CN101514068A

CN101514068A - 采用厌氧-好氧组合式生物滤池处理生活污水的方法

Info

Publication number: CN101514068A
Application number: CNA2009100716928A
Authority: CN
Inventors: 韩洪军; 胡宏博; 林杉; 李雨菲; 张凌瀚
Original assignee: Harbin Institute of Technology Shenzhen
Current assignee: Harbin Institute of Technology Shenzhen
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2009-08-26

Abstract

采用厌氧－好氧组合式生物滤池处理生活污水的方法，它涉及一种处理生活污水的方法。本发明解决了现有的生活污水处理工艺存在除P脱N效果较差、出水水质差，很难达到规定标准的问题。本方法具体步骤为：生活污水顺次进入预处理系统、生物絮凝体过滤沉淀池、BIOFOR厌氧生物滤池、BIOFOR曝气生物滤池、紫外消毒装置、出水。BIOFOR厌氧生物滤池主要用于厌氧条件下反硝化脱氮；BIOFOR曝气生物滤池主要对水中的氨氮和剩余COD进行去除，并在BIOFOR曝气生物滤池中完成化学除磷。本发明采用BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池的组合来处理生活污水，脱氮除磷效里好，剩余污泥产量少，处理过的水体的各项指标均可达到规定标准并可完全实现自动化控制。

Description

采用厌氧-好氧组合式生物滤池处理生活污水的方法

技术领域

本发明涉及一种处理生活污水的方法。

背景技术

我国正在执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)标准，对除P脱N提出了较高的要求。而现有城市污水处理中的活性污泥法难以达到该目标。为此，必须建立新的污水厂或对现有污水厂进行改造，使之具有除P脱N功能。同时，随着城市发展步伐的加快及城市区域的拓展，污水处理设施离城区越来越近，有的甚至建在城区。因此，污水厂的土地使用受到严格的限制。传统的污水处理厂不可避免地要产生异味和噪音，并且占地面积较大。由于以上诸多客观需求，必须寻找新的污水处理技术。实践表明，曝气生物滤池(BAF)工艺是最有潜力的替代工艺之一。

曝气生物滤池(biological aerated filter，BAF)，是近年国外发展起来的一项废水处理的新工艺。世界上首座曝气生物滤池于1981年在法国投产，随后在欧洲各国得到广泛应用。美国和加拿大等美洲国家在20世纪80年代末引进此工艺，日本、韩国和中国台湾也先后引进了此项技术。目前世界上较大的环保公司如法国得利满公司、德国菲力普穆勒公司、法国OTV公司均把它作为拳头产品在全世界推广。在中国内地，曝气生物滤池正处于推广阶段。它的出现是受给水快滤池的启示而发展起来的淹没式生物固定床，仍属于生物膜范畴，它综合了过滤、吸附和生物氧化等作用机理，可同时起到普通生物曝气池、二沉池和砂滤池的作用。其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。此外，曝气生物滤池工艺有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低，同时该工艺出水水质高，有一定的脱氮作用。

曝气生物滤池的结构与普通快滤池相似，主要不同之处在于曝气生物滤池下部或底部增加了曝气系统。根据水流方向其可分为上向流和下向流两种，早期的曝气生物滤池多采用下向流，如BIOCARBON式。由于下向流曝气生物滤池的纳污效率不高、易堵塞、运行周期短，因此现在多采用上向流方式即采用气水同向流，使布水、布气更加均匀。同时，在水气上升过程中可把底部截留的悬浮污染物带入滤池中上部，增加了滤池的纳污能力，延长了工作周期。目前，上向流曝气生物滤池有BIOFOR，BIOSTY，COLOX，BIOTUR等多种形式，其中BIOFOR式应用最为广泛。

BAF工艺虽然有不错的脱氮除磷功效，但如今，很多大城市已经要求一些建于市内的污水处理厂出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准，单独的BAF工艺很难达到，所以一些BAF的组合工艺相继出现。但采用将传统的AO法工艺与BAF工艺中应用较多的BIOFOR池型相结合的厌氧-好氧组合曝气生物滤池技术处理生活污水的方法还未见报导。

发明内容

本发明为了解决现有的生活污水处理工艺存在除P脱N效果较差、出水水质差，很难达到我国正在执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)标准的问题，进而提供了一种采用厌氧-好氧组合式生物滤池处理生活污水的方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述处理生活污水的方法是按以下步骤来实现的：

