專利名稱：一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng) 及方法。
背景技術(shù)：
目前污/廢水中有機污染物及氨氮污染物的去除方法有多種，其中生物處理的方 法最為高效和無害化。對于營養(yǎng)不均衡的污/廢水，傳統(tǒng)的生物處理方法是將補充的營養(yǎng)基質(zhì)投入污/ 廢水，在反應(yīng)器內(nèi)微生物的作用下，補充的營養(yǎng)基質(zhì)和水中污染物被同步吸附和降解。由于 填料和生物的吸附過程以及生物解吸(降解)過程不能相對分離，吸附及生物解吸過程都 不夠充分，出水水質(zhì)一般。同時，因生物反應(yīng)過程中各種污染物濃度較低，微生物生長和反 應(yīng)速度較慢，反應(yīng)器容 積較大，工程建設(shè)成本較高。另外，所補充營養(yǎng)基質(zhì)的利用效率也較 為低下，如果過多的投加補充營養(yǎng)，其一會造成處理成本較高，其二如果排到后續(xù)處理單元 會成為新的污染物。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種營養(yǎng)不均衡的污/廢 水處理系統(tǒng)及方法，本發(fā)明中將營養(yǎng)不均衡原水按固定周期波動式注入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi) 設(shè)生物掛膜填料及培養(yǎng)好的生物膜，進水波峰期為污染物主要吸附過程，填料及掛膜微生 物將水中主要污染物吸附于生物床內(nèi)；進水波谷期為污染物的主要降解及生物解吸過程， 在主吸附過程基本完成后向反應(yīng)器內(nèi)投入原水中微生物生化反應(yīng)所缺失的營養(yǎng)基質(zhì)并混 勻(可通過攪拌裝置實現(xiàn))，在各種營養(yǎng)均衡且濃度較高的情況下，微生物將生物床內(nèi)富集 的污染物高效分解并完成生物解吸過程。本發(fā)明中，因解吸過程生化反應(yīng)時基質(zhì)濃度高微生物生長和反應(yīng)速度較快，大大 減小了反應(yīng)器容積及建設(shè)成本；因生物吸附和解吸過程具有高效性、可多次反復(fù)操作、生物 自動生長更新、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，保證了良好的出水水質(zhì)及穩(wěn)定的處理效果。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，主要 包括生物反應(yīng)器、原水補給裝置、補充營養(yǎng)補給裝置，其中所述原水補給裝置、補充營養(yǎng)補 給裝置分別通過管道與生物反應(yīng)器連接，所述生物反應(yīng)器還包括反應(yīng)器池體、填料生物床、 排水裝置、攪拌裝置、反沖裝置和/或排泥裝置。所述原水補給裝置可連接于填料生物床下方，此時，所述排水裝置設(shè)于填料生物 床的上方；所述原水補給裝置還可連接于填料生物床上方，此時，所述排水裝置設(shè)于填料生 物床的下方；所述補充營養(yǎng)補給裝置所投加的營養(yǎng)，為原水中營養(yǎng)所缺乏的營養(yǎng)基質(zhì)，包括碳 源、氮源、磷源及無機微量元素的一種或幾種。
所述反應(yīng)器池體優(yōu)選為土建結(jié)構(gòu)池體、設(shè)備結(jié)構(gòu)箱體或設(shè)備結(jié)構(gòu)罐體；所述填料生物床內(nèi)布設(shè)的生物生長掛膜填料為沸石、陶粒、活性碳、石英砂及有機 高分子生物掛膜填料等，優(yōu)選為對有機污染物及氨氮污染物吸附能力較強、容易掛膜的沸 石、陶粒等；所述排水裝置優(yōu)選為穿孔集水管、溢流堰、排水管等；所述攪拌裝置可為水力攪拌裝置或氣動攪拌裝置，水力攪拌可為循環(huán)泵攪拌、潛 水?dāng)嚢铏C攪拌，氣動攪拌裝置可為鼓風(fēng)曝氣攪拌，所述攪拌裝置可設(shè)于反應(yīng)器池體內(nèi)，也可 設(shè)于反應(yīng)器池體外，通過管道與反應(yīng)器池體連接；當(dāng)填料生物床內(nèi)的微生物量生長過多、流體阻力過大時，可通過反沖裝置和/或 排泥裝置定期對所述填料生物床進行清理，以防止生物膜堵塞，保證其正常運行，反沖裝置 可采用水反沖、氣反沖或二者相結(jié)合的方式進行沖洗，所述排泥裝置具體可為排泥孔或穿 孔管設(shè)于反應(yīng)器池體底部。