专利名称：强化复合生物污水处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及污水处理系统，尤其涉及一种综合生物膜(BF)工艺及活性污泥法(AS)工艺并予以强化和优化的污水处理系统。
背景技术：
水资源的缺乏越来越严重，中国如同世界上其他国家一样也面临同样的问题，这已经严重制约人们的日常生活和经济发展。现今如何经济和高效地处理生活污水、城市污水、工业废水和农业废水并使其达到严格的排放标准，是水环境保护、水资源维护及再利用的重要手段之一。现今国内污水处理主要采用以“活性污泥法(AS)”为基础的生物处理技术，以城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的1A或1B为标准，要达到这一标准，“活性污泥法(AS)”，在进行硝化和反硝化去除氨氮和总氮的过程中，由于硝化菌在厌氧、缺氧和好氧交替更换的环境中生长而受到影响和限制，致使完成硝化和反硝化的时间相当长，其水力停留时间为8-10h，同时该工艺剩余污泥量大，使其加重了该处理系统的基建和运行成本，使该技术处理污水，其基建费和运行费成本都很高。而在处理过程中应用“生物膜(BF)工艺”也有其缺点，即不能为污泥(生物膜)创造好氧和厌氧的交替环境，而难以有效地生物除磷。这些都难以确保整个城市或区域污水处理系统的完善并达到环保要求。
实用新型内容本实用新型是为了解决现有的污水处理系统，污水处理效率低、净化效果差和成本高的技术问题，提供一种污水处理效率高、净化效果好和成本低的强化复合生物污水处理系统。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案是构造一种强化复合生物污水处理系统，其包括进水端连通一污水进水管的强化复合生物反应池、设于该强化复合生物反应池内的布设有曝气器和辫帘式生物膜载体软性填料、设于该强化复合生物反应池进水端前的带有污泥排管的污泥浓缩池、连通该强化复合生物反应池出水端的沉淀池、架设于该沉淀池上层的带有出水管的集水槽、连通所述沉淀池底部和污泥浓缩池底部的排泥管。
所述强化复合生物反应池的长与宽之比大于或等于8比1。
本实用新型的优选例，所述强化复合生物反应池进水端上部设有进水布水槽，紧随该进水布水槽后设有朝向强化复合生物反应池内的第一垂直导流板，所述进水布水槽连通所述的污水进水管；所述强化复合生物反应池出水端经一溢流堰与所述沉淀池连接，该溢流堰前端的所述强化复合生物反应池出水端设有第二垂直导流板，而溢流堰后端的所述沉淀池前端设有第三垂直导流板，该第三垂直导流板末端设一出流布水扁嘴。
其中，所述沉淀池的底部设有至少一个沉淀斗，所述的出流布水扁嘴紧贴于沉淀斗的斜边上；所述的污泥浓缩池的底部设有至少一个污泥斗。
所述集水槽和沉淀斗之间纵向还设有一组斜板或斜管。
所述的曝气器沿所述强化复合生物反应池轴向设置，并分布在强化复合生物反应池池底一半宽度内。
所述的曝气器包括与外部供气装置连通的矩形环式管道、横向连通该矩形环式管道的多根曝气管，所述的辫帘式生物膜载体软性填料设于该曝气管之上。
所述沉淀池外设有一排泥泵及所述的排泥管将所述沉淀池的底部与污泥浓缩池的底部连通；所述污泥浓缩池内装置一污泥回流泵及其配套污泥管道与所述进水布水槽连通，所述污泥浓缩池内设有一污泥泵通过所述的污泥排管与外部连通。
所述集水槽的截面为“∪”形，并在平面上呈“田”字形设置，该集水槽体的内部侧壁为呈锯齿状的锯齿堰，所述集水槽出水端连接所述的出水管。
本实用新型通过的将生物膜及活性污泥复合生物处理技术加以强化和优化整合，使得强化复合生物反应池中的单位体积的生物量，比普通活性污泥工艺或生物膜工艺大几倍至十几倍，能在更短的时间(2.5-4h)内完成对污水的净化，使出水达到较高的排放标准，如GB18918-2002中的1A或1B排放标准，而现有工艺要达到这一标准需要长得多的水力停留时间，即8-10h。因此，该强化复合生物处理系统，比活性污泥法效率高，并能大幅度减少基建费和运行费。
在强化复合生物反应池纵向在一半宽度的池底布设曝气器，能够实现横向的水力旋流和纵向的水力推流复合流态，这既可有效地防止水流短路，大幅度提高强化复合生物反应池容积的有效利用率，又可提高曝气泡中氧的有效利用率，由此可大大提高对污水的处理效率。通过对复合生物强化复合生物反应池前段的曝气器组曝气量的调节，可从前向后形成缺氧、厌氧和好氧段，这既能使污泥和生物膜(复合固态生物质)产生水解、酸化的液化反应，以及甲烷发酵的气化反应，使其分别转化成挥发性脂肪酸的液态产物和CH4、CO2、H2、N2等气体产物，而使污泥-生物膜复合生物固体体积和质量大幅度减少；另外，在生物膜上形成较长的食物链，也能大幅度减少剩余污泥量。因此，该工艺产生的污泥量要比活性污泥法少的多，仅为后者的1/3～1/2。
本实用新型还可以往处理的污水中投加硅藻精土，能显著改善处理污水的沉淀性能和提高除磷效率，在很短的时间(30分钟)内便能完成沉淀和澄清；含有硅藻精土的污泥回流循环，能显著提高污水处理效率；含硅藻精土的污泥，经过浓缩后用带式压滤机或离心机脱水，其产生的脱水污泥含水率低至60％，而活性污泥工艺产生的剩余污泥经浓缩脱水后，其含水率高达77％；使前、后两种脱水污泥的体积比(在质量相同的条件下)约为1∶3，从而可节省脱水污泥的处理成本，有利于环保。.
