專利名稱：活性污泥-生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化污水處理裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水生物處理方法，涉及一種同步除磷脫氮、抗水質(zhì)水量沖擊負荷能 力強的一體化污水處理技術(shù)，適用于小城鎮(zhèn)污水的同步除磷脫氮。
背景技術(shù)：
隨著我國城鎮(zhèn)化的加速，越來越多的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)排入水體，加之農(nóng)田徑流等，水 體富營養(yǎng)化現(xiàn)象越來越嚴重，氮磷等植物營養(yǎng)素的去除已成為城市污水處理的必要任務(wù)。 我國小城鎮(zhèn)污水的主要特點是污水排放規(guī)律和水質(zhì)水量波動較大，水量一般在0. 5X IO4 3. OXlOmVd 范圍；水質(zhì)波動一般為 COD 300 500mg/L, TN 30 60mg/L, TP 4 8mg/ L。目前，針對小城鎮(zhèn)污水同步除磷脫氮工藝的研究較多，但是大多流程復(fù)雜、處理效果不穩(wěn) 定，鮮有適合小城鎮(zhèn)經(jīng)濟、技術(shù)和水質(zhì)特點的除磷脫氮工藝，導(dǎo)致我國小城鎮(zhèn)污水的處理排 放達標(biāo)率較低，水體污染情況日趨嚴重。且目前尚未見有關(guān)活性污泥_生物膜組合循環(huán)流 脫氮除磷一體化工藝研究的相關(guān)報道。傳統(tǒng)的生物除磷脫氮工藝在實際應(yīng)用過程中經(jīng)常出現(xiàn)脫氮和除磷效果不能同時 達到最佳的現(xiàn)象，用于水質(zhì)水量波動大的小城鎮(zhèn)污水處理時也存在不少問題，主要體現(xiàn)在 以下幾方面(1)除磷與脫氮之間的污泥齡矛盾。傳統(tǒng)除磷方式是通過排除富磷剩余污泥 來去除污水中的磷酸鹽，污泥齡越短越利于除磷；而在脫氮方面，由于硝化細菌增殖速度 慢，系統(tǒng)必須維持較長的污泥齡才能取得良好的氮去除效果。因此，傳統(tǒng)工藝往往處理不好 脫氮與除磷之間的污泥齡矛盾，導(dǎo)致除磷脫氮不能兼顧。(2)硝化過程產(chǎn)物硝酸鹽對厭氧釋 磷過程有抑制作用。厭氧段硝酸鹽的存在，反硝化菌會與聚磷菌競爭污水中有機質(zhì)，并優(yōu)先 于聚磷菌利用這些有機基質(zhì)進行反硝化；硝酸鹽的存在還會被部分聚磷菌利用作為電子受 體進行反硝化，從而影響其對有機物的發(fā)酵產(chǎn)酸作用。結(jié)果使聚磷菌無法得到足夠的揮發(fā) 性脂肪酸(VFAs)，從而抑制聚磷菌厭氧釋磷及PHB (聚β羥基丁酸鹽)的合成能力，進而影 響好氧段聚磷菌的吸磷能力，導(dǎo)致除磷效果不佳。(3)現(xiàn)有的實際工程中的工藝，微生物平 均停留時間不長，導(dǎo)致增殖較慢的微生物有可能還沒來得及增殖就已流失，如世代時間長 的硝化菌較難增殖。此外，當(dāng)污水水量水質(zhì)波動大時，系統(tǒng)抗水力及濃度沖擊負荷能力低， 不宜于生物量的增加和高級別微生物的生長繁殖，從而導(dǎo)致除磷脫氮效果不穩(wěn)定。因此，針對小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)水量變化大的特點以及小城鎮(zhèn)經(jīng)濟、技術(shù)水平相對落 后的現(xiàn)狀，對水質(zhì)水量抗沖擊負荷能力強的經(jīng)濟可行的脫氮除磷污水處理工藝技術(shù)的研究 開發(fā)意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種抗水質(zhì)水量沖擊負荷能力強、同步除磷脫氮的 活性污泥-生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化裝置與方法(Cyclic Activated Sludge combined Biofilm System,簡禾爾 CASBS)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明首先提出一種活性污泥_生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化污水處理裝 置，其具有主反應(yīng)器和化學(xué)除磷池。