CN101863599A - 一种污泥水处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥水处理系统及其处理方法，该污泥水处理系统包括混凝沉淀系统和强化MBR脱氮除磷系统，污泥水先经过混凝沉淀系统处理后再经过强化MBR脱氮除磷系统处理；其中，前置的混凝沉淀系统用于去除大部分悬浮物质，降低后续强化MBR脱氮除磷系统的进水负荷，以缩短生物反应时间；本发明中的处理方法中，首先，毛发收集器和细格栅进行预处理；接着，混凝沉淀系统进行混凝沉淀处理；最后，强化MBR脱氮除磷系统进行生物脱氮除磷处理并进行固液分离；本发明解决污泥水处理造成的环境污染问题。

Description

一种污泥水处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及环境保护和废水处理技术领域，尤其是涉及一种污泥水处理系统及其处理方法。

背景技术

污泥系统废水（简称“污泥水”）是指城镇污水处理厂污泥浓缩/污泥脱水/污泥消化等处理工艺产生的废水，主要包括脱水机废水、浓缩池上清液、消化池废水和脱水机房清洗废水等。污泥水虽然流量小，但污染物浓度很高。我国已经建成或正在修建的城镇污水处理厂均采用将其回流至进水口进行再处理的方法。城镇污水处理厂污泥系统废水属于高有机污染物、高悬浮物、高氮磷的污水，各项污染物指标均远远高于污水厂进水；污泥水中的污染物以颗粒态和胶体态为主，污泥水原水若不加处理直接回流，将对进水水质造成较大影响，使得污水处理系统的实际污染物负荷高于设计负荷，造成污水厂出水污染物的浓度普遍高于国家排放标准，造成环境污染。

目前，现有技术的混凝沉淀工艺是给水处理、中水处理和部分污水处理的核心工艺，主要包含混合、絮凝、沉淀三个工艺流程，已有150余年的历史。主要是通过往污水中投加絮凝剂，使污水中的胶体和悬浮物质形成大的絮团，再通过固液分离使污水得到净化。另外，现有技术中还广泛应用膜生物反应器（MBR）工艺，在MBR研究初期，生物反应器的构型一般为好氧活性污泥反应器，其主要问题是悬浮污泥浓度过高，导致膜污染速率快；脱氮除磷效果不理想；曝气能耗高。近年来，国内外的研究人员针对这些问题对MBR中生物反应器型式进行了改进，开发出了一些新的MBR工艺，几乎所有的传统脱氮除磷工艺均被应用到MBR中，获得了更好的污染物去除效果和更稳定的运行性能。在传统脱氮除磷工艺中遇到的技术问题同样会在强化MBR脱氮除磷工艺中出现，但MBR工艺的一些自身特点可以对原有的生物脱氮除磷工艺起到强化作用，因而将传统脱氮除磷工艺与MBR相结合的工艺统称为强化MBR脱氮除磷工艺。如何结合现有技术设计新的污泥水处理方案一直是技术人员关注的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种新的污泥水处理系统，解决污泥水处理造成的环境污染问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：该污泥水处理系统包括混凝沉淀系统和强化MBR脱氮除磷系统，污泥水先经过混凝沉淀系统处理后再经过强化MBR脱氮除磷系统处理；其中，前置的混凝沉淀系统用于去除大部分悬浮物质，降低后续强化MBR脱氮除磷系统的进水负荷，以缩短生物反应时间。

进一步，该污泥水处理系统还包括毛发收集器、细格栅和硝化液回流泵；所述的混凝沉淀系统包括混合池、絮凝池、沉淀池和一套加药系统；所述的强化MBR脱氮除磷系统由选择池、缺氧池、膜生物反应池组成；污水进水口与毛发收集器相连，毛发收集器出水口连接细格栅，细格栅出水口连接混合池，同时加药系统出药口也连接混合池，混合池出水口连接絮凝池，絮凝池出水口连接沉淀池，沉淀池出水口连接选择池，选择池出水口连接缺氧池，缺氧池出水口连接膜生物反应池，膜生物反应池中的膜组件出水可以回用或排放；膜生物反应池中的硝化液通过硝化液回流泵回流到选择池。

本发明的又一目的在于提供一种污泥水处理方法，该污泥水处理方法包括如下处理步骤：首先，毛发收集器和细格栅进行预处理；接着，混凝沉淀系统进行混凝沉淀处理；最后，强化MBR脱氮除磷系统进行生物脱氮除磷处理并进行固液分离。

进一步，该污泥水处理方法中，污水依次进入水流速度为0.7m/s毛发收集器，栅条间隙1mm的细格栅，水力停留时间10s的混合池，水力停留时间20s的絮凝池，水力停留时间1.5~2.0h的沉淀池，水力停留时间2~3h的选择池，水力停留时间6~8h的缺氧池，水力停留时间11.5~13.5h的膜生物反应池，最后予以排放或回用，同时加药系统投加适量的絮凝剂到混合池，膜生物反应池中的硝化液回流到选择池的回流比200%~300%，膜生物反应池汽水比60：1～90：1。

