专利名称：一种同步处理污水与臭气的复合生物滤池的制作方法
技术领域：
本发明专利属于环保设备技术领域，涉及一种污水处理工艺设备的改进。
背景技术：
污水处理是能源密集型的综合技术。长期以来，能耗大、运行费用高等问题严重阻 碍了我国城市污水厂的建设与运营。我国城市污水处理厂能耗主要用于污水生物处理和污 泥处理的单元，占污水厂直接运行成本的60%以上，其中污水生物处理能耗主要集中在二 级处理的供氧的鼓风机房，约占全厂能耗70%以上。因此曝气能耗小、污泥产量低的生物处 理技术研究已经十分紧迫和必要另外污水处理厂也存在“废气”问题，即污水处理构筑物，特别是污泥处理单元散 发恶臭气味的问题，也有污泥焚烧处理所产生的二噁英空气污染问题。很多城市污水处理 厂与居住区毗邻，由于这些处理厂设计上局限于水质净化而忽略了对空气污染的控制，造 成周围人居环境的严重恶化，应尽早采取措施减轻污水厂恶臭及有毒气体对环境的污染， 而其相应的技术措施还在研究探索中。同时，《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002对氮、磷的排放有了更为 严格的规定，特别是对在氨氮指标的基础上增加了总氮指标的控制，而目前我国城市污水 生物处理同时脱氮除磷效果大多不稳定，保障率较低，仍有待进一步完善。
发明内容
为了解决上述问题，本发明专利提供了一种好氧缺氧一体式同步处理生活污水与 恶臭气体的复合生物滤池技术。即经过初沉的污水以一定分配比例分别进入生物滤池上下 两部分，上部水流方式为滴滤式，形成好氧段，填充有大颗粒或整装填料以及强化除磷填料 等介质，并在此段引入臭气进行同步处理，利用微生物代谢机制，去除污水与臭气中的可降 解污染物，并将污水中氨氮氧化为硝酸盐，同时除磷填料可通过吸附_反应进行磷的沉降 脱除；下部为淹没状态，形成缺氧段，填料为小颗粒介质，利用初沉后分配进水中有机碳源， 将上段流入混合液中的硝酸盐进一步进行反硝化脱氮；出水可通过回流装置按一定比例回 流至上部进水管，以提高污水处理效率。详细说明如下复合生物滤池上部为滴滤好氧段，根据进水水量、水质浓度及处理要求，可分为若 干层，每层单独承托，且每层顶部距上一层有一定空间。各层可单独填装不同填料，也可将 填料按所需比例混合填装。上部填料可为气阻较小的大颗粒填料或整装填料中的一种或多 种，同时掺混一定比例具有除磷功能的填料，如海绵铁颗粒、石灰石等填料中一种或多种， 可利用微生物代谢机制，去除污水中的有机污染物，并将污水中氨氮氧化为硝酸盐，同时除 磷填料可通过吸附_反应进行磷的沉降脱除；臭气通过引风装置进入滤池上部好氧段后， NH3、H2S、VOCs、甲硫醇等恶臭污染物溶于污水，进而被污水中及附着在填料上的微生物通过 代谢作用去除，达到同步除臭的功能。复合生物滤池下部为淹没缺氧段，根据需要单独分层装填各种填料或混合装填。
3下部填料为各种利于反硝化菌群附着生长且粒径较小的填料，可以是火山岩、生物陶粒等 生物填料中的一种或多种。为保证微生物有足够的碳源进行反硝化反应，将一定比例的初 沉后污水引入该段，作为补充碳源，将上段流入液中的硝酸盐进行反硝化脱氮；同时为保证 出水水质，设置回流管路，将下部淹没缺氧段出水按一定比例回流至上部进水管循环处理。本发明特点1、在该复合生物滤池中，污水与臭气可同步得到处理；2、采用滴滤的方式供氧，大幅度节省曝气能耗，降低运行成本；3、复合生物滤池上部产生的剩余污泥(脱落生物膜)量较少，下部缺氧段可进一 步过滤截留，可省去二沉池；4、在同一滤池内实现好氧缺氧，并考虑部分初沉污水分配至缺氧段，因此在保证 COD、氨氮处理效率的同时，总氮的去除效率得到提高；5、采用填料强化除磷填料，提高了对污水中总磷的去除效率。综上，本发明可在同一生物滤池内低成本地实现污水生物降解、脱氮除磷、处理恶 臭气体等功能，符合国家节能减排方略，具有广阔的应用前景。
