多级好氧缺氧耦合生物反应器及污水处理方法

摘要

本发明涉及一种多级好氧缺氧耦合的污水生化处理方法，属于环保水处理领域。该方法揭示的生化反应器安装多个导流桶、安置在导流桶内外的微生物载体、导流桶内安装的曝气装置。利用这种生化反应器处理污水的方法是通过曝气装置向导流桶内曝气提供气提动量和导流桶内的好氧生化环境；在导流桶外形成缺氧环境；污水在导流桶内好氧环境和导流桶外缺氧环境中反复循环，实现好氧缺氧耦合；通过安装多个导流桶的方法实现多个好氧缺氧耦合区之间的反复循环。本发明多级好氧缺氧耦合的污水生化处理方法可以提高生物反应器的效率，减低生物反应器的污泥排量，特别可以在同一生化反应器内实现多级消化反硝化生化过程。

权利要求

1.一种多级好氧缺氧耦合生物反应器，其特征在于多级好氧缺氧耦合生物反应器内包括至少一个导流桶、安置在导流桶内外的固定床微生物载体、导流桶内安装的曝气装置和设在该多级好氧缺氧耦合生物反应器上的进出水装置。

2.根据权利要求1所述多级好氧缺氧耦合生物反应器，其特征在于所述导流桶直径在

20-200厘米之间。

3.根据权利要求1所述多级好氧缺氧耦合生物反应器，其特征在于所述导流桶之间的距离在0.5-2.5米之间。

4.一种多级好氧缺氧耦合的污水处理方法，其特征在于使用了包括至少一个导流桶、安置在导流桶内外的固定床微生物载体和导流桶内安装的曝气装置的多级好氧缺氧耦合生物反应器，通过向所述多级好氧缺氧耦合生物反应器导流桶内安装的曝气装置曝气，在导流桶内产生好氧环境，利用气提作用使污水在好氧区内向上流，在导流桶外的缺氧区内向下流，向下流污水在导流桶底部会再次在气提作用下流入导流桶而向上流；因而以实现污水在好氧区与缺氧区的反复循环。

5.根据权利要求4所述多级好氧缺氧耦合污水处理方法，其特征还在于在一个生物反应器内设置多个导流桶实现更多级的好氧缺氧耦合。

说明书

多级好氧缺氧耦合生物反应器及污水处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于环保污水处理领域，特别涉及一种将多级好氧和缺氧反复循环耦合的高效生化污水处理方法。

背景技术

[0002] 已知技术中生化水处理方法中的生化过程包括好氧、厌氧和缺氧过程。已知技术中通常将缺氧过程与好氧过程联合使用。最为常见的缺氧与好氧联合使用的污水处理方法就是使污水或经过厌氧处理的污水先进入缺氧池，再进入好氧池，然后再将部分好氧池产水通过回流泵回流到缺氧池。这样好氧缺氧耦合的方法可以实现污水中污染物的氧化还原过程。特殊地说，在原水中含有胺类化合物时，在好氧菌的作用下可以通过好氧反应将胺类化合物氧化成亚硝酸跟和硝酸根，再将含有亚硝酸根和硝酸根的污水返回到缺氧池，在缺氧菌的作用下使亚硝酸根和硝酸根还原成氮气。这种氧化还原过程的耦合通常被称为硝化反硝化过程。通过回流泵回流实现硝化反硝化的技术需要较大的回流量，消耗较大量的能源；另外通过单独的缺氧池和好氧池之间的循环耦合，难以实现好氧缺氧过程的多次耦合，而多次好氧缺氧耦合是增加生化效率和减低污泥排放量的重要手段。

[0003] 已知技术中实现好氧缺氧就地耦合的方法之一是利用在好氧生化处理池中投放微孔载体。曝入好氧池的氧气与载体表面接触较为充分，而与载体内部孔隙表面接触较差，因此在载体表面生长好氧菌，而载体内部生长缺氧菌。这种技术在中国专利(申请号：200310121766.7、200410091131.1和200610012071.9)被揭示。这种技术虽然可以在同一生化池中实现耗氧和缺氧的耦合，但是污水无法实现在好氧和缺氧环境的多次交流，另外微孔载体的孔隙又易被堵塞的问题。

