申請日2016.05.12

　　公開(公告)日2016.07.13

　　IPC分類號C02F9/14; C02F101/30; C02F101/16

　　摘要

　　本發明提供一種生物濾池?生物接觸氧化?鋼渣吸附污水處理系統及其用于污水處理的方法，所述系統包括生物濾池、生物接觸氧化池、水力循環泵、曝氣管、曝氣泵和沉淀池，還包括內部設置有鋼渣填料層的吸附除磷池，所述生物濾池設置有進水口，生物濾池的出水口與所述生物接觸氧化池相連通，所述生物接觸氧化池包括好氧區和厭氧區，所述水力循環泵連通所述好氧區和厭氧區，所述曝氣管設置在所述好氧區底部，所述曝氣泵與所述曝氣管相連用以實現曝氣，所述生物接觸氧化池與沉淀池的進水口相連通，所述沉淀池的出水口與所述吸附除磷池的進水口相連通，所述吸附除磷池設置有出水口。所述方法用上述系統對污水進行處理，實現有機物的去除、除氮除磷效果。

　　權利要求書

　　1.一種生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統，包括生物濾池、生物接觸氧化池、水力循環泵、曝氣管、曝氣泵和沉淀池，其特征在于：還包括內部設置有鋼渣填料層的吸附除磷池，所述生物濾池設置有進水口，生物濾池的出水口與所述生物接觸氧化池相連通，所述生物接觸氧化池包括好氧區和厭氧區，所述水力循環泵連通所述好氧區和厭氧區，所述曝氣管設置在所述好氧區底部，所述曝氣泵與所述曝氣管相連用以實現曝氣，所述生物接觸氧化池與沉淀池的進水口相連通，所述沉淀池的出水口與所述吸附除磷池的進水口相連通，所述吸附除磷池設置有出水口。

　　2.根據權利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統，其特征在于：所述生物濾池上方設置有穿孔布水管，所述穿孔布水管與生物濾池的進水口相連通。

　　3.根據權利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統，其特征在于：所述生物濾池設置在所述生物接觸氧化池的上方。

　　4.根據權利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統，其特征在于：所述生物接觸氧化池為整體呈中央島式的環形氧化溝結構，所述中央島上設置有所述沉淀池和所述吸附除磷池。

　　5.根據權利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統，其特征在于：沿所述吸附除磷池進水口至出水口方向依次設置有多排鋼渣填料層。

　　6.根據權利要求1所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統，其特征在于：所述吸附除磷池內填充的鋼渣為經過堿溶液浸泡處理24h，并于700℃下干燥1h后得到的改性鋼渣。

　　7.采用權利要求1~6任一所述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統進行污水處理的方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　1)將污水引入浮渣清除裝置去除污水中的懸浮雜質;

　　2)將步驟1)處理后的污水匯入調節池中進行調蓄;

　　3)將步驟2)調蓄后的出水泵入所述生物濾池中，通過生物濾池中懸浮填料上微生物的降解作用去除水中部分有機物;

　　4)將步驟3)處理后的出水引入所述生物接觸氧化池中，在水力循環泵的循環作用下進行交替厭氧-好氧反應，在厭氧區的厭氧菌作用下完成氮的反硝化反應和厭氧釋磷反應，在好氧區的好氧菌作用下完成氮的硝化反應、好氧超量吸磷反應和有機物降解反應，去除污水中的有機物、氮和磷;

　　5)將步驟4)處理后的出水引入沉淀池中，實現泥水分離;

　　6)將步驟5)處理后的出水引入所述吸附除磷池中，利用鋼渣填料對污水中的磷進行深度去除。

　　8.根據權利要求7所述采用生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統進行污水處理的方法，其特征在于，步驟3)中生物濾池的水力停留時間為2~6小時。

　　9.根據權利要求7所述采用生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統進行污水處理的方法，其特征在于，步驟4)生物接觸氧化池的水力停留時間為10~24小時，運行氣水比為9~15，水力負荷為0.075~0.175m3/(m2·h)。

　　10.根據權利要求7所述采用生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統進行污水處理的方法，其特征在于，步驟6)吸附除磷池中按照每處理100mL廢水使用1~5g鋼渣進行鋼渣填料層的填充。

　　說明書

　　一種生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統及其用于污水處理的方法

　　技術領域

　　本發明屬于水環境保護研究與應用領域，具體涉及一種生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統及其用于污水處理的方法。

　　背景技術

　　隨著我國城鎮化進程的加快，鄉鎮企業迅速發展，城鎮污水排放量也不斷增加。然而由于過去“重建設，輕環�！钡呐f觀念，城鎮基礎設施建設遠遠落后于城市建設，缺乏必要的污水收集系統和污水處理設施。污水無序亂流，不僅直接污染了小城鎮自身生態環境，而且造成了河、湖水體的嚴重污染，已成為區域性水環境的重要污染源。