所述主反應(yīng)器有一內(nèi)環(huán)池體和一外環(huán)池體，所述內(nèi)環(huán)池體內(nèi)為厭氧區(qū)，厭氧區(qū)從 底部接入有進水管，厭氧區(qū)的出水通過底部的過水孔通往外環(huán)池體；厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有攪拌 器；所述厭氧區(qū)的上部接出有富磷污水排放管，富磷污水排放管連接至化學(xué)除磷池。在外環(huán)池體中，沿圓周方向依次劃分為缺氧區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)。好氧區(qū) 內(nèi)有交錯布設(shè)的生物膜，其底部設(shè)置有曝氣設(shè)施，曝氣管道與生物膜最好交錯布設(shè)，以減少 曝氣對生物膜的擾動，保證生物膜上微生物生長良好。所述裝置通過控制曝氣量使在外環(huán) 池體沿程有明顯的溶解氧梯度。在外環(huán)池體的底部設(shè)置有兩向推流器，使外環(huán)池體的水流可以環(huán)繞反應(yīng)器順時針 從缺氧區(qū)到好氧區(qū)再到缺氧區(qū)、好氧區(qū)或逆時針方向從缺氧區(qū)到好氧區(qū)再到缺氧區(qū)、好氧 區(qū)，形成循環(huán)運動。且推流器最好在反應(yīng)器外環(huán)的缺氧區(qū)底部對稱設(shè)置。在所述好氧區(qū)的中部設(shè)置有潷水器，潷水器向外接出達標(biāo)污水，在好氧區(qū)底部接 出有剩余污泥排放管。從所述裝置的缺氧區(qū)底部接出有混合液回流管至厭氧區(qū)內(nèi)。所述化學(xué)除磷池也設(shè)置有攪拌器，從化學(xué)除磷池底部接有化學(xué)除磷污水回流管至 主反應(yīng)器的好氧區(qū)，在化學(xué)除磷池的底部接出有化學(xué)污泥排放管。進一步，利用上述裝置，本發(fā)明提出一種活性污泥-生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷 一體化污水處理方法，所述方法包括兩個運行工序，步驟如下(1)主反應(yīng)運行工序，設(shè)每周期為η小時，η = 4 8 ①先將生活污水通過進水管連續(xù)不間斷進入?yún)捬鯀^(qū)，同時使缺氧區(qū)的混合液通過 混合液回流管持續(xù)回流至厭氧區(qū)，回流比為100% 150%，厭氧區(qū)的污水則通過過水孔進 入缺氧區(qū)。②每運行周期開始時，先使厭氧區(qū)的攪拌器開始攪拌，好氧區(qū)的曝氣設(shè)施開始曝 氣，并讓推流器啟動，使反應(yīng)器水流從缺氧區(qū)流向好氧區(qū)，并做循環(huán)運動?；旌弦夯亓髁繛?進水水量的100% 150%，根據(jù)進水水量波動，可調(diào)節(jié)變化范圍為反應(yīng)器總?cè)莘e的1/4至 1/2?；旌弦夯亓髁肯鄬τ趨捬鯀^(qū)體積比例約等于0，不影響厭氧區(qū)的DO條件，聚磷菌在厭 氧狀態(tài)下進行釋磷。③在好氧區(qū)內(nèi)的曝氣設(shè)施運行η-1小時后停止曝氣，令其底部的推流器、厭氧區(qū) 的攪拌器都相應(yīng)停止運行；④主反應(yīng)器在靜置30分鐘后，反應(yīng)器實現(xiàn)泥水分離，處理后的污水從好氧區(qū)通過 潷水器達標(biāo)排除，同時厭氧區(qū)排水至化學(xué)除磷池，排水量為進水的10% ；⑤反應(yīng)器運行η小時后，本周期結(jié)束，下一周期開始，推流器的推流方向反轉(zhuǎn)；(2)側(cè)流除磷池運行工序①同時，在主反應(yīng)器停止運行靜置30分鐘后，反應(yīng)器實現(xiàn)泥水分離，將厭氧區(qū)的 富磷上清液通過富磷污水排放管排至化學(xué)除磷池，排出量占每周期進水量的10% ；②富磷污水進入化學(xué)除磷池后，投入化學(xué)除磷劑(如石灰)，并啟動化學(xué)除磷池 的攪拌器，攪拌20分鐘，讓富磷污水與化學(xué)藥劑充分混合，化學(xué)除磷池出水磷酸鹽濃度為5mg/L左右；③富磷化學(xué)污泥通過化學(xué)除磷池化學(xué)污泥排放管排出。