悬挂弹性填料强化A/O的间歇曝气污水处理装置及方法与流程

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法。

背景技术：

随着我国工业技术的飞速发展，水体污染问题越来越严峻，城镇污水处理排放标准也日趋严格。生活污水中氮、磷的去除是污水厂进行水处理的重中之重。现有的污水处理技术主要有：厌氧-好氧法(a/o)、厌氧-缺氧-好氧法(a2/o)、序批式活性污泥法(sbr)、氧化沟等工艺及循环式活性污泥法(cast)、uct、msbr等新工艺技术。

目前在我国污水厂中，虽然a/o和基于a/o基础上发展的一些新工艺都能获得较好的脱氮除磷效果，但申请人发现现有工艺仍存在着如内回流比较大、硝化菌增值速度较慢且浓度较低、抗冲击负荷能力弱、硝化液回流需消耗大量动力等缺陷。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的是提出一种悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法，尤其是一种悬挂弹性填料强化a/o同步硝化反硝化除磷的间歇曝气污水处理装置及方法。本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法解决了现有技术中污水处理方法存在的内回流比较大、硝化菌增值速度较慢且浓度较低、抗冲击负荷能力弱、硝化液回流需消耗大量动力的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置，包括厌氧池和好氧池，所述厌氧池和所述好氧池内悬挂填料，并且所述好氧池采用间歇曝气的运行模式，以通过所述填料强化所述厌氧池的cod去除过程和释磷过程，通过所述填料强化所述好氧池曝气阶段的硝化反应和吸磷过程，通过所述填料强化所述好氧池停曝阶段的cod去除过程、反硝化反应和吸磷过程。

根据一个优选实施方式，所述填料为弹性填料，并且所述弹性填料的填充率为50～80％。

根据一个优选实施方式，所述填料包括填料丝条和中心绳，其中，所述填料丝条设置于所述中心绳上，且所述填料丝条呈立体均匀排列辐射状。

根据一个优选实施方式，所述填料丝条的直径为0.3～0.5mm，并且所述填料的直径为100～200mm，比表面积为50～100m²/m³，孔隙率>99％，挂膜重量为80～120kg/m³。

根据一个优选实施方式，所述好氧池的曝/停比为2∶1～1∶1，并且所述好氧池曝气阶段溶解氧的浓度范围为2.0～3.0mg/l，停曝阶段溶解氧的浓度范围为0.3～0.8mg/l。

根据一个优选实施方式，所述好氧池的一个运行周期为90min，并且曝气时间/停曝时间为45min/45min。

根据一个优选实施方式，所述厌氧池和/或所述好氧池内设置有推流器，以通过所述推流器对所述厌氧池内的物料和/或所述好氧池内的物料进行搅拌。

根据一个优选实施方式，所述的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置还包括预处理单元，所述预处理单元包括粗格栅、细格栅和沉砂池，以通过所述粗格栅、所述细格栅和所述沉砂池去除污水原水中的悬浮物。

根据一个优选实施方式，所述的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置还包括二沉池、消毒池和脱水机房，其中，所述二沉池用于对所述好氧池的出水进行泥水分离，并将产生的污泥部分回流至所述厌氧池，且经所述二沉池回流至所述厌氧池的流量与经预处理单元处理后进入所述厌氧池的流量为1∶1，所述消毒池用于对所述二沉池的出水进行消毒处理，所述脱水机房用于对剩余污泥进行脱水处理。

本发明悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法，利用本发明任一技术方案所述的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置来进行污水处理，并且所述方法至少包括如下步骤：

预处理：污水原水依次通过预处理单元的粗格栅、细格栅和沉砂池，以通过所述粗格栅、所述细格栅和所述沉砂池去除污水原水中的悬浮物；

深度处理：所述预处理单元的出水进入厌氧池，所述厌氧池通过聚磷菌、反硝化聚磷菌和填料的强化作用进行cod的去除和释磷过程，

所述厌氧池的出水进入好氧池，所述好氧池在曝气阶段，通过硝化菌、聚磷菌和填料的强化作用进行硝化反应和吸磷过程，所述好氧池在停曝阶段，通过反硝化菌、反硝化聚磷菌和填料的强化作用进行cod的去除、反硝化反应和吸磷过程；

