采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理系统及方法[发明专利]

(10)申请公布号 CN 102689987 A
(43)申请公布日 2012.09.26C N 102689987 A
*CN102689987A*
(21)申请号 201210207702.8
(22)申请日 2012.06.21
C02F 3/30(2006.01)
(71)申请人哈尔滨工业大学
地址150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大
直街92号
(72)发明人马放 周义 邱珊 徐善文 黄旭
(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事
务所 23109
代理人
韩末洙
(54)发明名称
采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理
系统及方法
(57)摘要
采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理
系统及方法，它涉及污水处理系统及方法，本发明
要解决现有的污水处理系统及方法中由于不能同
时满足硝化反应与反硝化反应发生的条件，而对
水中总氮的去除效果差的问题。

采用好氧厌氧组
合曝气生物滤池的污水处理系统包括污水进水
泵、气泵、涂铁陶粒与普通陶粒、好氧曝气生物滤
池、生物促进性陶粒、厌氧曝气生物滤池和回流
泵。

本发明中采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的
污水处理方法是这样实现的：污水由污水进水泵
进入好氧曝气生物滤池中，同时进入厌氧曝气生
物滤池中，好氧曝气生物滤池的出水进入厌氧曝
气生物滤池中，整个工作过程要同时包括曝气过
程和回流过程。

本发明应用于城市生活污水处理
领域。

(51)Int.Cl.
权利要求书2页 说明书4页 附图1页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 页
1.采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理系统，其特征在于它由污水进水泵（1）、气泵（2）、涂铁陶粒与普通陶粒（3）、好氧曝气生物滤池（4）、生物促进性陶粒（5）、厌氧曝气生物滤池（6）和回流泵（7）组成；涂铁陶粒与普通陶粒（3）和生物促进性陶粒（5）分别填充于好氧曝气生物滤池（4）和厌氧曝气生物滤池（6）的内部，污水进水泵（1）的出水口分别与好氧曝气生物滤池（4）和厌氧曝气生物滤池（6）的进口连通，好氧曝气生物滤池（4）上部的出水口与厌氧曝气生物滤池（6）进口连通，厌氧曝气生物滤池（6）上部的出水口经回流泵（7）与厌氧曝气生物滤池（6）进口连通构成回流系统，气泵（2）分别与好氧曝气生物滤池（4）的第一曝气装置（4-2）和厌氧曝气生物滤池（6）的第二曝气装置（6-2）连通。

2.如权利要求1所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理系统，其特征在于所述好氧曝气生物滤池（4）的深度为2.5m，填充的涂铁陶粒与普通陶粒（3）高度为1.2m，其中涂铁陶粒粒径为5mm~8mm，普通陶粒粒径为6mm~8mm，涂铁陶粒与普通陶粒按体积比为（1.5~2.5）:1混合；所述厌氧曝气生物滤池（6）的深度为2.5m，填充的生物促进性陶粒（5）高度为1m，生物促进性陶粒（5）粒径为5mm~8mm。

3.如权利要求1所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理系统所使用的污水处理方法，其特征在于它是这样实现的：一、污水由污水进水泵（1）经第一流量计及阀组件（4-1）进入好氧曝气生物滤池（4）中，同时经第二流量计及阀组件（6-1）进入厌氧曝气生物滤池（6）中，好氧曝气生物滤池（4）的出水经第二流量计及阀组件（6-1）进入厌氧曝气生物滤池（6）中；二、厌氧曝气生物滤池（6）的一部分出水排放到环境中，另一部分出水经回流泵（7）和第二流量计及阀组件（6-1）进入厌氧曝气生物滤池（6）中；三、气泵（2）分别对好氧曝气生物滤池（4）和厌氧曝气生物滤池（6）进行曝气，其中对厌氧曝气生物滤池（6）进行曝气时气水体积比低于对好氧曝气生物滤池（4）进行曝气时气水体积比。

