专利名称：生物填料污水处理装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理技术，尤其涉及生物填料污水处理技术。
背景技术：
近年来，工业的迅速发展和人类的高度集中，使许多国家和地区的饮用水水源受到不同程度的污染。传统的水处理工艺已不能有效去除水中大量的溶解性有机污染物、氨氮等有害物质，为了能更有效地去除饮用水中的各种污染物，需要对传统水处理工艺进行改进。工业废水、生活污水处理中的生物接触氧化法、上流式曝气生物滤池及膜生物反 应器技术，是比较高效的水处理工艺，而填料是这些工艺的核心部分，无论是好氧、兼氧还是厌氧过程中，生物填料作为微生物的载体影响着生物的生长、繁殖和脱落的整个过程，它的性能直接影响和制约着处理的效果。生物填料因其在水处理领域独特的性能，国内外的水处理工作者一直不断地研制、开发、生产和应用各种不同的填料，提高水处理技术水平。国内一般选用填料微生物挂膜快，老化生物膜易脱落；稳定性，要求填料能抗酸、抗碱、耐氧化，不易生物降解，不易老化等；充氧效率高；安装维修方便；质轻，机械强度大；价格便宜等。该工艺选用弹性填料，具有散热性能高，阻力小，布水、布气性能好，易长膜、t匕表面积大、空隙率高、微生物生长好、价格低廉等特点。使其在污水的深度处理中得到了广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种生物填料污水处理装置及其方法。以解决小水量污水处理设施复杂，设备维护量大，操作不便的问题。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为一种生物填料污水处理装置，其主要特点包括有在格栅渠中设有格栅，格栅渠通过进水管连通生物氧化池，在生物氧化池中设有曝气管，曝气管与曝气风机相连通；生物氧化池中设有的出水管通过提升泵连通过滤灌，过滤灌的出水管连通储水池。所述的生物填料污水处理装置，还包括有所述的曝气管在生物氧化池中占整个生物反应区的25% — 70%。由于该池型针对小水量设计，进水水量及水质波动较大，对生物膜及活性污泥的冲击较大。采用半池曝气，可使污水在生物反应区形成旋流，且增加了生物填料，填料随污水在生物反应区做旋流运动，起到对污水水质的均质作用，有效的降低了污水水质的不同变化对活性污泥和生物膜的冲击作用。所述的生物填料污水处理装置，还包括有装置设于两层，生物氧化池、泵坑、储水池连体设于地面下，提升泵设于泵坑中；过滤灌设于储水池的上方。所述的生物填料污水处理装置，还包括有在生物氧化池中有活性污泥和填料，所述的填料为弹性填料。所述的生物填料污水处理装置，还包括有在生物氧化池中设有的出水管为穿孔出水管。由于生物填料的存在，且生物填料比重较水轻，挂膜后悬浮于生物反应区。出水时，为防止填料随污水漏失，采用穿孔出水管出水。污水经穿孔管由提升泵提升进入过滤灌，生物填料由穿孔管截留在生物反应池内。 一种生物填料污水处理方法，其步骤为(I)预处理阶段原水经由格栅去除污水中的漂浮物后进入生物反应池；(2)生物处理阶段原水进入生物反应池到达确定的水位后，开始鼓风曝气，由于曝气管在生物氧化池中占整个生物反应区的25% — 70%，采用半池曝气，可使污水在生物反应区形成旋流，且增加了生物填料，填料随污水在生物反应区做旋流运动，起到对污水水质的均质作用，有效的降低了污水水质的不同变化对活性污泥和生物膜的冲击作用，；通过活性污泥及填料表面生物膜的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物；；(3)沉淀阶段原水经由好氧反应去除有机污染物后，停止鼓风曝气，活性污泥自然沉淀，填料悬浮于污水中；(4)过滤阶段经生物反应去除有机污染物的污水经提升泵提升进入过滤灌，经由过滤灌进一步去除SS后，进入储水池。