CN102491531A

CN102491531A - 一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法

Info

Publication number: CN102491531A
Application number: CN2011103932254A
Authority: CN
Inventors: 赫俊国; 李博; 史志广; 王岩; 刘剑
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-06-13

Abstract

一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，本发明涉及污水处理方法。本发明是要解决现有的经污水处理厂处理污水的方法污水原水水质季节性以及每天变化较大，处理负荷变化大的技术问题。本发明的方法：在排水管网中的污水管道内添加填料，填料上附有微生物，同时设置回流管道，并在管道上设置高、低相间的拔风装置；将污水排入该管道段，水力停留时间为3～5小时，完成排水管道污水生物处理。本发明的方法可以将污水管道中污水的COD值降低30％～70％。可用于城市与城镇的合流制、分流制、部分合流制的排水管网中。

Description

一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法

技术领域

本发明涉及污水处理方法。

背景技术

目前，我国水环境面临三大问题：一、生态用水缺乏，辽河、淮河、黄河地表水资源利用率已经远远超过了国际上公认的40％的河流开发利用率上限，海河水资源开发利用率甚至接近90％。二、主要污染物排放量远远超过水环境容量。据专家测算，去年我国COD排放量超过环境容量的70％。三、江河湖泊普遍遭受严重污染。全国七大水系741个监测断面中，41％的监测断面水质劣于五类标准，全国75％的湖泊出现不同程度的富营养化。去年国家环保总局对七大水系重污染最为严重的海河和淮河流域干流和支流67个断面水质抽样检测结果显示，全部为劣五类。尽管我们做出巨大的努力以保护和改善水环境，但随着经济的快速发展，水环境的恶化形式进一步加强。08年的松花江事件，10年夏季太湖、滇池、巢湖的蓝藻连续暴发，都标志着我国进入了水污染密集爆发阶段。

我国对水污染的防治、治理工作虽不断加强，但水环境恶化的趋势尚未得到根本扭转，水污染形势依然严峻。从总体上看，我国现已在全国各城市建有多个污水处理厂对城市生活污水和集中排放的工业污水都都起到了良好的控制和处理作用，对水环境的污染起到一定程度的缓解作用。但其中大多数的污水处理厂存在来水污水水质变化较大，处理水量超过设计值等问题，这使得出水指标的控制难度加大，同时也提高了水厂整体的运行成本。

发明内容

本发明是要解决现有的经污水处理厂处理污水的方法污水原水水质变化较大，处理负荷变化大的技术问题，而提供一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法。

本发明的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法如下：在排水管网中选择长度为300m～5000m的污水管道，向污水管道中添加填料使污水的流速为未添加填料时污水流速的30％～100％，填料上微生物量为1000～5000mg/L；同时设置回流管道，回流污水的体积与为管道中污水体积流量的10％～100％；在管道上设置高、低相间的拔风装置并将拔风装置间的检查井密封，高拔风装置的高度为5m～10m，低拔风装置的高度为1m～2m，拔风装置的管径为该管段管径的20％～30％，拔风装置相距100m～500m；将污水排入该污水管道，水力停留时间为3～5小时，完成排水管道污水生物处理。

本发明在排水管网中的管道内设置填料可以提供微生物附着的载体，使微生物量达到1000～5000mg/L。同时填料可以形成强烈扰流，在高水流时对表面生物膜形成冲刷作用，有利于生物膜更新。常规的排水管网中的氧含量低，如果不对排水管进行增氧处理，管道中的微生物菌群一般厌氧或缺氧菌群，通过实验可知，污水在流经管道的过程中，水中污染物含量没有明显降低，得不到有效的去除。本发明采用将检查井密封，并设置拔风装置，利用拔风原理增加管道中的空气流量与流速，加强管道与外部大气系统的空气交换，使管道中恢复供氧，不同的拔风装置形式有不同的充氧效果，当两个相邻的拔风井的井径不同时产生的充氧效果不同：井径越大产生的充氧效果越明显。拔风井高度差越大产生的充氧效果越佳，可通过拔风井高度差的控制来控制管网系统的充氧效果，根据管网中的不同管径管段及其充氧需求选取不同的拔风井径。将拔风装置之间的检查井井盖加工成新型无孔密闭型，从而使得拔风装置之间的管段空气流通更加强烈，复氧效果更加明显有效，拔风装置固定于沿途的建筑上或加工成电线杆、电灯固定装置，一举多得。而检查井盖做成无孔密闭型，不应影响事故时检查井的打开及对管道的检修。本发明通过局部回流的方式，延长污水在管道内的停留时间，以保证污水中有机物得到有效的处理。本发明的方法可以将污水的COD值降低30％～70％。使进入污水厂的待处理污水水质得到一定程度的改善，从而降低水厂进水污染物浓度，降低水厂的运行负荷，缓解水厂高负荷运行状态。对水污染的防治、水环境的保护，起到了积极的作用。