步骤一、待处理污水进入预处理系统，待处理污水经预处理系统内的格栅截留下较大杂物后进入预处理系统上的旋流沉砂池，旋流沉砂池的水力表面负荷控制在130～140m³/m²·h并保持水力停留时间为40～50s；

步骤二、经步骤一处理后的污水采用布水方向向上的方式从生物絮凝体过滤沉淀池的下部流入其内并在生物絮凝体过滤沉淀池内形成一层悬浮污泥层，通过悬浮污泥层将污水中的固体悬浮物和80％的胶体物质迅速截留和吸附，保持污水在生物絮凝体过滤沉淀池内停留4～6小时，将污水中的固体污染物沉淀在生物絮凝体过滤沉淀池的池底内并排出；

步骤三、经步骤二处理后的污水从生物絮凝体过滤沉淀池的上部出水并流入到BIOFOR厌氧生物滤池的底部配水区内，在厌氧环境中，去除污水中的BOD、COD、硝酸盐氮和SS；

步骤四、经步骤三处理后的污水从BIOFOR厌氧生物滤池的上部出水并流入到BIOFOR曝气生物滤池的底部配水区内，BIOFOR曝气生物滤池去除水中的氨氮和剩余COD并大量截留水中的悬浮固体；并向BIOFOR曝气生物滤池内投加三氯化铁液用于去除污水中的磷；污水在BIOFOR曝气生物滤提供的好氧条件下进行硝化反应，从BIOFOR曝气生物滤池上部流出的清水按120％的回流比回流到BIOFOR厌氧生物滤池中，与进入BIOFOR厌氧生物滤池中的污水在反硝化菌的作用下在滤料层中进行发硝化反应，使污水中的氮最终以氮气的形式排出；

步骤五、将完成步骤四的待处理污水从BIOFOR曝气生物滤池上部出水并经消毒后排出即可。

本发明的有益效果是：本发明方法处理生活污水脱氮除磷(除P脱N)效里好，处理过的水体的各项指标均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。本发明可完全实现自动化控制。本发明采用BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池的组合来处理生活污水，脱氮除磷效里好，剩余污泥产量少，处理过的水体的各项指标均可达到规定标准并可完全实现自动化控制。另外，本发明方法还具有不易出现污泥膨胀、运行稳定不易受冲击、占地面积小、基建投资少、运行费用低的优点。本发明方法易于对系统自身进行清洗，确保出水水质的质量。利用本发明的方法处理生活污水大大提高了处理效果和出水水质，使污水得以达标排放。本发明方法的使用在工程上实现了生活污水的高标准达标排放，利于推广应用。

附图说明

图1是实现本发明方法的专用生活污水处理系统。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式所述的采用厌氧-好氧组合式生物滤池处理生活污水的方法是按以下步骤来实现的：

步骤一、待处理污水进入预处理系统，待处理污水经预处理系统内的格栅截留下较大杂物后进入预处理系统上的旋流沉砂池3，旋流沉砂池3的水力表面负荷控制在130～140m³/m²·h并保持水力停留时间为40～50s；

步骤二、经步骤一处理后的污水采用布水方向向上的方式从生物絮凝体过滤沉淀池(Efficient biological-floc filtering and precipitationdevice)的下部流入其内并在生物絮凝体过滤沉淀池内形成一层悬浮污泥层7(通过调整进水的上升流速即可形成悬浮污泥层7)，通过悬浮污泥层7将污水中的固体悬浮物和80％(按体积百分比)的胶体物质迅速截留和吸附，保持污水在生物絮凝体过滤沉淀池内停留4～6小时，将污水中的固体污染物沉淀在生物絮凝体过滤沉淀池的池底内并靠液压作用排出；污泥悬浮层7类似于过滤层，可将污水中的固体悬浮物和大部分胶体物质迅速截留和吸附，并且在此悬浮污泥层中可产生高浓度的兼性微生物，将不溶性有机物水解为溶解性物质，大分子和难降解的物质转化为易于生物降解的物质，生物絮凝体过滤沉淀池不需要投加混凝剂；污水在生物絮凝体过滤沉淀池中实现了高效的过滤沉淀，还可产生生物水解作用，初步降低了污水的BOD负荷，提高了污水的可生化性；