后处理：所述好氧池的出水进入二沉池进行泥水分离，产生的污泥部分回流至所述厌氧池，剩余污泥经脱水机房脱水后外运，所述二沉池的出水经消毒池消毒后排放。

本发明提供的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法至少具有如下有益技术效果：

本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法，通过对传统a/o工艺进行改进，在厌氧池和好氧池内悬挂填料，并且好氧池采用间歇曝气的运行模式，有利于加强cod、tn和tp的去除，达到更好的污水处理效果。

具体的，厌氧池通过聚磷菌、反硝化聚磷菌和填料的强化作用进行cod的去除和释磷过程；好氧池的曝气阶段，通过硝化菌、聚磷菌和填料的强化作用进行硝化反应和吸磷过程；停曝阶段，通过反硝化菌、反硝化聚磷菌和填料的强化作用进行cod的去除、反硝化反应和吸磷过程。即本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法通过对传统a/o工艺进行改造，在好氧池进行间歇曝气，通过硝化菌、反硝化菌和反硝化聚磷菌的共同作用，实现强化同步硝化反硝化除磷。

进一步的，好氧池采用间歇曝气的运行模式，为好氧/缺氧交替运行的实现创造了有利条件，好氧池的同步硝化反硝化除磷作用降低了回流污泥中的硝氮及溶解氧浓度，有利于聚磷菌及反硝化聚磷菌的释磷作用，使其能够优势生长。在好氧池进行间歇曝气，通过硝化菌、反硝化菌和反硝化聚磷菌的共同作用，实现同步硝化反硝化除磷；活性污泥在悬挂填料上形成生物膜，在好氧池曝气阶段，生物膜的微观环境上由于溶解氧扩散限制产生溶解氧浓度梯度，在形成的好氧区和缺氧区内实现同步硝化反硝化。

另一方面，由于在厌氧池和好氧池内增加填料，并且好氧池采用间歇曝气的运行模式，降低了剩余污泥的产率，提高了系统耐高负荷冲击的能力，使污水处理效果显著提高。相比于a2/o工艺，本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法不需要硝化液回流池和缺氧池，减少了回流泵设备和基建的投资，具有更好的降本增益效果和推广使用价值。

即本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法可以解决现有技术中污水处理方法存在的内回流比较大、硝化菌增值速度较慢且浓度较低、抗冲击负荷能力弱、硝化液回流需消耗大量动力的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法的一个优选实施方式流程图；

图2是本发明弹性填料的一个优选实施方式正面示意图；

图3是本发明弹性填料的一个优选实施方式侧面示意图；

图4是本发明厌氧池中悬挂弹性填料的一个优选实施方式分布示意图；

图5是本发明好氧池中悬挂弹性填料的一个优选实施方式分布示意图；

图6是本发明悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法的又一个优选实施方式流程图。

图中：1-粗格栅；2-细格栅；3-沉砂池；4-调节池；5-厌氧池；6-好氧池；7-二沉池；8-消毒池；9-污泥调节池；10-脱水机房；11-填料；12-曝气盘；11a-填料丝条；11b-中心绳；11c-支撑架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合说明书附图1～6以及实施例1～3对本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法进行详细说明。

实施例1

如图1或6所示，本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置，包括厌氧池5和好氧池6，厌氧池5和好氧池6内悬挂填料11，并且好氧池6采用间歇曝气的运行模式，以通过填料11强化厌氧池5的cod去除过程和释磷过程，通过填料11强化好氧池6曝气阶段的硝化反应和吸磷过程，通过填料11强化好氧池6停曝阶段的cod去除过程、反硝化反应和吸磷过程。

本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法，通过对传统a/o工艺改进，在厌氧池5和好氧池6内悬挂填料11，并且好氧池6采用间歇曝气的运行模式，有利于加强cod、tn和tp的去除，达到更好的污水处理效果。

具体的，厌氧池5通过聚磷菌、反硝化聚磷菌和填料11的强化作用进行cod的去除和释磷过程；好氧池6的曝气阶段，通过硝化菌、聚磷菌和填料11的强化作用进行硝化反应和吸磷过程；停曝阶段，通过反硝化菌、反硝化聚磷菌和填料11的强化作用进行cod的去除、反硝化反应和吸磷过程。即本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法通过对传统a/o工艺进行改造，在好氧池6进行间歇曝气，通过硝化菌、反硝化菌和反硝化聚磷菌的共同作用，实现强化同步硝化反硝化除磷。

