CN101289263B - 强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将缺氧、好氧反应区和上向流污泥床过滤结合在一起，工艺流程简单，可抵抗冲击负荷，特别是改变了传统泥水分离手段，具有更加高效的泥水分离效率和非常好的出水水质，且易于系列化和模块化生产的强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法。本发明是一种新型的活性污泥处理方法，在工艺流程及泥水分离区上有所创新，该工艺集缺氧选择池、好氧反应池和上向流污泥过滤池于一体，本发明的特色在于其灵活的运行方式和高效的泥水分离效率，设备具有多功能化和系列化的特点。

Description

强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法，具体说就是一种强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法。

技术背景

城镇化速度不断加快而产生的生活污水及工业废水的污染日趋严重，特点是批量小、分散广、水质变化大、收集难度大、需就地处理达标后排放。国家“十五”规划提出，各省的污水处理事业应结合本省的经济现状，将集中处理与分散处理相结合，在大力发展城市集中污水处理厂的同时，尽快发展经济高效的具有脱氮除磷功能的分散式污(废)水处理系统。近年来，我国住宅产业迅速发展，城市中住宅小区工程的新建速度较快，而市政排水管网的改造、扩展及城市污水处理厂的建设严重滞后，大部分的污水未经处理直接排入水体，污染严重。新建的居民小区大多远离城市或位于市政排水管网未能覆盖的地区，从环保和发展的角度，它们所产生的生活污水必须经处理后达标排放。非城市化地区包括旅游风景点、度假村、疗养院、乡间别墅区和机场等，一般远离城市，由于其本身环境要求，有必要对其产生的污水进行处理。将这些污水排入市政管网或在这些地方建造集中式的污水处理厂，因不经济而不可行。

一体化污水处理方法随着我国的经济发展和城镇化速度的加快，以及环保要求的不断提高必将会得到更普遍的应用、发展和完善。但是，目前综合国内研究一体化污水处理方法及其设施工艺，应用最多的是各种地埋式组合式小型活性污泥工艺和生物膜工艺，其仅仅是各种常规工艺的简单组合，存在工艺流程复杂、基建和运行费用高、适应水质范围窄、氮磷去除效果不理想等不足。

发明内容

本发明提供一种将缺氧、好氧反应区和上向流污泥床过滤结合在一起，工艺流程简单，可抵抗冲击负荷，特别是改变了传统泥水分离手段，具有更加高效的泥水分离效率和非常好的出水水质，且易于系列化和模块化生产的强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法。

本发明是一种新型的活性污泥处理方法，在工艺流程及泥水分离区上有所创新，该工艺集缺氧选择池、好氧反应池和上向流污泥过滤池于一体，由于在沉淀区采用独特的锥形设计，融合净水工艺中“悬浮澄清池”技术，并在好氧区和沉淀区之间设置导流墙防止好氧区的大量气泡进入沉淀区影响沉淀和污泥回流，从而大幅度提高泥水分离效率且出水SS几乎为零，同时显著降低了工程基建费用。而且，该工艺在实验所得最佳运行参数条件下运行时具有良好的去除有机物和脱氮除磷的效果：在回流比(混合液回流和污泥回流合二为一)和总水力停留时间分别为最佳值200％和8h，SRT为15d时，COD和TP平均去除率均在90％以上，氨氮几乎完全去除，平均去除率接近100％，TN平均去除率达到88.50％，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A类标准。

本发明强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法的工艺流程如下：污水通过筛网进入缺/厌氧区并与从沉淀区回流的活性污泥充分混合，经过缺/厌氧区后从底部进入好氧区，混合液再从顶部进入沉淀区的导流区，在导流区内发生生物过滤和絮凝作用，使分离过程效率大大提高，泥水分离过后，沉后水进入出水槽而排出反应器，活性污泥则通过沉淀区底部收集管回流到缺氧区；在沉淀区采用锥形设计，融合净水工艺中“悬浮澄清池”技术，在沉淀区形成污泥悬浮层，混合液沿导流区从底部进入沉淀区，发生生物过滤和絮凝作用，使分离过程效率大大提高，并在好氧区和沉淀区之间设置导流墙，防止好氧区的大量气泡进入沉淀区影响沉淀和污泥回流。处理生活污水的最佳运行控制参数如下：缺氧区DO＜0.1mg/L，好氧区DO在2.0～3.0mg/L，pH应保持在7.0-8.0，回流比R＝200％，总HRT＝8h其中好氧区6h，缺氧区2h，SRT＝15d，此时，COD平均出水浓度在50mg/L以下，氨氮接近于0mg/L，TN为5mg/L左右，TP在0.5mg/L以下。