本發(fā)明還提供一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理方法，其采用固定周期波動式進 水方式，每個周期包括進水波峰期和進水波谷期。波峰期為污染物主要吸附過程，填料及 掛膜微生物將水中主要污染物吸附于生物床內(nèi)；波谷期為污染物的主要降解及生物解吸過 程，具體步驟包括a.在進水波峰期，將營養(yǎng)不均衡的污/廢水即原水大量注入生物反應(yīng)器中，在原 水流經(jīng)微生物生長掛膜的填料生物床時，原水中的有機污染物及氨氮污染物被微生物及填 料補捉富集，脫除污染物的水排出；b.當(dāng)污染物在填料生物床內(nèi)富集達(dá)到一定濃度后，進水量減小或停止，進入進水 波谷期；c.在主吸附過程基本完成后向反應(yīng)器中投入原水中微生物生化反應(yīng)所缺失的營 養(yǎng)基質(zhì)并通過攪拌裝置混勻，在各種營養(yǎng)均衡且濃度較高的情況下，微生物將生物床內(nèi)富 集的污染物高效分解并完成解吸過程；d.生物解吸完成后，繼續(xù)以固定周期波動式進水，如此循環(huán)。當(dāng)填料生物床內(nèi)的微生物量生長過多時、流體阻力過大時，通過反沖裝置的反沖 排水或排泥裝置的排泥，可將生物床內(nèi)過量的微生物排出反應(yīng)器。反沖可采用水反沖、氣反 沖或二者相結(jié)合的方式。由于反沖排水中含有較高數(shù)量的微生物、懸浮物等污染物，反沖排水宜進行分離 懸浮物處理后重新注入生物反應(yīng)器進行處理。本發(fā)明的優(yōu)點在于，通過向反應(yīng)器中以固定周期波動式進水和主吸附過程基本完 成后補充營養(yǎng)物質(zhì)的方法，將污染物的主要吸附過程和污染物主要降解過程(生物解吸過 程)相對分離，增加了生物反應(yīng)時的基質(zhì)濃度，提高了微生物生長和反應(yīng)速度，減小了反應(yīng) 器的有效容積和所補充營養(yǎng)基質(zhì)用量，同步減小了工程的建設(shè)成本(比傳統(tǒng)工藝反應(yīng)器有 效容積可減少30%以上)和工程的運行成本(比傳統(tǒng)工藝補充營養(yǎng)藥劑投加量節(jié)約20% 以上)。在處理營養(yǎng)不均衡污/廢水方面，本方法建設(shè)成本低，投加藥劑(補充營養(yǎng))少，出 水水質(zhì)優(yōu)良，有較大的實用價值。


圖1為本發(fā)明的營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)示意圖；圖2為本 發(fā)明的另一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)示意圖；圖3為本發(fā)明的再一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步說明，但不作對其的限 定如圖1所示，本發(fā)明提供的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，包括生物反應(yīng) 器1、原水補給裝置2、補充營養(yǎng)補給裝置3，其中所述生物反應(yīng)器1還包括反應(yīng)器池體101、 排水裝置102、填料生物床103、攪拌裝置104、反沖裝置105及排泥裝置，所述原水補給裝 置2及補充營養(yǎng)補給裝置3分別通過管道連接于生物反應(yīng)器1的填料生物床103的下方， 所述排水裝置102設(shè)于填料生物床103的上方，所述反沖裝置及排泥裝置通過管道連接于 填料生物床103的下方。