CN101591065A

CN101591065A - 污水双生物膜深度处理工艺

Info

Publication number: CN101591065A
Application number: CNA200810097461XA
Authority: CN
Inventors: 宋乾武; 王之晖; 代晋国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-02

Abstract

本发明是一种污水双生物膜深度处理工艺，其工艺为：污水经过格栅、沉砂预处理后进入厌氧池、缺氧池及氧保持池，污泥在厌氧池释放磷；在缺氧池进行反硝化脱氮，除去大部分有机物；氧保持池内设有纤毛生物填料，纤毛上附有微生物膜，微生物膜过度摄磷，并对部分有机物进行降解；污水经过氧保持池进入二次沉淀池进行沉降处理，然后进入曝气生物滤池；曝气生物滤池中装有颗粒生物填料，颗粒上附着有微生物膜，微生物膜对污水中残留的有机物进行降解，并将氨氮转变成硝态氮；曝气生物滤池出水部分回流缺氧池，另一部分排放；二次沉淀池产生的污泥一部分回流到厌氧池，另一部分排出系统。本发明具有投资省运行成本低占地少处理效果好的特点。

Description

污水双生物膜深度处理工艺

技术领域

本发明属于环保领域中污水深度处理工艺，特别是一种污水高效脱氮除磷及资源化利用的污水双生物膜深度处理工艺。

背景技术

随着国民经济社会的发展，我国水污染问题日益加剧，水资源匮乏尤为突出。我国江河湖海普遍遭受污染，全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化；90％的城市水域污染严重。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺。目前我国是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，水污染加剧更使水资源短缺雪上加霜。对我国可持续发展战略的实施带来了明显的负面影响。

污水经过处理达到使用标准后再利用是解决水资源短缺的必由之路。鉴于我国淡水资源匮乏，城市用水需求量日益增加，污水深度处理资源化利用工程技术的开发十分迫切。

污水中的氮、磷是造成水体富营养化的主要原因。传统的污水深度处理技术虽然能去除水中的部分氮、磷物质，但是传统的污水同步除磷脱氮工艺，由于自身固有的缺陷不能满足高效脱氮除磷的要求；特别是聚磷菌与反硝化菌所需的生长环境不同，脱氮与除磷之间存在技术矛盾，实际应用中经常出现脱氮效果及除磷效果较差的问题。经常导致污水处理效果不好，不能达到资源化利用的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有污水同步除磷脱氮工艺脱氮效果及除磷效果较差的缺陷，发明一种能提高污水深度处理的效果、达到资源化利用的要求的污水双生物膜深度处理工艺。本处理工艺可以极大提高污水同步脱氮除磷的能力，同时可以进一步去除水中有机污染物、悬浮物等污染物质，提高了出水效果，可以达到城市杂用水的水质标准，为我国城市污水深度处理、污水资源化利用提供了一种新的途径。

本发明的目的是按如下的技术方案来实现的：所述污水双生物膜深度处理工艺过程为：

污水在预处理池经过格栅、沉砂预处理后，进入生物反应器，该生物反应器分为三部分，分别由厌氧池、缺氧池及氧保持池组成；厌氧池中回流的污泥在厌氧条件下释放磷，并对部分有机物进行降解；在缺氧池，反硝化菌在缺氧条件下对回流的硝化液中的硝酸盐、亚硝酸盐进行反硝化脱氮，同时污水中的有机物为反硝化菌提供碳源而去除大部分有机物；在氧保持池内设置有纤毛生物填料，纤毛上附着由大量微生物构成的微生物膜，其中聚磷菌会过量摄磷，同时好氧及兼氧微生物对部分有机物进行降解，但不以氨氮的硝化反应为主；污水经过氧保持池进入二次沉淀池进行沉淀处理，二次沉淀池上清液进入后续的曝气生物滤池；在曝气生物滤池中装有颗粒生物填料，在颗粒生物填料上附着有微生物膜，依靠生物膜中的微生物对污水中残留的有机物进行降解，同时对水中的悬浮物质进一步吸附过滤处理；与此同时，污水中的氨氮在微生物膜中硝化菌的作用下进行硝化反应，将氨氮经硝化反应转变成硝态氮，去除污水中的有机物、悬浮物；曝气生物滤池出水部分回流到前端的缺氧池与反硝化菌作用进行反硝化脱氮，另一部分排放；二次沉淀池产生的污泥一部分回流到厌氧池参与系统反应，另一部分作为剩余污泥排出系统。

