专利名称：污水处理工艺和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理工艺和装置，特别是涉及一种利用混凝气浮和生物接触氧化法结合进行污水处理的工艺和装置。
背景技术：
现代污水处理技术，按处理方式划分，可分为物理处理、化学处理和生物处理。物理处理方法，又称为机械治理法。主要用于分离废水中的悬浮性物质。该方法最大的优点是简单、易行、效果良好，并且十分经济。常用的物理治理方法有重力分离法、离心分离法、过滤法以及蒸发结晶法等。化学处理法的主要处理对象是废水中溶解性或胶体性的污染物质。它既可使污染性物质与水分离，也能改变某些污染物质以及有机物等，因此可达到比物理方法更高的净化程度。特别是要从废水中回收有用物质时，或者废水中含有某种有毒、有害且不易被微生物降解的物质时，采用化学治理方法最为适宜。然而，化学治理法常需采用化学药剂或材料，因此运行费用一般都比较高，操作与管理的要求也比较严格等。而且，在化学法的前处理或后处理过程中，通常还需配合使用物理治理方法。利用微生物处理废水的方法,称作生物处理法或生化处理法。在微生物生命活动的过程中，一部分溶解性的有机物质用于合成细胞的原生质和贮藏物；一部分则变为代谢产物，并释放出能量，供给微生物原生质的合成和生命活动，使微生物能继续不断地生长繁殖，从而使废水得到了净化，生物处理法就是利用这一功能。根据微生物的呼吸特性，分为好氧、厌氧和兼性三大类微生物，以及好氧处理两类生物处理方法。生物接触氧化法属于好氧生物处理方法，它是以附着在载体(填料)上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺，具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。其方法是在池体内设置填料，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。一般生物接触氧化法中所需氧由鼓风曝气供给，但是由于生物接触氧化法中的污泥负荷较大，造成整个生物接触氧化池所需的曝气量大，能耗较高；鼓风曝气气泡较大，易冲击生物膜，会造成生物膜脱落；以及氧气在水中分布不均匀。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术的问题，提供一种结构简单、使用方便的新的污水处理工艺和装置。本发明的技术方案如下一种污水处理工艺，所述工艺包括以下步骤A :预处理将需要处理的污水经过预处理后，经提升泵打入到混凝气浮池中；此步骤去除大尺寸的漂浮物、悬浮物和较小的固体物质；B :混凝气浮处理混凝气浮池中设置有混凝气浮装置，对污水进行混凝气浮分离处理后，进入生物接触氧化池中；在气浮分离过程中，去除污水中的密度与水接近的微小颗粒;C :生物接触氧化处理所述生物接触氧化池中设置有填料,对不同水质对象采用有针对性的驯化手段，选择合适的生物菌，生物菌在填料表面大量生长繁殖，形成生物膜，在此步骤中以BOD、COD为主的污染物被去除，同时去除氮磷；D :二次沉淀处理经过生物接触氧化处理的污水溢流至二次沉淀池经过沉淀处理以及后续处理后直接排放。在其中一个实施例中，步骤C中，进入生物接触氧化池的污水中含有扩散性好的微纳米气泡，所述微纳米气泡的直径为I至50 μ m。在其中一个实施例中，步骤C中，所述的填料是半软性纤维状填料；所述填料的体积占所述生物接触氧化池的体积的70%至85%，所述填料的挂膜量为220kg/m3至380kg/m3。在其中一个实施例中，步骤B中，所述的污水在混凝气浮池中的停留时间为30至60分钟，步骤C中，所述的污水在生物接触氧化池中停留的时间为I至6小时。