　　目前，我國城鎮污水處理適用技術尚不成熟，部分較發達城鎮污水處理廠沿用城市大中型污水處理廠的工藝技術。然而對于發展落后的小城鎮，受基建費用大、設備投資大、運行管理缺乏有經驗的人員、工藝流程復雜等問題制約，這些處理工藝在小城鎮很難得以實踐。

　　因此，針對小城鎮污水排放量小、分散廣、水質水量變化大、收集難度高、氮、磷和懸浮物含量高、基本不含重金屬離子和其他有毒有害物質的特點，同時考慮到客觀經濟技術、管理人員方面，一些各具特色的中、小型污水一體化處理設備應運而生，對小城鎮的生活污水有很好的處理效果。

　　現有的小城鎮污水一體化裝置通過在結構上將多個工藝合并，組合在同一個設備之內對污水進行處理，具有建設周期短、投資少、占地省、處理效果好、能耗低、管理簡便等優點，主要有：A/0一體化裝置、SBR序批式反應器、一體化膜生物反應器等。然而，這些一體化裝置多數工藝仍然是將傳統處理方法進行組合，存在工藝單元多、結構不夠緊湊、附屬設備多等不足;并且多數一體化裝置主要以污水中的有機物為處理對象，而忽視了除磷脫氮，面對日益嚴重的水體富營養化問題，這些裝置難以滿足處理要求。

　　發明內容

　　針對現有技術存在的上述不足，本發明要解決的技術問題是：針對現有小城鎮污水一體化處理裝置主要以污水中有機物為處理對象，而忽視污水除磷脫氮的不足之處，而提供一種能同時實現有機物去除、生物硝化反硝化、生物除磷和吸附除磷同步處理效果的生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統及其用于污水處理的方法。

　　實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統，包括生物濾池、生物接觸氧化池、水力循環泵、曝氣管、曝氣泵和沉淀池，還包括內部設置有鋼渣填料層的吸附除磷池;所述生物濾池設置有進水口，生物濾池的出水口與所述生物接觸氧化池相連通，所述生物接觸氧化池包括好氧區和厭氧區，所述水力循環泵連通所述好氧區和厭氧區，所述曝氣管設置在所述好氧區底部，所述曝氣泵與所述曝氣管相連用以實現曝氣，所述生物接觸氧化池與沉淀池的進水口相連通，所述沉淀池的出水口與所述吸附除磷池的進水口相連通，所述吸附除磷池設置有出水口。

　　本發明污水處理系統使用時，污水進入生物濾池，在生物濾池中懸浮填料上微生物的降解作用下去除污水中的部分有機物后，泵入生物接觸氧化池，在水力循環泵的循環下進行交替厭氧-好氧反應，通過好氧菌和厭氧菌的作用以去除污水中的有機物、氮和磷，將生物接觸氧化池的出水引入沉淀池中實現泥水分離，將泥水分離后的清水引入吸附除磷池中，在鋼渣填料的作用下對污水中的磷進行深度去除，使污水中的磷能夠達到有效去除，處理后的水經出水管排出，完成污水處理過程。

　　進一步，所述生物濾池上方設置有穿孔布水管，所述穿孔布水管與生物濾池的進水口相連通。這樣，可以使待處理污水能夠均勻地分布在生物濾池表面，與生物濾池中的懸浮填料具有更大的接觸面積，能更好地被微生物降解去除有機物。

　　作為優化，所述生物濾池設置在所述生物接觸氧化池的上方。這樣，不需要使用水泵僅通過出水的重力就可以直接將水引入生物接觸氧化池中，且將生物濾池設置在頂部，更加節省整套設備的占地面積，更加適合污水的原位收集處理。

　　作為又一優化，所述生物接觸氧化池為整體呈中央島式的環形氧化溝結構，所述中央島上設置有所述沉淀池和所述吸附除磷池。這樣，可以將接觸氧化池、沉淀池、吸附除磷池匯集在一個處理池內，節省了占地空間，且采用這樣的中央島式結構可以使中央島周圍形成接觸氧化池的好氧-厭氧流，能夠促進污水不斷地循環進行厭氧-好氧反應。

　　進一步，沿所述吸附除磷池進水口至出水口方向依次設置有多排鋼渣填料層。這樣，沿著水流方向設置有多排鋼渣填料層，可以降低鋼渣的堆積密度，使污水與鋼渣的接觸面積更大，可以有效提高除磷效率，使除磷效果更好。

　　作為優化，所述吸附除磷池內填充的鋼渣為經過堿溶液浸泡處理24h，并于700℃下干燥1h后得到的改性鋼渣。經過這樣處理后的改性鋼渣疏松多孔、比表面積大，對污水中的磷具有更好的吸附去除效果。

