專利名稱：微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微氧顆粒污泥技術與生物濾池聯用的污水處理系統，適用于城市污水的處理。
背景技術：
目前我國的污水處理廠大部分采用以好氧活性污泥法為核心的處理工藝，這類工藝普遍存在占地面積大，曝氣能耗高和剩余污泥產量大的弊端，越來越不適應節能減排的需求，迫切需要開發運行能耗節省、處理高效的污水處理新工藝。以厭氧顆粒污泥為核心的高效厭氧污水處理工藝具有占地面積小，容積負荷高，能耗低等優點，應用前景廣闊。然而單獨的厭氧工藝無法實現對氮和磷的有效去除，需要結合后續處理工藝才能滿足排放標準。近年來對廢水微氧生物處理的研究表明，微氧環境能使好氧微生物、兼性微生物和厭氧微生物共存，實現多種物質同時轉化，尤其是能使有機物降解和脫氮在同一反應器內進行。鋼渣作為工業廢物，主要含有Fe203、CaO、SiO2, A1203、MgO, FeO、fCaO、MnO等成分。鋼渣具有多孔結構，吸附性能良好，其富含的鐵、鋁、鈣等高價金屬離子，能與水中的磷形成沉淀。利用鋼渣對磷的吸附和沉淀作用，可實現磷的有效去除。
發明內容本實用新型要解決的是現有活性污泥法存在的占地面積大、曝氣能耗高和剩余污泥產量大的問題，而提供了一種結構緊湊，處理高效，剩余污泥產量少，運行成本低廉的污水處理系統。本實用新型中的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統包括污水進水泵1、射流吸氣嘴2、吸氣管3、氣量調節閥3-1、氣體流量計3-2、止回閥3-3、多孔布水板4、微氧反應區5、三相分離器6、集水槽7、曝氣泵8、氣體流量計8-1、曝氣柱9、曝氣器10、回流泵11、溶解氧測定儀12、中間沉淀池13、生物濾池進水泵14、生物濾池15、承托層16、鋼渣填料17、曝氣泵18、穿孔曝氣管19和反沖洗閥20 ;污水進水泵I和回流泵11均為流量可調，吸氣管3上裝有止回閥3-3，防止混合液外溢；微氧膨脹顆粒污泥床的充氧方式同時包括射流吸氣充氧和回流曝氣充氧，進入微氧膨脹顆粒污泥床的氧既有回流水攜帶的溶解氧和射流吸氣溶入的溶解氧，又有射流吸入的氣泡，在污水進水量一定的條件下，射流吸氣量由回流量和氣量調節閥3-1控制，曝氣泵8的曝氣量根據實際需求進行調節；生物濾池采用穿孔管曝氣，定期進行反沖洗，鋼渣填料的粒徑在5mm左右，對除磷飽和的鋼渣可分批進行更換和再生。本實用新型利用微氧膨脹顆粒污泥床反應器中的微氧環境和微氧顆粒污泥自身的結構特征(顆粒污泥內部微生物的高度聚集和緊密結合使氧在傳質過程中自然形成梯度，顆粒污泥由外而內形成微氧-缺氧-厭氧的分層結構，產生相應的微生物分區)，使有氧和無氧環境在同一反應器內共存，實現好氧微生物、兼性微生物和厭氧微生物協同轉化和降解污染物，從而使COD降解和脫氮同步進行。射流吸氣裝置的設置既減少了回流充氧裝置的曝氣能耗，同時吸入的氣泡也有助于顆粒污泥床內的攪拌、混合，強化傳質效果。利用鋼渣多孔結構的吸附作用及其所含鈣、鐵、鋁等金屬離子的沉淀作用，可強化系統的除磷效果O作為優選，所述的多孔布水板孔徑為3mm，孔均勻分布，避免長期運行出現堵塞。作為優選，所述的三相分離器上部設有三角堰，上清液經三角堰溢流至集水槽。作為優選，處理城市污水時所述三相分離器中的澄清液DO控制在0.2 0.3mg/L0本實用新型的有益效果是:1.微氧條件的控制以及利用污水提升的動能進行射流吸氣充氧，使所需的曝氣能耗大大降低；而射流吸入的氣泡使污泥床在較小的進水量和回流量時也能充分膨脹和流化，強化了泥水混合和傳質效果。2.利用高生物濃度、高活性的微氧顆粒污泥凈化城市污水，大大提高了系統的運行效能，結合鋼渣曝氣生物濾池強化除磷，出水C0D、氨氮、總氮和總磷等指標可達《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002 一級A標準。3.微氧條件下微生物的細胞產率接近厭氧環境，剩余污泥產量大大降低；且微氧顆粒污泥含水率在95%左右，可省去污泥濃縮環節。4.以工業廢物鋼渣為環保材料，達到了以廢治廢的目的。