④在下一周期開始前，將化學(xué)除磷后的清液通過化學(xué)除磷污水回流管回流至主反 應(yīng)器的好氧區(qū)進一步進行處理。本發(fā)明采用了由內(nèi)環(huán)為厭氧區(qū)，外環(huán)為缺氧和掛有生物膜的好氧區(qū)的改良型CASS 反應(yīng)器和化學(xué)除磷池，通過將CASS反應(yīng)器改造成環(huán)狀，有利于反應(yīng)器分區(qū)，通過推流和混 合流相結(jié)合的流態(tài)增加反應(yīng)器的抗沖擊負荷能力。本發(fā)明的裝置只在外環(huán)好氧區(qū)安裝曝氣 設(shè)備，在曝氣裝置下游，溶解氧濃度從高向低變化，好氧區(qū)之后會出現(xiàn)缺氧甚至厭氧區(qū)域， 因此反硝化菌能夠利用硝化產(chǎn)物直接進行反硝化，促使在裝置中發(fā)生同時硝化反硝化脫 氮。本裝置的好氧區(qū)掛有生物膜，可以防止增長速率慢的微生物被淘洗出系統(tǒng)，同時增加反 應(yīng)器內(nèi)生物量和生物種類，特別是營養(yǎng)層次較高的或者污泥齡較長的微生物，以提高系統(tǒng) 的抗沖擊能力。同時，厭氧區(qū)的獨立有利于溶解氧(DO)的控制和污水中高分子有機物分解 成小分子碳源物質(zhì)，配以連續(xù)進水使碳源合理分配，一定程度上緩解了厭氧釋磷和缺氧反 硝化的碳源競爭。已超量吸磷的部分活性污泥在厭氧區(qū)充分釋磷，通過將少部分富磷上清 液導(dǎo)入化學(xué)除磷池進行固磷，除磷后清液回流至CASBS反應(yīng)器外環(huán)好氧區(qū)進一步降解去除 其他營養(yǎng)物質(zhì)。本裝置通過加掛生物膜和環(huán)形流道的運用，提高了反應(yīng)器的抗沖擊負荷能 力。反應(yīng)器中發(fā)生同步硝化反硝化反應(yīng)，可減少曝氣量，節(jié)省能耗，并且不需另設(shè)缺氧池，加 上反應(yīng)器無需另設(shè)二沉池，能夠減小反應(yīng)器體積，節(jié)省基建費用和運行費用，適于經(jīng)費緊張 的小城鎮(zhèn)污水處理。本發(fā)明優(yōu)點(1)排除厭氧富磷污水的除磷方式解決了反硝化細菌所需要的長泥齡和聚磷菌所 需要的短泥齡的矛盾，使系統(tǒng)可以在較長泥齡條件下發(fā)揮出優(yōu)異的同步脫氮除磷效果。(2)好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)獨立的方式緩解了硝化過程產(chǎn)物硝酸鹽對厭氧釋磷 過程的抑制作用。厭氧區(qū)硝酸鹽的存在，反硝化菌會與聚磷菌競爭污水中的有機基質(zhì)，還會 影響有機物的發(fā)酵產(chǎn)酸作用，從而抑制了聚磷菌的釋磷及PHB(聚β羥基丁酸鹽)的合成 能力，進而影響在好氧條件下聚磷菌的吸磷能力，使系統(tǒng)除磷效果下降。CASBS通過好氧區(qū) 和厭氧區(qū)的獨立，并且回流液來自缺氧區(qū)經(jīng)反硝化脫氮后的混合液，硝酸鹽含量很少，可緩 解硝酸鹽對厭氧釋磷的抑制作用。(3)采用生物膜法與活性污泥法相結(jié)合及環(huán)形流道的設(shè)計，增加了反應(yīng)器抗沖擊 負荷的能力。由于生物膜上參與凈化反應(yīng)的微生物種類多，能夠存活世代時間較長的微生 物，因此對水質(zhì)、水量變動有較強的適應(yīng)性。環(huán)形設(shè)計使反應(yīng)器內(nèi)的流態(tài)介于完全混合和推 流之間，這種水流狀態(tài)使該工藝對水溫、水量和水質(zhì)的變動有較強的適應(yīng)性，并且有利于活 性污泥的生物凝聚作用，而且可以將反應(yīng)器外圈分為好氧區(qū)和缺氧區(qū)，用以進行硝化和反 硝化，取得脫氮的效果。(4)節(jié)省占地，運行費用低。由于CASBS反應(yīng)器外環(huán)存在明顯的溶解氧梯度，有利 于發(fā)生同時硝化反硝化作用，顯著減少混合液回流量，有利于節(jié)約能耗。而且同時硝化反硝 化在較低DO下較易發(fā)生，反應(yīng)條件也非常容易控制，能進一步減少運行費用。同時，該工藝 無需另設(shè)二沉池和缺氧池，能夠節(jié)約基建費用和占地面積。