步骤三、经步骤二处理后的污水从生物絮凝体过滤沉淀池的上部出水并流入到BIOFOR厌氧生物滤池的底部配水区内，在厌氧环境中，去除污水中的BOD、COD、硝酸盐氮和SS；BIOFOR厌氧生物滤池主要用于厌氧条件下反硝化脱氮；

步骤四、经步骤三处理后的污水从BIOFOR厌氧生物滤池的上部出水并流入到BIOFOR曝气生物滤池的底部配水区内，BIOFOR曝气生物滤池去除水中的氨氮和剩余COD并大量截留水中的悬浮固体；并向BIOFOR曝气生物滤池内投加三氯化铁溶液用于去除污水中的磷；污水在BIOFOR曝气生物滤提供的好氧条件下进行硝化反应，从BIOFOR曝气生物滤池上部流出的出水按120％的回流比(体积比)回流到BIOFOR厌氧生物滤池中，与进入BIOFOR厌氧生物滤池中的污水在反硝化菌的作用下在滤料层中进行发硝化反应，使污水中的氮最终以氮气的形式排出；每1升待处理污水中投加30毫克质量浓度为40％的三氯化铁溶液；

具体实施方式二：本实施方式所述的处理生活污水的方法还包括步骤六：滤池反冲洗步骤：停止进水后，首先用反冲洗风机21、反冲洗气管22对BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池进行气反冲洗；然后再打开反冲洗水泵23和相应阀门，利用从BIOFOR曝气生物滤池上部的流出的清水对BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池进行气-水反冲洗；气-水反冲洗后，先只关闭反冲洗风机21，不关闭反冲洗水泵23，进行水反冲洗(漂洗)；将上述反冲洗废水收集并回流到预处理系统的进水口处。气反冲洗主要起到松动滤料的目的，气-水反冲洗是反冲洗程序的主要步骤，洗的要充分，气-水反冲洗完毕后，进行一段时间水反冲洗(漂洗)，漂洗目的是把气-水反冲洗洗下的截留悬浮物、脱离生物膜等进一步排出系统。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式在对BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池进行反冲洗时，控制水反冲洗强度为20m³/(m²·h)，气反冲洗强度50m³/(m²·h)；气反冲洗时间：气-水反冲洗时间：水反冲洗时间三者比为1∶5∶2。BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池均采用气反冲洗、气-水反冲洗和水反冲洗三步进行反冲洗。BIOFOR厌氧生物滤池反冲洗时间为40min，反冲洗周期为24h。BIOFOR曝气生物滤池的反冲洗时间为40min，反冲洗周期为60h。其它步骤与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：本发明方法的专用生活污水处理系统包括预处理装置、生物絮凝体过滤沉淀池、反冲洗废水池20和清水池24；所述预处理装置由格栅间41、粗格栅1、细格栅2和旋流沉沙池3构成，所述粗格栅1、细格栅2由左至右依次设置在格栅间41的上部空腔内，旋流沉沙池3设置在格栅间41的右侧上；所述生物絮凝体过滤沉淀池由池体4、配水管5、出水渠6和排泥管9组成，所述出水渠6设置在池体4的上部内，池体4底端面上开设有若干个泥槽8，配水管5设置在池体4的下部内且配水管5的一端穿出池体4的侧壁，排泥管9设置在池体4的下部内且位于配水管5的下方，排泥管9穿过若干个泥槽8且排泥管9的一端穿出池体4的侧壁；所述生活污水处理系统还包括BIOFOR厌氧生物滤池、BIOFOR曝气生物滤池(好氧生物滤池)、除磷加药装置、反冲洗水泵23、硝化液回流泵28、废水回流泵29、硝化液回流水