图1为好氧缺氧一体式复合生物滤池系统示意中1.污水进管、2.布水器、3.上部填料区、4.承托板、5.布气室、6.反冲洗排 水槽、7.下部填料区、8.集水室、9.反冲洗进水管、10.反冲洗出水管、11.底部进水支管、 12.回流管、13.进气管、14.出水管。
图2为三段式好氧缺氧一体式复合生物滤池系统示意图
图中1.污水进管、2.滤池、3.布水器、4.顶层填料、5.穿孔承托板、6.中间层填料、 7.布气室、8.反冲洗排水槽、9.底层填料、10.滤板、11.集水滤头、12.底部集水室、13.反 冲洗进水管、14.反冲洗出水管、15.进水支管、16.回流管路、17.进气管、18.出水管。
具体实施例方式结合附图2介绍整个系统的具体运行过程和实施参数经初沉后的污水一部分经污水进管(1)在重力作用下从顶部进入滴滤池，经过布 水器(3)均勻滴淋到顶层的填料(4)上，经过填料表面生物膜的过滤，有机物得到一定程度 降解，再流经穿孔承托板(5)，通过填料层间的空隙进行二次通风强化复氧后滴淋到中间填 料层(6)的顶部，流过填料表面的生物膜，有机物得到进一步降解，氨氮氧化为硝酸盐。该 层还混合了除磷功能的填料，对磷可起到吸附一化学沉淀的效果。上部出水经过穿孔承托 板经布气室(7)，滴落到反冲洗排水槽(8)，汇聚后流入下部淹没段，其中填充小颗粒填料 (9)，控制水力条件，可形成利于反硝化细菌生长的缺氧环境，将在滤池上部好氧硝化反应 产生的硝酸盐进一步转化为氮气，达到完全脱氮的效果。生物滤池下部底端设置滤板(10)， 并安装集水滤头(11)，水流通过滤头流入底部的集水室(12)，通过出水管(18)排出，其中 部分出水可以通过回流管路(16)回流到顶部。另外，为保证底层反硝化反应所需的碳源，一部分经初沉的污水可直接通过进水 支管(15)引入反冲洗排水槽(8)，通过溢流进入底层淹没缺氧段。由于顶部两层脱落的生 物膜都随水流汇聚于底层，为避免产生堵塞，设置了反冲洗系统，反冲洗进水管(13)位于底部集水室(12)，反冲洗水通过滤头，进入底层，通过上部的反冲洗排水槽(8)及反冲洗出 水管(14)流出。在复合生物滤池的顶端可连接引风机，在引风作用下，恶臭气体经进气管(17)进 入布气室(7)均勻进入填料层，NH3、H2S、VOCs、甲硫醇等恶臭成分先溶于液相，再经生物膜 吸附吸收进入微生物细胞内，以得到降解。实施例采用复合生物滤池对北京某高校校园生活污水进行处理，每日处理水量为0. 5m3， 污水进水水质如表1所示。表1校园生活污水水质 臭气由钢瓶配气产生，试验时气速控制为100m3/h，进气中NH3、H2S及甲硫醇浓度 分别为 8. 65mg/m3、27. 8mg/m3 和 0. 86mg/m3。根据现场情况，在校园污水站附近进行试验，复合生物滤池设计为柱状，高300cm， 内径19cm，有效容积约为70L，该滤池自上而下分三段，每段高为80cm ；顶端两段为滴滤好 氧状态，底段为缺氧淹没状态。该系统于2008年6月开始运行，整个系统的最终出水水质基本稳定，每周对进、 出水水质监测3次，出水中CODcr, BOD5, NH3-N, TN及TP的平均浓度为43. 7mg/L、23. Img/ L、15. 6mg/L、5. 3mg/L、l. 8mg/L,平均去除率分别为 80. 4 %,85. 6 %,78. 9 %,80. 6.
