[发明专利]一种水气流化生物载体膜分离废水深度处理的方法

说明书

所属技术领域

本发明专利涉及环境保护与资源综合利用技术领域，特别涉及同步深度脱除废水中难降解有机物、氮磷、悬浮物的工艺，可广泛应用在现有污水处理设施提标改造和中水回用上。

背景技术

随着水资源危机日益突出和国家环保排放标准的日益严格，现有污水处理厂和污水处理站均面临着更高的提标改造压力，并且废水深度处理后回用也成为废水产生单位需要解决的问题。目前大多数污水处理厂采用生物法二级处理工艺体系，主要依靠异养微生物降解废水中可生化有机物，经处理后废水污染物浓度大幅降低，但仍难达到新排放标准的要求，尤其对于工业废水比例高、污水浓度高、成分复杂的污水处理厂。其处理后废水的特征是COD_Cr浓度高、BOD₅浓度低、氨氮和总氮浓度高，以及存在高悬浮物和总磷的情况，仅通过挖掘和强化现有二级生化处理系统，已经很难达到排放及回用标准的要求。

目前针对该类废水提标改造解决方法主要有各种过滤技术、曝气生物流化床技术和曝气生物滤池技术等。其中单纯过滤技术效果保障性不足，只对悬浮物处理效果好，深度脱碳脱氮效果不佳；BAF曝气生物滤池和曝气生物流化床技术可视为三级生物处理，通过载体或填料有效增大微生物接触面积，提高处理效果，该工艺可视为前序二级生物法的延续，因废水B/C比低，常常与臭氧氧化等高级氧化处理法结合，而且反冲洗水或出水需再次进行混凝沉淀或砂滤，导致占地面积、投资和运行成本均显著增加，而且存在传质效率不高、载体生物量不大等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有污水处理设施提标改造，提供一种不需外加碳源、能同时降低COD、氨氮和总磷、出水水质好、运行成本低、占地面积少的方法。

一种水气流化生物载体膜分离废水深度处理方法，其特征在于：

(1)采用易生物吸附、空隙率高、弹性好、韧性强、化学性能稳定的新型网状填料，该填料空隙率达5ppi，有机负荷高达8.5kgBOD₅/(m³·d)，比表面积在18-45m²/g间；该填料显著特征是固定化微生物后载体平均密度与水的密度十分接近，载体在水中呈稳定的悬浮状；该填料为网型宽孔高分子载体，填料在生产过程中进行催化和改性处理，表面带有某些亲水性基团以及氨基、羧基、环氧基等活性基团，能与微生物肽链氨基酸残基链接形成离子键结合或共价键结合，进而将微生物及生物酶固定在载体上，该载体不仅适合真菌、丝状菌和菌胶团等微生物吸附挂膜，还适合多种捕食细菌的原生动物和后生动物，能够形成了具有稳定食物链的微型生态系统，因此污泥产生量很小。基于填料结构形式，反应池内部可同时实现无数个好氧、缺氧和厌氧状态的微小区域，并可在流化状态下相互转换，具有优良的脱氮效果。另外该填料切割气泡能力强，空间体积利用率大、无死区等特点，使用后反应池体有效体积在95％以上。

(2)该工艺结合载体流化、固定化微生物技术，采用适应低碱度、低pH值水质且抗负荷波动的特种优势细菌。该类菌种显著特点是以自养型微生物为主，与前端二级处理中起主要作用的异养型菌种不同，该类菌种对BOD₅浓度要求低于35mg/l，且越低越好，以防止异养菌菌种成为优势菌种，所以反应系统不需要外加碳源，运行成本大大降低。

(3)本发明反应池体上设进水口和出水口，中间设多级折流隔板，将反应池分割为多个部分，排列可为均匀分布或不均匀分布，数量设置在3-11个间，主要作用为提高传质效率，增加污水与载体的接触；折流隔板间设置上拦截网和下拦截网，可将生物填料固定在中间。第一级折流板区域拦截网下方设置穿孔曝气管和回流浓缩水管，池体底部设置污泥收集沟和排泥管。

(4)出水采用过滤精度高、通量大、稳定可靠的无机膜分离器，尤其是采用高通量的碳化硅膜、复合陶瓷膜、不锈钢膜，实现高效分离，从而有效保证高效的脱磷效果。根据出水排放或回用要求，过滤精度可选范围在0.05-10μm；采用错流过滤，流速可选范围1-5m/s，推荐2m/s；根据进出水量和场地面积，过滤压力可选0.1-10MPa，综合占地、投资和能耗间平衡，设计推荐1-3MPa。