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CN1509995A - 改良的污水二级生化处理工艺及反应器 - Google Patents

改良的污水二级生化处理工艺及反应器 Download PDF

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CN1509995A
CN1509995A CNA021572852A CN02157285A CN1509995A CN 1509995 A CN1509995 A CN 1509995A CN A021572852 A CNA021572852 A CN A021572852A CN 02157285 A CN02157285 A CN 02157285A CN 1509995 A CN1509995 A CN 1509995A
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CN
China
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reactor
aerobic
sewage
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filler
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CNA021572852A
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王洪春
黄政新
张国平
强绍杰
孙继辉
周国亚
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Jiangsu Pengyao Environment Engineering & Technology Research Center
YIXING PENGYAO YANGGUANG ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Original Assignee
Jiangsu Pengyao Environment Engineering & Technology Research Center
YIXING PENGYAO YANGGUANG ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

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Abstract

本发明是关于对污水二级生化处理MSBR工艺及反应器的改进。其特点是污水先进行厌氧处理后，再经具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化床处理，然后再进入好氧序批式反应区继续生物降解和沉淀分离，处理水由好氧序批式反应区排出，部分污泥回入厌氧区进行磷释放，剩余污泥由序批式反应区排出。以此工艺设计的一种反应器为，在厌氧区后有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化反应区，两序批反应区分别并列在厌氧区和流化反应区两侧面。本发明工艺融合了好氧生物流化床与MSBR的优点，具有污水停留时间短，由此工艺设计的反应器占地面积小，可节省用地20－30％，吨污水建设投资可节省10－20％，运行维护也较为简单，能耗小。

