多級生物反應(yīng)器及采用該反應(yīng)器處理污水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理裝置，具體涉及一種多級生物反應(yīng)器及采用該反應(yīng)器處理污水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著污水處理達(dá)標(biāo)門檻的日益提高，國家對城鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，尤其是近期環(huán)保部出臺的一系列水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(城鎮(zhèn)污水排放須達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn))，原有的城鎮(zhèn)污水處理工藝很難實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。因此城鎮(zhèn)污水處理工藝的提標(biāo)改造尤為迫切。同時(shí)面對日益嚴(yán)重的水資源短缺問題，全世界都在探索水資源重復(fù)利用的新途徑，其中污水處理后再生利用是解決水資源短缺的重要途徑之一。因此污水處理在滿足達(dá)標(biāo)排放的前提下，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)使其達(dá)到回用要求也是污水處理的發(fā)展方向。另外，現(xiàn)有的污水處理廠普遍占地面積較大，對于土地資源緊張、地價(jià)昂貴的大中型城市，污水處理的占地面積已經(jīng)成為影響污水處理工藝選取的重要影響因素，越來越多的污水運(yùn)營企業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)在治理污水時(shí)將占地面積列為與投資、運(yùn)行成本同樣重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
[0003]曝氣生物濾池(BAF)是一種新型的污水生物處理技術(shù)，集活性污泥法、生物接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)于一身，在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填比表面積大的顆粒狀填料，為微生物提供附著生長的載體。由于其具有占地面積小、投資少、無污泥膨脹、出水水質(zhì)好等特點(diǎn)，越來越受到重視。目前曝氣生物濾池已廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。隨著排放要求的提高和污水回用量的增加，目前常規(guī)的曝氣生物濾池工藝存在的出水懸浮物濃度偏高、氮磷去除效率不高等問題日顯突出，處理水達(dá)不到高排放標(biāo)準(zhǔn)排放和污水再生回用的要求。但我們通過長期研宄發(fā)現(xiàn)BAF工藝也存在下列缺點(diǎn)和不足:
[0004]I)由于傳統(tǒng)的BAF工藝缺乏生物除磷必需的厭氧好氧交替環(huán)境，一般總磷去除率不超過40%。除磷問題一直是限制其工程應(yīng)用的障礙。
[0005]2)由于冬季氣溫偏低，微生物活性較差，使污水處理脫氮效率偏低，兩級BAF反應(yīng)器的對于總氮的去除效果不高，無法滿足高標(biāo)準(zhǔn)脫氮的要求。
[0006]3)傳統(tǒng)BAF工藝采用上向流的運(yùn)行方式，在曝氣的作用下部分脫落生物膜會隨水排出，影響出水效果，尤其是在輔助加藥同步絮凝時(shí)，絮凝顆粒也容易在氣泡的擾動隨水排走，造成處理效率下降。
[0007]4)曝氣生物濾池運(yùn)行中容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，增加反沖洗水量和反沖洗頻率，運(yùn)行管理難度和成本增加。
[0008]中國專利申請?zhí)枮椤?01220242456.5”的實(shí)用新型專利公開了一種厭氧/好氧BAF-MBR小型集成中水回用裝置，包括:原水箱，所述原水箱依次與好氧BAF，MBR水箱串聯(lián)連接，所述好氧BAF內(nèi)設(shè)有好氧BAF曝氣頭，所述MBR水箱內(nèi)設(shè)有MBR曝氣頭，頂部設(shè)有超濾出水管，所述好氧BAF曝氣頭、MBR曝氣頭與氣泵并聯(lián)連接，所述原水箱與好氧BAF之間串聯(lián)厭氧BAF。該裝置通過厭氧BAF，截留大分子有機(jī)物，提高污水可生化性，提高在低溫、低有機(jī)物含量的情況下，去除水中有機(jī)物的能力。但是還存在如下問題:1、該集成中水回用裝置將三個(gè)主要凈化裝置按照工藝串聯(lián)在一起，各裝置之間完全獨(dú)立分散，并非一體化裝置，占地面積大。2、該集成中水回用裝置采用普通濾層結(jié)構(gòu)，存在傳質(zhì)效果差，反應(yīng)效率低，易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象的問題。3、該集成中水回用裝置主要是提高了去除水中有機(jī)物的能力，而對于氮磷的去除能力較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是為了提供一種多級生物反應(yīng)器及采用該反應(yīng)器處理污水的方法，該生物反應(yīng)器能夠提高脫氮效率，提高生物除磷的效果；進(jìn)一步地，該生物反應(yīng)器采取特殊設(shè)計(jì)的濾層結(jié)構(gòu)，傳質(zhì)效果好，反應(yīng)效率高，避免了堵塞現(xiàn)象；更進(jìn)一步地，該生物反應(yīng)器為一體化結(jié)構(gòu)，節(jié)省占地面積。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種多級生物反應(yīng)器，其特征在于:包括一級缺氧生物濾池、好氧曝氣生物濾池(好氧BAF)、二級缺氧生物濾池、好氧膜生物反應(yīng)池(好氧MBR)、污水輸送管路、空氣輸送管路和抽吸泵；
