專利名稱：多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器及污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種將多級好氧和缺氧反復循環(huán) 耦合的高效生化污水處理方法。
背景技術(shù)：
已知技術(shù)中生化水處理方法中的生化過程包括好氧、厭氧和缺氧過程。已 知技術(shù)中通常將缺氧過程與好氧過程聯(lián)合使用。最為常見的缺氧與好氧聯(lián)合使 用的污水處理方法就是使污水或經(jīng)過厭氧處理的污水先進入缺氧池，再進入好 氧池，然后再將部分好氧池產(chǎn)水通過回流泵回流到缺氧池。這樣好氧缺氧耦合 的方法可以實現(xiàn)污水中污染物的氧化還原過程。特殊地說，在原水中含有胺類 化合物時，在好氧菌的作用下可以通過好氧反應(yīng)將胺類化合物氧化成亞硝酸跟 和硝酸根，再將含有亞硝酸根和硝酸根的污水返回到缺氧池，在缺氧菌的作用 下使亞硝酸根和硝酸根還原成氮氣。這種氧化還原過程的耦合通常被稱為硝化 反硝化過程。通過回流泵回流實現(xiàn)硝化反硝化的技術(shù)需要較大的回流量，消耗
較大量的能源；另外通過單獨的缺氧池和好氧池之間的循環(huán)耦合，難以實現(xiàn)好 氧缺氧過程的多次耦合，而多次好氧缺氧耦合是增加生化效率和減低污泥排放 量的重要手段。
已知技術(shù)中實現(xiàn)好氧缺氧就地耦合的方法之一是利用在好氧生化處理池中 投放微孔載體。爆入好氧池的氧氣與載體表面接觸較為充分，而與載體內(nèi)部孔 隙表面接觸較差，因此在載體表面生長好氧菌，而載體內(nèi)部生長缺氧菌。這種 技術(shù)在中國專利(申請?zhí)?00310121766.7、200410091131.1和200610012071.9) 被揭示。這種技術(shù)雖然可以在同一生化池中實現(xiàn)耗氧和缺氧的耦合，但是污水 無法實現(xiàn)在好氧和缺氧環(huán)境的多次交流，另外微孔載體的孔隙又易被堵塞的問 題。
中國專利(申請?zhí)?00710062931.4)在內(nèi)導流桶內(nèi)和內(nèi)外導流桶之間實現(xiàn) 缺氧和好氧環(huán)境，同時利用氣提原理實現(xiàn)了污水在好氧區(qū)域和缺氧區(qū)域的反復多次循環(huán)。但是該專利技術(shù)中活性污泥參與缺氧區(qū)和好氧區(qū)的多級快速循環(huán)， 在此環(huán)境下無法馴化專門的好氧菌團或缺氧菌團。
中國專利(申請?zhí)?00610012070.4)通過分隔板和導流板將一個生化反應(yīng) 池分割成多個好氧區(qū)和缺氧區(qū)，相當于多個好氧池和缺氧池的簡單串聯(lián)。這種 技術(shù)只能實現(xiàn)推流式的好氧與缺氧環(huán)境的變換，無法實現(xiàn)好氧與缺氧環(huán)境的反 復多次循環(huán)。
中國專利(ZL 01263058.6)利用多管氣提實現(xiàn)了好氧流化床內(nèi)在導流桶內(nèi) 外的多次反復循環(huán)。但這一技術(shù)僅僅實現(xiàn)了好氧環(huán)境內(nèi)的多次反復循環(huán)，在生 物反應(yīng)器內(nèi)沒有缺氧生化過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要實現(xiàn)好氧缺氧多級耦合以提高生化效率和較小污泥排放量的技術(shù) 目的，提供一種多級好氧缺氧耦合的污水生化處理方法。 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的多級好氧缺氧耦合的污水生化處理方法包括一 種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器和利用這種生物反應(yīng)器處理污水的生化反應(yīng)方 法。多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器內(nèi)包括至少一個導流桶、安置在導流桶內(nèi)外 的固定床微生物載體，導流桶內(nèi)安裝的爆氣裝置和設(shè)在該生物反應(yīng)器上的進出 水裝置。利用這一生物反應(yīng)器處理污水的方法包括向這一生物反應(yīng)器供污水， 通過導流桶內(nèi)安裝的爆氣裝置向?qū)Я魍皟?nèi)爆氣，在導流桶內(nèi)產(chǎn)生好氧環(huán)境，利 用氣提作用使污水在好氧區(qū)內(nèi)向上流，在導流桶外的缺氧區(qū)內(nèi)向下流，向下流 污水在導流桶底部會再次在氣提作用下流入導流桶而向上流。在此循環(huán)流作用 下可以實現(xiàn)污水在好氧區(qū)與缺氧區(qū)的反復循環(huán)。在導流桶內(nèi)的好氧區(qū)和導流桶 外缺氧區(qū)均充填固定床載體，使缺氧區(qū)內(nèi)的缺氧菌被以生物膜的方式固定在缺 氧區(qū)載體表面，好氧區(qū)內(nèi)好氧菌被以生物膜的方式固定在好氧區(qū)載體表面，缺 氧菌生物膜和好氧菌生物膜不參與在氣提作用下污水在好氧區(qū)與缺氧區(qū)之間的 循環(huán)，因此實現(xiàn)污水與厭氧生物膜和好氧生物膜的反復接觸接觸反應(yīng)。另外通 過在一個生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置多個導流桶實現(xiàn)更多級的好氧缺氧耦合。
