專利名稱：一種生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域的污水處理技術(shù)，特別涉及微污染水體和生活污水的 處理和回用技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，對居住生活環(huán)境的要求也越來越高，微污染水 體如園林水體、住宅小區(qū)景觀水體由于管理維護(hù)不到位，影響了人們的正常生 活。目前許多景觀水和住宅小區(qū)景觀水大多沒有水體凈化處理設(shè)施， 一般是封 閉或半封閉水體，運(yùn)行一段時(shí)間后易滋生藻類，水體發(fā)綠，甚至發(fā)黑發(fā)臭，出 現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。部分景觀水體由于有外源污染物(如生活污水)的直接污染， 或使用生活污水作為景觀水的水源，水體惡化，甚至造成環(huán)境污染問題。
微污染水體的處理有引水換水、循環(huán)過濾、人工曝氣復(fù)氧、混凝沉淀法等， 但上述方法在實(shí)際運(yùn)用中運(yùn)行費(fèi)用高，或者達(dá)不到景觀水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，即控制水
體中的化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氮、磷、細(xì)菌病原體等污 染物的含量及菌藻滋生，保持水體的清澈、潔凈和無異味。換水成本高，又造 成了環(huán)境污染；循環(huán)過濾需較高的電能耗費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用；人工曝氣復(fù)氧法對于 水質(zhì)差的水體，尤其是利用生活污水作為水源補(bǔ)給水的景觀水體無法達(dá)到理想 的處理效果；混凝沉淀法需投放藥劑，對魚類生長有影響。
生活污水回用于景觀水和綠化等用水既減少生活污水對環(huán)境的污染，又能 緩解水資源短缺的現(xiàn)狀。針對生活污水有較高的脂類、碳水化合物、氨氮、洗 滌劑等，目前的景觀水體處理技術(shù)無法達(dá)到生活污水達(dá)標(biāo)回用的目標(biāo)，或污水 能達(dá)標(biāo)回用，但運(yùn)行成本高昂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種生物活化吸附曝氣的污 水處理與水回用方法，該方法通過加入生物活化劑，激活水中能高效降解纖維
素、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、洗滌劑和氨氮等生活污水主要成分的微生物; 協(xié)同吸附曝氣，可以低能耗低成本地處理生活污水，達(dá)到城市污水再生利用景 觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種生物活化吸附曝氣的污水處理 與水回用方法，采用生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)處理污水，所述污水處 理系統(tǒng)依次由沉砂池、厭氧池、 一級(jí)好氧處理池、二級(jí)好氧處理池和三級(jí)好氧 處理池組成，其特征在于具體包括下述步驟
(1) 加入生物活化劑的厭氧處理 在生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)啟動(dòng)前3 5天，每天向厭氧池中投
加總濃度為10 80mg/L的生物活化劑，正常運(yùn)行期間不須加入；生物活化劑 每天投入量M根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式M- (31 54) — (0.28 2.0) xCOD計(jì)算得出， 所述投入量M的單位為g/m3;所述生物活化劑包括下述質(zhì)量百分比含量的組 分酶制劑75 80%，微量元素10%，氨基酸和多糖10 15%，其中氨基酸
與多糖的質(zhì)量比為1 : 2 3 : 4;
(2) 曝氣漸變的分級(jí)好氧處理
生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)的分級(jí)好氧處理分為如下三級(jí)其中三
級(jí)好氧處理的曝氣量為一級(jí)二級(jí)三級(jí)=5 4 : 3 2 : 2 1;
A. —級(jí)好氧處理在一級(jí)好氧處理池中通過微孔曝氣頭和用于掛膜的填
料均勻布設(shè)創(chuàng)造厭氧、微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型的微生物，曝氣頭和
填料的主體在空間交替，包括俯視平面和側(cè)視平面的點(diǎn)位布設(shè)類型；所述俯視