污水通过筛网进入缺/厌氧区并与从锥形澄清区回流的活性污泥充分混合，经过缺/厌氧反应区后从底部进入好氧反应区，混合液再从顶部进入特殊设计的锥形导流区，在导流区内发生生物过滤和絮凝作用，使分离过程效率大大提高。泥水分离过后，沉后水进入出水槽而排出反应器。活性污泥则通过澄清池底部收集管回流到缺氧区。

本发明强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法在沉淀区采用独特的锥形设计，融合净水工艺中“悬浮澄清池”技术，并在好氧区和沉淀区之间设置导流墙，防止好氧区的大量气泡进入沉淀区影响沉淀和污泥回流，从而大幅度提高泥水分离效率且出水SS几乎为零。

本发明通过实验研究确定，处理生活污水的最佳运行控制参数如下：缺氧区DO＜0.1mg/L，好氧区DO在2.0～3.0mg/L，pH应保持在7.0-8.0，回流比R＝200％，总HRT＝8h(好氧区6h，缺氧区2h)，SRT＝15d。此时，COD平均出水浓度在50mg/L以下，氨氮接近于0mg/L，TN为5mg/L左右，TP在0.5mg/L以下，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A类标准。COD和TP平均去除率均在90％以上，氨氮几乎完全去除，平均去除率接近100％，TN平均去除率达到88.50％。由于上向流污泥过滤床的生物过滤和絮凝作用，出水相当清澈，接近自来水，SS几乎为零，NTU＝2～3。

本发明的特色在于其灵活的运行方式和高效的泥水分离效率，设备具有多功能化和系列化的特点，工程应用具有以下特点。

1.灵活的运行方式

该方法按不同的处理要求完成对不同污染物的去除：(1)将缺/厌氧区改成好氧运行则变成以去除有机污染物为主的运行方式。如果不将缺氧区改成好氧区，前段缺氧池可作为生物选择区以控制丝状菌的生长并提高污泥沉降性；(2)生活污水通过缺氧反硝化和好氧硝化作用完成有机物和氮的去除，这时需要将硝化液回流至前段缺氧区；(3)调整合理的厌氧区和好氧区比例，在厌氧区营造良好的厌氧环境，可以形成厌氧-好氧除磷工艺；(4)在处理工业废水时，缺氧段可以设计为水解酸化池，大分子有机物经水解酸化后分解为小分子有机物，进而在好氧区完成有机污染物的去除；(5)为了强化世代时间长的微生物在反应器中的保持量，并增强同步脱氮除磷效果，可以在缺/厌氧区放置悬浮填料或悬挂填料，形成复合式污水生物处理系统。

2.高效的泥水分离效率和清澈的出水

重力沉淀是当今应用最广泛的泥水分离技术，但它较低的分离速率使沉淀设备效率低下，从而需要较大的沉淀区容积。本发明融合了净水工艺的“悬浮澄清池”技术，在沉淀区形成污泥悬浮层，混合液从底部进入锥形导流区内，发生生物过滤和絮凝作用，使分离过程效率大大提高。运行经验表明，在沉淀区停留时间为1.5h及以上时，出水相当清澈(TSS接近为0mg/L)，即使停留时间为30min的情况下，锥形泥水分离区仍然能够保证高效的截留效果，出水TSS降至10mg/L以下。在锥形分离区内，由于过滤面积不断扩大，泥水混合液在上升过程中的上升流速不断降低，减少混合液对污泥悬浮层的干扰，从而使锥形分离区内污泥层稳定地增厚，形成一个形同于泥渣悬浮澄清池的污泥过滤床。这样就能达到很高的泥水分离效率，甚至能将那些在传统沉淀池中难以沉降的细小悬浮物和胶体过滤截留。在工艺运行时，污泥过滤层的厚度可以由污泥回流比和锥形槽设计倾角控制。

3.较高的污泥浓度和容积负荷

高效的泥水分离效率可以让更高浓度的活性污泥停留在反应器中，运行经验表明，该方法可以维持3000-4000mg/L的污泥浓度，这就为反应器以较高的容积负荷创造了条件，从而降低了反应器的20-30％的设计容积，节省了基建费用。