由于填料悬浮于生物反应池，因此为防止生物填料的漏失，生物反应区设置穿孔出水管，截留生物填料；(5)排放储水池水经消毒后达标排放。本发明旳有益效果本发明是针对小水量污水设计的生物处理技术，兼有污水生物处理中活性污泥法和生物膜法的特点。原水进入生物氧化池后，在充氧条件下，污水和各种微生物群体进行连续的混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。同时由于填料的存在，且填料为多孔结构，大量微生物与填料接触，在填料表面形成生物膜。由于该工艺采用的是半池曝气，填料曝气时在池内循环流动，既对污水形成搅拌作用，使得整个氧化池内污水水质平衡、稳定，又可以利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有机污染物。而脱落下来的生物膜与活性污泥接触，通过生物凝聚形成新的活性污泥。本发明针对小水量设计，考虑了小水量污水水量变化大的特点，在空间上是完全混合池型，因此，不需单独设置调节池，一定程度上降低了工程投资。同时，由于进水量很小，沉淀时进水对污泥层的扰动很小，因此沉淀阶段可以在生物氧化池内进行，不需再设单独的沉淀池，节省了占地和投资。由此可见，该池型是集水量调节、生物氧化与沉淀一体的设计，流程简单，运行管理方便，适应小水量污水处理。本发明占地面积小，其结构为生物氧化池、泵坑、储水池连体式设计，结构紧凑，流程简单。且构筑物均为地下式，上建水处理车间，所有设备置于车间内，有效降低了占地面积，基建投资小。设备少，运行方式灵活，操作简单。本发明只配备了常规生物处理的曝气风机、提升泵、压力滤灌等设备，运行方式由现场控制柜控制，可以实现自动与手动两种控制方式。自动控制可根据进水水量，由现场控制柜通过调节曝气周期、出水周期、反冲周期等来实现；手动控制可由操作人员通过观察生物氧化池水位由现场控制按钮箱控制曝气、出水和反冲。
本发明抗冲击负荷能力强，本发明的设计是一种时间上推流和空间上完全混合的池型，针对小型污水处理站水量波动大的情况，该工艺可以通过调整曝气周期、出水时间等来适应水量的变化，因此对水量波动有较强的适应能力。本发明每个周期出水阶段都会有已处理达标的水未排除，且采用了半池曝气，生物氧化池中的填料在曝气风机的作用下，在生物氧化池中循环流动，既保证了生物氧化池中生物浓度，又起搅拌作用，因此会对进入生物氧化池的污水进行稀释中和，使得生物氧化池中污水浓度相对较稳定，有力的保护了活性污泥的微生物，因此，该工艺对水质波动有较强的适应能力。
本发明产生污泥量小，该工艺采用的填料为多空结构，大量的微生物以生物膜的形式附着在填料上，使得污水中的污泥浓度很小，污泥产率低，同时沉淀时进水不会对污泥层产生大的扰动，使得在出水时可以同时进水。本发明设备维护量小，该工艺所需设备只有常规生物处理中的曝气风机、提升泵和压力滤罐等，设备量小，且均为国家标准设备，维护量小，维修简单。本发明运行操作简单，该工艺由于流程简单，设备量小，且能实现自动控制，现场可安排I名管理人员或兼职管理人员不定时巡检；或根据污水进水水量，设定每日曝气时间、曝气时长、沉淀时间、排水时间和反冲时间，定时由管理人员到现场操作运行，整个周期约4-5小时。
图I为本发明的俯视示意及设备布置示意图；图2为本发明的俯视示意及管路平面布置示意图；图3为图I的A-A剖面示意图；图4为图I的B-B剖面示意图；图5为图I的C-C剖面示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例I :一种生物填料污水处理装置，包括有在格栅渠I中设有格栅1，格栅渠I通过进水管2连通生物氧化池II，在生物氧化池II中设有曝气管3，曝气管3与曝气风机4相连通；生物氧化池II中设有的出水管5通过提升泵6连通过滤灌7，过滤灌7的出水管8连通储水池III。所述的曝气管3在生物氧化池II中为占整个生物反应区的25%。装置设于两层，生物氧化池II、泵坑IV、储水池III连体设于地面下，提升泵6设于泵坑IV中；过滤灌7设于储水池III的上方。在生物氧化池II中活性污泥和填料，所述的填料为弹性填料9。在生物氧化池II中设有的出水管5为穿孔出水管。生物填料污水处理方法，其步骤为(I)预处理阶段原水经由格栅去除污水中的漂浮物后进入生物反应池；