本發(fā)明的多級好氧缺氧耦合的污水生化處理方法，其特征在于多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器內(nèi)包括至少一個導流桶、安置在導流桶內(nèi)外的微生物載體、 導流桶內(nèi)安裝的爆氣裝置；導流桶內(nèi)安裝的爆氣裝置向?qū)Я魍皟?nèi)爆氣提供氣提 動量和好氧生化環(huán)境，污水在導流桶內(nèi)好氧環(huán)境和導流桶外缺氧環(huán)境中反復循環(huán)。
本發(fā)明多級好氧缺氧耦合的污水生化處理方法的特征還在于多級好氧缺氧 耦合生物反應(yīng)器包括多個導流桶以實現(xiàn)污水在一個導流桶內(nèi)外好氧缺氧多級反 復循環(huán)外，還在多個好氧缺氧循環(huán)區(qū)內(nèi)和在多個好氧缺氧耦合區(qū)之間的反復循 環(huán)。另外還可以通過多個導流桶實現(xiàn)反應(yīng)器流量的增大和污水在反應(yīng)器內(nèi)停留 時間的增長。
本發(fā)明多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器提及的導流桶直徑在20-200厘米之間。
本發(fā)明多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器提及的導流桶之間的距離在0. 5-2. 5 米之間。
本發(fā)明多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器提及的導流桶頂部在反應(yīng)器內(nèi)水位上 下0.5米范圍之內(nèi)。


圖1是本發(fā)明第一種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器縱向剖面示意圖。 圖2是本發(fā)明第一種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器俯視示意圖。 圖3是本發(fā)明第二種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器縱向剖面示意圖。 圖4是本發(fā)明第二種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器俯視示意圖。
具體實施例方式
參見圖1和圖2，本發(fā)明第一種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器包括一個長方 體反應(yīng)器100，進水管道101，多跟導流桶102，設(shè)在導流管內(nèi)底部的爆氣頭230， 氣管220及氣泵210;安置在導流桶內(nèi)部的載體310 (圖中為標出)和安裝在導 流桶外部反應(yīng)器100之內(nèi)的載體320 (圖中為標出)，導流桶內(nèi)部的載體310和 導流桶外部載體320可以相同也可以不同。出水導流區(qū)400，出水汲水漕410和 出水管道420。
利用這種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器進行污水處理的方法包括將污水經(jīng)過進水管101進入反應(yīng)器100，使污水首先與載體320表面缺氧細菌膜接觸，然 后在導流桶102內(nèi)氣提動量作用下，污水和部分污泥從導流桶102底部進入導 流桶102內(nèi)部并隨上向流上升到導流桶102上部；在導流桶102內(nèi)部，污水與 導流桶內(nèi)載體310表面好氧細菌膜充分接觸。污水從導流桶102上部流向?qū)Я?桶外，沿下向流流到導流桶102底部，污水再次在氣提動量作用下從導流桶102 底部進入導流桶102內(nèi)的好氧區(qū)，由此污水在導流桶102內(nèi)和導流桶102外的 好氧區(qū)和缺氧區(qū)組成的一個好氧缺氧耦合區(qū)內(nèi)反復循環(huán)實現(xiàn)好氧缺氧的多級耦 合。與此同時，污水在污水進水流與出水流的推動下緩慢向出水端流動，依次 進入以每個導流桶102為中心的好氧缺氧耦合區(qū)。部分進入下一個好氧缺氧耦 合區(qū)的污水和污泥還會在氣提動量的推動下回流到上一個好氧缺氧耦合區(qū)，另 一部分污水和污泥在氣提動量和進出水流的共同推動下繼續(xù)向下一個好氧缺氧 耦合區(qū)流動。因此污水和污泥在各個好氧缺氧耦合區(qū)之間存在雙向傳遞作用。
污水在經(jīng)過多次好氧缺氧生化反應(yīng)處理后進入出水導流區(qū)400，產(chǎn)水中的部 分污泥下沉到反應(yīng)器100底部，在最后一級導流桶102底部被提升而再次進入 好氧缺氧耦合反應(yīng)區(qū)，并經(jīng)過各個好氧缺氧耦合區(qū)的相互傳遞作用逐步向前級 流動，同時在載體310和320表面發(fā)生生化反應(yīng)得到降解使生物反應(yīng)器的污泥 排放量得到降低。
圖3和圖4所示的本發(fā)明第二種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器的基本構(gòu)造 與圖1和圖2所示的本發(fā)明第一種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器的基本構(gòu)造相 同，相同的部分用相同的標號表示，且不再進行重復描述。
