CN102372394A - 一种具有除磷脱氮功能的农村污水处理方法 - Google Patents

Abstract

一种具有除磷脱氮功能的农村污水处理方法。它采用的前置缺氧池主要是为了反硝化脱氮，采用的前置生物接触氧化池主要是为了使曝气生物滤池反冲洗周期显著延长，曝气生物滤池中除去水中的有机物并完成氨氮的硝化或部分反硝化，清液进入后生物接触氧化池是为了提高水处理标准。本发明适用于农村的分散排污点，特别是对农村污水排放有严格要求的水源保护区、需要进行深度处理以及需要污水资源化再利用的场合。

Description

一种具有除磷脱氮功能的农村污水处理方法

技术领域：

本发明属于农村生活污水处理技术领域，涉及一种结合生物接触氧化的利用曝气生物滤池将农村生活污水深度处理的方法。

背景技术：

传统的建设集中污水厂的模式和污水处理技术大部分是针对城市市政或建筑污水设计，普遍存在操作弹性小、污泥排量大、工艺复杂和维护管理技术难等特点，对农村污水的处理和可持续发展存在很多局限性。随着新农村建设的深入和人民群众生活水平的提高，一方面水资源的消耗成倍增加，另一方面污水大量增加，使农村污水对水环境的影响日益显现。特别是对于那些水源保护区，旅游集中区以及其它生态敏感区，其主要污染来自于区域内大量村镇、民俗旅游点以及餐馆等分散点源的污水排放，这些污水只经简单处理甚至未经处理而直接进入河道或地表，对周围环境的影响是非常明显的。

曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，以下可简称BAF)是20世纪80年代末发展起来的一种新型污水处理技术。曝气生物滤池处理污水的原理是在生物反应器内装填高比表面积且表面较粗糙的的颗粒填料，通过培养和驯化让颗粒填料挂上有用的生物膜，充分发挥高浓度生物膜的生物降解絮凝能力及反应器内食物链的分级捕食作用处理污水中的有机物，实现有机物的去除、硝化反硝化，与其他物化方法结合可以同时达到除磷的目的。运行一定时间后，由于物理过滤和生物过程会在滤池中产生固体物的积累，需要定期用反冲洗来清洗这些固体物。所以正常曝气外，还需提供反冲气和反冲水，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜。曝气生物滤池定期地利用处理后出水进行反冲洗，排除增殖的活性污泥和截留的悬浮物。反冲洗一般为气水同时反冲洗。

根据使用功能可分为去碳曝气生物滤池、硝化生物滤池和反硝化生物滤池等。该工艺集澄清、生物氧化、生物吸附与截留固体悬浮物于一体，节省二沉池，但均需要采用每日或隔日进行气水双反冲，操作和自控复杂，如不加以改良，其并不适合农村分散排污点。

将改进的曝气生物滤池与常规除磷脱氮技术相结合可提高二者的优势又可克服各自的不足。

发明内容：

本发明主要目的是在于克服上述公知的曝气生物滤池的不足，同时把它与常规的除磷脱氮技术有机结合起来，一次性处理就可以达到农村污水深度处理的程度。

本发明提供一种使用范围广，运行能耗低，处理效果稳定，能同时去除水中有机物、氮和磷的结合生物接触氧化过程的处理农村综合生活污水的方法。该方法可以克服公知的曝气生物滤池需要经常反冲洗又产生较多的污泥、单独使用又不能高效除磷脱氮等问题。

本发明涉及一种将曝气生物滤池与生物接触氧化相结合的农村污水深度处理的方法。该方法可使用去碳曝气生物滤池、硝化曝气生物滤池或反硝化曝气生物滤池。它是在预处理系统之后设置了一个缺氧池，曝气生物滤池前面设置了一个前生物接触氧化池，在曝气生物滤池后面又设置了一个后生物接触氧化池，即采用预处理系统-缺氧池-前置生物接触氧化池-曝气生物滤池-后置生物接触氧化池的方法除去污水中的有机物及污水的深度处理；采用的前置缺氧池主要是为了反硝化脱氮，采用的前置生物接触氧化池主要是为了除去水中的有机物和悬浮物，减轻后续曝气生物滤池的有机负荷，使曝气生物滤池反冲洗周期显著延长，达到6个月内不需要反冲洗；在曝气生物滤池中可以进一步除去水中的有机物并完成氨氮的硝化或部分反硝化；从曝气生物滤池出来的清液进入后生物接触氧化池是为了提高水处理标准，如除磷脱氮、加药消毒和降低出水中的悬浮物。