　　采用上述生物濾池-生物接觸氧化-鋼渣吸附污水處理系統進行污水處理的方法，包括如下步驟：

　　1)將污水引入浮渣清除裝置去除污水中的懸浮雜質;

　　2)將步驟1)處理后的污水匯入調節池中進行調蓄;

　　3)將步驟2)調蓄后的出水泵入所述生物濾池中，通過生物濾池中懸浮填料上微生物的降解作用去除水中部分有機物;

　　4)將步驟3)處理后的出水引入所述生物接觸氧化池中，在水力循環泵的作用下進行交替厭氧-好氧反應，在厭氧區的厭氧菌作用下完成氮的反硝化反應和厭氧釋磷反應，在好氧區的好氧菌作用下完成氮的硝化反應、好氧超量吸磷反應和有機物降解反應，去除污水中的有機物、氮和磷;

　　5)將步驟4)處理后的出水引入沉淀池中，實現泥水分離;

　　6)將步驟5)處理后的出水引入所述吸附除磷池中，利用鋼渣填料對污水中的磷進行深度吸附處理。

　　采用這樣的方法對污水進行處理：首先通過浮渣清除裝置去除污水中含有的大顆粒懸浮物，防止懸浮物在后續處理中堵塞水管和填料間孔隙;再將去除懸浮物后的污水引入調節池中調節進水量和水質后通入生物濾池中，利用生物濾池和生物接觸氧化池的作用將污水中的有機物、氮去除，并去除小部分磷元素;進一步將接觸氧化后的污水通入沉淀池中去除污水中的污泥，實現泥水分離;最后將污水通入吸附除磷池中，利用鋼渣的吸附作用，將污水中的磷元素進行深度去除處理，除去污水中的大部分磷元素。采用這樣的方法實現有機物的去除、生物硝化反硝化脫氮處理、生物除磷和吸附除磷同步進行，使處理后的污水能夠滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A排放標準。

　　進一步，步驟3)中生物濾池的水力停留時間為2~6小時。這樣，可以使污水中的有機物在生物濾池中微生物作用下降解更加徹底，達到更好的污水處理效果。

　　進一步，步驟4)生物接觸氧化池的水力停留時間為10~24小時，運行氣水比為9~15，水力負荷為0.075~0.175m3/(m2·h)。在生物接觸氧化池中采用這樣的條件，可以使污水中雜質能夠進行充分的有氧-無氧循環反應，更有利于在無氧區完成氮的反硝化反應和厭氧釋磷反應，在好氧區的好氧菌作用下完成氮的硝化反應和好氧超量吸磷反應。

　　作為優化，步驟6)吸附除磷池中按照每處理100mL廢水使用1~5g鋼渣進行鋼渣填料層的填充。采用這樣的鋼渣使用量，可以使污水中的磷元素能夠更加充分地被吸附，使出水中磷元素含量更低，無需進行后續復雜的除磷過程。

　　相比現有技術，本發明具有如下有益效果：

　　1、本發明將微生物降解、沉淀分離、鋼渣吸附作用結合在一個環島矩形反應器中，使有機物的去除、生物硝化反硝化、生物除磷和吸附除磷同步進行，充分發揮各自的優點，實現小城鎮分散式污水就地收集處理，使處理后的出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A排放標準。

　　2、本發明污水處理系統可以采用一體化模塊設計，能夠靈活地應對不同處理規模和地形條件的處理要求，運行管理方便，基建投資及運行設備費用低，工藝適用范圍廣。

　　3、本發明污水處理系統中生物濾池和生物接觸氧化池的填料分別為懸浮填料和立體彈性填料，具有易掛膜、生物活性高、比表面積大、不易堵塞等優點，故反應器的抗沖擊負荷能力強，污水處理效果好，適合水質水量日變化系數大的城鎮污水處理。

　　4、本發明污水處理系統污泥產量少、無污泥膨脹之虞、也無需設污泥回流，降低了后期污泥處置難的顧忌，同時也降低了運行成本。

　　5、本發明采用工業廢棄物鋼渣作為除磷吸附劑，利用其良好的吸附性能和來源廣泛，相較于現有技術中僅采用生物接觸氧化法除磷而言取得了更好的除磷效果，且鋼渣作為廢水處理劑不僅省去鋼渣處置費，減少環境污染，使鋼渣得以資源化利用，同時還實現了污水治理，可謂一舉兩得。

　　6、本發明污水處理方法，無需對污水進行特別的前處理或后處理步驟，僅將污水引入本發明污水處理系統，并對運行過程中的處理條件進行控制即可達到高質量的水處理效果，水處理過程更加簡單方便。