本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的一种污水处理装置，所述污水处理装置包括预处理装置、混凝气浮池、生物接触氧化池和二次沉淀池；所述混凝气浮池包括混凝气浮分离池池体和混凝气浮装置，所述生物接触氧化池中设置有填料，所述预处理装置与所述混凝气浮池通过提升泵连接，所述混凝气浮池的出水口与所述生物接触氧化池的进水口连通，所述生物接触氧化池的出水口与二次沉淀池的进水口连通。在其中一个实施 例中，所述混凝气浮装置为微纳米气泡发生装置，所述微纳米气泡发生装置包括压力溶气装置和微纳米气泡释放装置，所述压力溶气装置和微纳米气泡释放装置相连通，所述压力溶气装置包括进水管、加压装置、溶气水罐和溶气水导出管，所述微纳米气泡释放装置包括微纳米气泡发生器，在所述微纳米气泡发生器上设置有喷射孔；所述预处理装置与所述溶气水罐通过进水管相连通，所述加压装置与所述溶气水罐连接，所述溶气水导出管的一端与所述溶气水罐连接，所述溶气水导出管的另一端与所述微纳米气泡发生器连接，所述微纳米气泡发生器设置在所述混凝气浮池体的底部。在其中一个实施例中，所述生物接触氧化池包括池体和填料，所述填料为半软性纤维状填料，所述填料的体积占所述池体的体积的70%至85%。在其中一个实施例中，所述混凝气浮池的出水口通过连接管路与设置在所述生物接触氧化池的底部的进水口连通。在其中一个实施例中，所述气浮装置设置2个微纳米气泡释放装置，其中一个微纳米气泡释放装置设置在所述混凝气浮池中，另一个微纳米气泡释放装置设置在所述生物接触氧化池的下部。在其中一个实施例中，所述混凝气浮池还设置有气浮分离装置，所述气浮分离装置包括刮渣机，所述刮渣机设置在所述混凝气浮池的顶部。本发明的有益效果是I本发明的污水处理工艺将混凝气浮处理和生物接触氧化处理相结合，首先利用混凝气浮进行混凝处理，然后直接将经过混凝气浮处理后的水通入生物接触氧化池；利用混凝气浮处理后的含有微纳米气泡的污水作为生物接触氧化池的进水，由于经过混凝气浮处理后的污水含有微纳米气泡，而微纳米气泡在水中能够均匀扩散，并且半软性纤维束状填料的比表面积大、而微纳米气泡与纤维束状填料之间的接触吸附效果好，因而微纳米气泡对填料的附着效果良好，能提高污水中的氧含有量和氧的传递效率，增大氧向生物膜内转移的推动力和向生物膜内渗透深度，使生物膜活性提高，活性微生物量增多，提高有机物降解速率。2本发明的污水处理装置结构简单，减少了生物接触氧化池的曝气装置，由此可以减小生物接触氧化池的体积，降低工程投资；3本发明的污水处理装置可以通过调节微纳米气泡发生装置来调节生物接触氧化池的进水中的微纳米气泡含有量和浓度，进而可以使生物接触氧化池内保持较高的溶解氧浓度来适应水质、水量的变化，适用性广。
以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。图1为本发明的污水处理工艺的一个实施例的整体示意图；图2为本发明的污水处理装置的一个实施例的整体示意图；图3为本发明的污水处理装置的混凝气浮装置的一个实施例的整体示意图；图4为本发明的污水处理装置的生物接触氧化池的一个实施例的整体示意图。
具体实施例方式本发明提供一种新的污水处理工艺和装置，本发明的污水处理工艺将混凝气浮和生物接触氧化处理相结合，利用混凝气浮所产生的微纳米气泡对生物接触氧化池的附着作用，省去了生物接触氧化池的曝气装置，降低了生物接触氧化池的容积。以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明 。