本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及跌水富氧式微氧污泥床工藝及其廢水處理方法。

背景技術(shù)：

我國污水處理廠大部分采用以好氧活性污泥法為核心的處理方式，該方式在廢水脫氮方面起到了一定的作用，但仍存在許多問題。如：氨氮完全硝化需消耗大量的氧，鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的曝氣能耗可占到水廠總能耗的 40% ～50%，反應(yīng)能耗很高；對低C/N比廢水，需外加有機碳源；工藝流程長，基建投資高，占地面積大等。厭氧反應(yīng)雖然具有運行費用較低, 可產(chǎn)生提供能源的甲烷氣體的優(yōu)點，但要維持厭氧環(huán)境, 前期的基建設(shè)備投資大, 且厭氧反應(yīng)速率較慢, 出水需要后續(xù)處理。而在溶解氧的質(zhì)量濃度在 0.3 mg/L ～1.0 mg/L的微氧環(huán)境下，好氧菌、厭氧菌和兼性厭氧菌互利共生，這些菌種協(xié)同代謝污染物質(zhì)，同時存在短程硝化和反硝化、同時硝化與反硝化、氧化降解等反應(yīng)，可實現(xiàn)有機物、NH₄⁺-N等污染物的共同去除。因此微氧水處理技術(shù)可以應(yīng)用于有機物降解和脫氮處理；且該技術(shù)顯著降低了曝氣量, 又不需要較高的設(shè)備要求，是一種節(jié)能的技術(shù)。

目前，微氧技術(shù)中具有代表性的工藝有SHARON-ANAMMOX工藝、OLAND工藝、CANON工藝等，這些工藝的曝氣方式具有曝氣不均和耗能的缺點，本發(fā)明采用跌水富氧回流泥水的工藝，通過控制回流比來控制回流泥水中的溶解氧濃度，可達到有效控制溶解氧濃度和低能耗的效果。在廢水處理實際應(yīng)用中具有重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有技術(shù)對于低C/N比和一般C/N比廢水的處理技術(shù)不夠完善，存在工藝復(fù)雜、基建投資大、能耗高、處理費用高等問題，提供涉及跌水富氧式微氧污泥床工藝及其廢水處理方法。

本發(fā)明所述的跌水富氧式微氧污泥床工藝是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：跌水富氧式微氧污泥床工藝，包括微氧污泥床、填料、跌水引流槽、富氧水回流池、富氧泥水回流管、回流泵、止回閥、微氧污泥床進水管、沉淀池、沉淀池出水管和剩余污泥排放管組成；所述微氧污泥床、填料跌水引流槽、富氧水回流池、富氧泥水回流管、回流泵、止回閥、微氧污泥床進水管構(gòu)成一個處理單元；所述處理單元置于沉淀池中，同一沉淀池內(nèi)可設(shè)一個或多個處理單元；所述微氧污泥床呈豎直柱狀設(shè)置且頂部開口，其內(nèi)部設(shè)有填料，其頂部開口周圈設(shè)有多個向外輻射的跌水引流槽，其底部設(shè)有富氧水回流口和進水口，分別與富氧泥水回流管和微氧污泥床進水管相連；所述富氧泥水回流池設(shè)置在微氧污泥床底部外環(huán)，富氧泥水回流池的寬度必須確保微氧污泥床的頂部出水沿跌水引流槽全部下落至其中，其底部設(shè)有富氧水回流口與富氧泥水回流管相連，其外圍設(shè)有溢流堰；所述富氧泥水回流管上設(shè)有回流泵和止回閥；所述沉淀池為輻流形式，并設(shè)有沉淀池出水管和剩余污泥排放管，其溢流堰口高度略低于富氧泥水回流池的溢流堰口高度。

本發(fā)明所述跌水富氧式微氧污泥床工藝的工作原理：廢水通過微氧污泥床進水管從微氧污泥床底部進入污泥床，通過污泥床底部污泥層時，污泥層的污泥對廢水中的懸浮物進行截留的同時，通過微生物代謝作用去除COD與NH₄⁺-N等污染物質(zhì)，出水通過微氧污泥床的頂部的環(huán)狀輻射跌水引流槽自然下落至富氧泥水回流池實現(xiàn)富氧過程，富氧后的泥水混合回流液溶解氧濃度控制在0.3mg/L~1mg/L，在該微氧環(huán)境好氧菌、厭氧菌和兼性厭氧菌互利共生，這些菌種協(xié)同代謝污染物質(zhì)，實現(xiàn)有機物、NH₄⁺-N等污染物的共同去除。

