[发明专利]微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种微氧颗粒污泥技术与生物滤池联用的污水处理系统，适用于城市污水的处理。

背景技术

目前我国的污水处理厂大部分采用以好氧活性污泥法为核心的处理工艺，这类工艺普遍存在占地面积大，曝气能耗高和剩余污泥产量大的弊端，越来越不适应节能减排的需求，迫切需要开发运行能耗节省、处理高效的污水处理新工艺。以厌氧颗粒污泥为核心的高效厌氧污水处理工艺具有占地面积小，容积负荷高，能耗低等优点，应用前景广阔。然而单独的厌氧工艺无法实现对氮和磷的有效去除，需要结合后续处理工艺才能满足排放标准。近年来对废水微氧生物处理的研究表明，微氧环境能使好氧微生物、兼性微生物和厌氧微生物共存，实现多种物质同时转化，尤其是能使有机物降解和脱氮在同一反应器内进行。

钢渣作为工业废物，主要含有Fe₂O₃、CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、FeO、fCaO、MnO等成分。钢渣具有多孔结构，吸附性能良好，其富含的铁、铝、钙等高价金属离子，能与水中的磷形成沉淀。利用钢渣对磷的吸附和沉淀作用，可实现磷的有效去除。

发明内容

本发明要解决的是现有活性污泥法存在的占地面积大、曝气能耗高和剩余污泥产量大的问题，而提供了一种结构紧凑，处理高效，剩余污泥产量少，运行成本低廉的污水处理系统。

本发明中的微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统包括污水进水泵1、射流吸气嘴2、吸气管3、气量调节阀3-1、气体流量计3-2、止回阀3-3、多孔布水板4、微氧反应区5、三相分离器6、集水槽7、曝气泵8、气体流量计8-1、曝气柱9、曝气器10、回流泵11、溶解氧测定仪12、中间沉淀池13、生物滤池进水泵14、生物滤池15、承托层16、钢渣填料17、曝气泵18、穿孔曝气管19和反冲洗阀20。

本发明利用微氧膨胀颗粒污泥床反应器中的微氧环境和微氧颗粒污泥自身的结构特征(颗粒污泥内部微生物的高度聚集和紧密结合使氧在传质过程中自然形成梯度，颗粒污泥由外而内形成微氧-缺氧-厌氧的分层结构，产生相应的微生物分区)，使有氧和无氧环境在同一反应器内共存，实现好氧微生物、兼性微生物和厌氧微生物协同转化和降解污染物，从而使COD降解和脱氮同步进行。射流吸气装置的设置既减少了回流充氧装置的曝气能耗，同时吸入的气泡也有助于颗粒污泥床内的搅拌、混合，强化传质效果。以钢渣作为生物滤池的填料，利用钢渣多孔结构的吸附作用及其所含钙、铁、铝等金属离子的沉淀作用，可强化系统的除磷效果。

作为优选，所述的多孔布水板孔径为3mm，孔均匀分布，避免长期运行出现堵塞。

作为优选，所述的三相分离器上部设有三角堰，上清液经三角堰溢流至集水槽。

作为优选，处理城市污水时所述三相分离器中的澄清液DO控制在0.2～0.3mg/L。

本发明的有益效果是：

1.微氧条件的控制以及利用污水提升的动能进行射流吸气充氧，使所需的曝气能耗大大降低；而射流吸入的气泡使污泥床在较小的进水量和回流量时也能充分膨胀和流化，强化了泥水混合和传质效果。

2.利用高生物浓度、高活性的微氧颗粒污泥净化城市污水，大大提高了系统的运行效能，结合钢渣生物滤池强化除磷，出水COD、氨氮、总氮和总磷等指标可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。

3.微氧条件下微生物的细胞产率接近厌氧环境，剩余污泥产量大大降低；且微氧颗粒污泥含水率在95％左右，可省去污泥浓缩环节。

4.以工业废物钢渣为环保材料，达到了以废治废的目的。

附图说明

附图是微氧膨胀颗粒污泥床-钢渣生物滤池污水处理系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行说明。

污水进水与微氧膨胀颗粒污泥床反应器的充氧回流水汇合后，经射流吸气嘴2时，气嘴内产生负压，由吸气管3吸入一定量的空气，再通过多孔布水板4从底部进入微氧反应区5，与微氧颗粒污泥充分接触反应，有机污染物得以降解，同时进行的硝化和反硝化等过程实现了氮的转化和去除，混合液通过三相分离器6被有效分离，气体由三相分离器顶部排出，澄清液的一部分经集水槽7以自重流进入曝气柱9进行限量充氧，然后回流到微氧反应区5；澄清液的另一部分淹没出流至中间沉淀池13，再经泵14抽吸进入生物滤池15，利用钢渣填料的吸附、截留和沉淀等作用强化磷的去除，进一步提高净化效果，系统出水由生物滤池顶部排出。