76. 8. %，其最终出水水质接近满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) — 级A标准；出气中NH3、H2S及甲硫醇平均浓度分别为1. 3mg/m\0. 8mg/m3、0. 36mg/m3、，平均 去除率分别为85. 6%、97. 4%及57. 6%，达到国家一级排放标准。
权利要求
一种同步处理污水与臭气的复合生物滤池，包括上部进水管(1)、布水器(2)、上部填料区(3)、承托板(4)、布气室(5)、反冲洗排水槽(6)、下部填料区(7)、集水室(8)、反冲洗进水管(9)、反冲洗出水管(10)、底部进水管(11)、回流管(12)、进气管(13)和出水管(14)；其特征为分为上下两部分，污水以一定分配比例分别进入，上部水流方式为滴滤式，形成好氧段，填充有大颗粒填料或整装填料，以及强化除磷填料，并在此段引入臭气进行同步处理，利用微生物代谢机制吸收去除；下部为淹没状态，形成缺氧段，填充小颗粒填料；出水通过回流装置按一定比例回流至上部进水管，以提高污水处理效率。同一生物滤池内实现了污水好氧生物降解、脱氮除磷、处理恶臭气体等功能。
2.根据权力要求1所述的一种同步处理污水与臭气的复合生物滤池，其特征是上部 滴滤好氧段，根据进水水量、水质浓度及处理要求，可分为若干层，每层单独承托，且每层顶 部距上一层有一定空间。各层可单独填装不同填料，也可将填料按所需比例混合填装。
3.根据权力要求1所述的一种同步处理污水与臭气的复合生物滤池，其特征是下部 是淹没缺氧段，根据需要单独分层装填各种填料或混合装填。
4.根据权利要求1所述的一种同步处理污水与臭气的复合生物滤池，其特征是臭气 通过引风装置进入滤池上部好氧段后，被污水溶解，进而被污水中及附着在填料上的微生 物通过代谢作用去除，达到同步除臭的功能。
5.根据权力要求1所述的一种同步处理污水与臭气的复合生物滤池中填料特征为上 部为气阻较小的大颗粒或整装填料的一种或多种，同时掺混一定具有除磷功能的填料如海 绵铁颗粒、石灰石等一种或多种；下部为各种利于反硝化菌群附着生长且粒径较小的填料 如火山岩、生物陶粒等一种或多种。
6.根据权力要求1所述的一种同步处理污水与臭气的复合生物滤池中填料特征为为 保证微生物有足够的碳源进行反硝化反应，将一定比例的原水引入该段，作为补充碳源。同 时为保证出水水质，设置回流管路，将污水按一定比例回流至上部进水管循环处理。
全文摘要
长期以来，污水厂一直面临着能耗大、运行费用高、产生恶臭等问题的困扰。为此，本发明提供一种复合生物滤池，可利用微生物代谢作用同步处理污水与臭气，并兼具如下特点采用滴滤的方式供氧，大幅度节省曝气能耗，降低运行成本；通过优化生物滤池结构，在同一生物滤池内形成好氧段及缺氧段，并通过进水分配补充碳源，使总氮的去除效率得到提高；采用填料强化除磷填料，提高了对污水中总磷的去除效率；复合生物滤池上部产生的剩余污泥量较少，下部缺氧段可进一步过滤截留，可省去二沉池。
文档编号C02F3/10GK101880086SQ20101000228
公开日2010年11月10日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者匡颖, 王振兴, 王鹤立, 董启荣 申请人:王鹤立