本发明具体地是按照下述方式实现的：

一种处理农村综合生活污水的方法，其特征在于该方法包括下述步骤：

A、农村生活污水(粪便污水为化粪池出水)首先进入预处理系统，除去污水中存在的大颗粒杂质和漂浮物；

B、经过预处理系统的污水流入缺氧池，与来自曝气生物滤池的硝化液进行混合和反应，曝气生物滤池的硝化液与经过预处理的污水量的体积比为0.2-2.5∶1，在缺氧的条件下所述的一部分预处理污水与回流硝化液混合并反应0.5-2.0小时，进行初步脱氮反应，然后得到的反应液进入前生物接触氧化池；

C、来自缺氧池的流出液在前生物接触氧化池中曝气混合并反应1.0-5.0小时，进行除去水中的有机物、悬浮物及脱氮反应；

D、来自前生物接触氧化池的流出液在曝气生物滤池的陶粒中进行1.0-10.0小时的反应，进一步除去有机物和氨氮；

E、来自曝气生物滤池的流出液在后生物接触氧化池中曝气混合并反应0.5-3.0小时，需要消毒时池中加入液态或固态消毒药剂，需要进一步除磷时池中加入液态除磷药剂，二者均采用空气搅拌进行均匀化，这样在使药剂均匀分布的同时又可以继续除去污水中的有机物，除磷药剂的加入量根据除去的磷量确定，得到的反应液一部分作为硝化液回流到缺氧池与预处理后的污水混合反应，其它的反应液作为深度处理后的净化水排放；

F、出水排放对悬浮物要求比较严格时，后生物接触氧化池的后面可单独再设置一个沉淀分离池。

在本发明的意义上，所述的预处理系统应该理解是在曝气生物滤池与除磷脱氮处理之前主要是除去农村生活污水中存在固体颗粒和漂浮物质的系统。

所述的预处理系统一般是由格栅、初沉池、调节池和提升泵组成的。

所述的农村生活污水在经过这个预处理系统处理后应该达到无固体大颗粒和大漂浮物质。

在本发明的意义上，所述的反应液应该理解是农村生活污水在预处理后的其它各个步骤产生的反应液。

在本发明的意义上，所述的缺氧应该理解是在反应液中溶解氧DO＝0.1-0.5mg/L；所述的缺氧池是实现有机废水缺氧处理而使用的设备，这种池子具有各种形状，例如长方形、圆形等。

在本发明的意义上，所述的好氧应该理解是混合液中的溶解氧即DO＞0.5mg/L；所述的前生物接触氧化池、曝气生物滤池、后生物接触氧化池是实现有机废水好氧处理而使用的设备或设施，这种池子具有各种形状，例如长方形、圆形等。

在本发明的意义上，所述的前生物接触氧化池中有立体弹性或半软性填料。

在本发明的意义上，所述的曝气生物滤池底部有0.1m-0.3m厚的立体支撑填料，内有穿孔曝气管，立体支撑填料上面装有粒径为5mm-15mm的陶粒，高度有0.5m-1.5m，滤池内滤床空塔滤速和空塔气速分别为0.1m/h-0.6m/h和0.2m/h-1.8m/h。

在本发明的意义上，所述的后生物接触氧化池中有立体弹性或半软性填料。

在本发明的意义上，所述的净化水应该理解是本发明的最终产品。

根据一种实施方式，所述的反应液在前生物接触氧化池和曝气生物滤池陶粒中的水力停留时间之比为0.1-2∶1。优选地，前生物接触氧化池水力停留时间2hr，曝气生物滤池陶粒中水力停留时间为4hr，即前生物接触氧化池和曝气生物滤池陶粒中水力停留时间比为0.5∶1。