(2)生物处理阶段原水进入生物反应池到达确定的水位后，开始鼓风曝气，由于曝气管在生物氧化池中占整个生物反应区的25%，采用半池曝气，可使污水在生物反应区形成旋流，且增加了生物填料，填料随污水在生物反应区做旋流运动，起到对污水水质的均质作用，有效的降低了污水水质的不同变化对活性污泥和生物膜的冲击作用，；通过活性污泥及填料表面生物膜的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物；；(3)沉淀阶段原水经由好氧反应去除有机污染物后，停止鼓风曝气，活性污泥自然沉淀，填料悬浮于污水中；(4)过滤阶段经生物反应去除有机污染物的污水经提升泵提升进入过滤灌，经由过滤灌进一步去除SS后，进入储水池。由于填料悬浮于生物反应池，因此为防止生物填料的漏失，生物反应区设置穿孔出水管，截留生物填料；
(5)排放储水池水经消毒后达标排放。实施例2 :—种生物填料污水处理装置，所述的曝气管3在生物氧化池II中为占整个生物反应区的40%。其余结构与实施例I相同。生物填料污水处理方法，其步骤为(2)生物处理阶段原水进入生物反应池到达确定的水位后，开始鼓风曝气，由于曝气管在生物氧化池中占整个生物反应区的40%，采用半池曝气。其余步骤同时实例I。实施例3 :—种生物填料污水处理装置，所述的曝气管3在生物氧化池II中为占整个生物反应区的55%。其余结构与实施例I相同。生物填料污水处理方法，其步骤为(2)生物处理阶段原水进入生物反应池到达确定的水位后，开始鼓风曝气，由于曝气管在生物氧化池中占整个生物反应区的55%，采用半池曝气。其余步骤同时实例I。实施例4 :一种生物填料污水处理装置，所述的曝气管3在生物氧化池II中为占整个生物反应区的70%。其余结构与实施例I相同。生物填料污水处理方法，其步骤为(2)生物处理阶段原水进入生物反应池到达确定的水位后，开始鼓风曝气，由于曝气管在生物氧化池中占整个生物反应区的70%，采用半池曝气。其余步骤同实施例I。实验例I :生物填料污水处理装置及其方法，处理规模，设计水量为200m3/d，设计运行时间按12小时考虑，污水平均流量为16. 6m3/h，时变化系数取2，实际设计水量33. 3m3/h。(I)格栅渠1座，地下式钢筋混凝土结构，工艺尺寸LXBXH=2. 0X0. 6X1. 5m。安装人工格栅I台，栅隙5mm。(2) JMF 氧化池地下式钢筋混凝土 JMF氧化池I座，工艺尺寸LXBXH=22. 00X2. 50X4. 5m，用于污水的生物处理。(3)综合车间
地上式砖混结构综合间I座，工艺尺寸LXBXH=7. 50X5. 40X3. 90m。所有设备安装于综合车间。(4)接触消毒池地下式钢筋混凝土接触消毒池I座，与JMF池合建，工艺尺寸LXBXH=2. 50X 2. OOX4. 50m,该池有效容积 V=20m3实验例2 该设计水量为20m3/d,设计运行时间按12小时考虑,污水平均流量为I. 7m3/h,时变化系数取2，实际设计水量3. 4m3/h。( I)格栅渠I座
地下式钢筋混凝土格栅渠I座，工艺尺寸LXBXH=2. 24X0. 5X1. 2m。安装人工格栅。( 2 )生物填料氧化池I座，地下式钢筋混凝土生物氧化池I座，工艺尺寸LXBXH=4. 00X2. 80X4. 5m，该池B0D5负荷设计参数为0. lkg. B0D5/kg. MVLSS. d，有效体积35m3，用于污水中有机物的去除。(3)清水池I座，地下式钢筋混凝土清水池I座，工艺尺寸LXBXH=2. 6X2. 10X4. 5m,有效水深4m，有效容积21m3。(4)泵坑I 座，地下式钢筋混凝土清水池I座，工艺尺寸LXBXH=2. 6X1.8X4. 5m。用于提升泵的安装。(5)综合车间地上式轻钢彩板结构综合间I座，工艺尺寸LXBXH=6. 00X4. 50X3. 5m。所有设
