微曝氣循環一體化污水生物生態處理系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于污水處理、環境保護技術領域，特別涉及微曝氣循環一體化污水生物 生態處理技術。
【背景技術】
[0002] 現有的生活廢水多為A/0、SBR、CASS、UASB等活性污泥法或其改良處理技術，這些 處理技術一方面占地面積大，運行管理復雜，處理效果不理想，絕大部分處理工藝對氮磷處 理不能兼顧，主要依靠生物脫氮、化學除磷方式，從而造成運行成本偏高，這些缺陷直接制 約了活性污泥法在生活污水處理中的廣泛應用。
[0003]目前國內外尚未見有關于生活廢水表面布水式生物濾池、循環生物強化接觸池、 豎向人工濕地等組合一體化處理污水，尤其是對氮磷同時處理的報道。
[0004] 與上述活性污泥法相比，一體化成套污水處理技術具有最明顯的優勢就是占地面 積小、運行管理簡便、氮磷去除率高。
【發明內容】
[0005] 本發明針對生活廢水處理采用傳統活性污泥法存在的上述不足，提出一種微曝氣 循環一體化污水生物生態處理技術，采用表面布水式生物濾池+循環生物強化接觸池+豎 向人工濕地等核心組合工藝，即可以繼承傳統生化法穩定可靠等優點，同時，又結合厭氧滴 濾、生物倍增和富鐵礦除磷等技術特點，使得廢水處理效果更好。此外本組合工藝各反應單 元空間布局緊湊合理，可以大幅度的減少占地面積。
[0006] 本發明的技術方案如下：
[0007] 微曝氣循環一體化污水生物生態處理系統，包括依次連通并成G字形分布的調節 池、污泥池、表面布水式生物濾池和循環生物強化接觸池，循環生物強化接觸池采用中央島 式循環結構，中央布置斜板沉淀池和豎向流濕地，外周是循環生物強化接觸池，三者也依次 連通，進水管從調節池接入，出水管從豎向流濕地接出；所述表面布水式生物濾池建設在循 環生物強化接觸池上方；表面布水式生物濾池和污泥池之間設置有污泥回流通道。
[0008] 本系統中，表面布水式生物濾池主要功能為去除有機物，循環生物強化接觸池主 要功能為脫氮除磷、進一步去除廢水中的有機物，豎向人工濕地主要功能為進一步去除廢 水中的磷，其確保排水磷濃度達標。經過上述處理，可充分去除污水中的碳、氮、磷和有機 物，可得到符合《城鎮生活污水處理廠污染排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準的清 水。
[0009] 具體地，所述表面布水式生物濾池內填料采用半軟性填料，填料制作成具有相同 尺寸和形狀的單元塊，每塊填料由壓成波紋狀的薄片交叉組裝而成。濾池上部并在填料上 方法安裝圓形自旋轉布水器，廢水依靠栗壓流入布水器，布水器在噴水反作用力作用下作 旋轉運動，從而使廢水均勻地滴灑在濾池的填料上進行處理。
[0010] 所述循環生物強化接觸池為好氧一缺氧環境，具有依次交替分布的好氧區與厭氧 區，好氧區與厭氧區之比為4:1，廢水在池內循環流動時不斷地處于好氧一缺氧一好氧…… 循環交替狀態，不僅有利于硝化反硝化脫氮，而且有利于磷的釋放和污泥對磷吸收，從而起 到很好的脫氮除磷效果。并且在好氧區內安裝射流曝氣機，采用微曝氣技術，氧氣氣泡細 小，上升速率慢。一方面使得池內氧氣濃度適中，分布均勻，另一方面氧氣能與廢水充分接 觸，利用率高，從而減少氧氣曝氣量。同時循環生物強化接觸池的填料為多面空心球填料， 采用比表面積高生物填料作為微生物生長載體，廢水在循環流動過程中與填料表面的微生 物充分接觸，不僅可促進有機物的降解，還可以減少污泥回流量，增加排泥量有助于除磷。 另外，由于采用多面空心球填料，污水由于這種填料的結構特點，使得它在這個區域內的停 留時間加長，循環生物強化接觸池具有高回流比特性，這可提高其對進水水質變化的抗沖 擊能力。
[0011] 所述豎向流濕地內放置具有除磷特性的富鐵礦填料。經前述系統的好氧、厭氧、缺 氧等生物除磷作用后，廢水的磷含量大部分得到去除，但仍不能滿足一級A標或一級B標對 磷的排放要求。因此，豎向人工濕地反應器內以一定粒徑的富鐵礦石作為填料，其比面積 大，而且對低濃度磷酸鹽廢水具有很好的吸附作用。當廢水從上至下流經富鐵礦石表面時， 廢水中的磷酸根被進一步去除，滿足廢水中磷的排放要求。
[0012] 本發明具有以下幾大優勢：
[0013] 1、脫氮除磷處理效果好，尤其是除磷率高。本系統的循環生物強化接觸池采用好 氧缺氧循環交替和微曝氣技術，不僅曝氣量少，而且硝化和反硝化效果好，脫氮率高；此外 本工藝除了厭氧好氧生化除磷之后，為了確保滿足一級B排放要求，在處理末端又建設了 豎向人工濕地除磷。該濕地是選擇對磷酸鹽具有很強吸附效果的富鐵礦材料作為濾料，對 含磷濃度低的廢水具有很好的吸附效果。