4.水力条件灵活

锥形分离区的结构形式使沉淀区具有很强的水力适应性，在高峰流量和流量波动时具有自我调节功能，进水流量越大，污泥絮凝床上升越高，进而使过滤面积增大，使污泥沉淀区有很强的抗冲击负荷的能力。

5.模块化生产和经济高效

系统紧凑的设计，可以使反应器进行模块化生产，高效的沉淀效率和较高的反应器容积负荷有效降低了工程的基建投资。

本发明采用强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法，将缺氧、好氧反应区和上向流污泥床过滤结合在一起，工艺流程简单，可抵抗冲击负荷，特别是改变了传统泥水分离手段，具有更加高效的泥水分离效率和非常好的出水水质，且易于系列化和模块化生产，参数容易改变，因而更具有优势。该方法不仅可广泛应用于宾馆、饭店、学校、住宅小区和办公楼等分散式污水处理，而且特别适合现有小型水厂的扩容和改造。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明在实际运用中，在生物处理前无需设置初沉池，并且具有很好的水力灵活性。在生物反应器进水口处只需设置一个适当的格栅或筛网装置，如果是大型水厂，则再加一个沉砂装置即可满足要求。

采用本发明方法的装置易于模块化生产，所以实际工程建造时可以现场建造，也可以在工厂预制加工好之后运到现场安装。现场建造的污水处理厂采用混凝土或钢筋池体，并在里面安装由聚丙烯或敷环氧树脂的钢筋或不锈钢材料制成的具有强化污泥过滤作用的二沉池。这个二沉池可以在车间预制或现场组装，并且可以是锥形或棱柱形。由于它们也可以安装在现有的任何池体里，所以该方法也常常用于解决现有运行状况不佳的水厂改造。如果是整体装置都预制好，可以是聚丙烯材料或钢筋或钢筋混凝土材料制成的，则将其整体运至现场。使用聚丙烯材料的装置结实且运输轻便，但使用钢筋或钢筋混凝土的建造费用更低。装置运至现场后将其放置在混凝土或密实的沙土地上，将进出水管、回流管等管路连接好。将装置完全埋在地下或半地下，并用可锁上的木制板或加强塑料盖盖好。采用本发明方法建造的污水处理装置不散发臭味，没有噪声，不构成视觉障碍，即使设置在人口密集区也无需担心。

本发明通过实验研究确定，处理生活污水的最佳运行控制参数如下：缺氧区DO＜0.1mg/L，好氧区DO在2.0～3.0mg/L，pH应保持在7.0-8.0，回流比R＝200％，总HRT＝8h(好氧区6h，缺氧区2h)，SRT＝15d。此时，COD平均出水浓度在50mg/L以下，氨氮接近于0mg/L，TN为5mg/L左右，TP在0.5mg/L以下，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A类标准。COD和TP平均去除率均在90％以上，氨氮几乎完全去除，平均去除率接近100％，TN平均去除率达到88.50％。由于上向流污泥过滤床的生物过滤和絮凝作用，出水相当清澈，接近自来水，SS几乎为零，NTU＝2～3。

Claims (2)

1.一种强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法，其特征在于：工艺流程如下：污水通过筛网进入缺/厌氧区并与从沉淀区回流的活性污泥充分混合，经过缺/厌氧区后从底部进入好氧区，混合液再从顶部进入沉淀区的导流区，在导流区内发生生物过滤和絮凝作用，使分离过程效率大大提高，泥水分离过后，沉后水进入出水槽而排出反应器，活性污泥则通过沉淀区底部收集管回流到缺氧区；在沉淀区采用锥形设计，融合净水工艺中“悬浮澄清池”技术，在沉淀区形成污泥悬浮层，混合液沿导流区从底部进入沉淀区，发生生物过滤和絮凝作用，使分离过程效率大大提高，并在好氧区和沉淀区之间设置导流墙，防止好氧区的大量气泡进入沉淀区影响沉淀和污泥回流。

2.根据权利要求1所述的强化污泥过滤技术的一体化污水处理方法，其特征在于：处理生活污水的最佳运行控制参数如下：缺氧区DO＜0.1mg/L，好氧区DO在2.0～3.0mg/L，pH应保持在7.0-8.0，回流比R＝200％，总HRT＝8h其中好氧区6h，缺氧区2h，SRT＝15d，此时，COD平均出水浓度在50mg/L以下，氨氮接近于0mg/L，TN为5mg/L左右，TP在0.5mg/L以下。