平面的點(diǎn)位布設(shè)根據(jù)水力流動(dòng)條件和位置，水速慢即水速50.1m/s時(shí)釆用梅花 狀的平面布局，即曝氣點(diǎn)在中間，填料在周圍，水速快即水速^).2m/s時(shí)采用 棋盤狀的平面布局，即曝氣點(diǎn)和填料在同一直線；在中等流速即水速大于 0.1m/s并小于0.2m/s時(shí)既可采用梅花狀的平面布局又可采用棋盤狀的平面布 局或是兩種布局交叉使用；所述側(cè)視平面的曝氣點(diǎn)位在水深距底部0.3米以上 不超過水深距底部的1/3位置、好氧處理池中部和距水面0.3米以上不超過水 深距水面的1/3位置處均勻布置；俯視平面和側(cè)視平面每個(gè)面布置的曝氣頭為 每平方米布置10 15個(gè)曝氣頭，曝氣量為0.02 0.25mS(氣)/mS(水)h，所述填 料為彈性疊層圓柱體纖維填料；
B. 二級(jí)好氧處理在二級(jí)好氧處理池中采用與一級(jí)好氧處理池相同的設(shè)
計(jì)方法創(chuàng)造微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型的微生物，曝氣量為一級(jí)好氧處
理的2/5 3/4，曝氣頭和填料布設(shè)均與一級(jí)好氧處理池相同；
C.三級(jí)好氧處理在三級(jí)好氧處理池中采用與一級(jí)好氧處理池相同的設(shè)
計(jì)方法創(chuàng)造好氧環(huán)境適應(yīng)有氧呼吸的微生物，曝氣頭數(shù)量和曝氣量均為一級(jí)好
氧處理池的1/5 1/2，填料密度為一級(jí)好氧處理池的1/2 1;
(3 )將污染水體直接通過進(jìn)水口進(jìn)入按上述步驟處理好的生物活化吸附 曝氣的污水處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，進(jìn)水速度是0.1m/s 0.6m/s，當(dāng)水體中懸浮 物超過20mg/1時(shí)經(jīng)沉砂池停留30 120分鐘，在厭氧池停留時(shí)間是1 2小時(shí)， 進(jìn)入好氧池后通過入水口與出水口的交錯(cuò)設(shè)計(jì)，延長污水流程，在曝氣池的停 留時(shí)間根據(jù)池的容積和水流速而改變；系統(tǒng)的曝氣運(yùn)行10 20小時(shí)。
所述酶制劑由下述質(zhì)量百分比含量的組分組成蛋白酶40 50%，脂肪 酶40%，纖維素酶10 20%;所述微量元素為銅、鋅、錳、鈷或鉬等中的一 種或兩種或三種或四種或五種，微量元素是微生物生長的必要物質(zhì)，補(bǔ)充的是 水體中所缺少的元素，這些元素大都作為氨基酸、核酸的組成成分和酶活性的 激活劑；所述氨基酸和多糖來源于食品廢料，所述氨基酸為谷氨酸或苯丙氮酸 中的一種或兩種，所述多糖為乳糖或蔗糖中的一種或兩種。該生物活化劑的作 用為使水體中的微生物能高于正常速度迅速繁殖生長，使得厭氧處理時(shí)有機(jī)物 的去除負(fù)荷達(dá)到10%以上。
所述污染水體為景觀水體、池塘水體或水塘水體等，所述污染水體中化學(xué) 需氧量(COD)為25 150mg/1，氨氮濃度為1.5 15mg/l。
本發(fā)明在一級(jí)好氧處理時(shí)在水體中同時(shí)創(chuàng)造厭氧、微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不
同呼吸類型的微生物;采用一種改進(jìn)型的彈性疊層圓柱體纖維填料作為微生物 的載體，活化吸附水解有機(jī)物，加上合理曝氣，在一級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除
負(fù)荷達(dá)40%;在二級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù)荷達(dá)20%;在三級(jí)好氧處理的
有機(jī)物去除負(fù)荷達(dá)10%,在有氧環(huán)境和微生物可利用的碳源少的條件下，生
物處在內(nèi)源代謝階段，無剩余污泥產(chǎn)生。
本發(fā)明選用的生物活化劑Bio ActivationTM(簡稱BA)是由華南理工大學(xué) 黃少斌教師研究組提供，是由天然有機(jī)物廢料加工成的，以酶、微量元素、氨 基酸、多糖等為主要成份，但不含微生物的水處理藥劑。通過激活水體中的"土 著"微生物生長來降解水中的污染物，同時(shí)優(yōu)化吸附曝氣設(shè)計(jì)布點(diǎn)，反應(yīng)池基
本無剩余污泥，大大減少日常維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)避免上述其它處理技術(shù)存在的缺 陷，如需要建立大型水處理設(shè)備、操作復(fù)雜、能耗高、維護(hù)成本髙、引入二 次污染等問題。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果
