活性污泥法与生物膜法联合废水处理装置的制作方法

本发明涉及污水处理工艺，具体是涉及一种活性污泥法与生物膜法联合废水处理装置。

背景技术：

目前污水达生物处理的方法主要由两种：活性污泥法和生物膜法。

其中活性污泥法是一种以活性污泥为主体的废水生物处理技术，活性污泥法的bod和悬浮物去除率都很高，达到90-95％，但存在以下技术不足：活性污泥法的污泥浓度有限，曝气池的活性污泥浓度一般是2-4g/l；另外，活性污泥法反硝化脱氮效果差，曝气池中的活性污泥一般是以碳化细菌和硝化细菌为主，好氧状态下活性污泥中难以形成反硝化细菌。

而生物膜法是一种在曝气池中设置组合填料，在组合填料上布满生物膜，是一种以组合填料上的生物膜为主体的废水生物处理技术，但是仍存在以下不足：生物膜生物数量有限，污泥浓度范围在2-3g/l之间；另外代谢脱落的生物膜沉降性能差：代谢脱落的生物膜细碎，造成出水携带的悬浮物多，影响出水水质。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种活性污泥法与生物膜法联合废水处理装置及处理方法，以解决现有技术中的单独采用活性污泥法或生物膜法污泥浓度过低、处理效率低、污泥沉降性能不好的问题。

为了解决上述问题，本发明所涉及的活性污泥法与生物膜法联合废水处理装置采用以下技术方案：

活性污泥法与生物膜法联合废水处理装置包括处理池，处理池内固定有竖立布置的隔板而将处理池分隔为左侧的布水腔以及右侧的反应腔，布水腔上连接有废水进水管，隔板下端与处理池底壁之间具有长条形的间隔而将布水腔的底部与反应腔的底部连通；反应腔底部布置有微孔曝气器，微孔曝气器连接有曝气管路，反应腔内位于微孔曝气器的上方沿水平方向间隔并排布设有填料架，填料架上悬挂有组合填料，处理池的一侧贴设有沉降池，反应腔的对应侧的上端与沉降池的上端齐平而构成溢流口以供反应腔内的水溢流流入至沉降池，沉降池上部具有供沉降后的达标水排出的水排出口，所述水排出口的高度低于溢流口的高度，沉降池的底部具有用于与反应腔的底部连通以将沉降后的污泥排入至反应腔中的污泥回流管路，污泥回流管路上设有污泥泵和回流开关，处理池或沉降池上设有用于通入活性污泥的通道，处理池的底部具有污泥排出口。

进一步的，污泥回流管路上连接有污泥排放管，污泥排放管上设有放空开关。

进一步的，反应腔的上端沿设有三角溢流堰式水槽，所述三角溢流堰式水槽构成所述溢流口。

进一步的，反应腔底部具有向下凹设的集水坑，所述污泥排出口设置在集水坑的下部。

进一步的，沉降池的底部为中心位置向下凹设的锥形槽结构，所述污泥回流管路连接于锥形槽的槽底。

本发明的有益效果如下：相比于现有技术，本发明所涉及的活性污泥法与生物膜法联合废水处理装置，具有以下有益效果：

1、处理池中的污泥浓度可以达到5-6g/l，生物量较单一活性污泥法增大1.5倍；较单一的生物膜法增大1.5-2倍，而处理池的有效拥挤相应的减少了50％。

2、另外，组合填料上代替脱落的生物膜的沉降效果较好：活性污泥中的菌胶团的良好的吸附作用，使得脱落的生物膜能够有效沉降下来，出水悬浮物少；

3、生物膜具有一定的反硝化功能：生物膜挂膜形成以后，位于膜内部的微生物处于缺氧状态，能够将曝气池内的nox代谢为n2实现脱氮，合理调整碳氮比，总氮去除率可达60％以上。

结构简单，占地较小，装置内活性污泥浓度可高达5～6g/l，cod、bod、氨氮去除率高达90％以上，总氮去除效率60％以上，尤其适用于高浓度有机废水，运行成本低。

