专利名称：一种高效治理污染地表水的组合式生物膜处理方法
技术领域：
本发明涉及水处理领域，具体地说是高效处理受污染地表水的组合式生物膜装置及其处理方法。
背景技术：
随着我国经济的发展及城市人口的增长，水污染与水资源短缺的问题日益突显，给生态环境带来了巨大的压力。由于城市污水管网的收集能力与配套建设有限以及老城区排水管网本身设计缺陷和改造的困难，大量的生活污水未经处理就直接排入河道，一些城市内河完全沦为排污河，丧失景观功能，并严重的影响河道两岸的居住环境质量。另外，由于传统农业对高产稳产的追求，大量使用化肥和农药，过剩的化肥和农药随雨水进入地表水体，导致地表水体的富营养化。近年来许多研究者对污染地表水的处理技术进行了研究，并取得了很好的效果。传统的河道曝气技术处理效果好、见效快，但需投入较多设备，且动力消耗大运行成本高，在我国应用较少。有些研究者开发使用以好氧生物膜为基础的处理工艺来对受污染地表水体进行治理，但仍存在着氮、磷去除率不高的问题。另有采用厌氧/好氧交替的工艺，但脱氮除磷效果一般且成本高。
发明内容
发明目的本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决现有地表水体治理技术存在的氮磷去除效果一般、治理技术运行成本高、治理周期长的难题，提供一种能耗低、污泥产量低，又能高效去除受污染河水中的污染物质的一体化的组合生物膜污水处理工艺。一种高效治理污染地表水的组合式生物膜装置，包括进水过滤单元、生物处理单元、回流单元和出水单元四部分组成。所述的进水过滤单元包括栅网过滤器，其进水孔设在栅网过滤器的侧壁。所述的生物处理单元由厌氧池、缺氧池、好氧池组成的，厌氧池和缺氧池内设置束状弹性填料；好氧池分层设置，每层设置生物填料或滤料，填充率为50、0%。相邻层之间用不透水硬质塑料板隔开，且各层之间通过虹吸管连接，利用虹吸形成过程水体的快速流动增加各层的溶解氧浓度。层数不少于4层，每层高度5(Tl00Cm。所述的回流单元由蓄水回流池和提升泵构成，蓄水回流池中的水由提升泵打入好氧池顶端，实现回流。所述的出水单元由栅网过滤器和清水池组成的，出水口设在清水池的上端。借助组合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于污染地表水经入水口输入进水过滤单元的栅网过滤器，然后顺序流经厌氧池、缺氧池、蓄水回流池，之后由蓄水回流池内的水泵打入好氧池顶端，好氧池建于二沉池之上，好氧池的出水呈S型逐级虹吸跌落至底端二沉池， 流入蓄水回流池5后，随蓄水回流池内水位的升高，回流至缺氧池，完成一个循环；借助水泵将二沉池内的水泵入栅网过滤器，再经出水管进入清水池底部，均匀配水后进入中间的斜管层，最后由出水口排出，完成污染地表水的治理过程。 所述的好氧池设置为4层或4层以上，每层高度5(Tl00Cm，每层设置生物填料或滤料，层与层之间用不透水的隔板隔开，每层采用单极虹吸复氧，整体呈S型多级虹吸复氧。所述的入水口设置在栅网过滤器的侧壁，出水口设置在清水池的上端。所述好氧池的每层的填料或者滤料的填充率为50、0%。有益效果本发明组合式生物膜装置，不仅利用了虹吸现象与大气复氧现象进行曝气，而且利用二沉池、蓄水回流池、缺氧池之间的高位差实现自动的蓄水回流，还利用了不同填料的特性，不存在填料堵塞的问题；结合厌氧、缺氧、好氧，由进水过滤单元、生物处理单元、回流单元和出水单元四部分组成，结构简单紧凑，占地面积小，易于实施和维护，前期投资小，无放大问题，运行费用低，运行成本为O. 04元/t左右(若按电费每kw/h为O. 6元计算)，见效快；构建在地表水体旁边，不破坏原有的河道景观，可将受污染缺氧地表水中的溶解氧提高到3mg/L以上，水质达到地表水四类水标准。解决了现有地表水体治理技术存在治理率低、成本高和治理周期长的难题，达到既能高效去除受污染河水中污染物质，又能达到低能耗，污泥产量低的目的，能够实现良好的环境效益和经济效益。
图1为本发明组合式生物膜装置平面布置示意图。图2为本发明的工艺流程图。图中标号说明1、进水泵，2、栅网过滤器，3、厌氧池，4、缺氧池，5、蓄水回流池，6、提升泵，7、二沉池，8、出水孔，9、好氧池，10、排水泵，11、清水池，12、出水管，13、水管，14、栅网过滤器。
具体实施方式