进一步的，本实施例的好氧池6采用间歇曝气的运行模式，为好氧/缺氧交替运行的实现创造了有利条件，好氧池6的同步硝化反硝化除磷作用降低了回流污泥中的硝氮及溶解氧浓度，有利于聚磷菌及反硝化聚磷菌的释磷作用，使其能够优势生长。在好氧池6进行间歇曝气，通过硝化菌、反硝化菌和反硝化聚磷菌的共同作用，实现同步硝化反硝化除磷；活性污泥在悬挂填料11上形成生物膜，在好氧池6曝气阶段，生物膜的微观环境上由于溶解氧扩散限制产生溶解氧浓度梯度，在形成的好氧区和缺氧区内实现同步硝化反硝化。

另一方面，由于在厌氧池5和好氧池6内增加填料11，并且好氧池6采用间歇曝气的运行模式，降低了剩余污泥的产率，提高了系统耐高负荷冲击的能力，使污水处理效果显著提高。相比于a2/o工艺，本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置及方法不需要硝化液回流池和缺氧池，减少了回流泵设备和基建的投资，具有更好的降本增益效果和推广使用价值。

根据一个优选实施方式，填料11为弹性填料，并且弹性填料的填充率为50～80％。图4和图5分别示出了填料11在厌氧池5和好氧池6中的分布示意图，如图4或图5所示，填料11在厌氧池5和好氧池6中的填充率为50％。优选的，弹性填料悬挂于液面以下，以通过弹性填料强化cod、tn和tp的去除，达到更好的污水处理效果。再次参见图5，好氧池6内还设置有曝气盘12。

如图2或图3所示，填料11包括填料丝条11a和中心绳11b。其中，填料丝条11a设置于中心绳11b上，且填料丝条11a呈立体均匀排列辐射状如图4或5所示。再次参见如图2或3，填料11还包括支撑架11c。优选的，中心绳11b设置于支撑架11c上。优选的，填料丝条11a的直径为0.3～0.5mm，并且填料11的直径为100～200mm，比表面积为50～100m²/m³，孔隙率>99％，挂膜重量为80～120kg/m³。优选的，填料丝条11a和中心绳11b的材质为聚烯烃类，更优选为聚酰胺类。

本实施例优选技术方案的填料11的填充率为50％-80％，填料丝条11a呈立体均匀排列辐射状态，可使生物膜均匀着床，池内单位容积的生物量高于活性污泥法生化池，因此可使厌氧池5和好氧池6具有较高的容积负荷，且耐冲击负荷能力强，出水水质好而稳定。

根据一个优选实施方式，好氧池6的曝/停比为2∶1～1∶1，并且好氧池6曝气阶段溶解氧的浓度范围为2.0～3.0mg/l，停曝阶段溶解氧的浓度范围为0.3～0.8mg/l。优选的，好氧池6的一个运行周期为90min，并且曝气时间/停曝时间为45min/45min。

根据一个优选实施方式，厌氧池5和/或好氧池6内设置有推流器，以通过推流器对厌氧池5内的物料和/或好氧池6内的物料进行搅拌。优选的，好氧池6在停止曝气阶段，通过推流器对池内物料进行搅拌。

根据一个优选实施方式，悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置还包括预处理单元，如图1所示。预处理单元用于去除污水原水中的悬浮物。优选的，预处理单元包括粗格栅1、细格栅2和沉砂池3，如图6所示，以通过粗格栅1、细格栅2和沉砂池3去除污水原水中的悬浮物。本实施例优选技术方案所说的悬浮物指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。通过粗格栅1、细格栅2的截留作用以及沉砂池3的沉淀作用预先去除污水原水中的悬浮物，降低后续厌氧池5和好氧池6的处理负荷，提高污水处理效率。

根据一个优选实施方式，悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置还包括二沉池7、消毒池8和脱水机房10，如图1或6所示。其中，二沉池7用于对好氧池6的出水进行泥水分离，并将产生的污泥部分回流至厌氧池5。消毒池8用于对二沉池7的出水进行消毒处理。优选的，消毒池8用于对二沉池7的出水进行紫外消毒处理。脱水机房10用于对剩余污泥进行脱水处理。优选的，经二沉池7回流至厌氧池5的流量与经预处理单元处理后进入厌氧池5的流量为1∶1。

