CN101054253A - 一种生物/生态湖滨带污水处理方法 - Google Patents

一种生物/生态湖滨带污水处理方法 Download PDF

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刘年丰
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Abstract

一种生物/生态湖滨带污水处理方法，属于污水处理方法，克服现有技术不足，充分利用生物处理和生态处理优势互补来处理污水，降低污水处理成本。本发明步骤为：(1)在生化反应器内进行生物处理，得到混合液；(2)混合液在生化反应器沉淀区进行泥水分离后，出上清液；(3)上清液进入湖滨净化带处理，湖滨净化带植有挺水植物、浮水植物和/或沉水植物，湖滨净化带水底湖床铺垫吸附粒料与酶促填料，在湖床底0.4m水深悬置挂膜骨料；(4)净化处理后的出水排入自然水体。本发明能有效去除有机污染物、悬浮固体、总氮及部分磷酸盐；集中生物处理的高效性与生态处理的低能耗性，降低了污水处理成本，普遍适用各种水质处理。

Description

一种生物/生态湖滨带污水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理方法，具体涉及一种生物/生态湖滨带污水处理方法。
背景技术
城市污水多采用生物化学方法处理，这种方法成熟有效、经济可行，与化学或物理方法相比有独特的优势，至今已成为世界各国处理城市生活污水和工业废水的主要手段。如连续流间歇式反应器SBR及其变形工艺是在时间序列上实现厌氧、缺氧及好氧从而达到脱氮除磷功能，反应和沉淀过程集中在一个池体中完成，具有处理构筑物少，占地小，运行灵活等特点，但它也具有一些缺点：SBR及其变形工艺都使用滗水器，受滗水器出水量的限制，单池处理水量不可能很大，故该工艺不适用于大型污水处理厂；反应器容积利用率低，水头损失大；系统设备利用率低，控制复杂；受时间影响，不能完全保证厌氧、缺氧及好氧的反应条件；出水不连续，后续处理困难。
随着我国对水环境质量要求的提高，修订后的污染物排放标准对出水氮、磷的要求大大提高，使得已建和待建的城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题，污水处理工艺技术必须具有除磷脱氮功能。由于单纯利用生物法处理城市污水，处理要求越高，增加的处理能耗也越大。采用传统的二级处理后，生物处理能够高效将原水中污染物浓度达到一定水平，但如果需要达到更高的处理效果，包括脱氮除磷深度处理时，获得单位污染负荷去除能耗越来越大。城市污水属低浓度有机废水，所以未考虑能源回收。若采用常规厌氧生物处理工艺，难以达到排放标准，而常规好氧工艺及其变革技术和设备普遍存在结构复杂、基建投资大，污水处理成本高、产泥量多、运行复杂、抗冲击负荷能力差，不易操作控制与管理，无法达到节省能耗的目的。
上述现有技术的缺点是：纯生物化学处理能耗比较高，不具备运行切换模式；出水没有深度处理，单纯的生化处理很难达到一级排放标准。如果需要达到更高的处理效果，包括脱氮除磷深度处理时，获得单位污染负荷去除能耗越来越大；不能普遍适用各种水质和处理要求。
发明内容
本发明提供一种生物/生态湖滨带污水处理方法，目的在于针对城市污水普遍存在的低有机物浓度、低碳氮比、高氮磷浓度的处理难题，克服现有技术的不足之处，充分利用生物处理和生态处理的优势互补来处理污水，降低污水处理的成本。
本发明的一种生物/生态湖滨带污水处理方法，顺序包括下述步骤：
(1)污水进入生化反应器进行生化处理，得到混合液；
(2)混合液在生化反应器沉淀区进行泥水分离后，出上清液；
(3)上清液进入湖滨净化带或者进入生化反应器补氧之后再进入湖滨净化带进行处理，湖滨净化带植有挺水植物、浮水植物和/或沉水植物，湖滨净化带的水底湖床铺垫吸附粒料和酶促填料，在湖床底悬置挂膜骨料；
(4)净化处理后的出水排入自然水体。
所述的生物/生态湖滨带污水处理方法，其特征在于：所述生化反应器内生物处理为强化絮凝反应，得到混合液；或者进行厌氧条件下的水解和磷的释放，然后进行缺氧/好氧反应以完成硝化与反硝化脱氮及磷的吸收，得到混合液；混合液泥水分离后，上清液直接进入湖滨净化带处理。
所述的生物/生态湖滨带污水处理方法，所述生化反应器内生物处理可以为兼性生物反应，得到的混合液泥水分离后，上清液进入生化反应器的多功能反应区补氧，再进入湖滨净化带处理。
所述的生物/生态湖滨带污水处理方法，其特征在于：在湖滨净化带湖床底0.4m水深内，悬置挂膜骨料；湖滨净化带可以为3个净化区，3个净化区可以串联或者并联运行。
所述的生物/生态湖滨带污水处理方法，第一净化区的挺水植物可以为美人蕉、菖蒲、香蒲，浮水植物可以为浮萍，可以无沉水植物；第二净化区的挺水植物可以为香蒲、美人蕉，浮水植物可以为睡莲、菱、慈菇，沉水植物可以为苦草、伊乐藻；第三净化区的挺水植物可以为水竹、美人蕉、菖蒲，浮水植物可以为睡莲，沉水植物可以为伊乐藻、金鱼藻。