根据另一种实施方式，所述的反应液在曝气生物滤池和后生物接触氧化池的水力停留时间之比为1∶0.1-0.6。优选地，在曝气生物滤池水力停留时间为4小时，在后生物接触氧化池水力停留时间为1小时，即在曝气生物滤池和后生物接触氧化池中的水力停留时间比为1∶0.25。

根据另一种实施方式，加入缺氧池的曝气生物滤池的硝化回流液量与来自经过预处理的污水量的体积比为0.2-1∶1。优选地，为0.5∶1，在缺氧的条件下所述的一部分预处理污水与来自的回流硝化液混合并反应1.5小时；前生物接触氧化池还同时加入缺氧池的回流液量与经过预处理的污水量的体积比为0.5∶1。

所述的好氧曝气需要的空气由空压机或气泵供给。

根据另一种实施方式，所述的净化水可以用水泵或依靠重力排出。优选地，在非雨季，净化水完全依靠重力排出。

【有益效果】

本发明的前置缺氧池在起到反硝化作用的同时可以去处部分有机物；前置生物接触氧化池中有立体弹性和(或)半软性填料可以去除大部分有机物，加上曝气生物滤池采用大颗粒陶粒、滤床高度低且滤速又很低，可大大延长曝气生物滤池的反冲洗周期；后置的生物接触氧化池可以兼作蓄水池加药消毒和除磷，将出水中的磷和病原菌含量降到很低的水平，降低出水中的悬浮物和提高净化水标准。

本发明提供的技术方案具有生物接触氧化和曝气生物滤池两方面的优点，不需要二沉池，又克服了常规曝气生物滤池反冲洗周期短和产生较多剩余污泥的缺点。可以比较彻底地祛除有机污染物和除磷脱氮，还可以生产出高质量的净化水及减少污染物排放量。

本发明适用于农村的分散排污点，特别是对农村污水排放有严格要求的水源保护区、需要进行深度处理以及需要污水资源化再利用的场合。

【附图说明】附图1是本发明流程示意图。

附图2是本发明中的曝气生物滤池结构。

其中：1、预处理系统；2、缺氧池；3、前生物接触氧化池；4、曝气生物滤池；5、后生物接触氧化池；4-1、多孔支撑板；4-2、立体支撑填料；4-3、穿孔曝气管；4-4、陶粒；4-5、气泵；4-6、加药系统；4-7、回流泵；附图中箭头所示为水流或气流方向。

以下结合附图及实施例，详细说明本发明：

原污水(农村生活污水，含有的粪便污水为化粪池出水)首先进入预处理系统1，预处理系统一般由格栅、沉淀池和调节池组成；

在缺氧池2内，预处理后的污水与从曝气生物滤池4回流的部分硝化液混合并反应初步脱氮后进入前生物接触氧化池生化反应。

前生物接触氧化池3的出水进入曝气生物滤池4生化反应去除有机物和氨氮。

曝气生物滤池4出水进入后生物接触氧化池5以生产或排出高质量的净化水

以下结合附图及实施例，详细说明本发明：

处理方法包括下述步骤：

农村生活污水首先进入一般由格栅、初沉池和调节池组成的预处理系统1，除去污水中存在的大颗粒杂质和漂浮物并调节水质水量；

预处理后的污水与来自曝气生物滤池的硝化液在缺氧池2中进行混合和反应。曝气生物滤池的硝化液与经过预处理的污水量的体积比为0.2-2.5∶1，在缺氧的条件下进行初步脱氮反应0.5-2.0小时；

来自缺氧池的反应液进入前生物接触氧化池3中进行混合和反应1.0-5.0小时以除去水中的有机物；

来自前生物接触氧化池3的流出液在曝气生物滤池4的陶粒4-4中进行1.0-10.0小时的反应，进一步除去有机物和氨氮；

来自曝气生物滤池4的流出液在后生物接触氧化池5中曝气混合并反应0.5-3.0小时，需要消毒时池中加入液态或固态消毒药剂，需要进一步除磷时池中加入液态除磷药剂，二者均采用空气搅拌进行均匀化，这样在使药剂均匀分布的同时又可以继续除去污水中的有机物，除磷药剂的加入量根据除去的磷量确定，得到的反应液一部分作为硝化液由回流泵4-6泵入缺氧池与预处理后的污水混合反应，其它的反应液作为深度处理后的净化水排放；净化水可以用水泵或依靠重力排出。