[0012]所述一級缺氧生物濾池包括第一濾池、設(shè)置于第一濾池中部的第一生物濾層結(jié)構(gòu)；所述第一濾池的上部設(shè)有進(jìn)水口，所述第一濾池的下部設(shè)有出水口 ；
[0013]所述好氧曝氣生物濾池包括第二濾池、設(shè)置于第二濾池中部的第二生物濾層結(jié)構(gòu)和設(shè)置于第二生物濾層結(jié)構(gòu)下方的第一曝氣裝置；所述第二濾池的下部設(shè)有進(jìn)水口，所述第二濾池的上部設(shè)有出水口；
[0014]所述二級缺氧生物濾池包括第三濾池、設(shè)置于第三濾池中部的第三生物濾層結(jié)構(gòu)；所述第三濾池的上部設(shè)有進(jìn)水口，所述第三濾池的下部設(shè)有出水口 ；
[0015]所述好氧膜生物反應(yīng)池包括第四膜池、設(shè)置于第四膜池底部的第二曝氣裝置、設(shè)置于第四膜池中的超濾膜組件和設(shè)置于第四膜池中的空氣提升器；所述第四膜池的下部設(shè)有進(jìn)水口 ；
[0016]所述污水輸送管路包括第一污水輸送管和第二污水輸送管；所述第一污水輸送管與第一濾池的進(jìn)水口連接，所述第二污水輸送管與第三濾池的進(jìn)水口之一連接；所述第二濾池的進(jìn)水口與所述第一濾池的出水口連接；所述第三濾池的進(jìn)水口之二與第二濾池的出水口連接；所述第四膜池的進(jìn)水口與第三濾池的出水口連接；所述第四膜池中的超濾膜組件的出水口通過管道與設(shè)于第四膜池外部的抽吸泵連接；所述空氣提升器的出水口通過管道與第一濾池內(nèi)部連接；
[0017]所述空氣輸送管路包括第一空氣輸送管、第二空氣輸送管和第三空氣輸送管；第一空氣輸送管與第一曝氣裝置的進(jìn)氣口連接，所述第二空氣輸送管與空氣提升器的進(jìn)氣口連接，第三空氣輸送管與第二曝氣裝置的進(jìn)氣口連接。
[0018]作為優(yōu)選，所述第一生物濾層結(jié)構(gòu)包括上、下兩層第一濾板以及設(shè)置在兩層第一濾板之間的第一顆粒狀生物濾料，上、下兩層第一濾板的孔徑均小于第一顆粒狀生物濾料的直徑；
[0019]作為優(yōu)選，第二生物濾層結(jié)構(gòu)包括上、下兩層第二濾板以及設(shè)置在兩層第二濾板之間的第二顆粒狀生物濾料，上、下兩層第二濾板的孔徑均小于第二顆粒狀生物濾料的直徑；
[0020]作為優(yōu)選，所述第三生物濾層結(jié)構(gòu)包括上、下兩層第三濾板以及設(shè)置在兩層第三濾板之間的第三顆粒狀生物濾料，上、下兩層第三濾板的孔徑均小于第三顆粒狀生物濾料的直徑。
[0021]作為優(yōu)選，在第二濾池和第四濾池中分別設(shè)置排污管。
[0022]作為優(yōu)選，在第一污水輸送管和第二污水輸送管上分別設(shè)有一個(gè)流量分配儀，流量分配儀由電控閥門和流量計(jì)組成，可以自動調(diào)節(jié)二條管線上的進(jìn)水流量分配；在抽吸泵的出水管道上設(shè)置流量壓差在線測定儀，實(shí)時(shí)傳輸流量和跨膜壓差數(shù)據(jù)；在第一空氣輸送管、第二空氣輸送管和第三空氣輸送管上分別設(shè)置閥門和氣體流量計(jì)；在排污管上設(shè)置閥門；在第二濾池和第四濾池中分別設(shè)置DO在線檢測儀，在第一濾池和第三濾池中分別設(shè)置ORP在線檢測儀，可根據(jù)好氧過程的DO檢測與缺氧過程的ORP檢測結(jié)果來調(diào)整曝氣量和回流量，來實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的在線控制過程。
[0023]作為優(yōu)選，所述的一級缺氧生物濾池、好氧曝氣生物濾池、二級缺氧生物濾池、好氧膜生物反應(yīng)池為一體化結(jié)構(gòu)，上述四個(gè)池體依次沿逆時(shí)針或順時(shí)針方向呈田字形布置，相鄰的池體之間共用同一個(gè)池壁。
[0024]作為優(yōu)選，一級缺氧生物濾池、好氧曝氣生物濾池、二級缺氧生物濾池、好氧膜生物反應(yīng)池為一體化結(jié)構(gòu)，上述四個(gè)池體依次沿橫向或縱向并排布置，相鄰的池體之間共用同一個(gè)池壁。
[0025]采用上述多級生物反應(yīng)器處理污水的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0026]I)將污水分別通過第一污水輸送管和第二污水輸送管送入一級缺氧生物濾池和二級缺氧生物濾池中，分別為第一部分污水和第二部分污水；
[0027]2)第一部分污水在一級缺氧生物濾池進(jìn)行第一次凈化處理，具體過程為:第一部分污水從第一濾池的上