圖1為本發(fā)明活性污泥_生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化的污水處理裝置結(jié)構(gòu) 示意圖。圖2為本發(fā)明活性污泥_生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化的污水處理裝置平面 圖。圖3為本發(fā)明活性污泥_生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化的污水處理裝置運行 工藝流程圖。圖中，厭氧區(qū)-1、缺氧區(qū)-2、好氧區(qū)-3、化學(xué)除磷池-4、進水管-5、富磷污水排放 管_6、化學(xué)除磷污水回流管_7、剩余污泥排放管-8，混合液回流管_9，化學(xué)污泥排放管-10， 過水孔-11、曝氣設(shè)施-12，生物膜-13，厭氧攪拌器-14，化學(xué)除磷攪拌器-15，推流器-16， 潷水器-17，主反應(yīng)時控器-18，潷水器及富磷污水排放時控器-19，化學(xué)除磷污水回流時控 器-20，進水泵-21，污泥回流泵-22，富磷污水排放泵-23。
具體實施例方式參見圖1，本活性污泥_生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化污水處理裝置具有主 反應(yīng)器和化學(xué)除磷池4。其中，主反應(yīng)器有一內(nèi)環(huán)池體和一外環(huán)池體，內(nèi)環(huán)池體內(nèi)為厭氧區(qū)1，進水泵21通 過厭氧區(qū)1底部的進水管5將污水泵入?yún)捬鯀^(qū)1，厭氧區(qū)1的出水通過底部的過水孔11通 往外環(huán)池體。厭氧區(qū)1內(nèi)設(shè)置有厭氧攪拌器14，主反應(yīng)時控器18控制厭氧攪拌器14的開 啟與關(guān)閉。潷水器及富磷污水排放時控器19控制富磷污水排放泵23通過厭氧區(qū)1上部的 富磷污水排放管6將富磷污水泵至化學(xué)除磷池4。在外環(huán)池體中沿圓周方向依次劃分為缺氧區(qū)2、好氧區(qū)3、缺氧區(qū)2和好氧區(qū)3，好 氧區(qū)3內(nèi)掛有生物膜13，設(shè)置有曝氣設(shè)施12，曝氣管道與生物膜13交錯布設(shè)。主反應(yīng)時控 器18控制曝氣設(shè)施12的開啟與關(guān)閉，通過控制曝氣量使在外環(huán)池體沿程有明顯的溶解氧 梯度。在外環(huán)池體的缺氧區(qū)底部設(shè)置有兩向推流器16，使外環(huán)池體的水流沿順時針或者 逆時針方向從缺氧區(qū)2到好氧區(qū)3再到缺氧區(qū)2、好氧區(qū)3，形成循環(huán)運動，每周期結(jié)束時推 流器16的推流方向改變。在好氧區(qū)3的中部設(shè)置有潷水器17，通過潷水器及富磷污水排放時控器19控制潷 水器17的開啟與關(guān)閉。潷水器17向外接出達標(biāo)污水，在好氧區(qū)3底部接出有剩余污泥排 放管8。污泥回流泵22將外環(huán)混合液從缺氧區(qū)通過所述裝置底部接出的混合液回流管9 回流至厭氧區(qū)1內(nèi)?；瘜W(xué)除磷池4內(nèi)設(shè)置有化學(xué)除磷攪拌器15，化學(xué)除磷污水回流時控器20控制化學(xué) 除磷后的污水通過化學(xué)除磷污水回流管7自流至主反應(yīng)器的好氧區(qū)3。在化學(xué)除磷池4的 底部接出有化學(xué)污泥排放管10。參見圖2，利用上述裝置進行污水處理的方法如下(1) CASBS工藝主反應(yīng)運行工序(以每周期4小時為例)①進水泵21將生活污水通過進水管5連續(xù)不間斷進入?yún)捬鯀^(qū)1，污泥回流泵22將反應(yīng)器底部的混合液通過混合液回流管9持續(xù)回流至厭氧區(qū)1，回流比為100% 150%。 厭氧區(qū)1的污水通過過水孔11流入缺氧區(qū)2。