專利名稱：污水雙生物膜深度處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域中污水深度處理工藝，特別是一種污水高效 脫氮除磷及資源化利用的污水雙生物膜深度處理工藝。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)水污染問(wèn)題日益加劇，水資源匱
乏尤為突出。我國(guó)江河湖海普遍遭受污染，全國(guó)75%的湖泊出現(xiàn)了不 同程度的富營(yíng)養(yǎng)化；90%的城市水域污染嚴(yán)重。水污染降低了水體的 使用功能，加劇了水資源短缺。目前我國(guó)是世界13個(gè)缺水國(guó)家之一， 全國(guó)600多個(gè)城市中目前大約一半的城市缺水，水污染加劇更使水資 源短缺雪上加霜。對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施帶來(lái)了明顯的負(fù)面影 響。
污水經(jīng)過(guò)處理達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)后再利用是解決水資源短缺的必由 之路。鑒于我國(guó)淡水資源匱乏，城市用水需求量日益增加，污水深度 處理資源化利用工程技術(shù)的開(kāi)發(fā)十分迫切。
污水中的氮、磷是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。傳統(tǒng)的污水深 度處理技術(shù)雖然能去除水中的部分氮、磷物質(zhì)，但是傳統(tǒng)的污水同步 除磷脫氮工藝，由于自身固有的缺陷不能滿足高效脫氮除磷的要求； 特別是聚磷菌與反硝化菌所需的生長(zhǎng)環(huán)境不同，脫氮與除磷之間存在 技術(shù)矛盾，實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)脫氮效果及除磷效果較差的問(wèn)題。經(jīng) 常導(dǎo)致污水處理效果不好，不能達(dá)到資源化利用的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有污水同步除磷脫氮工藝脫氮效果 及除磷效果較差的缺陷，發(fā)明一種能提高污水深度處理的效果、達(dá)到 資源化利用的要求的污水雙生物膜深度處理工藝。本處理工藝可以極大提高污水同步脫氮除磷的能力，同時(shí)可以進(jìn)一步去除水中有機(jī)污染 物、懸浮物等污染物質(zhì)，提高了出水效果，可以達(dá)到城市雜用水的水 質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)城市污水深度處理、污水資源化利用提供了一種新的 途徑。
本發(fā)明的目的是按如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的所述污水雙生物膜 深度處理工藝過(guò)程為
污水在預(yù)處理池經(jīng)過(guò)格柵、沉砂預(yù)處理后，進(jìn)入生物反應(yīng)器，該 生物反應(yīng)器分為三部分，分別由厭氧池、缺氧池及氧保持池組成；厭 氧池中回流的污泥在厭氧條件下釋放磷，并對(duì)部分有機(jī)物進(jìn)行降解； 在缺氧池，反硝化菌在缺氧條件下對(duì)回流的硝化液中的硝酸鹽、亞硝 酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮，同時(shí)污水中的有機(jī)物為反硝化菌提供碳源而去 除大部分有機(jī)物；在氧保持池內(nèi)設(shè)置有纖毛生物填料，纖毛上附著由 大量微生物構(gòu)成的微生物膜，其中聚磷菌會(huì)過(guò)量攝磷，同時(shí)好氧及兼 氧微生物對(duì)部分有機(jī)物進(jìn)行降解，但不以氨氮的硝化反應(yīng)為主；污水 經(jīng)過(guò)氧保持池進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行沉淀處理，二次沉淀池上清液進(jìn)入 后續(xù)的曝氣生物濾池；在曝氣生物濾池中裝有顆粒生物填料，在顆粒 生物填料上附著有微生物膜，依靠生物膜中的微生物對(duì)污水中殘留的