(1) 本發(fā)明使用生物活化劑，使處理系統(tǒng)啟動(dòng)快速，該水處理藥劑利用 食品行業(yè)的有機(jī)物廢料改性制備，價(jià)格低廉，安全無毒。且所使用的生物活化 劑使水體中的微生物能高于正常速度迅速繁殖生長，達(dá)到生物活化的目的，克 服傳統(tǒng)厭氧兼氧生物活性不高的缺點(diǎn)，并對纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合 物、洗滌劑和氨氮有特異吸收功能的微生物有激發(fā)作用，同時(shí)能把長鏈高分子 聚合物如纖維素、蛋白質(zhì)、脂類等分解成小分子化合物，把對一般微生物有毒 性的洗滌劑(主要是陰離子表面活性劑)降解成小分子。
(2) 對于污染較重的水體，基建成本與微污染水體的成本基本相同。在 有機(jī)負(fù)荷較高的水體，可不需使用BA，只需調(diào)節(jié)曝氣量和合理設(shè)置填料和曝 氣點(diǎn)位，可達(dá)到同樣的效果。
(3) 采用曝氣漸變的方法合理充氧，使氧的利用率達(dá)到最高和同時(shí)滿足
不同處理階段和特定的微生物生長所需不同的有氧環(huán)境，運(yùn)用費(fèi)用也因此而下
降。三級(jí)好氧處理的曝氣量分別是， 一級(jí)二級(jí)三級(jí)=5 4 : 3 2 : 2 1。
(4) 本發(fā)明采用改進(jìn)型的彈性疊層圓柱體纖維填料作為微生物的載體。 在填料體內(nèi)部易于形成具有一定間隔的疊層生物膜，輔以合理的曝氣設(shè)計(jì)，創(chuàng)
造有氧環(huán)境，不存在細(xì)菌病原體等污染物及菌藻滋生的可能性。
(5) 運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小。用在對于低污染的地表水(COD=35 70mg/L)，基本運(yùn)行成本(曝氣供氧)為0.02元/噸，天。且本發(fā)明的技術(shù)設(shè)備 占地面積小，約10平方米可處理30 100噸/天的污水量。
(6) 本發(fā)明無剩余污泥產(chǎn)生，操作和維護(hù)過程簡單，不需建造復(fù)雜的設(shè) 備，易于推廣和應(yīng)用。是切實(shí)可行的水處理回用和景觀水體富營養(yǎng)化預(yù)防的高 效低耗技術(shù)，可用于生活小區(qū)生活污水回用，封閉或半封閉的景觀水體的環(huán)境 修復(fù)和生態(tài)管理，具有廣闊的運(yùn)用前景。
(7) 通過本發(fā)明的方法所處理的污染水體，BOD5的去除率高達(dá)73%， COD去除率高達(dá)87y。，氨氮去除率高達(dá)96%，總磷去除率高達(dá)98%，溶解氧 >4.5mg/L。


圖1為本發(fā)明生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)的示意圖，其中l(wèi)一進(jìn)水
口、 2—沉砂池、3—厭氧池、4一一級(jí)好氧處理池、5 — 二級(jí)好氧處理池、6— 三級(jí)好氧處理池、7—出水口、 8 —曝氣頭、9一掛膜的填料。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但發(fā)明的實(shí)施方式 不限于此。
本發(fā)明所使用的生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)如圖l所示。 實(shí)施例l
(1) 加入生物活化劑的厭氧處理 在生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)啟動(dòng)的前三天向厭氧池3中以水中
均勻噴灑的方式投加總濃度為50mg/L的生物活化劑，每天一次，正常運(yùn)行期 間不須加入。生物活化劑每天投入量(M)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式M-40—0.78xCOD (g/m3)計(jì)算。所述生物活化劑由酶制劑、微量元素、氨基酸和多糖組成。酶 制劑占總量的80%，其中蛋白酶50%，脂肪酶40%，纖維素酶10%。微量元 素占總量的10%，微量元素為銅、鋅、錳和鈷。氨基酸和多糖占總量的10% 氨基酸與多糖的比例是1 :2，氨基酸和多糖來源于食品廢料，氨基酸為谷氨 酸和苯丙氮酸，多糖為乳糖和蔗糖。上述含量均為質(zhì)量百分比含量。
(2) 曝氣漸變的分級(jí)好氧處理
生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)的分級(jí)好氧處理分為如下三級(jí)其中三
級(jí)好氧處理的曝氣量為一級(jí)二級(jí)三級(jí)-5 :2:1;使用的填料為改進(jìn)型的 彈性疊層圓柱體纖維填料；
A. —級(jí)好氧處理在一級(jí)好氧處理池4中通過微孔曝氣頭8和用于掛膜
的填料9在空間交替。俯視平面的點(diǎn)位布設(shè)根據(jù)水力流動(dòng)條件和位置，采用梅
花狀的平面布局，即曝氣點(diǎn)在中間，填料在周圍。側(cè)視平面的曝氣點(diǎn)位在三種