②每周期開始時，主反應(yīng)時控器18控制厭氧區(qū)1的厭氧攪拌器14開始攪拌以及 好氧區(qū)3的曝氣設(shè)施12開始曝氣，推流器16啟動，使反應(yīng)器外環(huán)水流從缺氧區(qū)2流向好氧 區(qū)3，并做循環(huán)運動。由于回流混合液體積相對于厭氧區(qū)體積很小，混合液回流不影響厭氧 區(qū)1的DO條件，聚磷菌在厭氧狀態(tài)下進行釋磷。③主反應(yīng)時控器18控制曝氣設(shè)施12運行3小時后停止曝氣以及外環(huán)推流器16、 厭氧區(qū)的攪拌器14都相應(yīng)停止運行。④反應(yīng)器靜置30分鐘進行泥水分離，潷水器及富磷污水排放時控器19控制潷水 器17開啟，將處理后的污水從好氧區(qū)3通過潷水器17達標(biāo)排除。同時，潷水器及富磷污水 排放時控器19控制富磷污水排放泵23將厭氧區(qū)1的富磷污水泵至化學(xué)除磷池4，排水量為 進水的10%。⑤反應(yīng)器運行4小時后，本周期結(jié)束，下一周期開始，推流器16的推流方向改變。(2)側(cè)流除磷池運行工序①CASBS主反應(yīng)器停止運行靜置30分鐘后，反應(yīng)器實現(xiàn)泥水分離，潷水器及富磷 污水排放時控器19控制富磷污水排放泵23將厭氧區(qū)1的富磷上清液通過富磷污水排放管 6(占每周期進水量的10% )排至化學(xué)除磷池4。②富磷污水進入化學(xué)除磷池4后，投入化學(xué)除磷劑(石灰)，并啟動化學(xué)除磷攪拌 器15攪拌20分鐘，讓富磷污水與化學(xué)藥劑充分混合?；瘜W(xué)除磷池4出水磷酸鹽濃度為5mg/ L左右。③富磷化學(xué)污泥通過化學(xué)污泥排放管10排出。④在下一周期開始前，化學(xué)除磷污水回流時控器20控制化學(xué)除磷后的清液通過 化學(xué)除磷污水回流管7自流至主反應(yīng)器外環(huán)進一步進行處理。具體應(yīng)用實例1 以重慶某大學(xué)校園排放的生活污水為處理對象，實驗溫度12°C 23°C。CASBS反 應(yīng)器有效容積160L，其中內(nèi)環(huán)厭氧區(qū)容積30升，外環(huán)容積130升，好氧區(qū)容積大致80升，缺 氧區(qū)容積大致50升。日處理量為240L，每天6周期，每周期4小時，每周期換水比1/4，污 泥齡為40天，曝氣末端好氧區(qū)DO控制為0. 8-1. 2mg/L。進水水質(zhì)波動較大，COD = 106 630mg/L、TN = 25 lllmg/L,NH3-N = 13 67mg/L、TP = 2 8mg/L, CASBS 系統(tǒng)穩(wěn)定運行 期間厭氧釋磷濃度達到40mg/L以上，處理出水COD≤30mg/L、TN≤13mg/L、NH3-N≤4mg/ L、TP≤ 0. 5mg/L，平均去除率分別為97%、93%、91 %、98%，出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理 廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級A標(biāo)準(zhǔn)。具體應(yīng)用實例2:以重慶某大學(xué)校園排放的生活污水為處理對象，實驗溫度12°C 23°C。CASBS反 應(yīng)器有效容積160L，其中內(nèi)環(huán)厭氧區(qū)容積30升，外環(huán)容積130升，好氧區(qū)容積大致80升，缺 氧區(qū)容積大致50升。進水水質(zhì)為COD = 213 521mg/L、TN = 25 68mg/L、NH3_N = 13 42mg/L、TP = 2 7mg/L。進水水量波動較大，為120 480L/d。當(dāng)進水水量為120L/d左 右時，每天3周期，換水比1/4 ；每天進水量240/L時，每天6周期，換水比1/4 ；每天進水量 480L/d時，每天6周期，換水比1/2，其余情況以此類推。處理出水COD ≤ 28mg/L、TN ≤ 1 lmg/L、NH3-N彡3mg/L、TP彡0. 5mg/L，平均去除率分別為98%、94%、90%、99%，出水水質(zhì)滿足 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級A標(biāo)準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