有機(jī)物進(jìn)行降解，同時(shí)對(duì)水中的懸浮物質(zhì)進(jìn)一步吸附過(guò)濾處理；與此 同時(shí)，污水中的氨氮在微生物膜中硝化菌的作用下進(jìn)行硝化反應(yīng)，將 氨氮經(jīng)硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成硝態(tài)氮，去除污水中的有機(jī)物、懸浮物；曝氣 生物濾池出水部分回流到前端的缺氧池與反硝化菌作用進(jìn)行反硝化 脫氮，另一部分排放；二次沉淀池產(chǎn)生的污泥一部分回流到厭氧池參 與系統(tǒng)反應(yīng)，另一部分作為剩余污泥排出系統(tǒng)。
所述氧保持池內(nèi)設(shè)置的纖毛生物填料，是用高彈性模量并含有離 子交換劑的纖維制成。其具有良好的剛度和疏水性，不容易結(jié)球，同 時(shí)容易掛膜、容易吸附氨氮等陽(yáng)離子性物質(zhì)。
所述曝氣生物濾池內(nèi)設(shè)置的纖毛生物填料，采用有機(jī)合成的聚丙 烯濾料(EPP)、無(wú)機(jī)沸石、生物陶粒等顆粒狀生物填料。曝氣生物 濾池填料可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，該反應(yīng)段主要是進(jìn)行污水中氨 氮的硝化反應(yīng)以及污水中有機(jī)物、懸浮物的進(jìn)一步去除。本發(fā)明的主要技術(shù)效果如下
本工藝通過(guò)不同的生物反應(yīng)池組合，提高了污水脫氮除磷效果， 進(jìn)一步降低水中污染物濃度，凈化水能夠達(dá)到再生用回用水的要求。
本工藝系統(tǒng)分別在氧保持池和曝氣生物濾池中安裝了纖毛生物 填料和顆粒生物濾料，利用這兩種填料在其上培養(yǎng)出微生物膜，提高 反應(yīng)池中生物量，從而可提高處理效果。
與傳統(tǒng)的污水同步脫氮除磷工藝相比較，這種工藝具有很好的脫 氮除磷效果?？偟コ士梢赃_(dá)到75%以上，總磷去除率可以達(dá)到
80%以上，同時(shí)污水中生化需氧量的去除率達(dá)到95%，懸浮物去除率 達(dá)到了99%。出水可以滿足城市雜用水的要求。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的污水深度處理相比較具有投資省、運(yùn)行成本低的 優(yōu)點(diǎn)。在我國(guó)具有良好的市場(chǎng)推廣應(yīng)用前景。


圖l為本發(fā)明工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，污水在預(yù)處理池經(jīng)過(guò)格柵、沉砂預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬?池，在厭氧條件下，聚磷菌體內(nèi)三磷酸腺苷(ATP)進(jìn)行水解，釋放 出H3P04和能量形成二磷酸腺苷(ADP)，也就是釋磷過(guò)程；污水經(jīng)過(guò) 厭氧池后，自流進(jìn)入缺氧池，缺氧池的主要功能是利用反硝化細(xì)菌進(jìn) 行反硝化脫氮，含有硝態(tài)氮的硝化液經(jīng)過(guò)回流泵從曝氣生物濾池出水 處輸送到缺氧池；污水經(jīng)過(guò)缺氧池后進(jìn)入氧保持池，在氧保持池中填 裝有纖毛狀填料，可以增大反應(yīng)器中微生物量，從而減少氧保持段反 應(yīng)池的容積，有效減少了污水處理占地面積；在氧保持段，溶解氧只 需保持在2mg/L左右，聚磷菌在好氧條件下過(guò)量攝取H3P04，特別是 這種纖毛上生長(zhǎng)的微生物中的聚磷菌具有過(guò)量聚磷的作用，從而可達(dá) 到高效除磷的目的。同時(shí)，在纖毛狀填料生長(zhǎng)的微生物膜還會(huì)發(fā)生同 步硝化反硝化反應(yīng)，可以去除部分氮的化合物；污水通過(guò)氧保持段后 重力自流入二次沉淀池進(jìn)行泥水分離。通過(guò)排放含有富磷的污泥以達(dá)到污水除辨的目的。同時(shí)部分污泥回流到厭氧池，以保證系統(tǒng)中有足 夠的微生物量。污水經(jīng)過(guò)二次沉淀池后，污水中生化需氧量、化學(xué)需 氧量、懸浮物、磷、氮、都得到了一定的去除。污水再通過(guò)提升泵(也 可以通過(guò)重力自流)進(jìn)入曝氣生物濾池。在曝氣生物濾池中添加有顆