[0014] 2、廢水不僅處理效果好，而且污泥回流量小。由于表面布水式生物濾池和循環生 物強化接觸池設置有大量填料，微生物和廢水之間接觸面積大，可大大提高廢水處理效果 和減少污泥回流量。
[0015] 3、建設和處理成本便宜，工藝使用的設備少，采用本系統的布置結構，廢水主要靠 重力流（如表面布水式生物濾池到循環生物強化接觸池的過程）和推流（如循環生物強化 接觸池的中央島環形結構），能源消耗低，自動化強，運行管理簡便。
[0016] 4、本發明采用一體化處理設備，占地面積小。本發明的表面布水式生物濾池在循 環生物強化接觸池上面，沉淀池和人工濕地濾池在循環生物強化接觸池中央，是以斜板沉 淀池和豎向流人工濕地為中心，廢水逆時針環繞流動，這樣各反應單元不僅布局緊湊，共用 隔墻，空間利用充分，可大大減少占地面積，其占地面積只有同等處理規模設施占地面積的 一半左右；而且各反應單元緊鄰，水頭損失小，可降低動力消耗。
[0017] 可見，本系統將表面布水式生物濾池裝置、循環生物強化接觸池裝置、人工濕地裝 置進行一體化集成設計，各反應單元空間布局緊湊，占地面積小；工藝使用的設備少，廢水 主要靠重力流和推流，自動化強，運行管理簡便；污泥回流量小，脫氮除磷處理效果好，尤其 是磷去除率尚。
【附圖說明】
[0018] 圖1為微曝氣循環一體化污水生物生態處理系統的平面布局示意圖；
[0019] 圖2為圖1所示的系統的處理工藝流程圖。
[0020] 圖中：（1)進水管，（2)格柵井，（3)調節池，（4)污水提升栗，（5)栗房與表面布水 式生物濾池連接管，（6)污泥池，（7)污泥回流栗，（8)污泥回流管，（9)表面布水式生物濾 池，（10)布水管，（11)半軟性填料，（12)循環生物強化接觸池，（13)射流曝氣機，（14)走道 板，（15)多面空心球填料，（16)斜板沉淀池，（17)穿孔集水管，（18)豎向流濕地，（19)水 栗接合器，（20)出水管，（21)排泥管。
【具體實施方式】
[0021] 以下結合附圖進一步詳細說明本發明的結構和工藝過程。
[0022] 參見圖1和圖2,微曝氣循環一體化污水生物生態處理系統包括依次連通并成G字 形分布的調節池3、污泥池6、表面布水式生物濾池9和循環生物強化接觸池12。循環生物 強化接觸池12采用中央島式循環結構，中央布置斜板沉淀池16和豎向流濕地18,外圍是循 環生物強化接觸池12,三者也依次連通。循環生物強化接觸池12出水端和斜板沉淀池16 進料端相連接，斜板沉淀池16設有進料端、出泥端和出水端，斜板沉淀池16的出泥端與污 泥池6相連。進水管1從調節池3接入，出水管20從豎向流濕地18接出，表面布水式生物 濾池7出水端和循環生物強化接觸池12進料端相連接。
[0023] 本系統中循環生物強化接觸池12采用中央島式循環氧化溝，即生物好氧循環氧 化池以斜板沉淀池和豎向流人工濕地為中心，逆時針環繞流動。表面布水式生物濾池9建 設在循環生物強化接觸池12上方，有高程上差異的不同。這樣各反應單元不僅布局緊湊， 空間利用充分，可大大減少占地面積，而且各反應單元緊鄰，水頭損失小，可降低動力消耗。
[0024] 系統中表面布水式生物濾池9在濾池上部布置有布水管10,并安裝一定數量的圓 形自旋轉布水器22,廢水依靠栗壓流入布水器22,布水器22在噴水反作用力作用下作旋轉 運動，從而使廢水均勻地滴灑在濾池的填料上進行處理。與布水管10連接的進水管一般均 設置在濾池的中心軸位置，進水管與布水管10之間需要安裝密封裝置。污水長期以滴狀均 勻地灑在波紋板濾料表面，形成生物膜同時也創造出厭氧環境。廢水與生物膜接觸，進行固 液相的物質交換，生物膜內的微生物分解有機物使廢水得到凈化。凈化后的廢水從濾池底 的排水溝排出。表面布水式生物濾池9內填料采用半軟性填料11，填料制作成具有相同尺 寸和形狀的單元塊，每塊填料由壓成波紋狀的薄片交叉組裝而成，濾池內填料比表面積高， 過濾時間長，廢水中有機物與濾料表面的微生物充分接觸，從而被充分降解。
[0025] 系統中循環生物強化接觸池12可以分為兩個區：好氧區和缺氧區，它們依次交替 分布，廢水在池內循環流動時不斷地處于好氧一缺氧一好氧……循環交替狀態，不僅有利 于硝化反硝化脫氮，而且有利于磷的釋放和污泥對磷吸收，從而起到很好的脫氮除磷效果。 并且在好氧區內布置采用微曝氣技術，具體由射流曝氣機13來完成，氧氣氣泡細小，上升 速率慢，一方面使得池內氧氣濃度適中，分布均勻，另一方面氧氣能與廢水充分接觸，利用 率高，從而減少氧氣曝氣量。同時池內填充有多面空心球生物填料15作為微生物生長載 體，比表面積高，廢水在循環流動