备置于综合车间内。出水水质均达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的常规污染物的一级排放标准B标准。
~7jcM
准 CODcr BOD5SS NH3-Ni IsTP
类别 \______
设计进水水
质 400 18U 200 35 45 4 (mg/L)_______
设计出水水
质 ^60 彡20 彡20 sS8 (15) 彡20 彡I (mg/L)_______
77 I
处理程度(％) 8「i 88. 9 90 (5 2) 55.6 75注括号外数值为水温> 12°C时的控制指标，括号内数值为水温彡12°C时的控制指标。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种生物填料污水处理装置，其特征包括有在格栅渠中设有格栅，格栅渠通过进水管连通生物氧化池，在生物氧化池中设有曝气管，曝气管与曝气风机相连通；生物氧化池中设有的出水管通过提升泵连通过滤灌，过滤灌的出水管连通储水池。
2.如权利要求I所述的生物填料污水处理装置，其特征还包括有所述的曝气管在生物氧化池中占整个生物反应区的25% — 70%。
3.如权利要求I所述的生物填料污水处理装置，其特征还包括有装置设于两层，生物氧化池、泵坑、储水池连体设于地面下，提升泵设于泵坑中；过滤灌设于储水池的上方。
4.如权利要求I所述的生物填料污水处理装置，其特征还包括有在生物氧化池中有活性污泥和填料，所述的填料为弹性填料。
5.如权利要求I所述的生物填料污水处理装置，其特征还包括有在生物氧化池中设有的出水管为穿孔出水管。
6.一种生物填料污水处理方法，其特征步骤为 (1)预处理阶段原水经由格栅去除污水中的漂浮物后进入生物反应池； (2)生物处理阶段原水进入生物反应池到达确定的水位后，开始鼓风曝气，由于曝气管在生物氧化池中占整个生物反应区的25% — 70%，采用半池曝气；通过活性污泥及填料表面生物膜的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物； (3)沉淀阶段原水经由好氧反应去除有机污染物后，停止鼓风曝气，活性污泥自然沉淀，填料悬浮于污水中； (4)过滤阶段经生物反应去除有机污染物的污水经提升泵提升进入过滤灌，经由过滤灌进一步去除SS后，进入储水池。由于填料悬浮于生物反应池，因此为防止生物填料的漏失，生物反应区设置穿孔出水管，截留生物填料； (5)排放储水池水经消毒后达标排放。
全文摘要
本发明涉及一种污水处理技术，尤其涉及生物填料污水处理技术。一种生物填料污水处理装置，其主要特点包括有在格栅渠中设有格栅，格栅渠通过进水管连通生物氧化池，在生物氧化池中设有曝气管，曝气管与曝气风机相连通；生物氧化池中设有的出水管通过提升泵连通过滤灌，过滤灌的出水管连通储水池。本发明是针对小水量污水设计的生物处理技术，兼有污水生物处理中活性污泥法和生物膜法的特点，占地面积小，其结构为生物氧化池、泵坑、储水池连体式设计，结构紧凑，流程简单。且构筑物均为地下式，上建水处理车间，所有设备置于车间内，有效降低了占地面积，基建投资小。设备少，运行方式灵活，操作简单。
文档编号C02F3/02GK102745806SQ20121026604
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月28日 优先权日2012年7月28日
发明者尚小鹏, 岳祖岩, 王刚, 王小云 申请人:甘肃金桥给水排水设计与工程(集团)有限公司