所述氧保持池内设置的纤毛生物填料，是用高弹性模量并含有离子交换剂的纤维制成。其具有良好的刚度和疏水性，不容易结球，同时容易挂膜、容易吸附氨氮等阳离子性物质。

所述曝气生物滤池内设置的纤毛生物填料，采用有机合成的聚丙烯滤料(EPP)、无机沸石、生物陶粒等颗粒状生物填料。曝气生物滤池填料可以根据实际情况进行选择，该反应段主要是进行污水中氨氮的硝化反应以及污水中有机物、悬浮物的进一步去除。

本发明的主要技术效果如下：

本工艺通过不同的生物反应池组合，提高了污水脱氮除磷效果，进一步降低水中污染物浓度，净化水能够达到再生用回用水的要求。

本工艺系统分别在氧保持池和曝气生物滤池中安装了纤毛生物填料和颗粒生物滤料，利用这两种填料在其上培养出微生物膜，提高反应池中生物量，从而可提高处理效果。

与传统的污水同步脱氮除磷工艺相比较，这种工艺具有很好的脱氮除磷效果。总氮去除率可以达到75％以上，总磷去除率可以达到80％以上，同时污水中生化需氧量的去除率达到95％，悬浮物去除率达到了99％。出水可以满足城市杂用水的要求。

本发明与传统的污水深度处理相比较具有投资省、运行成本低的优点。在我国具有良好的市场推广应用前景。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，污水在预处理池经过格栅、沉砂预处理后进入厌氧池，在厌氧条件下，聚磷菌体内三磷酸腺苷(ATP)进行水解，释放出H₃PO₄和能量形成二磷酸腺苷(ADP)，也就是释磷过程；污水经过厌氧池后，自流进入缺氧池，缺氧池的主要功能是利用反硝化细菌进行反硝化脱氮，含有硝态氮的硝化液经过回流泵从曝气生物滤池出水处输送到缺氧池；污水经过缺氧池后进入氧保持池，在氧保持池中填装有纤毛状填料，可以增大反应器中微生物量，从而减少氧保持段反应池的容积，有效减少了污水处理占地面积；在氧保持段，溶解氧只需保持在2mg/L左右，聚磷菌在好氧条件下过量摄取H₃PO₄，特别是这种纤毛上生长的微生物中的聚磷菌具有过量聚磷的作用，从而可达到高效除磷的目的。同时，在纤毛状填料生长的微生物膜还会发生同步硝化反硝化反应，可以去除部分氮的化合物；污水通过氧保持段后重力自流入二次沉淀池进行泥水分离。通过排放含有富磷的污泥以达到污水除磷的目的。同时部分污泥回流到厌氧池，以保证系统中有足够的微生物量。污水经过二次沉淀池后，污水中生化需氧量、化学需氧量、悬浮物、磷、氮、都得到了一定的去除。污水再通过提升泵(也可以通过重力自流)进入曝气生物滤池。在曝气生物滤池中添加有颗粒状生物滤料，生物滤料可以根据实际情况进行优选；在曝气生物滤池中污水中的有机物、悬浮物能够得到进一步的去除，同时在低有机负荷的状态下，发生硝化反应，使水中氨氮经过硝化细菌的作用转化成亚硝态氮、硝态氮。从而达到了污水中去除氨氮的效果。曝气生物滤池出水部分通过硝化液回流泵输送到缺氧池进行反硝化。通常反硝化回流比为200％左右。经过曝气生物滤池后，污水中大部分有机物、悬浮物、氮磷含量已经很低，能够满足城市杂用水的标准。