如图1所示，在受污染地表水的旁边构建组合式生物膜装置。本组合式生物膜装置包括有栅网过滤器2构成的进水过滤单元，由厌氧池3、缺氧池4、好氧池9组成的生物处理单元，由蓄水回流池5构成的回流单元和由栅网过滤器14和清水池11组成的出水单元。进水孔设在栅网过滤器2的侧壁上，出水管12设在清水池11的上端。好氧池(9)建于二沉池(7)之上，好氧池(9)出水的经二沉池(7)和蓄水回流池(5)，通过控制蓄水回流池的水位来实现重力自流到缺氧池内(4)。装置进水通过进水泵I将污染地表水引入组合式生物膜装置的栅网过滤器2，然后顺序流经厌氧池3，缺氧池4、蓄水回流池5，之后由水泵打入好氧池9顶端，呈S型逐级虹吸跌落至底端二沉池7，流入蓄水回流池5后，随蓄水回流池内水位的升高，周期性的回流至缺氧池4，然后周期性的循环。厌氧池3和缺氧池4内设置束状弹性填料。好氧池9分层设置，进水孔设在顶部，层间用不透水硬质塑料板隔开，每层高度50cm，内填充直径20-25mm的球形填料，填充率为90%。厌氧池、缺氧池和好氧池的水力负荷分别设置为1. 14 1. 18、1. 5 1. 8、0· 58 1. 18 m3/(m2. h)。蓄水回流池5运行的过程中通过二沉池7的跌水流入提高内水位，实现了水位的周期性提高，以至顺利回流至缺氧池4，实现反硝化脱氮效果。并且其内设置提升泵6，向好氧池9顶部间歇供水。
好氧池9设置为多层，层与层之间用不透水硬质塑料板隔开，每层采用单极虹吸复氧，整体呈S型多级虹吸复氧，有利于充分利用水流势能，提高复氧效率，同时增大增氧床内的停留时间，有利于提高好氧池内的球形填料上附着生长的大量的细菌、真菌、原生动物和后生动物对污染地表水的净化能力，达到高效脱氮除磷的效果。好氧池内生物分级明显，生物等级沿水流方向依次升高，上层脱落的生物膜将被下层较高级的生物(如轮虫、纤毛虫等)所利用。好氧池内形成一个小型的稳定的生态系统，提高了好氧池抗冲击负荷的能力，同时减少了污泥量的产生。清水池11内设有斜管，构成斜管沉淀池。装置排水是通过设于二沉池7末端的水泵10间歇性的打入出水栅网过滤器14，再经出水管进入清水池11底部，均匀配水后进入中间的斜管层，最后由上端的出水口排出，完成污染地表水的治理过程。组合式生物膜装置中的提升泵6和排水泵10以及设于地表水体中的进水泵I均由时间控制器进行自动控制。三台泵均是间歇运行，运行周期可人为设定，可根据地表水体受污染的情况进行调整，达到最佳的运行工况，在保证出水水质的情况下，降低能耗。组合式生物膜装置内的进、出水以及好氧池(9)的进水通过时间控制器控制水泵自动进行，同时也可人工操作，控制装置内水位。本装置，采用间歇方式运行，运行的周期设置为每35min装置进水一次，进水时间为90s,进水量为59_61m3/d,每3min好氧池进水一次，进水时间为45s,每20min装置排水一次，每次排水35s。本装置进水水质以及经组合式生物膜装置处理后的出水水质如下表。
权利要求
1.借助组合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于污染地表水经入水口输入进水过滤单元的栅网过滤器(2)，然后顺序流经厌氧池(3)、缺氧池(4)、蓄水回流池(5)，之后由蓄水回流池(5)内的水泵打入好氧池(9)顶端，好氧池(9)建于二沉池(7)之上，好氧池(9)的出水呈S型逐级虹吸跌落至底端二沉池(7)，流入蓄水回流池5后，随蓄水回流池内水位的升高，回流至缺氧池4，完成一个循环；借助水泵将二沉池(7)内的水泵入栅网过滤器(14)，再经出水管进入清水池(11)底部，均匀配水后进入中间的斜管层，最后由出水口排出，完成污染地表水的治理过程。
2.根据权利要求1所述的借助组合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于所述的好氧池设置为4层或4层以上，每层高度5(Tl00Cm，每层设置生物填料或滤料，层与层之间用不透水的隔板隔开，每层采用单极虹吸复氧，整体呈S型多级虹吸复氧。
3.根据权利要求1所述的借助组合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于所述的入水口设置在栅网过滤器的侧壁，出水口设置在清水池的上端。
4.根据权利要求2所述的借助组合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于所述好氧池的每层的填料或者滤料的填充率为50、0%。
全文摘要
本发明涉及借助组合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于污染地表水经入水口输入进水过滤单元的栅网过滤器(2)，然后顺序流经厌氧池(3)、缺氧池(4)、蓄水回流池(5)，之后由蓄水回流池(5)内的水泵打入好氧池(9)顶端，好氧池(9)建于二沉池(7)之上，好氧池(9)的出水呈S型逐级虹吸跌落至底端二沉池(7)，流入蓄水回流池5后，随蓄水回流池内水位的升高，回流至缺氧池4，完成一个循环；借助水泵将二沉池(7)内的水泵入栅网过滤器(14)，再经出水管进入清水池(11)底部，均匀配水后进入中间的斜管层，最后由出水口排出，完成污染地表水的治理过程。本发明复氧效率高，处理效果好，适用于受污染的地表水治理。
文档编号C02F3/30GK103058454SQ20121051645
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者冯骞, 陈鸣钊, 薛朝霞, 王萧, 林俊雄, 操家顺 申请人:河海大学