Description

改良的污水二级生化处理工艺及反应器
技术领域
本发明涉及一种污水二级生化处理工艺及反应器，尤其是对MSBR工艺及反应器的改进。
背景技术
污水的二级生化处理常用工艺有A/O法、A2/O法、氧化沟、SBR(序批式或间歇式活性污泥法)、生物滤池、生物流化床，在此基础上人们开发了许多改进型污水处理工艺，其中A2/O法与SBR法相结合产生改良型SBR(Modified SBR)简称MSBR工艺(图1)，就是其中一种。由MSBR工艺集成的反应器由7个单元按图2结构组合，其处理流程为：污水经预处理后进入厌氧区3，与从缺氧区2由污泥回流泵9打入的回流污泥混合，使回流污泥中的磷得以充分释放；混合液流入缺氧区4，由回流泵11从主曝区5打入的回流混合液混合在反硝化菌的作用下脱氮；然后进入主曝区5，经好氧处理对污水中的有机物进行降解，同时进行硝化作用；而后流入序批式反应区6，污水中的有机物在此进一步降解，同时完成沉淀分离；处理水由撇水装置7排出，沉淀污泥部分周期性由污泥泵8打入污泥浓缩区1进行污泥浓缩，剩余污泥则由序批区排出。污泥经浓缩后的上清液由污泥浓缩区上二部排入主曝区5，得到浓缩的污泥进入缺氧区2，进一步消耗其中的溶解氧，为下一步污泥中磷的充分释放创造良好条件。污水中氮主要在缺氧区4中得到去除，碳主要在主曝区5、序批式反应区6中得到去除，磷则通过污泥在厌氧区3中充分释放，在序批式反应区6中聚磷，污泥的循环使磷得到富集，随剩余污泥排出，从而使污水得到净化。
MSBR工艺虽具备了A2/O工艺的高效脱氮除磷效果，和SBR工艺静置沉淀的高效分离效果，不失为目前集成度最高的一种二级生化反应器。但其仍有不足：由于MSBR工艺主要采用的是活性污泥法，因而污水停留时间相对较长，加上处理步骤较多，导致系统占地面积较大，建设投资大，运行维护复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种污水停留时间短，投资省的污水二级生化处理工艺。
本发明的另一目的在于提供一种适合该污水生化处理工艺，结构紧凑，流程优化，占地面积小，建设投资省，运行维护简便的污水二级生化处理反应器。
本发明工艺，主要改进是用生物流化床工艺代替MSBR工艺中的缺氧区和主曝区，由具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化床同时进行有机物降解和反硝化除氮，这样省略MSBR工艺需由二个流程区及将主曝区混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮的回流过程，另外由于好氧生物流化床的高效生物降解性能，使得污水处理停留时间大大缩短，由此反应器占地面积可大为减小。具体说，本发明污水二级生化处理工艺，包括厌氧及好氧序批式处理，其特征在于污水先进行厌氧处理后，再经具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化床处理，然后再进入好氧序批式反应区继续生物降解和沉淀分离，处理水由好氧序批式反应区排出，部分污泥回入厌氧区进行磷释放，剩余污泥由序批式反应区排出。
本发明所述具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化床，主要通过采用具有内外两个附着面的中空填料实现，此类填料既能生长好氧微生物，又能生长兼氧微生物，即填料外表面生物种群以好氧菌为主，起有机物降解和硝化作用，而内部则以兼氧菌为主，起反硝化脱氮的作用，使流化床主环境呈好氧的同时，在填料内部则会产生缺氧甚至厌氧的小环境。从而使得好氧流化床不仅具有降解有机物功能，同时也具有生物脱氮功能。本发明所述具有内外两个附着面的中空填料，可以是各种公开报导的流化床用好氧/厌氧填料(如各种中空球状填料、中空管状填料、海绵填料等)，经试验，本发明尤以采用柱状中空短管填料为佳。为使填料具有较佳好氧及厌氧功能，所说柱状中空短管填料，外周可加工有众多凸起的齿轮状结构，以获得较大的比表面积，中空直径则以3-15mm，长径比以1∶0.8-1.2较为适宜，填料比重以0.75-1.1较适宜，填料装填率在10-70％。
根据污水水质的情况，及提高污水处理能力和效果，本发明所述好氧流化反应最好设计成前后串联的多级(如二级或二级以上)，这样有利于在不同级好氧流化区内生长不同的优势生物种群，提高对污染物的去除效率，避免出现污水短流现象，同时多级流化反应，也有利减少去除污染物的停留时间，可进一步缩小反应器占地面积。
根据本发明所述污水二级生化处理工艺，本发明的一种较佳反应器，包括厌氧区和并列在厌氧区两侧大致平行的序批反应区，其特征在于厌氧区后两序批反应区间有具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化反应区。
本发明污水二级生化处理工艺(简称ACSBR)及反应器，由于采用具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化床取代MSBR法中的缺氧区和主曝区，因好氧化流化床具有比活性污泥法更高的有机物去除效率，且反硝化细菌固着生长于流化的填料上，因而无需进行混合液回流也能起到很好的脱氮作用，因此本发明工艺融合了好氧生物流化床与MSBR的优点，克服了MSBR停留时间长，占地面积大，脱氮需回流混合液，运行维护复杂等缺点。具有污水停留时间短，由此工艺设计的反应器占地面积大大缩小，可节省用地20-30％，具有比MSBR反应器更低的建设投资，吨污水可节省投资10-20％，运行维护也较为简单，运行能耗小等优点。柱状中空短管填料，制作简单，价格低廉。
以下结合一种具体实施方式，进一步说明本发明工艺流程及反应器。
附图说明
图1为MSBR工艺流程图。
图2为MSBR反应器俯视结构示意图。
图3为本发明ACSBR工艺流程图。
图4为实施例2ACSBR反应器结构示意图。
图5为图4A-A剖面结构示意图。
图6为图4B-B剖面结构示意图。
图7为图4C-C剖面结构示意图。
图8为实施例生物流化填料结构示意图。
具体实施方式
实施例1：参见图3，本发明污水二级生化处理工艺，其处理流程为：污水经预处理后进入厌氧区，与回流污泥充分混合，使污泥中的磷得以充分释放；接着混合液进入具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化床，进行有机物的降解，同时在流化填料的作用下进行硝化与反硝化脱氮；经脱氮后的污水进入序批式反应区，进一步进行有机物降解、聚磷，同时完成沉淀分离，处理水由撇水装置排出，沉淀污泥部分周期性回流打入厌氧区，剩余污泥由序批区排出。本发明工艺，污水中氮和碳主要在好氧生物流化床中得到去除，磷则通过污泥在厌氧区中充分释放，在序批式反应区中聚集，污泥的循环使磷得到富聚，随剩余污泥排出，从而使污水得到净化。
实施例2；参见图4-8，采用本发明工艺的一种较为优化的反应器，有厌氧区2，顺次排列在厌氧区后的具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化反应区3和5，并列在厌氧区和流化反应区两侧平行的序批反应区8组成，流化反应区中填充有40％比重为0.9的外周有凸起的柱状中空短管填料(图8)，管内轴向有十字肋，将填料内圆分成四个小区。处理过程为：污水由上部进入反应器，通过设置在厌氧区2前端的导流板1由底部进入厌氧区2，厌氧区内设置有搅拌装置12，将由序批反应区8回流污泥与进水充分混合，使污泥中的磷得以充分释放；处理水由厌氧区上部进入其后的一级好氧生物流化应床3，通过曝气，柱状中空生物流化填料14表面生长有好氧生物膜，降解污水有机物和进行硝化作用，填料内部则因相对缺氧，形成缺氧小环境，生长缺氧生物膜，进行反硝化作用；经一级流化床处理后，处理水通过导流缝4由底部进入其后的二级好氧生物流化床5，在此进一步完成与前级类似的生物过程，使处理水得到进一步处理；经流化床处理后的处理水经导流缝6、设置在底部连通两序批反应区的导流管7上的配水孔13，进入序批式反应池8，进一步进行有机物降解，同时完成沉淀分离，处理水由撇水装置10排出，沉淀污泥部分周期性由污泥泵11打入厌氧区1，剩余污泥则由序批区排出。
为获得更好的处理效果，本发明还可以在序批反应区8的中部与水流大至垂直设置有半挡板9(此半挡板并非数学意义上的1/2)，使序批反应区前端形成稳定的污泥层，截留进水细小悬浮物，对进水起过滤作用，有利于提高出水水质。
实施例模型试验，进水NH3-N为50mg/L，出水NH3-N可降至2mg/L左右，污水总停留时间约为9小时，去除率约达95％左右。
根据污水浓度，本发明反应器，还可以将流化床反应区设计成单级或多级。

