專利名稱：一種高效治理污染地表水的組合式生物膜處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水處理領域，具體地說是高效處理受污染地表水的組合式生物膜裝置及其處理方法。
背景技術：
隨著我國經濟的發(fā)展及城市人口的增長，水污染與水資源短缺的問題日益突顯，給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的壓力。由于城市污水管網的收集能力與配套建設有限以及老城區(qū)排水管網本身設計缺陷和改造的困難，大量的生活污水未經處理就直接排入河道，一些城市內河完全淪為排污河，喪失景觀功能，并嚴重的影響河道兩岸的居住環(huán)境質量。另外，由于傳統(tǒng)農業(yè)對高產穩(wěn)產的追求，大量使用化肥和農藥，過剩的化肥和農藥隨雨水進入地表水體，導致地表水體的富營養(yǎng)化。近年來許多研究者對污染地表水的處理技術進行了研究，并取得了很好的效果。傳統(tǒng)的河道曝氣技術處理效果好、見效快，但需投入較多設備，且動力消耗大運行成本高，在我國應用較少。有些研究者開發(fā)使用以好氧生物膜為基礎的處理工藝來對受污染地表水體進行治理，但仍存在著氮、磷去除率不高的問題。另有采用厭氧/好氧交替的工藝，但脫氮除磷效果一般且成本高。

發(fā)明內容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，解決現(xiàn)有地表水體治理技術存在的氮磷去除效果一般、治理技術運行成本高、治理周期長的難題，提供一種能耗低、污泥產量低，又能高效去除受污染河水中的污染物質的一體化的組合生物膜污水處理工藝。一種高效治理污染地表水的組合式生物膜裝置，包括進水過濾單元、生物處理單元、回流單元和出水單元四部分組成。所述的進水過濾單元包括柵網過濾器，其進水孔設在柵網過濾器的側壁。所述的生物處理單元由厭氧池、缺氧池、好氧池組成的，厭氧池和缺氧池內設置束狀彈性填料；好氧池分層設置，每層設置生物填料或濾料，填充率為50、0%。相鄰層之間用不透水硬質塑料板隔開，且各層之間通過虹吸管連接，利用虹吸形成過程水體的快速流動增加各層的溶解氧濃度。層數(shù)不少于4層，每層高度5(Tl00Cm。所述的回流單元由蓄水回流池和提升泵構成，蓄水回流池中的水由提升泵打入好氧池頂端，實現(xiàn)回流。所述的出水單元由柵網過濾器和清水池組成的，出水口設在清水池的上端。借助組合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于污染地表水經入水口輸入進水過濾單元的柵網過濾器，然后順序流經厭氧池、缺氧池、蓄水回流池，之后由蓄水回流池內的水泵打入好氧池頂端，好氧池建于二沉池之上，好氧池的出水呈S型逐級虹吸跌落至底端二沉池， 流入蓄水回流池5后，隨蓄水回流池內水位的升高，回流至缺氧池，完成一個循環(huán)；借助水泵將二沉池內的水泵入柵網過濾器，再經出水管進入清水池底部，均勻配水后進入中間的斜管層，最后由出水口排出，完成污染地表水的治理過程。 所述的好氧池設置為4層或4層以上，每層高度5(Tl00Cm，每層設置生物填料或濾料，層與層之間用不透水的隔板隔開，每層采用單極虹吸復氧，整體呈S型多級虹吸復氧。所述的入水口設置在柵網過濾器的側壁，出水口設置在清水池的上端。所述好氧池的每層的填料或者濾料的填充率為50、0%。有益效果本發(fā)明組合式生物膜裝置，不僅利用了虹吸現(xiàn)象與大氣復氧現(xiàn)象進行曝氣，而且利用二沉池、蓄水回流池、缺氧池之間的高位差實現(xiàn)自動的蓄水回流，還利用了不同填料的特性，不存在填料堵塞的問題；結合厭氧、缺氧、好氧，由進水過濾單元、生物處理單元、回流單元和出水單元四部分組成，結構簡單緊湊，占地面積小，易于實施和維護，前期投資小，無放大問題，運行費用低，運行成本為O. 04元/t左右(若按電費每kw/h為O. 6元計算)，見效快；構建在地表水體旁邊，不破壞原有的河道景觀，可將受污染缺氧地表水中的溶解氧提高到3mg/L以上，水質達到地表水四類水標準。解決了現(xiàn)有地表水體治理技術存在治理率低、成本高和治理周期長的難題，達到既能高效去除受污染河水中污染物質，又能達到低能耗，污泥產量低的目的，能夠實現(xiàn)良好的環(huán)境效益和經濟效益。


圖1為本發(fā)明組合式生物膜裝置平面布置示意圖。圖2為本發(fā)明的工藝流程圖。圖中標號說明1、進水泵，2、柵網過濾器，3、厭氧池，4、缺氧池，5、蓄水回流池，6、提升泵，7、二沉池，8、出水孔，9、好氧池，10、排水泵，11、清水池，12、出水管，13、水管，14、柵網過濾器。
具體實施方式