本发明可用于城市、城镇的排水管网中，对于合流制、分流制、部分合流制的排水管网中均可采用。本技术主要应用在管网中排水污染物浓度高、排水水量大的区域。

附图说明

图1为试验一中管道示意图，其中1为污水管道；2为回流管，3为高拔风管；4为低拔风管；箭头所指方向为水流方向。

图2为试验一中组合式填料的示意图；其中5为硬化骨架，6为硬纤维丝，7为中心圆孔7。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法如下：在排水管网中选择长度为300m～5000m的污水管道，向污水管道中添加填料使污水的流速为未添加填料时污水流速的30％～100％，填料上微生物量为1000～5000mg/L；同时设置回流管道，回流污水的体积与为管道中污水体积流量的10％～100％；在管道上设置高、低相间的拔风装置并将拔风装置间的检查井密封，高拔风装置的高度为5m～10m，低拔风装置的高度为1m～2m，拔风装置的管径为该管段管径的20％～30％，拔风装置相距100m～500m；将污水排入该污水管道，水力停留时间为3～5小时，完成排水管道污水生物处理。

本实施方式的方法在排水管网中的管道内设置填料可以提供微生物附着的载体，使微生物量达到1000～5000mg/L。同时填料可以形成强烈扰流，在高水流时对表面生物膜形成冲刷作用，有利于生物膜更新。常规的排水管网中的氧含量低，如果不对排水管进行增氧处理，管道中的微生物菌群一般厌氧或缺氧菌群，通过实验可知，污水在流经管道的过程中，水中污染物含量没有明显降低，得不到有效的去除。本发明采用将检查井密封，并设置拔风装置，利用拔风原理增加管道中的空气流量与流速，加强管道与外部大气系统的空气交换，使管道中恢复供氧，不同的拔风装置形式有不同的充氧效果，当两个相邻的拔风井的井径不同时产生的充氧效果不同：井径越大产生的充氧效果越明显。拔风井高度差越大产生的充氧效果越佳，可通过拔风井高度差的控制来控制管网系统的充氧效果，根据管网中的不同管径管段及其充氧需求选取不同的拔风井径。将拔风装置之间的检查井井盖加工成新型无孔密闭型，从而使得拔风装置之间的管段空气流通更加强烈，复氧效果更加明显有效，拔风装置固定于沿途的建筑上或加工成电线杆、电灯固定装置，一举多得。而检查井盖做成无孔密闭型，不应影响事故时检查井的打开及对管道的检修。本发明通过局部回流的方式，延长污水在管道内的停留时间，以保证污水中有机物得到有效的处理。本发明的方法可以将污水的COD值降低30％～70％，使进入污水厂的待处理污水水质变好，并使待处理水的水量减小。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是填料为组合式填料，组合式填料由硬化骨架和缚在骨架上的硬纤维丝组成。其它与具体实施方式一相同。

本实施方式的硬化填料为骨架具有一定的机械强度，在水流流速较大的排水管道中尤为重要。组合式填料中的硬纤维丝为软性填料，充分利用软性填料的表面积一方面易于挂膜，另一方面在降雨时，易于在雨水冲刷作用下，使得表面老化生物膜脱落及时进行生物膜结构更新，保证其处理效果。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是填料为可降解材料。其它与具体实施方式一相同。