Claims (10)

1、一种污水二级生化处理工艺，包括厌氧及好氧序批式处理，其特征在于污水先进行厌氧处理后，再经具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化床处理，然后再进入好氧序批式反应区继续生物降解和沉淀分离，处理水由好氧序批式反应区排出，部分污泥回入厌氧区进行磷释放，剩余污泥由序批式反应区排出。
2、根据权利要求1所述污水二级生化处理工艺，其特征在于所说好氧流化床有二级或以上串联组成。
3、一种用于污水二级生化处理的反应器，包括厌氧区和并列在厌氧区两侧大致平行的序批反应区，其特征在于厌氧区后两序批反应区间有具有生物降解和生物脱氮功能的好氧流化反应区。
4、根据权利要求3所述污水二级生化处理的反应器，其特征在于所说厌氧区内有搅拌装置。
5、根据权利要求3所述污水二级生化处理的反应器，其特征在于流化床填料为外周有凸起的柱状中空短管填料。
6、根据权利要求5所述污水二级生化处理的反应器，其特征在于所说流化床填料直径3-15mm，长径比1∶0.8-1.2，填料比重0.75-1.1。
7、根据权利要求5或6所述污水二级生化处理的反应器，其特征在于所说柱状中空短管填料管内轴向有十字肋。
8、根据权利要求3、5或6所述污水二级生化处理的反应器，其特征在于所说流化床填料装填率为10-70％。
9、根据权利要求3所述污水二级生化处理的反应器，其特征在于序批反应区中与水流垂直设有半挡板。
10、根据权利要求3所述污水二级生化处理的反应器，其特征在于区间均设置有进水导流挡板。
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