另外，在实际使用时，先将活性污泥投入至处理池中，废水从废水进水管进入布水腔，之后通过间隔进入反应腔中，而设置间隔主要是由于现有的采用水管直接向处理池中通入废水，废水在进入处理池中时会发生短流现象，导致废水无法充分处理，而设置间隔则可以完全避免该问题，废水在经过长条状的间隔进入反应腔的底部时，其流速间隔的横截面积上几乎处处相同，而且通过底部进入反应腔，能够合理的增加废水的反应时间，保证废水处理的完整度；另外，废水处理过后经过溢流口进入至沉降池，这样能够保证溢处的水能够有足够的时间进行沉降，而且沉降后的达标水直接排出，底部的污泥可经由污泥回流管路再次进入至反应腔重复利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1为本发明的活性污泥法与生物膜法联合废水处理装置的具体实施例结构示意图；

附图标记说明：1-处理池；2-隔板；3-反应腔；4-布水腔；5-废水进水管；6-进水开关；7-微孔曝气器；8-曝气管路；9-曝气开关；10-填料架；11-沉降池；12-溢流口；13-排水管；14-排水开关；15-污泥回流管路；16-回流开关；17-污泥泵；18-污泥排放管；19-排放开关；20-放空管；21-放空开关；22-集水坑；23-活性污泥；24-组合填料；25-间隔。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。

本发明所涉及的活性污泥法与生物膜法联合废水处理装置的具体实施例，如图1所示，该处理装置包括处理池1，在本实施例中，废水进入处理池1进行处理工艺，其他的所有结构均设置在处理池1上，其结构为方形结构，采用钢材质或钢砼结构，当然在其他实施例中，处理池1也可以为圆形或多边形结构，或者其具体形状不做限定，材质也不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要任意设计。

处理池1的上端开口以向处理池1内通入活性污泥23，处理池1内固定有竖立布置的隔板2，用于将处理池1分隔成左右分隔开的两个空腔，分别为左侧的布水腔4以及右侧的反应腔3，另外，该隔板2为矩形平板结构，隔板2的下端与处理池1的底壁之间形成有长条形的间隔25，间隔25的长度与隔板2的前后宽度一致，这样能够将布水腔4的底部与反应腔3的底部连通，方便废水从布水腔4底部流入至反应腔3，使处理池1内部形成类似连通器的结构。对应的在布水腔4的上部布置有废水进水口，废水进水口处连接有废水进水管5，废水进水管5上连接有进水开关6。设置的长条形间隔25，在实际工作过程中，主要是由于现有的采用水管直接向处理池1中通入废水，废水在进入处理池1中时会发生短流现象，导致废水无法充分处理，而设置间隔25则可以完全避免该问题，废水在经过长条状的间隔25进入反应腔3的底部时，其流速间隔25的横截面积上几乎处处相同，而且通过底部进入反应腔3，能够合理的增加废水的反应时间，保证废水处理的完整度。

另外，该废水处理装置还包括布置在反应腔3的底部的微孔曝气器7，在本实施例中，微孔曝气器7有若干个，且微孔曝气器7的结构与工作原理与现有的微孔曝气器7的结构一致，不做详细介绍。微孔曝气器7连接有曝气管路8，曝气管路8将各个微孔曝气器7连通后，经由隔板2的右侧侧壁向上延伸出处理池1上方，同时在曝气管路8的进气口端设有曝气开关9。

同时在反应腔3内位于微孔曝气器7的上方，沿水平方向间隔25布置悬挂式组合填料，具体的，反应腔内固定有悬挂组合填料24的填料架10，方便废水与组合填料24上形成的生物膜进行充分接触反应。而填料架10的结构与工作原理与现有技术中基本一致，不做具体介绍。

反应腔3的右侧贴设有供处理后的水进行沉降的沉降池11，反应腔3的右侧上端与沉降池11的左侧上端齐平而构成溢流口12，该溢流口12的高度低于废水进水管5的高度，同时溢流口12的设置能够使经过活性污泥23以及生物氧化处理后的水直接溢流流入至沉降池11内。沉降池11的右侧上部还设有供沉降后的达标水排出的水排出口，水排出口的高度低于溢流口12的高度，水排出口上连接有排水管13，排水管13上设有排水开关14，同时在沉降池11的底部具有用于与反应腔3的底部连通以将沉降后的污泥排入至反应腔3中的污泥回流管路15，污泥回流管路15上设置有回流开关16以及污泥泵17，用于将沉降池11底部的低压污泥泵17入至反应腔3的底部。这样的设置形式，在处理后的水沉降时，水中混合的污泥逐渐向沉降池11底部沉降，并经过锥形面堆积至沉降池11底部。达标的水在达到设定的液面后，经由排水管13排出。而沉降池11底部的污泥则可以经过污泥回流管路15直接回流至反应腔3内重复利用。