不同水深的位置，曝氣點(diǎn)位在水深距底部0.35米處、好氧處理池中部和距水 面0.35米處均勻布置，每平方米布置15個(gè)曝氣頭，曝氣量約為0.04 mS(氣)/n^水).h，在水體中同時(shí)創(chuàng)造厭氧、微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型
的微生物；在一級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù)荷達(dá)40%。
B. 二級(jí)好氧處理在二級(jí)好氧處理池5中采用與一級(jí)好氧處理池相同的 設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型的微生物。曝氣量為一級(jí)的 2/5，曝氣頭數(shù)量和填料布設(shè)均保持不變。在二級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù)荷 達(dá)20%;
C. 三級(jí)好氧處理在三級(jí)好氧處理池6中采用與一級(jí)好氧處理池相同的 設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造好氧環(huán)境適應(yīng)有氧呼吸的微生物，曝氣頭數(shù)量和曝氣量均為一級(jí) 好氧池的1/5，填料密度比一級(jí)減少一半；在三級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù)荷 達(dá)10%，在有氧環(huán)境和微生物可利用的碳源少的條件下，生物處在內(nèi)源代謝 階段，無剩余污泥產(chǎn)生。
(3)在水量約為500mS的景觀水體集水池，每天接納約10 30 1113的生活 污水，集水池的水質(zhì)指標(biāo)如下COD-36.9 mg/L，氨氮=3.82 mg/L，總磷=0.48 mg/L，細(xì)菌總數(shù)-80000CFU/mL，濁度=4.3 NTU，水力停留時(shí)間為6h,水流 動(dòng)利用重力作用自然從進(jìn)水口 l流入按上述步驟處理好的生物活化吸附曝氣的 污水處理系統(tǒng)的沉砂池2，水流速度為0.1m/s，經(jīng)沉砂池停留120分鐘。通過進(jìn) 水口進(jìn)入按上述步驟處理好的生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理， 在厭氧池停留時(shí)間是2小時(shí)，進(jìn)入好氧池，通過入水口與出水口的交錯(cuò)設(shè)計(jì)， 延長污水流程，在曝氣池的停留時(shí)間為4小時(shí)。系統(tǒng)的曝氣每天運(yùn)行18小時(shí)， 實(shí)現(xiàn)間歇曝氣，每間隔曝氣2小時(shí)，停止2.5小時(shí)，電源開頭采用預(yù)設(shè)時(shí)間，無 須人工操作。
運(yùn)行費(fèi)用是0.25 0.5元/天，處理后出水池的水質(zhì)指標(biāo)如下COD-10.3 mg/L，氨氮=0.21 mg/L，總磷-0.02mg/L，細(xì)菌總數(shù)-5600CFU/mL，濁度=0.4 NTU。 COD去除率達(dá)72。/。，氨氮去除率是94.5%，總磷去除率是95.8%，溶解 氧>4.5 mg/L。氨氮和總磷是水體富營養(yǎng)化的主要指標(biāo)，由此說明該方法特別 適用于中小型富營養(yǎng)化水體的生態(tài)修復(fù)。
實(shí)施例2
(1)加入生物活化劑的厭氧處理 在生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)啟動(dòng)的前三天向厭氧池3中以水中 均勻噴灑的方式投加總濃度為60mg/L的生物活化劑，每天一次，正常運(yùn)行期 間不須加入。生物活化劑每天投入量(M)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式M=38 — 0.8xCOD (g/m3)計(jì)算。所述生物活化劑由酶制劑、微量元素、氨基酸和多糖組成。酶 制劑占總量的75%,其中蛋白酶50%，脂肪酶40%，纖維素酶10%;微量元 素占總量的10%，微量元素為銅、鋅、錳、鈷和鉬；氨基酸和多糖占總量的 15%，氨基酸與多糖的比例是2 : 3，氨基酸和多糖來源于食品廢料，氨基酸 為苯丙氮酸，多糖為蔗糖。上述含量均為質(zhì)量百分比含量。
(2) 曝氣漸變的分級(jí)好氧處理 生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)的分級(jí)好氧處理分為如下三級(jí)其中三
級(jí)好氧處理的曝氣量為一級(jí)二級(jí)三級(jí)=4 :3:2;使用的填料為改進(jìn)型的 彈性疊層圓柱體纖維填料；