圖 3和圖4所示的本發(fā)明第二種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器與圖1和圖2 所示的本發(fā)明第一種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器的區(qū)別在于反應(yīng)器100是圓 柱形。入水管101設(shè)置在圓柱體中間，產(chǎn)水導流區(qū)400設(shè)置在反應(yīng)器100的外 部。
實施例1:如圖1所示。入水為生活污水，流量每小時0.5立方米，入水 COD在200-380mg/L之間；生物反應(yīng)器長寬高分別為2. 5m， 0. 6m， 1. 2m，生物反 應(yīng)器內(nèi)分布直徑為0. 25m的PVC導流桶102共6個，導流桶內(nèi)外均充填網(wǎng)狀蜂 窩生物填料，每個導流桶下方安裝直徑為0. 2m瀑氣頭一個。運行啟動時添加適量活性污泥，經(jīng)過15天馴化，出水COD為15mg/L。
實施例2:如圖2所示。生物反應(yīng)器內(nèi)徑為0. 75m外徑為1. 0m，生物反應(yīng) 器內(nèi)分布直徑為0. 25m的PVC導流桶102共8個，其他實驗條件與實施例1相 同。經(jīng)過15天馴化，出水COD為18mg/L。
權(quán)利要求
1、一種多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器，其特征在于多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器內(nèi)包括至少一個導流桶、安置在導流桶內(nèi)外的固定床微生物載體，導流桶內(nèi)安裝的爆氣裝置和設(shè)在該多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器上的進出水裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器，其特征在于所述包 括分布在該多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器的多個導流桶。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器，其特征在于所述導 流桶直徑在20-200厘米之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器，其特征在于所述導 流桶之間的距離在0. 5-2. 5米之間。
5、 一種多級好氧缺氧耦合的污水生化處理方法，其特征在于使用了包括至 少個導流桶、安置在導流桶內(nèi)外的固定床微生物載體，導流桶內(nèi)安裝的爆氣 裝置的多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng)器，通過向所述多級好氧缺氧耦合生物反應(yīng) 器導流桶內(nèi)安裝的爆氣裝置爆氣，在導流桶內(nèi)產(chǎn)生好氧環(huán)境，利用氣提作用使 污水在好氧區(qū)內(nèi)向上流，在導流桶外的缺氧區(qū)內(nèi)向下流，向下流污水在導流桶 底部會再次在氣提作用下流入導流桶而向上流；因而以實現(xiàn)污水在好氧區(qū)與缺 氧區(qū)的反復循環(huán)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述多級好氧缺氧耦合污水處理方法，其特征還在于在 一個生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置多個導流桶實現(xiàn)更多級的好氧缺氧耦合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多級好氧缺氧耦合的污水生化處理方法，屬于環(huán)保水處理領(lǐng)域。該方法揭示的生化反應(yīng)器安裝多個導流桶、安置在導流桶內(nèi)外的微生物載體、導流桶內(nèi)安裝的爆氣裝置。利用這種生化反應(yīng)器處理污水的方法是通過爆氣裝置向?qū)Я魍皟?nèi)爆氣提供氣提動量和導流桶內(nèi)的好氧生化環(huán)境；在導流桶外形成缺氧環(huán)境；污水在導流桶內(nèi)好氧環(huán)境和導流桶外缺氧環(huán)境中反復循環(huán)，實現(xiàn)好氧缺氧耦合；通過安裝多個導流桶的方法實現(xiàn)多個好氧缺氧耦合區(qū)之間的反復循環(huán)。本發(fā)明多級好氧缺氧耦合的污水生化處理方法可以提高生物反應(yīng)器的效率，減低生物反應(yīng)器的污泥排量，特別可以在同一生化反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)多級消化反硝化生化過程。
文檔編號C02F3/12GK101450830SQ20071019513
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者孟廣禎, 昭 楊, 王黎明 申請人:孟廣禎