本发明充分利用生化处理和生态处理的特点优势互补来处理污水。整个系统仅生化反应器需要消耗处理能耗，湖滨净化带不需要提供人为处理能耗，由于生化反应器单元出水可以通过水力进入湖滨净化带，故湖滨净化带连额外的提升能耗都不需要，仅增加一些占地及基建投资。整个系统处理城市污水需要考虑前后两个单元的处理效果，以达到高效低耗的目的。对生化反应器出水以二级排放标准为基准，而湖滨净化带出水以一级B排放标准为基准进行负荷分配，既可以有效降低生化反应器的能耗，还可以保证系统的稳定达标。这样既节省了处理能耗，还可以提高湖滨净化带的利用效率，延长湖滨净化带使用年限。
本发明具有以下优点：
(1)能有效去除有机污染物、悬浮固体、总氮及部分磷酸盐，可使出水COD≤50mg/L，5日生化需氧量BOD5≤20mg/L，悬浮固体SS≤20mg/L，总氮TN≤15mg/L，NH3-N≤8mg/L(温度≤12℃)等指标均可达到或优于国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准(A标准)要求。
(2)集中了生物处理的高效性与生态处理的低能耗性的优势，降低了污水处理的成本，普遍适用各种水质和处理要求。
附图说明
图1湖滨净化带单元布置示意图；
图2湖滨净化带串联运行示意图；
图3湖滨净化带并联运行示意图。
具体实施方式
图1所示为湖滨净化带单元布置，其中水体1、底泥2、挺水植物3、浮水植物4、沉水植物5、挂膜骨料6、吸附粒料和酶促填料7。
图2所示为湖滨净化带串联运行示意图；生化反应器的出水进入第一净化区，通过第二净化区，从第三净化区输出。
图3所示为湖滨净化带并联运行示意图；生化反应器的出水同时进入第一净化区、第二净化区和第三净化区，并从3个净化区输出。
本发明充分考虑生化反应器/湖滨净化带功能互补，进行负荷的最优化匹配，以达到系统的优化调控及稳定节能运行，采用了适合于供全年调控的三种实施方案：
实施例1，污水平均水温17.8℃，平均pH值为7.37，COD平均值为235mg/L，SS平均值为212mg/L，氨氮平均值为30mg/L，TN平均值为35mg/L，TP平均值为3.89mL，步骤为：
(1)污水进入生化反应器的生化反应区进行兼性生化处理，得到混合液；
(2)混合液在生化反应器沉淀区进行泥水分离后，出上清液；
(3)上清液进入生化反应器的多功能反应区补氧，污水在反应器内的水力停留时间为9h，污泥浓度维持在3.5g上下，平均污泥龄为10d；补氧之后进入湖滨净化带处理，湖滨净化带3个净化区采用串联运行方式；
(4)净化处理后的出水排入自然水体，出水时COD平均值为42mg/L，去除率为82.1％；SS平均值为17mg/L，去除率为92％；氨氮平均值为3.4mg/L，去除率为88.7％；TN平均值为12mg/L，去除率为65.7％；TP平均值在1.0以下，去除率为74.2％以上。
实施例2，污水平均水温22℃，平均pH值为7.32，COD平均值为145mg/L，SS平均值为129mg/L，氨氮平均值为18mg/L，TN平均值为22.7mg/L，TP平均值为1.8m L，步骤为：
(1)污水进入生化反应器的生化反应区进行多功能反应区进行厌氧条件下的水解和磷的释放，其后进入生化反应区进行缺氧/好氧反应以完成硝化与反硝化脱氮及磷的吸收，得到混合液；
(2)混合液在生化反应器沉淀区进行泥水分离后，出上清液；污水在反应器内的水力停留时间为7.6h，污泥浓度维持在3.5g/L左右，平均污泥龄为18d，反应器的溶解氧浓度控制在0.6mg/L-1.0mglL；
(3)上清液直接进入湖滨净化带处理，湖滨净化带3个净化区采用串联运行方式。
(4)净化处理后的出水排入自然水体，出水时COD平均值为28mg/L，去除率为73.8％；SS平均值为18mg/L，去除率为88.4％；氨氮平均值为2.6mg/L，去除率为85.0％；TN平均值为8.4mg/L，去除率为63.0％；TP平均值在0.5以下，去除率为72.2％以上。
实施例3，污水平均水温26.5℃，平均pH值为7.32，COD平均值为90mg/L，SS平均值为79mg/L，氨氮平均值为12mg/L，TN平均值为12.7mg/L，TP平均值为1.4mL，步骤为：
(1)污水进入生化反应器的多功能反应区进行强化絮凝反应，得到混合液；
(2)混合液在生化反应器沉淀区进行泥水分离后，出上清液；污水在反应器内的水力停留时间为7.6h，污泥浓度维持在2.5g/L左右，平均污泥龄为20d，反应器的溶解氧浓度控制在1.0mg/L；
(3)上清液直接进入湖滨净化带处理，湖滨净化带采用并联运行方式。
(4)净化处理后的出水排入自然水体，出水时COD平均值为18mg/L，去除率为79％；SS平均值为16mg/L，去除率为80％；氨氮平均值为3.6mg/L，去除率为71.0％；TN平均值为12.7mg/L，去除率为77.9％；TP平均值在0.5以下，去除率为64.3％以上。