A. —級(jí)好氧處理在一級(jí)好氧處理池4中通過微孔曝氣頭8和用于掛膜 的填料9在空間交替。俯視平面的點(diǎn)位布設(shè)根據(jù)水力流動(dòng)條件和位置，采用棋
盤狀的平面布局，即曝氣點(diǎn)和填料在同一直線。側(cè)視平面的曝氣點(diǎn)位在三種不
同水深的位置，曝氣點(diǎn)位在水深距底部的1/3位置、好氧處理池中部和距水面 的1/3位置處均勻布置，每平方米布置12個(gè)曝氣頭，曝氣量約為0.14 mS(氣)/m、水).h，在水體中同時(shí)創(chuàng)造厭氧、微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型 的微生物；在一級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù)荷達(dá)40%。
B. 二級(jí)好氧處理在二級(jí)好氧處理池5中采用與一級(jí)好氧處理池相同的 設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型的微生物。曝氣量為一級(jí)的 3/4，曝氣頭數(shù)量和填料布設(shè)均保持不變。在二級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù)荷 達(dá)20%。
C. 三級(jí)好氧處理在三級(jí)好氧處理池6中采用與一級(jí)好氧處理池相同的 設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造好氧環(huán)境適應(yīng)有氧呼吸的微生物。曝氣頭數(shù)量和曝氣量均為一級(jí)
好氧池的2/4，填料密度與一級(jí)好氧池相同。在三級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù) 荷達(dá)10%，在有氧環(huán)境和微生物可利用的碳源少的條件下，生物處在內(nèi)源代 謝階段，無剩余污泥產(chǎn)生。
(3) 在水量約為5001113的景觀水體集水池，每天接納約10 30 mS的生活 污水，集水池的水質(zhì)指標(biāo)如下COD=36.9mg/L，氨氮-3.82mg/L,總磷=0.48 mg/L，細(xì)菌總數(shù)=80000 CFU/mL，濁度-4.3NTU，水力停留時(shí)間為6h，水流 動(dòng)利用重力作用自然從進(jìn)水口 l流入按上述步驟處理好的生物活化吸附曝氣的
污水處理系統(tǒng)的沉砂池2，水流速度為0.6m/s，經(jīng)沉砂池停留lh，通過進(jìn)水口 進(jìn)入按上述步驟處理好的生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，在厭 氧池停留時(shí)間是1.5小時(shí)，進(jìn)入好氧池后通過入水口與出水口的交錯(cuò)設(shè)計(jì)，延 長污水流程，在曝氣池的停留時(shí)間根據(jù)池的容積和水流速而改變。在曝氣池的 停留時(shí)間為5小時(shí)。曝氣系統(tǒng)每天運(yùn)行14小時(shí)，實(shí)現(xiàn)間歇曝氣，每間隔曝氣3 小時(shí)，停止2小時(shí)，電源開頭采用預(yù)設(shè)時(shí)間，無須人工操作。
運(yùn)行費(fèi)用是0.25 0.5元/天，處理后出水池的水質(zhì)指標(biāo)如下BOD5 = 6.3 mg/L， COD-13.2 mg/L，氨氮=0.44 mg/L，總磷=0.03 mg/L，細(xì)菌總數(shù)-8700 CFU/mL，濁度-0.6NTU。 BOD5的去除率為73.1X， COD去除率達(dá)75.2。/。，氨 氮去除率是93%，總磷去除率是95.8%，溶解氧〉6mg/L。氨氮和總磷是水體富 營養(yǎng)化的主要指標(biāo)，由此可見，此方法同樣適用于處理中小型池塘富營養(yǎng)化水 體和該水體的生態(tài)修復(fù)。
實(shí)施例3
(1) 加入生物活化劑的厭氧處理 在生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)啟動(dòng)的前五天向厭氧池3中以水中
均勻噴灑的方式投加總濃度為80mg/L的生物活化劑，每天一次，正常運(yùn)行期 間不須加入。生物活化劑每天投入量(M)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式M-45 — 1.8xCOD (g/m3)計(jì)算。所述生物活化劑由酶制劑、微量元素、氨基酸和多糖組成。酶 制劑占總量的80%，其中蛋白酶40%，脂肪酶40%,纖維素酶20%;微量元 素占總量的10%，微量元素為有銅、鋅、錳；氨基酸和多糖占總量的10%, 氨基酸與多糖的比例是3 : 4，氨基酸和多糖來源于食品廢料，氨基酸為谷氨 酸，多糖為乳糖。上述含量均為質(zhì)量百分比含量。
(2) 曝氣漸變的分級(jí)好氧處理