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中
图1为本实用新型较佳实施例的平面图；图2为
图1A-A向的剖面图；图3为
图1B-B向的剖面图；图4为本实用新型较佳实施例并联装置示意图。
具体实施方式
图1至图3示出了本实用新型较佳实施例的基本结构，一种强化复合生物污水处理系统，包括一强化复合生物反应池1，为了实现推流式水力流态，该强化复合生物反应池1的长与宽之比大于或等于8比1。沿强化复合生物反应池1的轴向设有一组曝气器5，并分布在强化复合生物反应池池底一半宽度内，用以形成横向旋流的水力流态，并与纵向推流式水力流态相组合，致使在复合生物强化复合生物反应池内形成向前呈螺旋状运动的推流水力流态，以提高氧的有效利用率和防止水力短流。曝气器5包括通过气管80与外部供气装置连通的矩形环式管道61、横向连通该矩形环式管道的多根曝气管60。
如图3所示，在强化复合生物反应池1内的曝气管60之上设有辫帘式生物膜载体软性填料6，该填料6一排排等距平行排列，其由许多条并列的卷曲的合成纤维辫带，用上、下两条组合带缝制成辫帘状，相邻辩带布设间距为10-20cm；它在池中的布设高度为水流高减去60cm，亦即其顶端在水面以下30cm，其底端在池底以上30cm。
如
图1、图2所示，强化复合生物反应池1进水端(左端)的上端设一进水布水槽7，紧随该进水布水槽后设有沿强化复合生物反应池1的池宽、朝向强化复合生物反应池1内的第一垂直导流板8，进水布水槽7的侧边连通输入待处理污水的污水进水管9。强化复合生物反应池1出水端(右端)经一溢流堰10与一沉淀池2连接，该溢流堰左边的强化复合生物反应池1出水端设有第二垂直导流板11，而溢流堰右边的沉淀池2前端设有第三垂直导流板12，其溢流堰10的水平高度低于第二垂直导流板11和第三垂直导流板12水平高度，第二垂直导流板11、第三垂直导流板12均沿强化复合生物反应池1宽度布设。为了提高沉淀效率和节省建筑体积和基建费，本实施例采用斜板沉淀池，即在集水槽3和沉淀斗50之间纵向设有一组斜板19。沉淀池2依层次划分为斜板沉淀区、及斜板沉淀区下的布水区、底部的淤泥区。第三垂直导流板12末端设一出流布水扁嘴13，沉淀池2的底部设有两个串接的沉淀斗50，而出流布水扁嘴13紧贴于沉淀斗50的斜边上。第三垂直导流板12底部端面略高于沉淀池2的布水区，使得经出流布水扁嘴13排出的水流能均匀的分布于沉淀池2的布水区。在沉淀池2的斜板19上架设有覆盖沉淀池端口的集水槽3，该集水槽的截面为“∪”形，并在平面上呈“田”字形设置，该集水槽体的内部侧壁为呈锯齿状的锯齿堰17、而位于沉淀池2外部侧边为水平边。集水槽3末端连接一出水管18。强化复合生物反应池1进水端(左端)前设有一污泥浓缩池4，该污泥浓缩池的底部设有一个污泥斗70。沉淀池2外设有排泥泵14及配套的排泥管30，通过排泥管30将沉淀池2的底部与污泥浓缩池4的底部连通。污泥浓缩池4内装置一污泥回流泵15及其配套污泥管道与强化复合生物反应池上的进水布水槽7连通，污泥浓缩池内还设有一污泥泵16通过配套的污泥排管40与外部连通。