另外，在回流管路上连接有污泥排放管18，污泥排放管18上设有排放开关19，这样能够直接沉降池11中的剩余污泥排放出去。同时在反应腔3的底部设置有污泥排出口，污泥排出口连接有放空管20，放空管20上设有放空开关21，用于在反应腔3中底部的污泥放空排至外界。而在其他实施例中，可以不设置污泥排放管18，直接通过污泥排出口排放污泥。

另外，本实施例中，反应腔3的上端沿设有三角溢流堰式水槽，三角溢流堰式水槽构成所述溢流口12。而设置三角溢流堰式的水槽，在实际工作过程中，能够保证溢出的水流的流速控制以及流速的稳定。当然，在其他实施例中，可直接采用u型槽或其他槽形结构即可。

而对于反应腔3来说，其底部具有向下凹设的集水坑22，上述的污泥排出口设置在集水坑22的下部。这样能够方便反应腔3底部的污泥积聚至集水坑22中，方便排放。当然，在其他实施例中，也可以不设置集水坑22，集水坑22也可以设置为弧形凹坑，不做具体限定。

同时，该沉降池11为上柱下锥的结构，沉降池11的底部为中心位置向下凹设的锥形槽结构，污泥回流管路15连接于锥形槽的槽底。这样方便沉降污泥中的污泥沿锥形槽的壁面沉降至池底。

该废水处理装置在实际的工作过程中，在装置运行前，向处理池1内投入一定量的好氧型活性污泥23之后，打开进水开关6，废水通过废水进水管5进入布水腔4内，废水从布水腔4的底部均匀进入反应腔3。打开曝气管路8上的曝气开关9，通过反应腔3底部的微孔曝气器7对废水进行曝气。废水在反应腔3内充分与活性污泥23以及组合填料24上的生物膜充分接触反应，实现污染物的净化效果。混合液通过反应腔3上部的三角溢流堰式水槽进入沉降池11，活性污泥23和废水在沉降池11内进行有效的沉降分离。排水管13上的排水开关14打开。达标水排放。打开污泥回流管路15上的回流开关16，开启污泥泵17，将活性污泥23回流至反应腔3中进行重复利用。另外，定期打开污泥排放管18上的排放开关19，排放剩余污泥。检修时如需将反应腔3内放空，可以打开放空管20上的放空开关21进行反应腔3的排放。

在本实施例中，组合填料24规格优选为比表面积：2360m²/m³，孔隙率97％，单片直径150mm，平均片距100mm，组合填料结构形式：夹片式，耐酸碱。单梳组合填料24长度3000-3500mm，悬挂间距160mm，组合填料24数量占池容积的65％-70％，装置启动后可在三周内完成挂膜。当然，在其他实施例中，组合填料24的规格可以根据实际的需要任意选择，不做具体限定。

优选的，好氧的活性污泥23接种浓度选取800-1500mg/l。污泥回流比的控制范围为40％-100％。

在实际的处理过程中，污泥浓度化验数据如表一：

表一

而装置进、出水cod指标如表二：

表二

装置进、出水氨氮指标如表三：

表三

装置进、出水总氮指标如表四：

表四

综合分析：反应腔3内污泥浓度可达5～6g/l，单位体积的废水处理量增大1.5～2倍，活性污泥23培养及组合填料24挂膜周期时间短，仅需两周左右，组合填料24代谢脱落的生物膜与活性污泥23相混合，沉降性能大幅度提高，有效控制出水悬浮物。组合填料24上的生物膜内部可形成缺氧环境，可实现较好的反硝化效果，cod、bod、氨氮去除率高达90％以上，总氮去除效率60％以上。综上所述，本发明装置工艺结构简单，工程造价合理，处理效率高，运行稳定，维护方便，适合处理浓度较高的有机废水。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。