粒狀生物濾料，生物濾料可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)選；在曝氣生物濾 池中污水中的有機(jī)物、懸浮物能夠得到進(jìn)一步的去除，同時(shí)在低有機(jī) 負(fù)荷的狀態(tài)下，發(fā)生硝化反應(yīng)，使水中氨氮經(jīng)過(guò)硝化細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化 成亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮。從而達(dá)到了污水中去除氨氮的效果。曝氣生物 濾池出水部分通過(guò)硝化液回流泵輸送到缺氧池進(jìn)行反硝化。通常反硝 化回流比為200%左右。經(jīng)過(guò)曝氣生物濾池后，污水中大部分有機(jī)物、 懸浮物、氮磷含量已經(jīng)很低，能夠滿足城市雜用水的標(biāo)準(zhǔn)。 本發(fā)明具有如下特點(diǎn)
(1) 污水處理與再生利用一體化。通過(guò)采用高效生物填料技術(shù) 及雙膜處理技術(shù)提升了出水品質(zhì)。工程總投資和運(yùn)行成本保持在傳統(tǒng) 的二級(jí)污水處理工藝相當(dāng)?shù)那疤嵯拢刮鬯?jīng)深度處理后達(dá)到雜用水 回用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上達(dá)到了三級(jí)處理的處理效果，從而大幅度節(jié)約了工 程投資，降低了污水處理成本，適合于我國(guó)目前污水資源化利用的市 場(chǎng)需求。
(2) 該工藝借鑒了厭氧…缺氧---耗氧(A20)工藝、生物接觸 氧化工藝以及生物曝氣濾池(BAF)工藝的特點(diǎn)，通過(guò)有機(jī)的技術(shù)集 成開(kāi)發(fā)而成。特別是硝化反應(yīng)置于BAF濾池中完成，硝化液從BAF濾 池之后回流到缺氧池，克服了傳統(tǒng)的八20工藝，由于硝化液進(jìn)入二沉 池，造成二沉池污泥容易上浮以及回流入?yún)捬醵挝勰嘀邢鯌B(tài)氮釋氧的 缺陷；還克服了BAF工藝不適應(yīng)直接處理高懸浮物污水的缺點(diǎn)，從而 使不同的反應(yīng)池之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，缺點(diǎn)互避，明顯提高了系統(tǒng)的去除有 機(jī)污染物、氮、磷以及懸浮物的效果。
(3) 本工藝在氧保持段，只要溶解氧維持在一定的水平已經(jīng)足 夠，不需要進(jìn)行NHrN的硝化，因此可以大幅度減小池容，縮短水力 停留時(shí)間和污泥齡，節(jié)約了工程投資。同時(shí)由于只需低濃度的溶解氧， 降低了曝氣量，節(jié)約了運(yùn)行成本。(4) '本工藝中由于二沉池分離出的回流污泥中含有較少的硝酸 鹽和亞硝酸鹽，污水流至二沉池中不易發(fā)生反硝化，污泥不易上浮，
可提高出水水質(zhì)或提高二沉池表面負(fù)荷；污泥回流至厭氧段后，無(wú)氧 的釋放過(guò)程，從而容易形成厭氧條件，增強(qiáng)了原水中有機(jī)磷在厭氧段 的釋放效果，同時(shí)也提高好氧段聚磷菌對(duì)磷的攝取率，提高了磷的去 除效果。