活性污泥 生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化污水處理裝置，其具有主反應(yīng)器和化學(xué)除磷池(4)；其特征在于所述主反應(yīng)器有一內(nèi)環(huán)池體和一外環(huán)池體，所述內(nèi)環(huán)池體內(nèi)為厭氧區(qū)(1)，厭氧區(qū)(1)從底部接入有進水管(5)，進水泵(21)將生活污水通過進水管(5)泵入?yún)捬鯀^(qū)(1)；厭氧區(qū)(1)的出水通過底部的過水孔(11)通往外環(huán)池體；厭氧區(qū)(1)內(nèi)設(shè)置有厭氧攪拌器(14)；所述厭氧區(qū)(1)的上部通過富磷污水排放泵(23)接出有富磷污水排放管(6)；潷水器及富磷污水排放時控器(19)控制富磷污水排放泵(23)的啟動與停止，化學(xué)除磷污水回流時控器(20)控制化學(xué)除磷后的清液回流至主反應(yīng)器好氧區(qū)(3)；在外環(huán)池體中，沿圓周方向依次劃分為缺氧區(qū)(2)、好氧區(qū)(3)、缺氧區(qū)(2)和好氧區(qū)(3)，好氧區(qū)(3)內(nèi)掛有生物膜(13)，設(shè)置有曝氣設(shè)施(12)；在外環(huán)池體的底部設(shè)置有推流器(16)，使外環(huán)池體的水流從缺氧區(qū)到好氧區(qū)再到缺氧區(qū)、好氧區(qū)，形成循環(huán)運動；所述曝氣設(shè)施(12)以及厭氧攪拌器(14)、推流器(16)的啟動與停止由主反應(yīng)時控器(18)控制，通過控制曝氣量使在外環(huán)池體沿程有明顯的溶解氧梯度；在所述好氧區(qū)(3)的中部設(shè)置有潷水器(17)，潷水器(17)向外接出達標(biāo)污水，潷水器(17)的開啟與閉合由潷水器及富磷污水排放時控器(19)控制；在好氧區(qū)(3)底部接出有剩余污泥排放管(8)；從所述缺氧區(qū)(2)的底部接出有混合液回流管(9)至厭氧區(qū)(1)內(nèi)，并在中間設(shè)置污泥回流泵(22)，將缺氧區(qū)(2)的活性污泥連續(xù)回流至厭氧區(qū)(1)；所述化學(xué)除磷池(4)設(shè)置有化學(xué)除磷攪拌器(15)，從化學(xué)除磷池(4)底部接有化學(xué)除磷污水回流管(7)至主反應(yīng)器的好氧區(qū)(3)，在化學(xué)除磷池(4)的底部接出有化學(xué)污泥排放管(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥_生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化污水處理裝置 其特征在于在所述好氧區(qū)(3)內(nèi)交錯布設(shè)有生物膜，掛膜密度為15% 25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥_生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化污水處理裝置 其特征在于在好氧區(qū)(3)內(nèi)設(shè)置的曝氣設(shè)施(12)其曝氣管道與生物膜(13)交錯布設(shè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥_生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化污水處理裝置 其特征在于所述推流器(16)為兩向推流器，在反應(yīng)器外環(huán)的缺氧區(qū)底部對稱設(shè)置，每周 期結(jié)束時該兩向推流器推流方向改變。