进一步，该污泥水处理方法中，所述的加药系统投加到混合池的絮凝剂为PAM（聚丙烯酰胺），投加量为每立方米污泥水投加0.0125～0.075kgPAM。

本发明的有益效果是：（1）将混凝沉淀系统和强化MBR脱氮除磷系统有机组合，前置混凝沉淀系统可以去除进水中的大部分悬浮物质，保证后续强化MBR脱氮除磷系统污泥浓度稳定，使系统能够稳定运行，污泥水能够达标排放，同时降低后续强化MBR脱氮除磷系统的运行费用。（2）膜生物反应器中生物污泥浓度可达6～15g/L，甚至可以做到20g/L以上,使增大生物池污泥量、提高容积负荷变为现实，大大减小了占地面积。水力停留时间（HRT）和污泥泥龄（SRT）可以完全分开。很短的水力停留时间（也就是很小的生物池）也可以实现较长的泥龄。高污泥浓度、长泥龄，使降解速度慢的难降解物也可得到彻底降解。长泥龄也使得剩余污泥量极少，降低了污泥处理费用。（3）膜生物反应器可替代好氧池、二沉池，工艺简单，流程短，而且不使用二沉池进行固液分离，还可避免污泥膨胀、上浮。（4）本发明的系统中各单元工艺参数经过大量试验优选而成，工艺参数选择搭配合理，进一步提高了本发明系统处理污泥水的能力。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如附图所示，采用本发明的方法和系统处理城镇污水处理厂污泥系统废水时，污泥水通过进水口1依次进入水流速度为0.7m/s毛发收集器2，栅条间隙1mm的细格栅3，水力停留时间10s的混合池4，水力停留时间20s的絮凝池5，水力停留时间1.5~2.0h的沉淀池6，水力停留时间2~3h的选择池7，水力停留时间6~8h的缺氧池8，水力停留时间11.5~13.5h的膜生物反应池9，最后予以排放或回用，同时加药系统11投加适量絮凝剂到混合池4，硝化液从膜生物反应池9回流到选择池7（回流比200%~300%），膜生物反应池9汽水比60：1～90：1。所述的絮凝剂可以采用聚丙烯酰胺（PAM）。在本发明系统，污泥水在混合池4中与来自投药系统11的絮凝剂混合，然后在絮凝池5中进行反应，再在沉淀池6中进行固液分离，从而去除大量的悬浮物，沉淀池6的出水进入选择池7，在选择池7中进行磷的释放，同时还起到缓冲和调节水质的作用，选择池7的出水进入缺氧池8，在缺氧池8中进行反硝化脱氮，缺氧池8的出水进入膜生物反应池9，在膜生物反应池9中进行有机物的氧化、氮的硝化和吸磷反应，同时膜组件进行固液分离，膜生物反应池的出水由出水口10排出。具体实施例如下。

实施例1：

污泥水进水口1处的水质指标为：BOD₅≥1100mg/L、COD≥3400mg/L、SS≥1000mg/L、TN≥190mg/L、NH₃-N≥110mg/L、TP≥100mg/L。污泥水进入毛发收集器2，去除毛发类纤维状物，毛发收集器2出水进入细格栅3，去除大颗粒的无机物，细格栅3的出水进入的混合池4（水力停留时间10s），在混合池4中与来自投药系统11的混凝剂混合，然后进入絮凝池5（水力停留时间20s），在絮凝池5中完成絮凝反应，絮凝池出水进入沉淀池6（水力停留时间2.0h），

在沉淀池6中进行固液分离，从而去除大量的悬浮物，沉淀池6的出水进入选择池7（水力停留时间2h），在选择池7中进行磷的释放，同时还起到缓冲和调节水质的作用，选择池7的出水进入缺氧池8（水力停留时间6h），在缺氧池8中进行反硝化脱氮，缺氧池8的出水进入膜生物反应池9（水力停留时间11.5h），在膜生物反应池9中进行有机物的氧化、氮的硝化和吸磷反应，同时膜组件进行固液分离，膜生物反应池出水口10的出水水质指标达到BOD₅≤20mg/L、COD≤60mg/L、SS≤0mg/L、TN≤20mg/L、PO₄ ^3--P≤0.5mg/L、NH₃-N≤5mg/L。本实施例中，加药系统11投加絮凝剂到混合池4中，每立方米污泥水投加0.0125～0.025kg聚丙烯酰胺，硝化液回流比200%，膜生物反应池9汽水比60：1～90：1。

实施例2：

污泥水进水口1处的水质指标为BOD₅≥1900mg/L、COD≥4700mg/L、SS≥1500mg/L、TN≥350mg/L、NH₃-N≥150mg/L、TP≥140mg/L。污泥水进入毛发收集器2，去除毛发类纤维状物，毛发收集器2出水进入细格栅3，去除大颗粒的无机物，细格栅3的出水进入的混合池4（水力停留时间10s），在混合池4中与来自投药系统11的混凝剂混合，然后进入絮凝池5（水力停留时间20s），在絮凝池5中完成絮凝反应，絮凝池出水进入沉淀池6（水力停留时间2.0h），

