[发明专利]加压固定床生物膜反应器污水处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种在密闭的固定床生物膜反应器内采用加压(非常压)曝气运行的污水处理工艺，能将生活污水和有机工业废水处理至回用或达标排放标准。

背景技术

生活污水和有机工业废水是导致我国水污染的主要因素，该类污(废)水量大且分散，污(废)水中主要含有的有机污染物和氮元素等排入地表水体后会进行氧化分解，在分解过程中消耗了水体中的大量溶解氧，最终使水体产生缺氧而使生活在水体中的鱼类等水生动物无法呼吸而死亡，其尸体在水中厌氧分解产生硫化氢、甲烷等恶臭气体，同时使水体发臭、发黑，使该水体流域环境状况发生恶化，水体不断受到污染导致我国很多地方出现了水源性缺水，大量污水的排放除导致水体污染外，也导致了水资源的浪费，所以采用合适的水处理工艺处理污水并将处理后的污水直接回用于生活或工业生产将十分必要，符合我国建设节约型社会的要求，也符合循环经济的要求。

长期以来我国对水污染问题非常重视，建设了大量的采用普通固定床生物膜反应器工艺的污水处理厂。

普通固定床生物膜反应器以颗粒填料及其上附着生长的微生物膜为主要处理介质，充分发挥微生物膜的生物代谢作用，并在外界依靠鼓风机鼓入空气的供氧条件下，实现微生物在好氧条件下将有机污染物和氮在同一单元反应器内的去除，空气中的氧向水中的传递量是控制有机物和氨氮生物降解反应的主要因素。

但现有的普通固定床生物膜反应器是在常压状态下通过鼓风机提供氧源，其供氧能力有限。因为空气成分中氧气的重量比为21％，而空气从鼓风机鼓入并通过曝气器释放成小气泡开始至气泡上升到液面破裂的过程中，气泡中的氧转移到污水中约只占了空气重量的5％，而占空气重量约16％的氧未被利用而重新回到了大气中，使得氧向污水中的转移效率不高，一方面使得空气中的氧未被充分利用，为达到一定的处理效果需增加氧的供给，从而增加了能耗；另一方面由于好氧生物反应速率受到污水中溶解氧浓度的限制，使得反应器有机负荷、生物降解效率不高，从而导致处理系统庞大，投资和运行费用增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高污水中的饱和溶解氧浓度，优化反应器内微生物需氧环境，在同一反应器内部实现对碳化和硝化效率的进一步提高的固定床生物膜反应器污水处理工艺。

本发明污水处理工艺的技术方案是由加压固定床生物膜反应器主体和压力控制和调节系统组成，加压固定床生物膜反应器主体为密闭压力容器，自下而上分别为缓冲区、承托滤板配水配气系统、颗粒填料层、清水区、压力空气区以及由管道连接的气水分离器组成；其中缓冲区位于反应器的下部，在缓冲区与颗粒填料层之间设有承托滤板配水配气系统，气水分离器通过管道与清水区相连，在压力空气区中安装用来显示和控制空气压力的压力控制和调节系统，来自动动态调整空气压缩机的转速，使其供给的气量和压力恰好满足运行设定要求。

本发明污水处理工艺如下：

1、污水由进水管泵入加压固定床生物膜反应器下部的缓冲区，同时来自压缩空气进气管的压缩空气也同时进入缓冲区，气、水混合并经承托滤板配水配气系统将气、水混合物均匀分布于整个反应器截面并向上流动，流过承托滤板配水配气系统上部填装的密度大于水的颗粒填料层，通过颗粒填料层的过滤作用使出水清澈，使得最终出水中的有机物、氨氮、SS等指标达到回用或达标排放标准，从而使污水得到净化进入清水区并由出水管导出并经气水分离器后由排水管排放或回用。

2、压缩空气从下至上经颗粒填料层从清水区水面溢出后，滞留在压力空气区，并通过压力控制和调节系统来稳定压力空气区中的气压，使加压固定床生物膜反应器运行时处于加压状态，以增大反应器内气泡(气相主体)的氧分压来提高气泡中的氧向水中传递的速率和量，从而提高氧在污水中的饱和溶解度，在压力空气区中的气体压力超过设定的工作压力时会自动开启泄压，保证反应器不会因过压而损害。

3、为使最终处理出水稳定达标并节能，在加压固定床生物膜反应器上部的压力空气区中安装有压力控制和调节系统，该系统可自动动态调整空气压缩机的转速，使其供给的气量和压力恰好满足运行设定要求，使反应器始终处于稳压状态，在保证出水水质的条件下最大程度地节能。