5.一種利用權(quán)利要求1-4任一裝置進行的活性污泥-生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體 化污水處理方法，所述方法包括兩個運行工序，步驟如下(1)主反應(yīng)運行工序，設(shè)每周期為η小時，η = 4 8 :①進水泵(21)將生活污水通過進水管(5)連續(xù)不間斷泵入?yún)捬鯀^(qū)(1)，同時污泥回 流泵(22)使缺氧區(qū)(2)的混合液通過混合液回流管(9)持續(xù)回流至厭氧區(qū)(1)，回流比為 100% 150%，厭氧區(qū)(1)的污水則通過過水孔(11)進入缺氧區(qū)(2)；②每運行周期開始時，主反應(yīng)時控器(18)控制厭氧區(qū)(1)的厭氧攪拌器(14)開始攪 拌，好氧區(qū)(3)的曝氣設(shè)施(12)開始曝氣，并讓推流器(16)啟動，使反應(yīng)器水流從缺氧區(qū)(2)流向好氧區(qū)(3)，并做循環(huán)運動；進水量根據(jù)水量波動可調(diào)節(jié)為反應(yīng)器容積的1/4至 1/2 ；③主反應(yīng)時控器(18)控制好氧區(qū)內(nèi)的曝氣設(shè)施(12)運行η-1小時后停止曝氣，令其底部的推流器(16)、厭氧攪拌器(14)都相應(yīng)停止運行；④主反應(yīng)器在靜置30分鐘后，反應(yīng)器實現(xiàn)泥水分離，潷水器及富磷污水排放時控器 (19)控制潷水器(17)的開啟與閉合，將處理后的污水從好氧區(qū)(3)通過潷水器(17)達標(biāo) 排除，同時控制富磷污水排放泵(23)將富磷污水從厭氧區(qū)(1)排至化學(xué)除磷池(4)，排水量 為進水量的10% ；⑤反應(yīng)器運行η小時后，本周期結(jié)束，下一周期開始，推流器(16)的推流方向反轉(zhuǎn)；(2)側(cè)流除磷池運行工序①同時，在主反應(yīng)器停止運行靜置30分鐘后，反應(yīng)器實現(xiàn)泥水分離，潷水器及富磷污 水排放時控器(19)控制富磷污水排放泵(23)將厭氧區(qū)(1)的富磷上清液通過富磷污水排 放管(6)排至化學(xué)除磷池(4)，排出量占每周期進水量的10% ；②富磷污水進入化學(xué)除磷池(4)后，投入化學(xué)除磷劑，潷水器及富磷污水排放時控器 (19)啟動化學(xué)除磷池(4)的化學(xué)除磷攪拌器(15)，攪拌20分鐘，讓富磷污水與化學(xué)藥劑充 分混合，化學(xué)除磷池(4)出水磷酸鹽濃度控制目標(biāo)為5mg/L;③富磷化學(xué)污泥通過化學(xué)除磷池(4)化學(xué)污泥排放管(10)排出；④在下一周期開始前，化學(xué)除磷污水回流時控器(20)控制化學(xué)除磷后的清液通過化 學(xué)除磷污水回流管(7)自流至主反應(yīng)器的好氧區(qū)(3)進一步進行處理。
全文摘要
本發(fā)明提出一種活性污泥-生物膜組合循環(huán)流脫氮除磷一體化污水處理裝置及方法，其采用由內(nèi)環(huán)為厭氧區(qū)，外環(huán)為交錯布設(shè)的缺氧和掛有生物膜的好氧區(qū)的改良型CASS反應(yīng)器和化學(xué)除磷池組成，通過推流和混合流相結(jié)合的流態(tài)增加改良型CASS反應(yīng)器的抗沖擊負荷能力。裝置只在外環(huán)好氧區(qū)安裝曝氣設(shè)備，在曝氣裝置下游，溶解氧濃度從高向低變化，好氧區(qū)之后會出現(xiàn)缺氧甚至厭氧區(qū)域，因此反硝化菌能夠利用硝化產(chǎn)物直接進行反硝化，促使在裝置中發(fā)生同時硝化反硝化脫氮。裝置通過交錯布設(shè)的生物膜提高反應(yīng)器的抗沖擊負荷能力，采用兩向污泥水下推流器避免生物膜對環(huán)流污泥的阻滯；反應(yīng)器中發(fā)生同步硝化反硝化反應(yīng)，可減少曝氣量，節(jié)省能耗，并不需另設(shè)缺氧池，加上反應(yīng)器無需另設(shè)二沉池，能減小反應(yīng)器體積，節(jié)省基建費用和運行費用，適于經(jīng)費緊張的小城鎮(zhèn)污水處理。
文檔編號C02F3/30GK101891344SQ20101022470
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者萬小軍, 吉芳英, 左寧, 徐璇, 袁云松, 趙易, 陳雨喆 申請人:重慶大學(xué)