实施例2

本实施例的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法，是利用实施例1中任一技术方案所述的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理装置来进行污水处理。优选的，本实施例的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法，是通过悬挂填料11强化a/o同步硝化反硝化除磷的间歇曝气污水处理方法。

根据一个优选实施方式，悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法至少包括如下步骤：

(1)预处理：污水原水依次通过预处理单元的粗格栅1、细格栅2和沉砂池3，以通过粗格栅1、细格栅2和沉砂池3去除污水原水中的悬浮物。

(2)深度处理：预处理单元的出水进入厌氧池5，厌氧池5通过聚磷菌、反硝化聚磷菌和填料11的强化作用进行cod的去除和释磷过程。

厌氧池5的出水进入好氧池6，好氧池6在曝气阶段，通过硝化菌、聚磷菌和填料11的强化作用进行硝化反应和吸磷过程，好氧池6在停曝阶段，通过反硝化菌、反硝化聚磷菌和填料11的强化作用进行cod的去除、反硝化反应和吸磷过程。

(3)后处理：好氧池6的出水进入二沉池7进行泥水分离，产生的污泥部分回流至厌氧池5，剩余污泥经脱水机房10脱水后外运，二沉池7的出水经消毒池8消毒后排放。

本实施例的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法通过对传统a/o工艺进行改良，在厌氧池5和好氧池6增加悬挂填料11，并在好氧池6采取间歇曝气的运行模式，有利于加强cod、tn、tp的去除，达到更好的污水处理效果。

实施例3

下面以某南方小城镇的污水处理厂为例对本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法进行详细说明。污水处理厂的规模为1500吨/天，进水平均水质为：cod＝161.7mg/l，nh3-n＝26.3mg/l，tn＝38.6mg/l，tp＝4.6mg/l，该污水处理厂以本发明的悬挂弹性填料强化a/o的间歇曝气污水处理方法运行，工艺流程如图6所示。

污水原水依次通过预处理单元的粗格栅1、细格栅2后自流进入沉砂池3，通过重力作用除砂。沉砂池3出水自流至提升泵站，经泵送至调节池4，进行ph调节、配水后由泵抽送至组合式a/o生化段。组合式a/o生化段包括厌氧池5和好氧池6。经组合式a/o生化段深度处理后的出水进入二沉池7进行泥水分离，污泥部分回流至厌氧池5，剩余污泥进入污泥调节池9后再经脱水机房10脱水后外运，上清液经过消毒池8进行消毒后排入受纳水体。

优选的，厌氧池5设计尺寸为2.8m×4.5m×6.0m(有效水深5.0m)，hrt＝2.0h；好氧池6设计尺寸为11.8m×4.5m×6.0m(有效水深5.0m)，hrt＝8.5h。污泥负荷为0.092kgbod5/(kgmlss·d)，污泥浓度(mlss)维持在3000～4000mg/l。

优选的，厌氧池5内悬挂弹性填料，池内采用推流器进行搅拌，预处理出水及二沉池7的回流污泥同步进入厌氧池5内，厌氧池5通过聚磷菌、反硝化聚磷菌和弹性填料的强化作用进行cod的去除和释磷过程。

优选的，在好氧池6内悬挂弹性填料，由自控系统控制曝气周期，池内设有推流器，在停止曝气阶段进行搅拌。好氧池6以每90min为一个运行周期，曝气时间/停曝时间为45min/45min。其中，曝气阶段溶解氧浓度范围在2.0～3.0mg/l，停曝阶段溶解氧浓度范围在0.3～0.8mg/l。

在曝气阶段，好氧池6通过硝化菌、聚磷菌和弹性填料的强化作用进行硝化反应和吸磷过程；在停曝阶段，好氧池6通过反硝化菌、反硝化聚磷菌和弹性填料的强化作用进行cod的去除、反硝化反应和吸磷过程。在好氧池6中实现了同步硝化反硝化除磷。

经上述处理方法，出水平均水质为：cod＝30.1mg/l，nh3-n＝2.1mg/l，tn＝8.7mg/l，tp＝0.35mg/l。可见，经本发明的处理方法处理后，可明显改善水质状况，出水水质可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)的一级a标准。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。