在沉淀池6中进行固液分离，从而去除大量的悬浮物，沉淀池6的出水进入选择池7（水力停留时间2.5h），在选择池7中进行磷的释放，同时还起到缓冲和调节水质的作用，选择池7的出水进入缺氧池8（水力停留时间7h），在缺氧池8中进行反硝化脱氮，缺氧池8的出水进入膜生物反应池9（水力停留时间12.5h），在膜生物反应池9中进行有机物的氧化、氮的硝化和吸磷反应，同时膜组件进行固液分离，膜生物反应池出水口10的出水水质指标达到BOD₅≤20mg/L、COD≤60mg/L、SS≤0mg/L、TN≤20mg/L、PO₄ ^3--P≤0.5mg/L、NH₃-N≤5mg/L。本实施例中，加药系统11投加絮凝剂到混合池4中，每立方米污泥水投加0.025～0.042kg聚丙烯酰胺，硝化液回流比250%，膜生物反应池9汽水比60：1～90：1。

实施例3：

污泥水进水口1处的水质指标为BOD₅≥2300mg/L、COD≥6000mg/L、SS≥2100mg/L、TN≥430mg/L、NH₃-N≥150mg/L、TP≥180mg/L。污泥水进入毛发收集器2，去除毛发类纤维状物，毛发收集器2出水进入细格栅3，去除大颗粒的无机物，细格栅3的出水进入的混合池4（水力停留时间10s），在混合池4中与来自投药系统11的混凝剂混合，然后进入絮凝池5（水力停留时间20s），在絮凝池5中完成絮凝反应，絮凝池出水进入沉淀池6（水力停留时间2.0h），

在沉淀池6中进行固液分离，从而去除大量的悬浮物，沉淀池6的出水进入选择池7（水力停留时间3h），在选择池7中进行磷的释放，同时还起到缓冲和调节水质的作用，选择池7的出水进入缺氧池8（水力停留时间8h），在缺氧池8中进行反硝化脱氮，缺氧池8的出水进入膜生物反应池9（水力停留时间13.5h），在膜生物反应池9中进行有机物的氧化、氮的硝化和吸磷反应，同时膜组件进行固液分离，膜生物反应池出水口10的出水水质指标达到BOD₅≤20mg/L、COD≤60mg/L、SS≤0mg/L、TN≤20mg/L、PO₄ ^3--P≤0.5mg/L、NH₃-N≤5mg/L。本实施例中，加药系统11投加絮凝剂到混合池4中，每立方米污泥水投加0.042～0.075kg聚丙烯酰胺，硝化液回流比300%，膜生物反应池9汽水比60：1～90：1。

Claims (5)

1.一种污泥水处理系统，该系统包括混凝沉淀系统和强化MBR脱氮除磷系统，污泥水先经过混凝沉淀系统处理后再经过强化MBR脱氮除磷系统处理；其中，前置的混凝沉淀系统用于去除大部分悬浮物质，降低后续强化MBR脱氮除磷系统的进水负荷，以缩短生物反应时间。

2.根据权利要求1所述的污泥水处理系统，其特征在于：该污泥水处理系统还包括毛发收集器、细格栅和硝化液回流泵；所述的混凝沉淀系统包括混合池、絮凝池、沉淀池和一套加药系统；所述的强化MBR脱氮除磷系统由选择池、缺氧池、膜生物反应池组成；污水进水口与毛发收集器相连，毛发收集器出水口连接细格栅，细格栅出水口连接混合池，同时加药系统出药口也连接混合池，混合池出水口连接絮凝池，絮凝池出水口连接沉淀池，沉淀池出水口连接选择池，选择池出水口连接缺氧池，缺氧池出水口连接膜生物反应池，膜生物反应池中的膜组件出水可以回用或排放；膜生物反应池中的硝化液通过硝化液回流泵回流到选择池。

3.权利要求2所述污泥水处理系统的污泥水处理方法，其特征在于包括如下处理步骤：首先，毛发收集器和细格栅进行预处理；接着，混凝沉淀系统进行混凝沉淀处理；最后，强化MBR脱氮除磷系统进行生物脱氮除磷处理并进行固液分离。

4.根据权利要求3所述的污泥水处理方法，其特征在于包括如下处理步骤：污水依次进入水流速度为0.7m/s毛发收集器，栅条间隙1mm的细格栅，水力停留时间10s的混合池，水力停留时间20s的絮凝池，水力停留时间1.5~2.0h的沉淀池，水力停留时间2~3h的选择池，水力停留时间6~8h的缺氧池，水力停留时间11.5~13.5h的膜生物反应池，最后予以排放或回用，同时加药系统投加适量的絮凝剂到混合池，膜生物反应池中的硝化液回流到选择池的回流比200%~300%，膜生物反应池汽水比60：1～90：1。

5.根据权利要求4所述的污泥水处理方法，其特征在于，所述的加药系统投加到混合池的絮凝剂为PAM（聚丙烯酰胺），投加量为每立方米污泥水投加0.0125～0.075kgPAM。

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