4.如权利要求3所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于所述污水进水泵（1）的出水按体积比为（3~5）:1的比例同时分别经第一流量计及阀组件（4-1）进入好氧曝气生物滤池（4）中和经第二流量计及阀组件（6-1）进入厌氧曝气生物滤池（6）中，其中体积比采用第一流量计及阀组件（4-1）和第二流量计及阀组件（6-1）来控制。

5.如权利要求3或4所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于所述厌氧曝气生物滤池（6）的另一部分出水经回流泵（7）和第二流量计及阀组件（6-1）进入厌氧曝气生物滤池（6）中的流量占厌氧曝气生物滤池出水总流量的百分比为60%~80%。

6.如权利要求3或4所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于所述厌氧曝气生物滤池（6）的另一部分出水经回流泵（7）和第二流量计及阀组件（6-1）进入厌氧曝气生物滤池（6）中的流量占厌氧曝气生物滤池出水总流量的百分比为75%。

7.如权利要求5所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于所述好氧曝气生物滤池（4）按气水体积比为（5~7）:1的比例进行曝气，厌氧曝气生物滤池（6）按气水体积比为（2~4）:1的比例进行曝气。

8.如权利要求5所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于所述好氧曝气生物滤池（4）按气水体积比为6:1的比例进行曝气，厌氧曝气生物滤池（6）按
气水体积比为3:1的比例进行曝气。

9.如权利要求7所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于所述好氧曝气生物滤池（4）和厌氧曝气生物滤池（6）工作时温度保持在18℃~24℃范围，好氧曝气生物滤池（4）和厌氧曝气生物滤池（6）工作时池内进水流速为0.75m/h~0.85m/h。

10.如权利要求7所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法，其特征在于所述好氧曝气生物滤池（4）和厌氧曝气生物滤池（6）工作时温度保持在20℃~22℃范围，好氧曝气生物滤池（4）和厌氧曝气生物滤池（6）工作时池内进水流速为0.8m/h。

采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理系统及方法。

背景技术
[0002] 曝气生物滤池法，简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理方法，于90年代初得到较快发展，最大规模的曝气生物滤池处理污水能力达几十万吨每天，并具备一定的脱氮除磷能力。

[0003] 曝气生物滤池法与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3）、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点。

另外，曝气生物滤池法作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体的新方法，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，运行能耗低，运行费用少。

[0004] 目前，国外同类别成型方法主要有法国OTV公司注册的BIOSTYR方法，该方法采用上流生物滤池，是一种运行可靠、自动化程度高、出水水质好、抗冲击能力强和节约能耗的新一代污水处理方法；以及由利满水务（Degremont）公司开发的BIOFOR方法，该方法为上向流，采用Biolite生物滤料，特制的高效曝气头，反应器内流场均匀分布。

此外，上海市政院邹伟国等开发了一种名为BIOSMEDI的曝气生物滤池，它采用脉冲反冲洗、气水同向流的形式，可用于微污染源水预处理或污水深度处理。

[0005] 上述工艺系统及方法虽能高效去除水中的有机污染物，但仍无法克服硝化反应与反硝化反应发生条件不同的矛盾，故对水中总氮的去除差强人意，大于15mg/L（氨氮大于10mg/L）。

发明内容
[0006] 本发明是要解决现有的污水处理系统及方法中由于不能同时满足硝化反应与反硝化反应发生的条件，而对水中总氮的去除效果差的问题，而提出采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理系统及方法。

[0007] 本发明的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池污水处理系统及方法，所述系统由污水进水泵1、气泵2、涂铁陶粒与普通陶粒3、好氧曝气生物滤池4、生物促进性陶粒5、厌氧曝气生物滤池6和回流泵7组成；涂铁陶粒与普通陶粒3和生物促进性陶粒5分别填充于好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6的内部，污水进水泵1的出水口分别与好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6的进口连通，好氧曝气生物滤池4上部的出水口与厌氧曝气生物滤池6进口连通，厌氧曝气生物滤池6上部的出水口经回流泵7与厌氧曝气生物滤池6进口连通构成回流系统，气泵2分别与好氧曝气生物滤池4的第一曝气装置4-2和厌氧曝气生物滤池6的第二曝气装置6-2连通。