本发明具有如下特点：

(1)污水处理与再生利用一体化。通过采用高效生物填料技术及双膜处理技术提升了出水品质。工程总投资和运行成本保持在传统的二级污水处理工艺相当的前提下，使污水经深度处理后达到杂用水回用标准，实际上达到了三级处理的处理效果，从而大幅度节约了工程投资，降低了污水处理成本，适合于我国目前污水资源化利用的市场需求。

(2)该工艺借鉴了厌氧---缺氧---耗氧(A₂O)工艺、生物接触氧化工艺以及生物曝气滤池(BAF)工艺的特点，通过有机的技术集成开发而成。特别是硝化反应置于BAF滤池中完成，硝化液从BAF滤池之后回流到缺氧池，克服了传统的A²O工艺，由于硝化液进入二沉池，造成二沉池污泥容易上浮以及回流入厌氧段污泥中硝态氮释氧的缺陷；还克服了BAF工艺不适应直接处理高悬浮物污水的缺点，从而使不同的反应池之间优势互补，缺点互避，明显提高了系统的去除有机污染物、氮、磷以及悬浮物的效果。

(3)本工艺在氧保持段，只要溶解氧维持在一定的水平已经足够，不需要进行NH₄-N的硝化，因此可以大幅度减小池容，缩短水力停留时间和污泥龄，节约了工程投资。同时由于只需低浓度的溶解氧，降低了曝气量，节约了运行成本。

(4)本工艺中由于二沉池分离出的回流污泥中含有较少的硝酸盐和亚硝酸盐，污水流至二沉池中不易发生反硝化，污泥不易上浮，可提高出水水质或提高二沉池表面负荷；污泥回流至厌氧段后，无氧的释放过程，从而容易形成厌氧条件，增强了原水中有机磷在厌氧段的释放效果，同时也提高好氧段聚磷菌对磷的摄取率，提高了磷的去除效果。

(5)该工艺工程投资仅相当于普通污水二级处理工程投资，运行成本费运与普通污水二级处理工艺相当，相对于传统的污水深度处理工艺——加药、混凝、沉淀工艺具有工艺流程短、工程投资低、运行成本少的特点。

Claims

1.一种污水双生物膜深度处理工艺，其特征在于：所述污水双生物膜深度处理工艺过程为：污水在污水预处理池经过格栅、沉砂预处理后，进入生物反应器，该生物反应器分为三部分，分别由厌氧池、缺氧池及氧保持池组成；厌氧池中回流的污泥在厌氧条件下释放磷，并对部分有机物进行降解；在缺氧池，反硝化菌在缺氧条件下对回流的消化液中的硝酸盐、亚硝酸盐进行反硝化脱氮，同时污水中的有机物为反硝化菌提供碳源而去除大部分有机物；在氧保持池内设置有纤毛生物填料，纤毛上附着由大量微生物构成的微生物膜，其中聚磷菌会过量摄磷，同时好氧及兼氧微生物对部分有机物进行降解，但不以氨氮的硝化反应为主；污水经过氧保持池进入二次沉淀池进行沉淀处理，二次沉淀池上清液进入后续的曝气生物滤池；在曝气生物滤池中装有颗粒生物填料，在颗粒生物填料上附着有微生物膜，依靠生物膜中的微生物对污水中残留的有机物进行降解，同时对水中的悬浮物质进一步吸附过滤处理；与此同时，污水中的氨氮在微生物膜中硝化菌的作用下进行硝化反应，将氨氮经硝化反应转变成硝态氮，去除污水中的有机物、悬浮物；曝气生物滤池出水部分回流到前端的缺氧池与反硝化菌作用进行反硝化脱氮，另一部分排放；二次沉淀池产生的污泥一部分回流到厌氧池参与系统反应，另一部分作为剩余污泥排出系统。

2.根据权利要求1所述的污水双生物膜深度处理工艺，其特征在于：所述氧保持段的使用的纤毛生物填料，是用高弹性模量并含有离子交换剂的纤维制成。

3.根据权利要求1所述的污水双生物膜深度处理工艺，其特征在于：所述曝气生物滤池内设置的纤毛生物填料，采用有机合成的聚丙烯滤料、无机沸石、生物陶粒等颗粒状生物填料。