管48、反冲洗水管43、废水回流水管49、底部进水管11、厌氧生物滤池反冲洗液出水管51、曝气生物滤池反冲洗液出水管52、加药管53、出水管54、若干个控制阀60、紫外消毒装置32、反冲洗风机21、反冲洗气管22和两个反冲洗控制阀61；所述预处理装置、生物絮凝体过滤沉淀池、BIOFOR厌氧生物滤池、BIOFOR曝气生物滤池、反冲洗废水池20和清水池24由左至右依次设置；BIOFOR厌氧生物滤池由滤池池体10、滤板42、若干个长柄滤头13、卵石承托层15、滤料层14、稳流板16、斜坡17、反冲洗废水渠18和出水渠19组成，滤板42设置在滤池池体10内将滤池池体10的内腔分成上下两个部分，滤板42的下部空腔为配水区12，若干个长柄滤头13均布设置在滤板42上且若干个长柄滤头13的进水口位于配水区12内，滤板42的上表面上铺设有一层卵石承托层15，卵石承托层15上铺设有滤料层14，滤池池体10的右侧壁上端的出水槽口处设有斜坡17，稳流板16设置在斜坡17的左端，反冲洗废水渠18、出水渠19由左至右依次设置在斜坡17的右端；BIOFOR曝气生物滤池由好氧池池体110、好氧池滤板142、若干个好氧池长柄滤头113、好氧池卵石承托层115、好氧池滤料层114、好氧池稳流板116、好氧池斜坡117、好氧池反冲洗废水渠118、好氧池出水渠119、曝气装置26和曝气风机27组成，好氧池滤板142设置在好氧池池体110内将好氧池池体110的内腔分成上下两个部分，好氧池滤板142的下部空腔为好氧池配水区112，若干个好氧池长柄滤头113均布设置在好氧池滤板142上且若干个好氧池长柄滤头113的进水口位于好氧池配水区112内，好氧池滤板142的上表面上铺设有一层好氧池卵石承托层115，好氧池卵石承托层115上铺设有好氧池滤料层114，曝气装置26设置在好氧池卵石承托层115内，曝气风机27与曝气装置26连接，好氧池池体110的右侧壁上端的出水槽口处设有好氧池斜坡117，好氧池稳流板116设置在好氧池斜坡117的左端，好氧池反冲洗废水渠118、好氧池出水渠119由左至右依次设置在好氧池斜坡117的右端；预处理装置的旋流沉沙池3与生物絮凝体过滤沉淀池的配水管5连通，生物絮凝体过滤沉淀池的出水渠6通过底部进水管11与配水区12连通，出水渠19与好氧池配水区112连通，好氧池出水渠119与清水池24连接，好氧池出水渠119与出水管54的一端连通，所述紫外消毒装置32设置在出水管54的另一端上；硝化液回流泵28安装在清水池24内，硝化液回流泵28通过硝化液回流水管48与配水区12连通，反冲洗水泵23安装在清水池24内，反冲洗水泵23通过反冲洗水管43与配水区12、好氧池配水区112分别连通，废水回流泵29安装在反冲洗废水池20内，废水回流泵29通过废水回流水管49与预处理装置的进水口连通；反冲洗废水渠18通过厌氧生物滤池反冲洗液出水管51与反冲洗废水池20连通，好氧池反冲洗废水渠118通过曝气生物滤池反冲洗液出水管52与反冲洗废水池20连通；除磷加药装置由投药罐30和加药泵31构成，投药罐30和加药泵31均安装在预处理装置上的格栅间41的下部空腔内，投药罐30和加药泵31连通，加药泵31通过加药管53与好氧池配水区112连通；在硝化液回流水管48、反冲洗水管43、废水回流水管49、厌氧生物滤池反冲洗液出水管51、曝气生物滤池反冲洗液出水管52、加药管53和出水管54上分别设有控制阀60；反冲洗风机21设置在BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池之间，反冲洗风机21通过反冲洗气管22与配水区12、好氧池配水区112分别连通，反冲洗气管22上设有两个反冲洗控制阀61。

