳定可靠。
文档编号C02F3/10GK1657443SQ20041004031
公开日2005年8月24日 申请日期2004年7月22日 优先权日2004年7月22日
发明者郭劲松, 方芳, 刘智萍, 高旭, 周健 申请人:重庆大学