本發(fā)明所述的采用跌水富氧式微氧污泥床工藝及其廢水處理方法是這樣實現(xiàn)的: 采用跌水富氧式微氧污泥床工藝及其廢水處理方法，用于處理低C/N比廢水，所述方法包括以下步驟：

廢水通過進水管從微氧污泥床的底部進入其中，由填料層中微氧菌群處理廢水中的污染物，經(jīng)過處理的廢水從微氧污泥床頂部的跌水引流槽自然下落至富氧水回流池實現(xiàn)富氧過程，大部分富氧后廢水經(jīng)富氧泥水回流管，由回流泵加壓回流至微氧污泥床為其中的微氧菌群提供氧氣，回流比為5：1~30：1；多余部分富氧廢水溢流至沉淀池中，再經(jīng)沉淀池溢流，由沉淀池出水管排出，得到合格出水，所述沉淀池底部的剩余污泥通過剩余污泥排放管排出；

微氧污泥床培養(yǎng)的微生物具有良好的理化結(jié)構(gòu)和沉降性能，微氧環(huán)境利于好氧菌、厭氧菌和兼性厭氧菌互利共生，這些菌種協(xié)同代謝污染物質(zhì)，又由于氧參與生化反應(yīng)，因此，系統(tǒng)中氧化與還原作用能同時發(fā)生，使得無氧呼吸和有氧呼吸、硝化和反硝化共存于處理系統(tǒng)中，污泥床中微氧條件由跌水引流槽和環(huán)形富氧泥水回流池的泥水富氧過程維持。

本發(fā)明的有益效果：

1. 本發(fā)明用于廢水處理，可經(jīng)濟有效的同步去除有機物、NH₄⁺-N和TN等污染物，生物脫氮不需外加碳源，處理成本低，在處理低C/N比和一般C/N比廢水方面具有良好應(yīng)用前景。

2. 本發(fā)明采用微氧條件，跌水富氧方式，無需曝氣系統(tǒng)，運行能耗低。

3. 本發(fā)明所設(shè)計的工藝為跌水富氧回流方式，可通過控制回流比的方式有效控制溶解氧濃度，富氧均勻且溶解氧濃度穩(wěn)定。

4. 本發(fā)明適用范圍廣，布局上結(jié)構(gòu)更加緊湊，節(jié)省了運行空間和運行費用，占地少，制作、安裝、維修方便，投資省，適合規(guī)模化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1本發(fā)明所述的跌水富氧式微氧污泥床工藝的結(jié)構(gòu)示意圖（一個處理單元）。

圖2本發(fā)明所述的跌水富氧式微氧污泥床工藝的結(jié)構(gòu)示意圖（多個處理單元）。

1-微氧污泥床，2-填料，3-跌水引流槽，4-富氧泥水回流池，5-富氧泥水回流管，6-回流泵，7-止回閥，8-微氧污泥床進水管，9-沉淀池，10-沉淀池出水管，11-剩余污泥排放管。

具體實施方式

所述微氧污泥床1上部為柱體，下部為錐體。

跌水引流槽3為明渠流管狀水槽，多個跌水引流槽3等間距環(huán)設(shè)于微氧污泥床1的頂部開口，相鄰跌水引流槽3間隔10°。

所述富氧泥水回流池4為帶有溢流堰的淺池，其寬度略大于跌水引流槽3長度。

所述回流泵6，可通過富氧泥水回流比進而控制微氧污泥床1內(nèi)溶解氧濃度。

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式：

結(jié)合圖1和2說明本實施方式，本實施方式跌水富氧式微氧污泥床工藝由微氧污泥床1、填料2、跌水引流槽3、富氧泥水回流池4、富氧泥水回流管5、回流泵6、止回閥7、微氧污泥床進水管8、沉淀池9、沉淀池出水管10和剩余污泥排放管11組成；所述微氧污泥床1、填料2、跌水引流槽3、富氧泥水回流池4、富氧泥水回流管5、回流泵6、止回閥7、微氧污泥床進水管8構(gòu)成一個處理單元；所述處理單元置于沉淀池9中，同一沉淀池9內(nèi)可設(shè)一個或多個處理單元；所述微氧污泥床1呈豎直柱狀設(shè)置且頂部開口，其內(nèi)部設(shè)有填料2，其頂部開口周圈設(shè)有多個向外輻射的跌水引流槽3，其底部設(shè)有富氧水回流口和進水口,分別與富氧泥水回流管5和微氧污泥床進水管8相連；所述富氧泥水回流池4設(shè)置在微氧污泥床1底部外環(huán)，富氧泥水回流池的寬度必須確保微氧污泥床1的頂部出水沿跌水引流槽3全部下落至其中，其底部設(shè)有富氧水回流口與富氧泥水回流管5相連，其外圍設(shè)有溢流堰；所述富氧泥水回流管5上設(shè)有回流泵6和止回閥7； 所述沉淀池9為輻流形式，并設(shè)有沉淀池出水管10和剩余污泥排放管11，其溢流堰口高度略低于富氧泥水回流池4的溢流堰口高度。