本發(fā)明采用固定周期波動式進水方式，每個周期包括進水波峰期和進水波谷期。 波峰期為污染物主要吸附過程，填料及掛膜微生物將水中主要污染物吸附于生物床內(nèi)；波 谷期為污染物的主要降解及生物解吸過程。進水波峰期，營養(yǎng)不均衡污/廢水即原水由原水補給裝置2注入生物反應(yīng)器1的 反應(yīng)器池體101中，在原水流經(jīng)微生物生長掛膜的填料生物床103時，水中的有機污染物或 氨氮污染物被微生物及填料補捉富集，脫除污染物的水經(jīng)排水裝置102排出；當(dāng)有機污染 物或氨氮污染物在填料生物床103內(nèi)富集達(dá)到一定濃度后，減少或停止原水補給裝置2中 原水的補給，同時調(diào)小或關(guān)閉排水裝置102，進入進水波谷期，通過補充營養(yǎng)補給裝置3向 生物反應(yīng)器1中投入原水中微生物生化反應(yīng)所缺失的營養(yǎng)基質(zhì)并通過攪拌裝置104混勻， 在各種營養(yǎng)均衡且濃度較高的情況下，微生物將生物床內(nèi)富集的污染物高效分解并完成解 吸過程；生物解吸完成后，繼續(xù)以固定周期波動式進水，如此循環(huán)。所述補充營養(yǎng)補給裝置3所投加的營養(yǎng)，為原水中營養(yǎng)所缺乏的營養(yǎng)基質(zhì)，包括 碳源、氮源、磷源及無機微量元素的一種或幾種。所述反應(yīng)器池體101優(yōu)選為土建結(jié)構(gòu)池體、設(shè)備結(jié)構(gòu)箱體或設(shè)備結(jié)構(gòu)罐體；所述填料生物床103內(nèi)布設(shè)的生物生長掛膜填料為沸石、陶粒、活性碳、石英砂及 有機高分子生物掛膜填料等，優(yōu)選為對有機污染物及氨氮污染物吸附能力較強、容易掛膜 的沸石、陶粒等；所述排水裝置102優(yōu)選為穿孔集水管、溢流堰、排水管等；所述攪拌裝置104可為水力攪拌裝置或氣動攪拌裝置，水力攪拌可為循環(huán)泵攪 拌、潛水?dāng)嚢铏C攪拌，氣動攪拌裝置可為鼓風(fēng)曝氣攪拌；當(dāng)填料生物床內(nèi)103的微生物量生長過多、流體阻力過大時，可通過反沖裝置105 和/或排泥裝置定期對所述填料生物床進行清理，以防止生物膜堵塞，保證其正常運行，反 沖裝置105可采用水反沖、氣反沖或二者相結(jié)合的方式進行沖洗。由于反洗排水中含有較高數(shù)量的微生物、懸浮物等污染物，反洗排水宜分離懸浮 物后重新注入生物反應(yīng)器1進行處理。
再如圖2所示，其為本發(fā)明提供的另一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其與上述系統(tǒng)的不同點在于，所述原水補給裝置2及補充營養(yǎng)補給裝置3分別通過管道連接于 生物反應(yīng)器1的填料生物床103的上方，所述排水裝置102設(shè)于填料生物床103的下方。再如圖3所示，其為本發(fā)明提供的再一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其包 括至少兩個依次串聯(lián)的生物反應(yīng)器1。
權(quán)利要求
一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其特征在于，主要包括生物反應(yīng)器、原水補給裝置、補充營養(yǎng)補給裝置，其中所述原水補給裝置、補充營養(yǎng)補給裝置分別通過管道與生物反應(yīng)器連接，所述生物反應(yīng)器還包括反應(yīng)器池體、填料生物床、排水裝置、攪拌裝置、反沖裝置和/或排泥裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述原 水補給裝置連接于填料生物床下方，所述排水裝置設(shè)于填料生物床的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述原 水補給裝置還可連接于填料生物床上方，所述排水裝置設(shè)于填料生物床的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述補 