参见图1，本发明提供一种污水处理工艺，该工艺包括以下步骤A :预处理将需要处理的污水收集至集水池中经过预处理后，经提升泵打入到混凝气浮池中；此步骤去除大尺寸的漂浮物、悬浮物和较小的固体物质；B :混凝气浮处理混凝气浮池中设置有混凝气浮装置，对污水进行混凝气浮处理后，进入生物接触氧化池中；在气浮分离过程中，去除污水中密度与水接近的微小颗粒，如部分油分、纤维等；C :生物接触氧化处理所述生物接触氧化池中设置有填料，对不同水质对象采用有针对性的驯化手段，优选合适的生物菌，投加生物菌，生物菌在填料表面大量生长繁殖，形成生物膜，在此步骤中以BOD、COD为主的污染物被去除；D :二次沉淀处理经过生物接触氧化处理的污水溢流至二次沉淀池经过沉淀处理以及其他后续处理后直接排放。所述的其他后续处理可以是消毒处理。本实施例将混凝气浮处理和生物接触氧化处理有机结合，混凝气浮处理一方面可以去除污水中的油分、纤维等，另一方面通过混凝气浮处理后污水含有大量的微纳米气泡。而微纳米气泡对填料具有良好的附着作用。本实施例中的混凝气浮处理是微纳米气泡混凝气浮处理。所谓的微纳米气泡混凝气浮是使空气在一定压力下溶解于水并达到过饱和状态，然后使加压溶气水突然减到常压，这时溶解于水中的空气以微纳米气泡的形式从水中逸出。生物接触氧化法净化污水主要是靠生物膜、有机物和氧三者之间的循环接触。经过混凝气浮处理后的污水中的微纳米气泡体积小，数量多，分散性好，易随水体均匀扩散，在水中的存在时间长。含有微纳米气泡的污水进入接触氧化池后，首先，由于增大了气液间接触面积，能够提高氧气传递效率，可保证水体中有充分的溶解氧，并减小曝气量。并且由于微纳米气泡横向均匀扩散，在移动的过程中，使污水中的氧气分布均匀，同时微纳米气泡中所含的氧可以与有机物和生物膜充分接触，再者微纳米气泡的表面可以富集电荷，提高生物膜的活性，提高了生物膜的活力和氧化能力。本实施例将经过混凝气浮处理后的污水直接作为生物接触氧化池的进水，利用微纳米气泡对填料的附着作用，提高了污水中的氧含有量，提高了污水中氧的传递效率，增大氧向生物膜内转移的推动力和向生物膜内的渗透深度，使生物膜的活性提高，活性微生物量增多，提高了有机物的降解速率。这样可以减少生物接触氧化池的曝气量，降低了生物接触氧化池的曝气量和占地面积，节省了工程投资费用。较佳的，作为一种可实施方式，步骤A中，采用格栅装置进行预处理。格栅装置预处理的时间为5至7小时。由于后续还要进行混凝气浮，因此预处理的时间可以稍短。较佳的，作为一种可实施方式，步骤C中，进入生物接触氧化池的污水中含有扩散性好的微纳米气泡，所述微纳米气泡的直径为I至50 μ m其中直径为I至20 μ m占所有微纳米气泡的50%以上；这样可提高生物活性，从而有利于微生物的新陈代谢，一般的微纳米气泡的总体积占污水总体积的1%至20%，较佳的，微纳米气泡的总体积占污水总体积的10%至 15%。较佳的，作为一种可实施方式，步骤C中，所述的填料是半软性纤维状填料，利用微纳米气泡与纤维状填料间的吸附作用，提高氧气利用效率，减小氧气使用量。所述填料的体积占所述生物接触氧化池的体积的70%至85%，所述填料的挂膜量为220kg/m3至380kg/m3。半软性纤维状填料质轻、强度高，物理、化学性能稳定，经久耐用；并且半软性纤维状填料在紊动的水中呈立体结构 ，与微纳米气泡能更好的接触，表面积大，生物膜数量多、附着作用强，能与污水和微纳米气泡充分接触；并且半软性纤维状填料不易被堵塞。半软性纤维填料的间隙率大，有利于微纳米气泡的上升，同时也有利于生物膜与污水间的界面更新。采用纤维束的填料在污水处理过程中产污泥量很少，成本低廉。上述的填料挂膜的生物量能在生物接触氧化池的填料上形成厚而密实的生物膜。所述填料的体积占整个生物接触氧化池的体积的70%至85% ;本实施例中的进入生物接触氧化池的污水从生物接触氧化池的底部进入，因此本实施例的半软性纤维状填料应当均匀的设置在整个生物接触氧化池中以保证填料和微纳米气泡的充分接触。