運行方法一：利用具體實施方式所述處理低C/N比廢水的方法具體是按以下步驟進行：

廢水通過微氧污泥床進水管8從微氧污泥床1的底部進入其中，由填料2中微氧菌群處理廢水中的污染物，經(jīng)過處理的廢水從微氧污泥床1頂部的跌水引流槽3自然下落至富氧泥水回流池4實現(xiàn)富氧過程，大部分富氧后廢水經(jīng)富氧泥水回流管5，由回流泵6加壓回流至微氧污泥床1為其中的微氧菌群提供氧氣，回流比為20：1；多余部分富氧廢水溢流至沉淀池9中，再經(jīng)沉淀池9溢流，由沉淀池出水管10排出，得到合格出水，所述沉淀池9底部的剩余污泥通過剩余污泥排放管11排出；

運行方法二：利用具體實施方式所述處理一般C/N比廢水的方法具體是按以下步驟進行：

一般C/N比廢水除水力停留時間12h，回流比為30：1外，其他步驟均與運行方法一相同。

采用以下實施例驗證本發(fā)明有益效果：

實施例一：結(jié)合圖1說明本實施例，本實施例利用具體實施方式所述裝置處理低C/N比廢水的具體方法如下：

低C/N比廢水通過微氧污泥床進水管8從微氧污泥床1的底部進入其中，由填料2層中微氧菌群處理廢水中的污染物，經(jīng)過處理的廢水從微氧污泥床1頂部的跌水引流槽3自然下落至富氧泥水回流池4實現(xiàn)富氧過程，大部分富氧后廢水經(jīng)富氧泥水回流管5，由回流泵6加壓回流至微氧污泥床1為其中的微氧菌群提供氧氣，回流比為20：1，水力停留時間為15h；多余部分富氧廢水溢流至沉淀池9中，再經(jīng)沉淀池9溢流，由沉淀池出水管10排出，得到合格出水，所述沉淀池9底部的剩余污泥通過剩余污泥排放管11排出；

上述方案中所述微氧污泥床1底部的污泥層所用的污泥為污水處理廠二沉池污泥。

上述方案中所述低C/N比廢水的水質(zhì)指標為：COD 230mg/L， NH₄⁺-N 200mg/L， TN 210mg/L。

處理效果為：COD去除率≥80%、NH₄⁺-N去除率≥94%、TN去除率≥77%。

實施例二：結(jié)合圖1說明本實施例，本實施例利用具體實施方式所述裝置處理一般C/N比廢水的具體方法如下：

一般C/N比廢水通過微氧污泥床進水管8從微氧污泥床1的底部進入其中，由填料2層中微氧菌群處理廢水中的污染物，經(jīng)過處理的廢水從微氧污泥床1頂部的跌水引流槽3自然下落至富氧水回流池4實現(xiàn)富氧過程，大部分富氧后廢水經(jīng)富氧泥水回流管5，由回流泵6加壓回流至微氧污泥床1為其中的微氧菌群提供氧氣，回流比為30：1，水力停留時間為12h；多余部分富氧廢水溢流至沉淀池9中，再經(jīng)沉淀池9溢流，由沉淀池出水管10排出，得到合格出水，所述沉淀池9底部的剩余污泥通過剩余污泥排放管11排出；

上述方案中所述微氧污泥床1底部的污泥層所用的污泥為污水處理廠二沉池污泥。

上述方案中所述一般C/N比廢水的水質(zhì)指標為：COD 450mg/L， NH₄⁺-N 47mg/L， TN 70mg/L。

處理效果為：COD去除率≥90%、NH₄⁺-N去除率≥90%、TN去除率≥80%。