[0004] 中国专利(申请号：200710062931.4)在内导流桶内和内外导流桶之间实现缺氧和好氧环境，同时利用气提原理实现了污水在好氧区域和缺氧区域的反复多次循环。但是该专利技术中活性污泥参与缺氧区和好氧区的多级快速循环，在此环境下无法驯化专门的好氧菌团或缺氧菌团。

[0005] 中国专利(申请号：200610012070.4)通过分隔板和导流板将一个生化反应池分割成多个好氧区和缺氧区，相当于多个好氧池和缺氧池的简单串联。这种技术只能实现推流式的好氧与缺氧环境的变换，无法实现好氧与缺氧环境的反复多次循环。

[0006] 中国专利(ZL 01263058.6)利用多管气提实现了好氧流化床内在导流桶内外的多次反复循环。但这一技术仅仅实现了好氧环境内的多次反复循环，在生物反应器内没有缺氧生化过程。

发明内容

[0007] 本发明要实现好氧缺氧多级耦合以提高生化效率和较小污泥排放量的技术目的，提供一种多级好氧缺氧耦合的污水生化处理方法。

[0008] 为了实现以上目的，本发明的多级好氧缺氧耦合的污水生化处理方法包括一种多级好氧缺氧耦合生物反应器和利用这种生物反应器处理污水的生化反应方法。多级好氧缺氧耦合生物反应器内包括至少一个导流桶、安置在导流桶内外的固定床微生物载体，导流桶内安装的曝气装置和设在该生物反应器上的进出水装置。利用这一生物反应器处理污水的方法包括向这一生物反应器供污水，通过导流桶内安装的曝气装置向导流桶内曝气，在导流桶内产生好氧环境，利用气提作用使污水在好氧区内向上流，在导流桶外的缺氧区内向下流，向下流污水在导流桶底部会再次在气提作用下流入导流桶而向上流。在此循环流作用下可以实现污水在好氧区与缺氧区的反复循环。在导流桶内的好氧区和导流桶外缺氧区均充填固定床载体，使缺氧区内的缺氧菌被以生物膜的方式固定在缺氧区载体表面，好氧区内好氧菌被以生物膜的方式固定在好氧区载体表面，缺氧菌生物膜和好氧菌生物膜不参与在气提作用下污水在好氧区与缺氧区之间的循环，因此实现污水与厌氧生物膜和好氧生物膜的反复接触接触反应。另外通过在一个生物反应器内设置多个导流桶实现更多级的好氧缺氧耦合。

[0009] 本发明的多级好氧缺氧耦合的污水生化处理方法，其特征在于多级好氧缺氧耦合生物反应器内包括至少一个导流桶、安置在导流桶内外的微生物载体、导流桶内安装的曝气装置；导流桶内安装的曝气装置向导流桶内曝气提供气提动量和好氧生化环境，污水在导流桶内好氧环境和导流桶外缺氧环境中反复循环。

[0010] 本发明多级好氧缺氧耦合的污水生化处理方法的特征还在于多级好氧缺氧耦合生物反应器包括多个导流桶以实现污水在一个导流桶内外好氧缺氧多级反复循环外，还在多个好氧缺氧循环区内和在多个好氧缺氧耦合区之间的反复循环。另外还可以通过多个导流桶实现反应器流量的增大和污水在反应器内停留时间的增长。