附圖是微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行說明。污水進水與微氧膨脹顆粒污泥床反應器的充氧回流水匯合后，經射流吸氣嘴2時，氣嘴內產生負壓，由吸氣管3吸入一定量的空氣，再通過多孔布水板4從底部進入微氧反應區5，與微氧顆粒污泥充分接觸反應，污染物得以降解，混合液通過三相分離器6被有效分離，氣體由三相分離器頂部排出，澄清液的一部分經集水槽7以自重流進入曝氣柱9進行限量充氧，然后回流到微氧反應區5 ;澄清液的另一部分淹沒出流至中間沉淀池13，再經泵14抽吸進入生物濾池15，利用鋼渣填料的吸附、截留和沉淀等作用強化磷的去除，進一步提高凈化效果，系統出水由生物濾池頂部排出。微氧膨脹顆粒污泥床反應器在污水進水量一定的條件下，不同的氣水比(射流吸氣量與污水進水量之比)對應著不同的溶解氧狀態，而射流吸氣量又與回流量和氣量調節閥3-2的調節有關，因此，調節回流量或氣量調節閥3-2都可以控制氣水比，從而使微氧反應區處于微氧狀態。溶解氧控制點設在三相分離器的澄清區，并保持該處DO < 0.5mg/L。鋼渣曝氣生物濾池采用穿孔管曝氣，定期進行反沖洗，鋼渣填料的粒徑在5mm左右，對除磷飽和的鋼渣可分批進行更換和再生。城市污水經微氧膨脹顆粒污泥床反應器處理，當HRT為6_8h，溶解氧控制點DO在
0.2 0.3mg/L時，出水C0D、氨氮、總氮和SS等指標基本達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002 一級A標準，而總磷去除效果較差。通過后續生物濾池中鋼渣填料的除磷作用，可使總磷濃度降至0.5mg/L以下，其它污染物濃度也進一步降低，從而使本系統的處理出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002 一級A標準。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬于本實用新型專利的涵蓋范圍。
權利要求1.微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統，其特征在于包括污水進水泵(I)、射流吸氣嘴(2)、吸氣管(3)、氣量調節閥(3-1)、氣體流量計(3-2)、止回閥(3-3)、多孔布水板(4)、微氧反應區(5)、三相分離器￠)、集水槽(7)、曝氣泵(8)、氣體流量計(8-1)、曝氣柱(9)、曝氣器(10)、回流泵(11)、溶解氧測定儀(12)、中間沉淀池(13)、生物濾池進水泵(14)、生物濾池(15)、承托層(16)、鋼渣填料(17)、曝氣泵(18)、穿孔曝氣管(19)和反沖洗閥(20)。
2.根據權利要求1所述的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統，其特征在于微氧膨脹顆粒污泥床的充氧方式同時包括射流吸氣充氧和回流曝氣充氧，進入微氧膨脹顆粒污泥床的氧既有回流水攜帶的溶解氧和射流吸氣溶入的溶解氧，又有射流吸入的氣泡，在污水進水量一定的條件下，射流吸氣量由回流量和氣量調節閥(3-1)控制，而曝氣泵(8)的曝氣量則根據實際需求進行調節。
3.根據權利要求1所述的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統，其特征在于污水進水泵(I)和回流泵(11)均為流量可調，吸氣管(3)上裝有止回閥(3-3)防止混合液外溢。
4.根據權利要求1所述的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統，其特征在于微氧膨脹顆粒污泥床反應器的溶解氧控制點設在三相分離器的澄清區，并保持該處 DO < 0.5mg/L。
5.根據權利要求1所述的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統，其特征在于生物濾池采用穿孔管曝氣，定期進行反沖洗，鋼渣填料的粒徑在5mm左右，對除磷飽和的鋼渣可分批進行更換和再生。
專利摘要本實用新型公開了一種結構緊湊，運行成本低廉的微氧膨脹顆粒污泥床-鋼渣曝氣生物濾池污水處理系統，用以解決好氧活性污泥法占地面積大、曝氣能耗高和剩余污泥產量大的問題。本系統由微氧膨脹顆粒污泥床反應器和鋼渣曝氣生物濾池串聯組合而成，其中微氧膨脹顆粒污泥床反應器采用了射流吸氣和回流水外置曝氣相結合的充氧方式。污水進水首先經微氧膨脹顆粒污泥床反應器去除COD、氨氮和總氮等污染物，然后再進入以鋼渣為填料的曝氣生物濾池去除總磷，并進一步提高出水水質。本系統占地面積小，能耗節省，污泥產量少，適用于城市污水的處理。
文檔編號C02F3/02GK203033860SQ20122075350
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月22日 優先權日2012年12月22日
發明者劉曉, 楊梅, 楊永, 曹素卿, 陳艷華 申請人:河北聯合大學