(5) 該工藝工程投資僅相當(dāng)于普通污水二級(jí)處理工程投資，運(yùn) 行成本費(fèi)運(yùn)與普通污水二級(jí)處理工藝相當(dāng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的污水深度處 理工藝——加藥、混凝、沉淀工藝具有工藝流程短、工程投資低、運(yùn) 行成本少的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種污水雙生物膜深度處理工藝，其特征在于所述污水雙生物膜深度處理工藝過(guò)程為污水在污水預(yù)處理池經(jīng)過(guò)格柵、沉砂預(yù)處理后，進(jìn)入生物反應(yīng)器，該生物反應(yīng)器分為三部分，分別由厭氧池、缺氧池及氧保持池組成；厭氧池中回流的污泥在厭氧條件下釋放磷，并對(duì)部分有機(jī)物進(jìn)行降解；在缺氧池，反硝化菌在缺氧條件下對(duì)回流的消化液中的硝酸鹽、亞硝酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮，同時(shí)污水中的有機(jī)物為反硝化菌提供碳源而去除大部分有機(jī)物；在氧保持池內(nèi)設(shè)置有纖毛生物填料，纖毛上附著由大量微生物構(gòu)成的微生物膜，其中聚磷菌會(huì)過(guò)量攝磷，同時(shí)好氧及兼氧微生物對(duì)部分有機(jī)物進(jìn)行降解，但不以氨氮的硝化反應(yīng)為主；污水經(jīng)過(guò)氧保持池進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行沉淀處理，二次沉淀池上清液進(jìn)入后續(xù)的曝氣生物濾池；在曝氣生物濾池中裝有顆粒生物填料，在顆粒生物填料上附著有微生物膜，依靠生物膜中的微生物對(duì)污水中殘留的有機(jī)物進(jìn)行降解，同時(shí)對(duì)水中的懸浮物質(zhì)進(jìn)一步吸附過(guò)濾處理；與此同時(shí)，污水中的氨氮在微生物膜中硝化菌的作用下進(jìn)行硝化反應(yīng)，將氨氮經(jīng)硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成硝態(tài)氮，去除污水中的有機(jī)物、懸浮物；曝氣生物濾池出水部分回流到前端的缺氧池與反硝化菌作用進(jìn)行反硝化脫氮，另一部分排放；二次沉淀池產(chǎn)生的污泥一部分回流到厭氧池參與系統(tǒng)反應(yīng)，另一部分作為剩余污泥排出系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水雙生物膜深度處理工藝，其特征在于所述氧保持段的使用的纖毛生物填料，是用高彈性模量并含有離子交換劑的纖維制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水雙生物膜深度處理工藝，其特征在于所述曝氣生物濾池內(nèi)設(shè)置的纖毛生物填料，采用有機(jī)合成的聚丙烯濾料、無(wú)機(jī)沸石、生物陶粒等顆粒狀生物填料。
全文摘要
本發(fā)明是一種污水雙生物膜深度處理工藝，其工藝為污水經(jīng)過(guò)格柵、沉砂預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬醭亍⑷毖醭丶把醣３殖?，污泥在厭氧池釋放磷；在缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮，除去大部分有機(jī)物；氧保持池內(nèi)設(shè)有纖毛生物填料，纖毛上附有微生物膜，微生物膜過(guò)度攝磷，并對(duì)部分有機(jī)物進(jìn)行降解；污水經(jīng)過(guò)氧保持池進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行沉降處理，然后進(jìn)入曝氣生物濾池；曝氣生物濾池中裝有顆粒生物填料，顆粒上附著有微生物膜，微生物膜對(duì)污水中殘留的有機(jī)物進(jìn)行降解，并將氨氮轉(zhuǎn)變成硝態(tài)氮；曝氣生物濾池出水部分回流缺氧池，另一部分排放；二次沉淀池產(chǎn)生的污泥一部分回流到厭氧池，另一部分排出系統(tǒng)。本發(fā)明具有投資省運(yùn)行成本低占地少處理效果好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/30GK101591065SQ20081009746
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者代晉國(guó), 宋乾武, 王之暉 申請(qǐng)人:宋乾武;王之暉;代晉國(guó)