充營養(yǎng)補給裝置所投加的營養(yǎng)為原水中所缺乏的營養(yǎng)基質(zhì)，包括碳源、氮源、磷源及無機微 量元素的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述反 應(yīng)器池體優(yōu)選為土建結(jié)構(gòu)池體、設(shè)備結(jié)構(gòu)箱體或設(shè)備結(jié)構(gòu)罐體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述填 料生物床內(nèi)布設(shè)的生物生長掛膜填料為沸石、陶粒、活性碳、石英砂或有機高分子生物掛膜 填料，優(yōu)選為對有機污染物及氨氮污染物吸附能力較強、容易掛膜的沸石或陶粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述攪 拌裝置為水力攪拌裝置或氣動攪拌裝置，水力攪拌為循環(huán)泵攪拌或潛水?dāng)嚢铏C攪拌，氣動 攪拌裝置為鼓風(fēng)曝氣攪拌。
8.一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理方法，其特征在于，采用固定周期波動式進水方 式，每個周期包括進水波峰期和進水波谷期，波峰期為污染物主要吸附過程，填料及掛膜微 生物將水中主要污染物吸附于生物床內(nèi)；波谷期為污染物的主要降解及生物解吸過程，具 體步驟包括a.在進水波峰期，將營養(yǎng)不均衡的污/廢水即原水大量注入生物反應(yīng)器中，在原水流 經(jīng)微生物生長掛膜的填料生物床時，原水中的有機污染物及氨氮污染物被微生物及填料補 捉富集，脫除污染物的水排出；b.當(dāng)污染物在填料生物床內(nèi)富集達(dá)到一定濃度后，進水量減小或停止，進入進水波谷期；c.在主吸附過程基本完成后向反應(yīng)器中投入原水中微生物生化反應(yīng)所缺失的營養(yǎng)基 質(zhì)并通過攪拌裝置混勻，在各種營養(yǎng)均衡且濃度較高的情況下，微生物將生物床內(nèi)富集的 污染物高效分解并完成解吸過程；d.生物解吸完成后，繼續(xù)以固定周期波動式進水，如此循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理方法，其特征在于，當(dāng)填料 生物床內(nèi)的微生物量生長過多時、流體阻力過大時，通過反沖裝置的反沖排水或排泥裝置 的排泥，將生物床內(nèi)過量的微生物排出反應(yīng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理方法，其特征在于，反沖 排水宜進行分離懸浮物處理后重新注入生物反應(yīng)器進行處理。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種營養(yǎng)不均衡污/廢水的水處理系統(tǒng)及方法，主要包括生物反應(yīng)器、原水補給裝置、補充營養(yǎng)補給裝置等，本發(fā)明方法將營養(yǎng)不均衡污/廢水按固定周期波動式注入反應(yīng)器，進水波峰期為污染物主要吸附過程，進水波谷期為污染物的主要降解和生物解吸過程，在主吸附過程基本完成后向反應(yīng)器內(nèi)投加原水中微生物生化反應(yīng)所缺失的營養(yǎng)基質(zhì)并混勻，在營養(yǎng)均衡且濃度較高的情況下，微生物將生物床內(nèi)富集的污染物高效降解以實現(xiàn)解吸過程。本方法因基質(zhì)濃度高微生物生長和反應(yīng)速度快，減小了反應(yīng)器有效容積和補充營養(yǎng)投加量，同時因生物解吸徹底也保證了良好的出水水質(zhì)。
文檔編號C02F3/34GK101817594SQ20101015158
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者于一凡, 于容樸 申請人:于容樸