利用具体实施方式四所述系统处理生活污水的运行过程如下：

生活污水顺次进入预处理系统、生物絮凝体过滤沉淀池、BIOFOR厌氧生物滤池、BIOFOR曝气生物滤池、紫外消毒装置后出水。一、污水首先进入预处理系统的粗格栅1、细格栅2，经过两重格栅截留下较大杂物后，污水进入旋流沉砂池3，旋流沉砂池3的水力表面负荷控制在130m³/m²·h左右，停留时间控制在40s左右。二、随后，通过预处理系统初步处理过的污水进入到生物絮凝体过滤沉淀池4，污水从池子的下部配水管5进入，由上部出水渠6出水。通过调试可在生物絮凝体过滤沉淀池内形成一污泥悬浮层7，此污泥层类似于过滤层，可将污水中的固体悬浮物和大部分胶体物质迅速截留和吸附。并且在此悬浮污泥层中可产生高浓度的兼性微生物，将不溶性有机物水解为溶解性物质，大分子和难降解的物质转化为易于生物降解的物质，该沉淀池不需要投加混凝剂，根据进水水质停留时间控制在4～6小时左右。生物絮凝体过滤沉淀池底泥集中在泥槽8中；当排泥时，打开阀门，靠液压作用，通过排泥管9将污泥排出系统。三、生物絮凝体过滤沉淀池的出水进入到BIOFOR厌氧生物滤池中。污水与BIOFOR曝气生物滤池出水的回流水汇集后，通过底部进水管11进入到配水区12，回流比120％。污水通过长柄滤头13从配水区12进入到滤料层中14。滤料层底部铺有一层卵石组成的承托层15。滤料层中属厌氧环境，污水在其中进行BOD、COD、硝酸盐氮、SS的去除。BIOFOR厌氧生物滤池的出水槽口设有稳流板16和斜坡17，防止反冲洗时滤料跑出。正常运行时反冲洗废水渠18下的阀门是关闭着的，污水通过出水渠进入下一工艺单元。四、BIOFOR厌氧生物滤池的出水进入到BIOFOR曝气生物滤池中。BIOFOR曝气生物滤池的构造与BIOFOR厌氧生物滤池基本相同，只是在承托层中铺设了曝气管26，气源由曝气风机27提供。五、BIOFOR厌氧生物滤池的出水一部分流入清水池24中，一部分经消毒后排放。流入清水池24中的水一部分由消化液回流泵28回流到BIOFOR厌氧生物滤池10内，为反冲洗提供水源。而反冲洗废水最终集中到反冲洗废水池20中，通过废水回流泵29回流到预处理装置内。投药罐30储存有三氯化铁溶液，通过加药泵31投加到BIOFOR曝气生物滤池内，在BIOFOR曝气生物滤池中完成化学除磷反应。消毒采用的紫外消毒机32(紫外线消毒机)消毒。经紫外消毒后，原水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准。

BOD就是生物需氧量，Biology Oxygen Demmand，指的是水中的微生物可以降解的有机物被降解后消耗的氧的量；但是生物完全降解有机物所需时间较长，为了规范和提高检测效率，国家规定以5日生物需氧量为说明水质的标准，也就是说用生物降解水中有机物5天所消耗的氧的总量。

COD即化学需氧量，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标；水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物，因此，化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标，化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

SS是英语(Suspended Substance)的缩写，即水质中的悬浮物。水质中悬浮物指水样通过孔径为0.45μm的滤膜截留在滤膜上并于103～105℃烘干至恒重的固体物质，是衡量水体水质污染程度的重要指标之一，常用大写字母C表示水质中悬浮物含量，计量单位是mg/L。

Claims

1、采用厌氧-好氧组合式生物滤池处理生活污水的方法，其特征在于：所述处理生活污水的方法是按以下步骤来实现的：

步骤二、经步骤一处理后的污水采用布水方向向上的方式从生物絮凝体过滤沉淀池的下部流入其内并在生物絮凝体过滤沉淀池内形成一层悬浮污泥层(7)，通过悬浮污泥层(7)将污水中的固体悬浮物和80％的胶体物质迅速截留和吸附，保持污水在生物絮凝体过滤沉淀池内停留4～6小时，将污水中的固体污染物沉淀在生物絮凝体过滤沉淀池的池底内并排出；

2、根据要利要求1所述的采用厌氧-好氧组合式生物滤池处理生活污水的方法，其特征在于：所述处理生活污水的方法还包括步骤六：滤池反冲洗步骤：首先用反冲洗风机(21)、反冲洗气管(22)对BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池进行气反冲洗；然后再打开反冲洗水泵(23)和相应阀门，利用从BIOFOR曝气生物滤池上部流出的清水对BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池进行气-水反冲洗；气-水反冲洗后，先只关闭反冲洗风机(21)，进行水反冲洗；将上述反冲洗废水收集并回流到预处理系统的进水口处。

3、根据要利要求2所述的采用厌氧-好氧组合式生物滤池处理生活污水的方法，其特征在于：在对BIOFOR厌氧生物滤池和BIOFOR曝气生物滤池进行反冲洗时，控制水反冲洗强度为20m³/(m²·h)，气反冲洗强度50m³/(m²·h)；气反冲洗时间：气-水反冲洗时间：水反冲洗时间三者比为1∶5∶2。