生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)的分級(jí)好氧處理分為如下三級(jí):其中三
級(jí)好氧處理的曝氣量為一級(jí)二級(jí)三級(jí)=10 :5:3;
A. —級(jí)好氧處理在一級(jí)好氧處理池4中通過微孔曝氣頭8和用于掛膜 的填料9在空間交替。俯視平面的點(diǎn)位布設(shè)根據(jù)水力流動(dòng)條件和位置，采用棋
盤狀的平面布局，即曝氣點(diǎn)在中間，填料在周圍。水流速由潛水泵調(diào)節(jié)。側(cè)視
平面的曝氣點(diǎn)位在三種不同水深的位置，曝氣點(diǎn)位在水深距底部0.3米、好氧
處理池中部和距水面0.3米處均勻布置，每平方米布置10個(gè)曝氣頭，曝氣量 約為0.211^(氣)/mS(水).h，在水體中同時(shí)創(chuàng)造厭氧、微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同 呼吸類型的微生物；在一級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù)荷達(dá)40%。
B. 二級(jí)好氧處理在二級(jí)好氧處理池5中采用與一級(jí)好氧處理池相同的 設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型的微生物。曝氣量為一級(jí)的一 半，曝氣頭數(shù)量和填料布設(shè)均保持不變。因?yàn)閺囊患?jí)好氧處理后的水體溶解氧 較髙，過度充氧只會(huì)造成運(yùn)行費(fèi)用升高而氧轉(zhuǎn)移率下降。在二級(jí)好氧處理的有 機(jī)物去除負(fù)荷達(dá)20%。
C. 三級(jí)好氧處理在三級(jí)好氧處理池6中采用與一級(jí)好氧處理池相同的 設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造好氧環(huán)境適應(yīng)有氧呼吸的微生物。曝氣頭數(shù)量和曝氣量均為一級(jí) 好氧池的3/10，填料密度與一級(jí)好氧池相同。在三級(jí)好氧處理的有機(jī)物去除負(fù) 荷達(dá)10%，在有氧環(huán)境和微生物可利用的碳源少的條件下，生物處在內(nèi)源代 謝階段，無剩余污泥產(chǎn)生。
(3)在水量約為15,000r^的水塘，屬半封閉式水體，與外界的水體交流 僅靠雨水流入。水體呈現(xiàn)綠色，湖內(nèi)有藻類，以綠藻、藍(lán)藻為主，葉綠素a濃 度C似『15.3mg/m3，原水水質(zhì)指標(biāo)如下COD=27.9 mg/L，氨氮-3.32mg/L， 總磷K).42mg/L，細(xì)菌總數(shù)-75000CFU/mL，濁度-5.2NTU， pH=5.8。水力停 留時(shí)間為IO h，水流動(dòng)方式采用潛水泵間歇注入在水面下的按上述步驟處理 好的生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)的沉砂池2，水流速度為0.3m/s，經(jīng)沉 砂池停留30min，通過進(jìn)水口進(jìn)入按上述步驟處理好的生物活化吸附曝氣的污 水處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，在厭氧池停留時(shí)間是1.5小時(shí)，進(jìn)入好氧池后通過入 水口與出水口的交錯(cuò)設(shè)計(jì)，延長污水流程，在曝氣池的停留時(shí)間根據(jù)池的容積 和水流速而改變。在曝氣池的停留時(shí)間為4小時(shí)。曝氣系統(tǒng)每天運(yùn)行10小時(shí)， 實(shí)現(xiàn)間歇曝氣，每間隔曝氣2小時(shí)，停止2.5小時(shí)，電源開頭采用預(yù)設(shè)時(shí)間，無 須人工操作。
運(yùn)行費(fèi)用是0.25 0.5元沃，正常運(yùn)行一個(gè)月后測水質(zhì)指標(biāo)如下COD-7.3 mg/L，氨氮-0.18mg/L，總磷=0,01 mg/L，細(xì)菌總數(shù)-5600CFU/mL，葉綠素a 濃度Chla-4.8 mg/m3，濁度=0.4 NTU。 COD去除率達(dá)73.8。/。，氨氮去除率是 94.5%，總磷去除率是97.6%，溶解氧〉5mg/L。氨氮和總氮是水體富營養(yǎng)化的 主要指標(biāo)，葉綠素a和濁度直接影響水體的景觀美感，由此可用該方法同樣適
用于大中型富營養(yǎng)化半封閉式水塘水體的生態(tài)修復(fù)。
實(shí)施例4