如圖1所示，在受污染地表水的旁邊構建組合式生物膜裝置。本組合式生物膜裝置包括有柵網過濾器2構成的進水過濾單元，由厭氧池3、缺氧池4、好氧池9組成的生物處理單元，由蓄水回流池5構成的回流單元和由柵網過濾器14和清水池11組成的出水單元。進水孔設在柵網過濾器2的側壁上，出水管12設在清水池11的上端。好氧池(9)建于二沉池(7)之上，好氧池(9)出水的經二沉池(7)和蓄水回流池(5)，通過控制蓄水回流池的水位來實現(xiàn)重力自流到缺氧池內(4)。裝置進水通過進水泵I將污染地表水引入組合式生物膜裝置的柵網過濾器2，然后順序流經厭氧池3，缺氧池4、蓄水回流池5，之后由水泵打入好氧池9頂端，呈S型逐級虹吸跌落至底端二沉池7，流入蓄水回流池5后，隨蓄水回流池內水位的升高，周期性的回流至缺氧池4，然后周期性的循環(huán)。厭氧池3和缺氧池4內設置束狀彈性填料。好氧池9分層設置，進水孔設在頂部，層間用不透水硬質塑料板隔開，每層高度50cm，內填充直徑20-25mm的球形填料，填充率為90%。厭氧池、缺氧池和好氧池的水力負荷分別設置為1. 14 1. 18、1. 5 1. 8、0· 58 1. 18 m3/(m2. h)。蓄水回流池5運行的過程中通過二沉池7的跌水流入提高內水位，實現(xiàn)了水位的周期性提高，以至順利回流至缺氧池4，實現(xiàn)反硝化脫氮效果。并且其內設置提升泵6，向好氧池9頂部間歇供水。
好氧池9設置為多層，層與層之間用不透水硬質塑料板隔開，每層采用單極虹吸復氧，整體呈S型多級虹吸復氧，有利于充分利用水流勢能，提高復氧效率，同時增大增氧床內的停留時間，有利于提高好氧池內的球形填料上附著生長的大量的細菌、真菌、原生動物和后生動物對污染地表水的凈化能力，達到高效脫氮除磷的效果。好氧池內生物分級明顯，生物等級沿水流方向依次升高，上層脫落的生物膜將被下層較高級的生物(如輪蟲、纖毛蟲等)所利用。好氧池內形成一個小型的穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，提高了好氧池抗沖擊負荷的能力，同時減少了污泥量的產生。清水池11內設有斜管，構成斜管沉淀池。裝置排水是通過設于二沉池7末端的水泵10間歇性的打入出水柵網過濾器14，再經出水管進入清水池11底部，均勻配水后進入中間的斜管層，最后由上端的出水口排出，完成污染地表水的治理過程。組合式生物膜裝置中的提升泵6和排水泵10以及設于地表水體中的進水泵I均由時間控制器進行自動控制。三臺泵均是間歇運行，運行周期可人為設定，可根據(jù)地表水體受污染的情況進行調整，達到最佳的運行工況，在保證出水水質的情況下，降低能耗。組合式生物膜裝置內的進、出水以及好氧池(9)的進水通過時間控制器控制水泵自動進行，同時也可人工操作，控制裝置內水位。本裝置，采用間歇方式運行，運行的周期設置為每35min裝置進水一次，進水時間為90s,進水量為59_61m3/d,每3min好氧池進水一次，進水時間為45s,每20min裝置排水一次，每次排水35s。本裝置進水水質以及經組合式生物膜裝置處理后的出水水質如下表。
權利要求
1.借助組合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于污染地表水經入水口輸入進水過濾單元的柵網過濾器(2)，然后順序流經厭氧池(3)、缺氧池(4)、蓄水回流池(5)，之后由蓄水回流池(5)內的水泵打入好氧池(9)頂端，好氧池(9)建于二沉池(7)之上，好氧池(9)的出水呈S型逐級虹吸跌落至底端二沉池(7)，流入蓄水回流池5后，隨蓄水回流池內水位的升高，回流至缺氧池4，完成一個循環(huán)；借助水泵將二沉池(7)內的水泵入柵網過濾器(14)，再經出水管進入清水池(11)底部，均勻配水后進入中間的斜管層，最后由出水口排出，完成污染地表水的治理過程。
2.根據(jù)權利要求1所述的借助組合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于所述的好氧池設置為4層或4層以上，每層高度5(Tl00Cm，每層設置生物填料或濾料，層與層之間用不透水的隔板隔開，每層采用單極虹吸復氧，整體呈S型多級虹吸復氧。
3.根據(jù)權利要求1所述的借助組合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于所述的入水口設置在柵網過濾器的側壁，出水口設置在清水池的上端。
4.根據(jù)權利要求2所述的借助組合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于所述好氧池的每層的填料或者濾料的填充率為50、0%。
全文摘要
本發(fā)明涉及借助組合式生物膜高效治理污染地表水的方法，其特征在于污染地表水經入水口輸入進水過濾單元的柵網過濾器(2)，然后順序流經厭氧池(3)、缺氧池(4)、蓄水回流池(5)，之后由蓄水回流池(5)內的水泵打入好氧池(9)頂端，好氧池(9)建于二沉池(7)之上，好氧池(9)的出水呈S型逐級虹吸跌落至底端二沉池(7)，流入蓄水回流池5后，隨蓄水回流池內水位的升高，回流至缺氧池4，完成一個循環(huán)；借助水泵將二沉池(7)內的水泵入柵網過濾器(14)，再經出水管進入清水池(11)底部，均勻配水后進入中間的斜管層，最后由出水口排出，完成污染地表水的治理過程。本發(fā)明復氧效率高，處理效果好，適用于受污染的地表水治理。
文檔編號C02F3/30GK103058454SQ20121051645
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權日2012年12月5日
發(fā)明者馮騫, 陳鳴釗, 薛朝霞, 王蕭, 林俊雄, 操家順 申請人:河海大學