本实施方式中的填料为可降解材料，可以防止长期使用后填料堵塞。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是在排水管网中选取长度为1000m～4000m的管道段。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是向管道中添加填料使污水的流速为未添加填料时污水流速的40％～80％。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是填料上微生物量为2000mg/L～4000mg/L。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是回流污水的体积与为管道中污水体积流量的20％～90％。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是高拔风装置的高度为7m～9m，低拔风装置的高度为1.2m～1.8m，拔风装置的管径为该管段管径的22％～28％。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是拔风装置相距150m～400m。其它与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤一中填料上微生物的培养过程为：将填料浸入COD为250mg/L～380mg/L、氮为50mg/L～60mg/L、磷5mg/L～8mg/L的水中，在温度为25℃～32℃的条件下，培养15天，得到负载在填料上的微生物。其它与具体实施方式一至九相同。

本发明用以下试验验证本发明的有益效果：

试验一：(请参考附图1和图2)本试验的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法如下：在排水管网中选择长度为500m的污水管道1，向污水管道中添加组合式填料，使污水的流速为未设置填料时污水流速的70％，组合式填料上微生物量为3000mg/L；设置回流管2，回流污水的体积与为管道1中污水体积流量的40％，在管道1上设置高低相间的高拔风管3和低拔风管4，并将拔风管间的检查井密封，高拔风管的高度为5m，低拔风管的高度为1m，高拔风管和低拔风管的管径均为40cm，高拔风管和低拔风管之间相距100m；将污水排入该污水管道1，水力停留时间为4小时，完成排水管道污水生物处理。

其中填料为组合式填料，其结构如图2所示，组合式填料由硬化骨架5和缚在骨架上的硬纤维丝6组成，在硬化骨架5正中间留有中心圆孔7，用一条尼龙绳穿过中心圆孔7将硬化骨架贯穿，使骨架垂直于水面安装，有利于水流流动，同时起到扰流的作用，既防止纤维丝表面生物膜长期使用后结团，同时有利于微生物对水中有机物的吸收去除。绳上添加薄壁套管的方法控制填料间距离，有利于减小水流阻力，防止堵塞。

本试验中组合式填料上微生物的培养过程：将组合式填料浸入COD为350mg/L、氮为60mg/L、磷7mg/L的污水中，在温度为30℃的条件下，培养15天之后获得的。

本试验中，进入本试验的管道1中的污水的指标为：COD为300mg/L～350mg/L。

经过本试验的处理后的污水的指标为：COD为130mg/L～150mg/L。

利用本试验的方法，通过强化复氧，和循环运行模式，来强化排水管道中生物膜内微生物对管道污水中污染物的处理效果，使进入污水厂的待处理污水水质变好，并使待处理水的水量减小，从而降低水厂进水污染物浓度，降低水厂的运行负荷，缓解水厂高负荷运行状态。对水污染的防治、水环境的保护，起到了积极的作用。

Claims

1.一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法如下：在排水管网中选择长度为300m～5000m的污水管道，向污水管道中添加填料使污水的流速为未添加填料时污水流速的30％～100％，填料上微生物量为1000～5000mg/L；同时设置回流管道，回流污水的体积与为管道中污水体积流量的10％～100％；在管道上设置高、低相间的拔风装置并将拔风装置间的检查井密封，高拔风装置的高度为5m～10m，低拔风装置的高度为1m～2m，拔风装置的管径为该管段管径的20％～30％，拔风装置相距100m～500m；将污水排入该污水管道，水力停留时间为3～5小时，完成排水管道污水生物处理。

2.根据权利要求1所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于填料为组合式填料，组合式填料由硬化骨架和缚在骨架上的硬纤维丝组成。

3.根据权利要求1所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于填料为可降解材料。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于在排水管网中选取长度为1000m～4000m的管道段。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于向管道中添加填料使污水的流速为未添加填料时污水流速的40％～80％。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于填料上微生物量为2000mg/L～4000mg/L。

7.根据权利要求1、2或3所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于回流污水的体积与为管道中污水体积流量的20％～90％。

8.根据权利要求1、2或3所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于高拔风装置的高度为7m～9m，低拔风装置的高度为1.2m～1.8m，拔风装置的管径为该管段管径的22％～28％。

9.根据权利要求1、2或3所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于拔风装置相距150m～400m。

10.根据权利要求1、2或3所述的一种强化复氧的循环式排水管道污水生物处理方法，其特征在于步骤一中填料上的微生物的培养过程如下：将填料浸入COD为250mg/L～380mg/L、氮为50mg/L～60mg/L、磷5mg/L～8mg/L的水中，在温度为25℃～32℃的条件下，培养15天，得到负载在填料上的微生物。