本實(shí)施例除下述特征外同實(shí)施例3:生物活化劑的總濃度為20mg/L，生物 活化劑每天投入量(M)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式M-54 — 0.3xCOD (g/m3)計(jì)算。在水 量約為20,000r^的水塘，屬全封閉式水體。水體呈現(xiàn)黃綠色，湖內(nèi)有大量藻類， 且以綠藻、藍(lán)藻為主，葉綠素ot濃度Chloc-30.4 mg/m3，原水水質(zhì)指標(biāo)如下-COD=144.5 mg/L ， 氦氮=14.4mg/L ， 總磷=1.44 mg/L ， 細(xì)菌總數(shù) =275000CFU/mL，濁度=16.2 NTU， pH=6.2。水力停留時(shí)間為16 h， 水流動(dòng) 方式采用潛水泵半間歇注入在水面下的按上述步驟處理好的生物活化吸附曝 氣的污水處理系統(tǒng)的沉砂池2。
運(yùn)行費(fèi)用是0.4 0.6元/天，正常運(yùn)行一個(gè)月后測水質(zhì)指標(biāo)如下COD=18.8 mg/L，氨氮-0.56mg/L，總磷=0.03 mg/L,細(xì)菌總數(shù)=6500 CFU/mL，葉綠素a 濃度Chl0^6.8 mg/m3，濁度=0.8 NTU。 COD去除率高達(dá)87n/。，氨氮去除率為 96.1%，總磷去除率為98%，葉綠素oc的去除率為77.6X，溶解氧〉6mg/L。 COD 濃度代表水體受污染的程度，氨氮和總磷是水體富營養(yǎng)化的主要指標(biāo)，葉綠素 oc和濁度直接影響水體的景觀美感，由此可見，該方法同樣適用于大中型污染 程度比較嚴(yán)重和富營養(yǎng)化的全封閉式水塘水污染治理和生態(tài)修復(fù)。
實(shí)施例5
本實(shí)施例除下述特征外同實(shí)施例3:在水量約為20,000mS的池塘水體，屬 半封閉式水體，雨水流入是其主要的水體交換源，水體呈碧綠色，水中可以看 到有綠藻生長，經(jīng)檢測，水源水主要水質(zhì)指標(biāo)如下Chlot=16.4 mg/m3， COD=32.5mg/L，氨氮-2.4mg/L，總磷-0.32mg/L，細(xì)菌總數(shù)-55000CFU/mL， 濁度-4.0NTU。水力停留時(shí)間為10h，水流動(dòng)方式采用潛水泵半間歇注入在 水面下的按上述步驟處理好的生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)的沉砂池2。
運(yùn)行費(fèi)用是0.25 0.5元/天，正常運(yùn)行一個(gè)月后測水質(zhì)指標(biāo)如下葉綠素oc 濃度Chlot-5.0mg/m3， COD=5.2mg/L,氨氮-0.12mg/L，總磷-0.01 mg/L，細(xì) 菌總數(shù)=3500 CFU/mL，濁度=0.4 NTU。葉綠素a的去除率為70X， COD去除 率為84%，氨氮去除率為95%，總磷去除率為96.9Q/。，，溶解氧〉4.8mg/L。氨氮
和總磷是水體富營養(yǎng)化的主要指標(biāo)，葉綠素OC和濁度直接影響水體的景觀美 感，由此可見，該方法同樣適用于大中型富營養(yǎng)化半封閉式池塘水體的生態(tài)修 復(fù)。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí) 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法，采用生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)處理污水，所述污水處理系統(tǒng)依次由沉砂池、厭氧池、一級(jí)好氧處理池、二級(jí)好氧處理池和三級(jí)好氧處理池組成，其特征在于具體包括下述步驟(1)加入生物活化劑的厭氧處理在生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)啟動(dòng)前3～5天，每天向厭氧池中投加總濃度為10～80mg/L的生物活化劑，正常運(yùn)行期間不須加入；生物活化劑每天投入量M根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式M＝(31～54)-(0.28～2.0)×COD計(jì)算得出，所述投入量M的單位為g/m3；所述生物活化劑包括下述質(zhì)量百分比含量的組分酶制劑75～80％，微量元素10％，氨基酸和多糖10～15％，其中氨基酸與多糖的質(zhì)量比為1∶2～3∶4；(2)曝氣漸變的分級(jí)好氧處理生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)的分級(jí)好氧處理分為如下三級(jí)其中三級(jí)好氧處理的曝氣量為一級(jí)∶二級(jí)∶三級(jí)＝5～4∶3～2∶2～1；A.