[0011] 本发明多级好氧缺氧耦合生物反应器提及的导流桶直径在20-200厘米之间。

[0012] 本发明多级好氧缺氧耦合生物反应器提及的导流桶之间的距离在0.5-2.5米之间。

[0013] 本发明多级好氧缺氧耦合生物反应器提及的导流桶顶部在反应器内水位上下0.5米范围之内。

附图说明

[0014] 图1是本发明第一种多级好氧缺氧耦合生物反应器纵向剖面示意图。

[0015] 图2是本发明第一种多级好氧缺氧耦合生物反应器俯视示意图。

[0016] 图3是本发明第二种多级好氧缺氧耦合生物反应器纵向剖面示意图。

[0017] 图4是本发明第二种多级好氧缺氧耦合生物反应器俯视示意图。

具体实施方式

[0018] 参见图1和图2，本发明第一种多级好氧缺氧耦合生物反应器包括一个长方体反应器100，进水管道101，多跟导流桶102，设在导流管内底部的曝气头230，气管220及气泵210；安置在导流桶内部的载体310(图中为标出)和安装在导流桶外部反应器100之内的载体320(图中为标出)，导流桶内部的载体310和导流桶外部载体320可以相同也可以不同。出水导流区400，出水汲水漕410和出水管道420。

[0019] 利用这种多级好氧缺氧耦合生物反应器进行污水处理的方法包括将污水经过进水管101进入反应器100，使污水首先与载体320表面缺氧细菌膜接触，然后在导流桶102内气提动量作用下，污水和部分污泥从导流桶102底部进入导流桶102内部并随上向流上升到导流桶102上部；在导流桶102内部，污水与导流桶内载体310表面好氧细菌膜充分接触。污水从导流桶102上部流向导流桶外，沿下向流流到导流桶102底部，污水再次在气提动量作用下从导流桶102底部进入导流桶102内的好氧区，由此污水在导流桶102内和导流桶102外的好氧区和缺氧区组成的一个好氧缺氧耦合区内反复循环实现好氧缺氧的多级耦合。与此同时，污水在污水进水流与出水流的推动下缓慢向出水端流动，依次进入以每个导流桶102为中心的好氧缺氧耦合区。部分进入下一个好氧缺氧耦合区的污水和污泥还会在气提动量的推动下回流到上一个好氧缺氧耦合区，另一部分污水和污泥在气提动量和进出水流的共同推动下继续向下一个好氧缺氧耦合区流动。因此污水和污泥在各个好氧缺氧耦合区之间存在双向传递作用。

[0020] 污水在经过多次好氧缺氧生化反应处理后进入出水导流区400，产水中的部分污泥下沉到反应器100底部，在最后一级导流桶102底部被提升而再次进入好氧缺氧耦合反应区，并经过各个好氧缺氧耦合区的相互传递作用逐步向前级流动，同时在载体310和320表面发生生化反应得到降解使生物反应器的污泥排放量得到降低。

[0021] 图3和图4所示的本发明第二种多级好氧缺氧耦合生物反应器的基本构造与图1和图2所示的本发明第一种多级好氧缺氧耦合生物反应器的基本构造相同，相同的部分用相同的标号表示，且不再进行重复描述。

[0022] 图3和图4所示的本发明第二种多级好氧缺氧耦合生物反应器与图1和图2所示的本发明第一种多级好氧缺氧耦合生物反应器的区别在于反应器100是圆柱形。入水管101设置在圆柱体中间，产水导流区400设置在反应器100的外部。

[0023] 实施例1：如图1所示。入水为生活污水，流量每小时0.5立方米，入水COD在200-380mg/L之间；生物反应器长宽高分别为2.5m，0.6m，1.2m，生物反应器内分布直径为
0.25m的PVC导流桶102共6个，导流桶内外均充填网状蜂窝生物填料，每个导流桶下方安装直径为0.2m瀑气头一个。运行启动时添加适量活性污泥，经过15天驯化，出水COD为
15mg/L。

[0024] 实施例2：如图2所示。生物反应器内径为0.75m外径为1.0m，生物反应器内分布直径为0.25m的PVC导流桶102共8个，其他实验条件与实施例1相同。经过15天驯化，出水COD为18mg/L。