工程应用时，根据处理污水量，可将多个强化复合生物污水处理系统并联使用，如图4所示。当污水通过污水进水管9进入进水布水槽7内，经第一垂直导流板8自上而下地流入强化复合生物反应池1内。由于在强化复合生物反应池1中布设了密集的辫帘式生物膜载体软性填料6，污水在强化复合生物反应池1内流动过程中，每m3池容积中能形成10-50g(干重)生物膜。在填料表面形成的生物膜具有一定的厚度(1-10mm)，该生物膜在曝气过程中，从表及里存在溶解氧(DO)的梯度，由此形成好氧层(表层)，缺氧层(中层)和厌氧层(内层)，相应分别生长和繁殖好氧菌、兼性菌和厌氧菌，其中还生长和繁殖着藻类、原生动物和后生动物，由此形成较长的和稳定的食物链。它们共同作用，分工合作，能高效地降解和去除进入强化复合生物反应池内污水中多种多样的污染物，使被处理污水达到高度的净化。同时曝气器5在曝气时，从曝气器组5释放出的无数微小空气泡，与污水混合形成容重小于1的混合体，它在上升的过程中跟水流交换，由此形成横断面的水力旋流流态，这样就使混合于水流中的空气泡反复多次地在处理池中上下旋转逗留，由此延长它们在池中的停留时间，从而提高了其氧的利用率。同时，横向旋流与纵向推流相结合的水力流态能有效地防止水流短路，可大幅度提高强化复合生物反应池1的容积利用率(从普通流态的50-60％提高到90％以上)。
通过对强化复合生物反应池1前段的曝气器5排出空气量的调节(减少或间歇的停止曝气)，可在强化复合生物反应池1前段形成缺氧区和厌氧区，通过污泥的回流能有效地去除污水中的磷。通过生物膜表层和里层的好氧-缺氧形成的同步硝化-反硝化还能有效地去除污水中的氨氮和总氮。混合在污水中的污泥(它是脱落的生物膜与悬浮的活性污泥的复合生物质)通过在缺氧区的水解、酸化和厌氧区的甲烷发酵，能实现污泥固体的液化和气化，从而使污泥体积和质量均有所减少。此外生物膜中存在的较长的食物链，尤其是后生动物，能够大量地扑食细菌和藻类，而使生物膜量大幅度减少。在HRT＝3-4h，其剩余污泥量仅为活性污泥工艺的1/3-1/2，或者为0.25g-0.35g生物量(干重)/gΔBOD5。
当处理后的污水由强化复合生物反应池1的出水端经第二垂直导流板11与溢流堰10均匀的进入沉淀池2的前端，通过第三垂直导流板12末端的出流布水扁嘴13使水流均匀的分布于沉淀池2的斜板沉淀区的下部布水区，并自下而上地流经斜板19，在其中进行沉淀和固/液分离，澄清水从斜板19上端流出经锯齿堰17汇流入集水槽3中，并从集水槽3出水端经出水管18进入附近受纳水体，或者经过深度净化后予以回收再用。
沉淀池2底部淤泥坑沉积的污泥，定期地用排泥泵14排出，通过排泥管30送入污泥浓缩池4，在其中污泥进行重力浓缩，同时进行厌氧反应而释放磷。经厌氧释磷的浓缩污泥，用污泥回流泵15送入强化复合生物反应池1的前端的进水布水槽3中，与进水混合并一同进入强化复合生物反应池1中再循环，进行缺氧和好氧过量摄取磷。另外，含有过量磷的剩余污泥经浓缩后经污泥泵16排出，送至污泥脱水机脱水后外运至垃圾填埋场，从而实现磷的去除。
本实施例中，为了提高污水处理效率，在进水布水槽3中投加硅藻精土，它是一种多功能净水剂，具有吸附、混凝沉淀、助滤脱水和加速沉淀等效能，含有硅藻精土的污水，经复合生物处理后，其出水具有很好的沉淀性能，能在半小时内完成沉淀和澄清。含有硅藻精土的污泥，经带式压滤脱水后，其含水率为60％，而不含硅藻精土的脱水污泥，其含水率高达77％；前后两种脱水污泥的体积比约为1∶3。这样，含有硅藻精土的脱水污泥，其总体积仅为活性污泥法工艺产生的脱水污泥体积的1/9-1/6.这将大幅度地减少脱水污泥的处理和处置量，相应将大大节省污泥处理和处置的基建费和运行费。含有硅藻精土污泥实现回流循环，能显著减少硅藻精土的用量并能显著改善沉淀效果；硅藻精土的适宜投加量为20-30mg/L。
与现有技术相比，本实用新型污水处理效率高、净化效果好和成本低，具有很高的经济价值、社会效益和环境效益。