一級(jí)好氧處理在一級(jí)好氧處理池中通過微孔曝氣頭和用于掛膜的填料均勻布設(shè)創(chuàng)造厭氧、微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型的微生物，曝氣頭和填料的主體在空間交替，包括俯視平面和側(cè)視平面的點(diǎn)位布設(shè)類型；所述俯視平面的點(diǎn)位布設(shè)根據(jù)水力流動(dòng)條件和位置，水速慢即水速≤0.1m/s時(shí)采用梅花狀的平面布局，即曝氣點(diǎn)在中間，填料在周圍，水速快即水速≥0.2m/s時(shí)采用棋盤狀的平面布局，即曝氣點(diǎn)和填料在同一直線；在中等流速即水速大于0.1m/s并小于0.2m/s時(shí)既可采用梅花狀的平面布局又可采用棋盤狀的平面布局或是兩種布局交叉使用；所述側(cè)視平面的曝氣點(diǎn)位在水深距底部0.3米以上不超過水深距底部的1/3位置、好氧處理池中部和距水面0.3米以上不超過水深距水面的1/3位置處均勻布置；俯視平面和側(cè)視平面每個(gè)面布置的曝氣頭為每平方米布置10～15個(gè)曝氣頭，曝氣量為0.02～0.25m3(氣)/m3(水)h，所述填料為彈性疊層圓柱體纖維填料；B.二級(jí)好氧處理在二級(jí)好氧處理池中采用與一級(jí)好氧處理池相同的設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造微氧和好氧環(huán)境適應(yīng)不同呼吸類型的微生物，曝氣量為一級(jí)好氧處理的2/5～3/4，曝氣頭和填料布設(shè)均與一級(jí)好氧處理池相同；C.三級(jí)好氧處理在三級(jí)好氧處理池中采用與一級(jí)好氧處理池相同的設(shè)計(jì)方法創(chuàng)造好氧環(huán)境適應(yīng)有氧呼吸的微生物，曝氣頭數(shù)量和曝氣量均為一級(jí)好氧處理池的1/5～1/2，填料密度為一級(jí)好氧處理池的1/2～1；(3)將污染水體直接通過進(jìn)水口進(jìn)入按上述步驟處理好的生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，進(jìn)水速度是0.1m/s～0.6m/s，當(dāng)水體中懸浮物超過20mg/l時(shí)經(jīng)沉砂池停留30～120分鐘，在厭氧池停留時(shí)間是1～2小時(shí)，進(jìn)入好氧池后通過入水口與出水口的交錯(cuò)設(shè)計(jì)，延長污水流程，在曝氣池的停留時(shí)間根據(jù)池的容積和水流速而改變；系統(tǒng)的曝氣運(yùn)行10～20小時(shí)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法，其 特征在于所述酶制劑由下述質(zhì)量百分比含量的組分組成蛋白酶40 50%， 脂肪酶40%，纖維素酶10 20%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法，其 特征在于所述微量元素為銅、鋅、錳、鈷或鉬等中的一種或兩種或三種或四 種或五種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法，其 特征在于所述氨基酸為谷氨酸或苯丙氮酸中的一種或兩種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法，其 特征在于所述多糖為乳糖或蔗糖中的一種或兩種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法，其特征在于所述污染水體為景觀水體、池塘水體或水塘水體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法，其特征在于:所述污染水體中化學(xué)需氧量為25 150mg/l，氨氮濃度為1.5 15mg/l。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種生物活化吸附曝氣的污水處理與水回用方法，該方法使用加入了生物活化劑的厭氧處理后的生物活化吸附曝氣的污水處理系統(tǒng)處理污水。使用該方法處理污水運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小，無剩余污泥產(chǎn)生，操作和維護(hù)過程簡單，不需建造復(fù)雜的設(shè)備，易于推廣和應(yīng)用。是切實(shí)可行的水處理回用和景觀水體富營養(yǎng)化預(yù)防的高效低耗技術(shù)，可用于生活小區(qū)生活污水回用，封閉或半封閉的景觀水體的環(huán)境修復(fù)和生態(tài)管理，具有廣闊的運(yùn)用前景。通過該方法所處理的污染水體，BOD₅的去除率高達(dá)73.1％，COD去除率高達(dá)85.6％，氨氮去除率高達(dá)96％，總磷去除率高達(dá)98％，溶解氧＞4.5mg/L。
文檔編號(hào)C02F3/30GK101186385SQ20071003255
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者涂善忠, 然 蔣, 蔡焯基, 郭永峰, 黃少斌 申請人:華南理工大學(xué);廣州市協(xié)和高級(jí)中學(xué);廣州市普邦園林配套工程有限公司