本发明采用的半软性纤维状填料具有一定的强度。本发明将半软性纤维状填料和微纳米气泡有机结合，共同作用，微纳米气泡可以提高半软性纤维状填料表面的生物膜的生物活性，促进生物膜的新陈代谢，同时半软性纤维状填料与微纳米气泡之间接触、吸附的面积较大，可以将足够的微纳米气泡吸附在填料表面，延长了气泡在水中的存在时间，提高了气泡中氧气的利用率，又给微纳米气泡的移动提供了足够的空间。较佳的，作为一种可实施方式，步骤B中，所述的污水在混凝气浮池中停留的时间为30至60分钟，步骤C中，所述的污水在生物接触氧化池中停留的时间为I至6小时。污水在混凝气浮池的停留时间对污水处理有着重要的影响，如果停留时间过长，则气浮产生的气泡量会降低进而影响到后续生物接触氧化池的处理效果，如果停留时间过短，则混凝气浮的效果不佳，同样微纳米气泡发生装置产生的气泡过低，污水中的气泡含量低，也会影响后续的生物接触氧化池的处理效果。同样的，污水在生物接触氧化池中的停留时间对污水处理也有很重要的影响；如果停留时间过长，营养物质的耗尽容易导致污水处理效果的恶化，如果停留时间过短，污染物质还未来得及被菌类微生物吸收，同样会导致处理效果变差。本发明将污水在混凝气浮池中停留30至60分钟，此时污水即通过混凝气浮去除污水中的油分、纤维等，同时污水中的微纳米气泡含量适中；本发明的污水在生物接触氧化池中停留I至6小时，污水中的营养成分能够满足微生物的生长需求，污水中的有机物质能够及时被微生物分解，微生物活性较强，处理效果较好。实施例1需处理的污水水量为300吨/天，污水的水质如表I所示，将上述污水收集至集水池后，经过格栅预处理5小时后，经过污水提升泵打入到混凝气浮池中；混凝气浮池中设置有微纳米气泡发生装置，首先对污水进行混凝气浮处理30分钟，其次，生物接触氧化池中填充有占整个生物接触氧化池体积空间85%的半软性纤维状填料，将生物菌加入到生物接触氧化池中，加污水灌满，静置24小时排空；然后再加入生物菌，此时在半软性纤维状填料表面长出生物膜。利用挂膜的生物量为380kg/m3的生物菌对生物接触氧化池中的污水处理3 小时后，溢流至二次沉淀池中；在二次沉淀池处理1. 5至2小时。本实施例中，集水池的容积为1000立方米，混凝混凝气浮池的容积为100立方米，生物接触氧化池的容积为200立方米，二次沉淀池的容积为100立方米。而采用目前通用的设计生物接触氧化池的容积为300-400立方米，因此，采用本发明的污水处理工艺，可以减小生物接触氧化池的体积，降低工程投资。实施例2污水预处理时间为7小时，混凝气浮处理时间为60分钟，生物接触氧化池中填充有占整个生物接触氧化池体积空间70%的半软性纤维状填料，生物菌挂膜的生物量为220kg/m3，生物接触氧化池的处理时间为6小时，其他工艺流程同实施例1，不在赘述。处理后的水质指标见表1。表I处理前污水水质和本发明实施例f 2处理后水质的对比
权利要求
1.一种污水处理工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤 A :预处理将需要处理的污水经过预处理后，经提升泵打入到混凝气浮池中；此步骤去除大尺寸的漂浮物、悬浮物和较小的固体物质； B :混凝气浮处理混凝气浮池中设置有混凝气浮装置，对污水进行混凝气浮分离处理后，进入生物接触氧化池中；在气浮分离过程中，去除污水中的密度与水接近的微小颗粒； C :生物接触氧化处理所述生物接触氧化池中设置有填料，对不同水质对象采用有针对性的驯化手段，选择合适的生物菌，生物菌在填料表面大量生长繁殖，形成生物膜，在此步骤中以BOD、COD为主的污染物被去除，同时去除氮磷； D :二次沉淀处理经过生物接触氧化处理的污水溢流至二次沉淀池经过沉淀处理以及后续处理后直接排放。