[0008] 本发明中的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池污水处理系统的污水处理方法是这样实现的：一、污水由污水进水泵1经第一流量计及阀组件4-1进入好氧曝气生物滤池4
中，同时经第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中，好氧曝气生物滤池4的出水经第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中；二、厌氧曝气生物滤池6的一部分出水排放到环境中，另一部分出水经回流泵7和第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中；三、气泵2分别对好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6进行曝气，其中对厌氧曝气生物滤池6进行曝气时气水体积比低于对好氧曝气生物滤池4进行曝气时气水体积比。

[0009] 本发明的有益效果如下：
[0010] 1、本发明不增加反应时间，将硝化反应和反硝化反应分别放在两个不同的反应池内进行，通过控制两个反应池的负荷和溶氧，使两个反应过程得以高效进行，既减少了水力停留时间及相应的基建费用，又有利于总氮的去除；
[0011] 2、厌氧曝气生物滤池以原水为碳源，无需外加碳源和碱度，运行费用少；[0012] 3、好氧曝气生物滤池内填充的涂铁陶粒能够有效去除污水中的悬浮物、胶体和磷元素的含量，同时降低水中有机物含量，故而可承受更高的悬浮物和碳负荷；
[0013] 4、厌氧曝气生物滤池内填充的生物促进性陶粒可使原本生长周期长，活性较低的反硝化菌快速繁殖，强化氮元素的去除；
[0014] 5、厌氧曝气生物滤池内由于水力冲刷的损失，会导致反硝化菌量的降低，无法形成较厚生物膜，本发明通过增加厌氧曝气生物滤池的回流系统，解决了上述问题。

附图说明
[0015] 图1是采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理系统的结构示意图。

具体实施方式
[0016] 本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

[0017] 具体实施方式一：本实施方式中的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理系统，所述系统由污水进水泵1、气泵2、涂铁陶粒与普通陶粒3、好氧曝气生物滤池4、生物促进性陶粒5和厌氧曝气生物滤池6和回流泵7组成；涂铁陶粒与普通陶粒3和生物促进性陶粒5分别填充于好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6的内部，污水进水泵1的出水口分别与好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6的进口连通，好氧曝气生物滤池4上部的出水口与厌氧曝气生物滤池6进口连通，厌氧曝气生物滤池6上部的出水口经回流泵7与厌氧曝气生物滤池6进口连通构成回流系统，气泵2分别与好氧曝气生物滤池4的第一曝气装置4-2和厌氧曝气生物滤池6的第二曝气装置6-2连通。

[0018] 本发明中所用的污水处理系统，通过设置好氧曝气生物滤池和厌氧曝气生物滤池，将硝化反应和反硝化反应分别放在两个不同的反应池内进行，通过控制两个反应池的负荷和溶氧，使两个反应过程得以高效进行，既减少了水力停留时间及相应的基建费用，又有利于总氮的去除。

[0019] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述好氧曝气生物滤池4的深度为2.5m，填充的涂铁陶粒与普通陶粒3高度为1.2m，其中涂铁陶粒粒径为5mm~8mm，普通陶粒粒径为6mm~8mm，涂铁陶粒与普通陶粒铵体积比为（1.5~2.5）:1混合；所
述厌氧曝气生物滤池6的深度为2.5m，填充的生物促进性陶粒5高度为1m，生物促进性陶粒5粒径为5mm~8mm。

其它结构和连接关系与具体实施方式一相同。

[0020] 具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式二所述的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池污水处理系统所使用的污水处理方法，采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法是这样实现的：一、污水由污水进水泵1经第一流量计及阀组件4-1进入好氧曝气生物滤池4中，同时经第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中，好氧曝气生物滤池4的出水经第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中；二、厌氧曝气生物滤池6的一部分出水排放到环境中，另一部分出水经回流泵7和第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中；三、气泵2分别对好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6进行曝气，其中对厌氧曝气生物滤池6进行曝气时气水体积比低于对好氧曝气生物滤池4进行曝气时气水体积比。