Claims (5)

1.一种生物/生态湖滨带污水处理方法，顺序包括下述步骤：
(1)污水进入生化反应器进行生化处理，得到混合液；
(2)混合液在生化反应器沉淀区进行泥水分离后，出上清液；
(3)上清液进入湖滨净化带或者进入生化反应器补氧之后再进入湖滨净化带进行处理，湖滨净化带植有挺水植物、浮水植物和/或沉水植物，湖滨净化带的水底湖床铺垫吸附粒料和酶促填料，在湖床底悬置挂膜骨料；
(4)净化处理后的出水排入自然水体。
2.如权利要求1所述的生物/生态湖滨带污水处理方法，其特征在于：所述生化反应器内生物处理为强化絮凝反应，得到混合液；或者进行厌氧条件下的水解和磷的释放，然后进行缺氧/好氧反应以完成硝化与反硝化脱氮及磷的吸收，得到混合液；混合液泥水分离后，上清液直接进入湖滨净化带处理。
3.如权利要求1所述的生物/生态湖滨带污水处理方法，其特征在于：所述生化反应器内生物处理为兼性生物反应，得到的混合液泥水分离后，上清液进入生化反应器的多功能反应区补氧，再进入湖滨净化带处理。
4.如权利要求1、2或3所述的生物/生态湖滨带污水处理方法，其特征在于：在湖滨净化带湖床底0.3-0.5m水深内，悬置挂膜骨料；湖滨净化带为3个净化区，3个净化区串联或者并联运行。
5.如权利要求4所述的生物/生态湖滨带污水处理方法，其特征在于：第一净化区的挺水植物为美人蕉、菖蒲、香蒲，浮水植物为浮萍，无沉水植物；第二净化区的挺水植物为香蒲、美人蕉，浮水植物为睡莲、菱、慈菇，沉水植物为苦草、伊乐藻；第三净化区的挺水植物为水竹、美人蕉、菖蒲，浮水植物为睡莲，沉水植物为伊乐藻、金鱼藻。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101823818A (zh) * 2010-05-24 2010-09-08 哈尔滨工业大学 多点循环控制厌氧/缺氧并联同步脱氮除磷方法
CN101913707A (zh) * 2010-08-03 2010-12-15 天津理工大学 一种利用挺水-沉水植物控制景观水体藻类生长的方法
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