2.根据权利要求1所述的污水处理工艺，其特征在于，步骤C中，进入生物接触氧化池的污水中含有扩散性好的微纳米气泡，所述微纳米气泡的直径为I至50 μ m。
3.根据权利要求2所述的污水处理工艺，其特征在于，步骤C中，所述的填料是半软性纤维状填料；所述填料的体积占所述生物接触氧化池的体积的70%至85%，所述填料的挂膜量为 220kg/m3 至 380kg/m3。
4.根据权利要求3所述的污水处理工艺，其特征在于，步骤B中，所述的污水在混凝气浮池中的停留时间为30至60分钟，步骤C中，所述的污水在生物接触氧化池中停留的时间为I至6小时。
5.一种污水处理装置，其特征在于，所述污水处理装置包括预处理装置、混凝气浮池、生物接触氧化池和二次沉淀池； 所述混凝气浮池包括混凝气浮分离池池体和混凝气浮装置，所述生物接触氧化池中设置有填料，所述预处理装置与所述混凝气浮池通过提升泵连接，所述混凝气浮池的出水口与所述生物接触氧化池的进水口连通，所述生物接触氧化池的出水口与二次沉淀池的进水口连通。
6.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述混凝气浮装置为微纳米气泡发生装置，所述微纳米气泡发生装置包括压力溶气装置和微纳米气泡释放装置，所述压力溶气装置和微纳米气泡释放装置相连通，所述压力溶气装置包括进水管、加压装置、溶气水罐和溶气水导出管，所述微纳米气泡释放装置包括微纳米气泡发生器，在所述微纳米气泡发生器上设置有喷射孔；所述预处理装置与所述溶气水罐通过进水管相连通，所述加压装置与所述溶气水罐连接，所述溶气水导出管的一端与所述溶气水罐连接，所述溶气水导出管的另一端与所述微纳米气泡发生器连接，所述微纳米气泡发生器设置在所述混凝气浮池体的底部。
7.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述生物接触氧化池包括池体和填料，所述填料为半软性纤维状填料，所述填料的体积占所述池体的体积的70%至85%。
8.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述混凝气浮池的出水口通过连接管路与设置在所述生物接触氧化池的底部的进水口连通。
9.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述气浮装置设置2个微纳米气泡释放装置，其中一个微纳米气泡释放装置设置在所述混凝气浮池中，另一个微纳米气泡释放装置设置在所述生物接触氧化池的下部。
10.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述混凝气浮池还设置有气浮分离装置，所述气浮分离装置包括刮渣机，所述刮渣机设置在所述混凝气浮池的顶部。
全文摘要
本发明提供了一种污水处理工艺和装置，所述工艺包括以下步骤预处理、混凝气浮处理、生物接触氧化处理和二次沉淀处理；所述装置包括预处理装置、混凝气浮池、生物接触氧化池和二次沉淀池，所述混凝气浮池包括混凝气浮分离池池体和混凝气浮装置，所述生物接触氧化池中设置有填料。本发明的污水处理工艺将混凝气浮处理和生物接触氧化处理相结合，并利用微纳米气泡在水中的均匀扩散和纤维束状填料之间的各自比表面积大、相互间接触吸附效果好的特性，能提高污水中的氧含有量和氧的传递效率，增大氧向生物膜内转移的推动力和向生物膜内渗透深度，使生物膜活性提高，活性微生物量增多，提高有机物降解速率。
文档编号C02F9/14GK103043852SQ20121054408
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者马骏, 王新海, 郑东晟, 杨昆, 张学发 申请人:蓝星环境工程有限公司