[0021] 本发明中所用的污水处理方法，将硝化反应和反硝化反应分别放在两个不同的反应池内进行，通过控制两个反应池的负荷和溶氧，使两个反应过程得以高效进行，既减少了水力停留时间及相应的基建费用，又有利于总氮的去除。

[0022] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是：所述污水进水泵1的出水按体积比为（3~5）:1的比例同时分别经第一流量计及阀组件4-1进入好氧曝气生物滤池4中和经第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中，其中体积比采用第一流量计及阀组件4-1和第二流量计及阀组件6-1来控制。

其它步骤和参数与具体实施方式三相同。

[0023] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式三或四不同的是：所述厌氧曝气生物滤池6的另一部分出水经回流泵7和第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中的流量占厌氧曝气生物滤池出水总流量的百分比为60%~80%。

其它步骤和参数与具体实施方式三或四相同。

[0024] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式三或四不同的是：所述厌氧曝气生物滤池6的另一部分出水经回流泵7和第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中的流量占厌氧曝气生物滤池出水总流量的百分比为75%。

其它步骤和参数与具体实施方式三或四相同。

[0025] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式三至六之一不同的是：所述好氧曝气生物滤池4按气水体积比为（5~7）:1的比例进行曝气，厌氧曝气生物滤池6按气水体积比为（2~4）:1的比例进行曝气。

其它步骤和参数与具体实施方式三至六之一相同。

[0026] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式三至六之一不同的是：所述好氧曝气生物滤池4按气水体积比为6:1的比例进行曝气，厌氧曝气生物滤池6按气水体积比为3:1的比例进行曝气。

其它步骤和参数与具体实施方式三至六之一相同。

[0027] 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式三至八之一不同的是：所述好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6工作时温度保持在18℃~24℃范围，好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6工作时池内进水流速为0.75m/h~0.85m/h。

其它步骤和参数与具体实施方式三至八之一相同。

[0028] 具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式三至八之一不同的是：所述好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6工作时温度保持在20℃~22℃范围，好氧曝气生物滤
池4和厌氧曝气生物滤池6工作时池内进水流速为0.8m/h。

其它步骤和参数与具体实施方式三至八之一相同。

[0029] 为了验证本发明的有益效果，进行了以下实验：
[0030] 实验一：本发明中的采用好氧厌氧组合曝气生物滤池的污水处理方法是这样实现的：
[0031] 一、对待处理的污水的氨氮和总氮进行检测：氨氮为45.37mg/L，总氮为52.21mg/ L。

[0032] 二、污水由污水进水泵1经第一流量计及阀组件4-1进入好氧曝气生物滤池4中，同时经第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中，好氧曝气生物滤池4的出水经第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中；其中污水进水泵1的出水按体积比为4:1的比例同时分别经第一流量计及阀组件4-1进入好氧曝气生物滤池4中和经第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中，好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6工作时温度保持在20℃~22℃范围，好氧曝气生物滤池4和厌氧曝气生物滤池6工作时池内进水流速为0.8m/h。

[0033] 三、厌氧曝气生物滤池6的另一部分出水经回流泵7和第二流量计及阀组件6-1进入厌氧曝气生物滤池6中的流量占厌氧曝气生物滤池出水总流量的百分比为75%。

[0034] 四、好氧曝气生物滤池4按气水体积比为6:1的比例进行曝气，厌氧曝气生物滤池6按气水体积比为3:1的比例进行曝气。

[0035] 经检测，好氧曝气生物滤池4的出水中，氨氮为7.89mg/L，总氮为45.14mg/L，厌氧曝气生物滤池6的出水中，氨氮为8.45mg/L，总氮为10.17mg/L。

图1。