好氧曝气需要的空气由空压机或气泵4-5供给。

具体实施方式：

实施例1

采用本发明的预处理系统-缺氧池-前置生物接触氧化池-曝气生物滤池-后置生物接触氧化池的方法除去污水中的有机物及污水的深度处理，平均日处理农村生活污水25吨，其中生活污水含有的粪便污水为化粪池出水。

农村生活污水进入由格栅、初沉池和调节池组成的预处理系统1除去污水中存在的大颗粒杂质和漂浮物并调节水质水量，然后由提升泵泵入缺氧池。

在缺氧池2、前置生物接触氧化池3、曝气生物滤池陶粒4-4、后置生物接触氧化池5中的水力停留时间分别为1小时、2小时、4小时、1小时，气泵4-5供给好氧系统的风量为0.2m3/min，从后置生物接触氧化池回流泵泵入到缺氧池的硝化液为100％。

在后生物接触氧化池5中加入液态除磷药剂PAC(聚合氯化铝)20ppm，采用空气搅拌进行均匀化；出水即净化水依靠重力自流排出。

出水水质主要指标要求达到《北京市地方标准——水污染物排放标准》(DB11/307-2005)一级限值B，设计与运行结果见表1。

表1：实施例1的进出水质结果

从表1可以看出，半年均值的实际出水水质主要指标达到了《北京市地方标准——水污染物排放标准》(DB11/307-2005)一级限值B。实施例运行半年效果良好，系统基本上不需要维护，曝气生物滤池也没有进行反冲洗和排泥，即比较彻底克服了普通曝气生物滤池反冲洗周期短和产生较多剩余污泥的缺点，还可以排出高质量的净化水。

Claims (6)

1.一种具有除磷脱氮功能的农村污水处理方法，其特征在于该方法包括下述步骤：

A、农村生活污水首先进入预处理系统(1)，除去污水中存在的大颗粒杂质和漂浮物；

B、经过预处理系统(1)的污水流入缺氧池(2)，与来自曝气生物滤池(4)的硝化液进行体积比为1∶0.2-2.5混合并反应0.5-2.0小时，初步脱氮的反应液进入前生物接触氧化池(3)；

C、来自缺氧池(2)的流出液在前生物接触氧化池(3)中曝气混合并反应1.0-5.0小时，进行除去水中的有机物、悬浮物及脱氮反应；

D、来自前生物接触氧化池(3)的流出液在曝气生物滤池(4)的陶粒(4-4)中进行1.0-10.0小时的反应，进一步除去有机物和氨氮；

E、来自曝气生物滤池(4)的流出液在后生物接触氧化池(5)中曝气混合并反应0.5-3.0小时，需要消毒时池(5)中加入液态或固态消毒药剂，需要进一步除磷时池中加入液态除磷药剂，二者均采用空气搅拌进行均匀化，得到的反应液一部分作为硝化液回流到缺氧池(2)与预处理(1)后的污水混合反应，其它的反应液作为深度处理后的净化水排放。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的预处理系统是(1)由格栅、初沉池、调节池和提升泵组成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应液在前生物接触氧化池(3)和曝气生物滤池(4)陶粒中的水力停留时间之比为0.1-2∶1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应液在曝气生物滤池(4)和后生物接触氧化池(5)的水力停留时间之比为1∶0.1-0.6。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于加入缺氧池(2)的曝气生物滤池(4)的硝化回流液量与来自经过预处理(1)的污水量的体积比为0.2-1∶1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于曝气生物滤池(4)底部有0.1m-0.3m厚的立体支撑填料(4-2)，内有穿孔曝气管(4-3)，立体支撑填料(4-2)上面装有粒径为5mm-15mm的陶粒(4-4)，高度有0.5m-1.5m，滤池(4)内滤床空塔滤速和空塔气速分别为0.1m/h-0.6m/h和0.2m/h-1.8m/h。

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