权利要求1.一种强化复合生物污水处理系统，其特征在于包括进水端连通一污水进水管(9)的强化复合生物反应池(1)、布设在该强化复合生物反应池内的曝气器(5)和辫帘式生物膜载体软性填料(6)、设于该强化复合生物反应池进水端前的带有污泥排管(40)的污泥浓缩池(4)、连通该强化复合生物反应池出水端的沉淀池(2)、架设于该沉淀池上层的带有出水管(18)的集水槽(3)、连通所述沉淀池(2)底部和污泥浓缩池(4)底部的排泥管(30)。
2.根据权利要求1所述的强化复合生物污水处理系统，其特征在于所述强化复合生物反应池(1)进水端上部设有进水布水槽(7)，紧随该进水布水槽后设有朝向强化复合生物反应池(1)内的第一垂直导流板(8)，所述进水布水槽(7)连通所述的污水进水管(9)；所述强化复合生物反应池(1)出水端经一溢流堰(10)与所述沉淀池(2)连接，该溢流堰前端的所述强化复合生物反应池(1)出水端设有第二垂直导流板(11)，而溢流堰后端的所述沉淀池(2)前端设有第三垂直导流板(12)，该第三垂直导流板(12)末端设一出流布水扁嘴(13)。
3.根据权利要求2所述的强化复合生物污水处理系统，其特征在于所述沉淀池(2)的底部设有至少一个沉淀斗(50)，所述的出流布水扁嘴(13)紧贴于沉淀斗(50)的斜边上；所述的污泥浓缩池(4)的底部设有至少一个污泥斗(70)。
4.根据权利要求3所述的强化复合生物污水处理系统，其特征在于所述集水槽(3)和沉淀斗(50)之间纵向设有一组斜板(19)或斜管。
5.根据权利要求1所述的强化复合生物污水处理系统，其特征在于所述的曝气器(5)沿所述强化复合生物反应池(1)轴向设置，并分布在强化复合生物反应池池底一半宽度内。
6.根据权利要求5所述的强化复合生物污水处理系统，其特征在于所述的曝气器(5)包括与外部供气装置连通的矩形环式管道(61)、横向连通该管道的多根曝气管(60)，所述的辫帘式生物膜载体软性填料(6)设于该矩形环式曝气管(60)之上。
7.根据权利要求1所述的强化复合生物污水处理系统，其特征在于所述沉淀池(2)外设有一排泥泵(14)及所述的排泥管(30)将所述沉淀池(2)的底部与污泥浓缩池(4)的底部连通；所述污泥浓缩池(4)内装置一污泥回流泵(15)及其配套污泥管道与所述进水布水槽(7)连通，所述污泥浓缩池(4)内设有一污泥泵(16)通过所述的污泥排管(40)与外部连通。
8.根据权利要求1所述的强化复合生物污水处理系统，其特征在于所述集水槽(3)截面为“∪”形，并呈“田”字形设置，该集水槽体的内部侧壁为呈锯齿状的锯齿堰(17)，所述集水槽(3)出水端连接所述的出水管(18)。
9.根据权利要求1所述的强化复合生物污水处理系统，其特征在于所述强化复合生物反应池(1)长与宽之比大于或等于8比1。
专利摘要本实用新型公开了一种强化复合生物污水处理系统，其包括进水端连通一污水进水管(9)的强化复合生物反应池(1)、布设在该强化复合生物反应池内的布设有曝气器(5)和辫帘式生物膜载体软性填料(6)、设于该强化复合生物反应池进水端前的带有污泥排管(40)的污泥浓缩池(4)、连通该强化复合生物反应池出水端的沉淀池(2)、架设于该沉淀池上层的带有出水管(18)的集水槽(3)、连通所述沉淀池(2)底部和污泥浓缩池(4)底部的排泥管(30)。本实用新型通过将生物膜及活性污泥复合生物处理技术加以优化整合，提高了污水处理效率和净化效果，降低了成本，适用于处理生活污水、城市污水、工业废水和农业废水等多种领域。
文档编号C02F3/10GK2883353SQ20062001799
公开日2007年3月28日 申请日期2006年8月28日 优先权日2006年8月28日
发明者王宝贞, 金文标, 曹向东, 王淑梅, 黄汉钦, 王进 申请人:王宝贞