CN104591489A - 一种污水处理系统和污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污水处理系统，包括多功能池、厌氧池和二沉池，其中，所述多功能池和所述厌氧池相连接，所述二沉池中的污泥能够回流至所述厌氧池，并能够可调地回流至所述多功能池。此外，本发明还提供了一种污水处理方法，包括：将二沉池的部分回流污泥回流到多功能池，并将全部污水进水引入到所述多功能池进行处理；和将所述二沉池的剩余的回流污泥回流至厌氧池，并将所述多功能池的出水引入到所述厌氧池进行处理。本发明的污水处理系统和污水处理方法能够主动应对异常进水的情况，规避运行风险，确保污水处理厂的稳定运行。

Description

一种污水处理系统和污水处理方法

技术领域

本发明涉及城市污水处理领域，具体地，涉及一种污水处理系统和污水处理方法。

背景技术

新建污水处理厂或者老污水厂提标改造时，对于污水处理工艺的选择和设计大多基于正常的进水状况下，未考虑异常进水的冲击。但很多污水处理厂实际运行过程中却存在很多的突发情况，例如高浓度进水冲击、重金属和有毒有害物质的中毒、泥沙类高悬浮物(Suspended Solids，SS)无机颗粒物以及油类物质的冲击等。虽然这些情况并非污水处理厂的常态化问题，但是一旦发生，以污水处理厂现有的设计理念和工艺功能难以主动应对，即使采取应对措施，其花费的人力、物力成本也很高，最终采取的对策往往是减少进水，并完全依靠活性污泥系统自身的抗冲击能力。影响轻时，活性污泥系统内微生物平衡可能被打破，承受能力越差的功能细菌受冲击越大，最终影响硝化、反硝化、生物除磷等反应过程，导致出水超标。影响严重时，活性污泥系统瘫痪，恢复周期很长，使污水厂无法正常运行。

因此，需要提供一种污水处理系统和污水处理方法，以主动应对异常进水的情况，规避运行风险，确保污水处理厂的稳定运行。

发明内容

本发明一方面提供了一种污水处理系统，包括多功能池、厌氧池和二沉池，其中，所述多功能池和所述厌氧池相连接，所述二沉池中的污泥能够回流至所述厌氧池，并能够可调地回流至所述多功能池。

可选地，所述多功能池包括混合区和沉淀区，所述混合区具有混合吸附功能，且所述沉淀区具有吸附沉淀功能。

可选地，所述混合区中装有搅拌设备。

可选地，所述沉淀区设有排泥管，以将所述沉淀区的沉淀污泥排出。

可选地，所述污水处理系统还包括缺氧池，所述缺氧池与所述厌氧池相连接。

可选地，所述污水处理系统还包括好氧池，所述好氧池与所述缺氧池相连接，且所述好氧池的出水能够部分回流至所述厌氧池和所述缺氧池。

可选地，所述好氧池与所述二沉池相连接。

本发明的另一方面还提供了一种污水处理方法，包括以下步骤：

将二沉池的部分回流污泥回流到多功能池，并将全部污水进水引入到所述多功能池进行处理；和

将所述二沉池的剩余的回流污泥回流至厌氧池，并将所述多功能池的出水引入到所述厌氧池进行处理。

可选地，所述多功能池包括混合区和沉淀区，在所述多功能池内处理所述污水进水的步骤包括：在所述混合区，将所述污水进水与所述回流污泥进行充分混合；和

在所述沉淀区，用所述回流污泥吸附沉淀所述污水进水中的高浓度有机物、重金属、无机胶体、无机颗粒物、和/或油类物质。

可选地，所述污水进水在所述混合区的停留时间为20min-40min，在所述沉淀区的停留时间为50min-70min。

可选地，回流到所述多功能池的回流污泥占总回流污泥量的10％-20％。

可选地，所述回流污泥的浓度在3000mg/L-4000mg/L。

可选地，所述方法进一步包括将所述厌氧池的出水引入到缺氧池进行处理。

可选地，所述方法进一步包括将所述缺氧池的出水引入到好氧池进行处理。

可选地，所述方法进一步包括将所述好氧池的出水引入到所述二沉池进行处理。

可选地，所述方法进一步包括将所述好氧池的部分出水回流至所述缺氧池的步骤。

可选地，所述方法进一步包括将所述好氧池的部分出水回流至所述厌氧池的步骤。

可选地，所述污水为异常水质的污水，所述异常水质的污水包括：高 浓度有机废水、重金属废水、高浓度无机胶体废水、高浓度无机颗粒物废水、和/或含油废水。

本发明的污水处理系统和污水处理方法具有以下优点：

1)本发明的污水处理系统和污水处理方法中的多功能池兼具初沉池、调节池、吸附沉淀池等多种功能，并可以灵活转换，在正常进水和异常进水条件下均可实现出水的稳定达标；

2)能够将大量高浓度有机物、无机胶体、无机颗粒物、油类物质等在进入生物反应池前去除，具有抗高负荷冲击的优势；

3)针对短时间高浓度有机负荷，还具有平衡负荷冲击的作用；

4)能够将重金属等有毒物质在进入生物反应池前去除，避免了重金属类有毒废水对活性污泥系统的破坏。

附图说明

图1为在污水进水为正常水质情况下时，本发明的污水处理方法的一实施例的工艺流程图。

图2为在污水进水为异常水质情况下时，本发明的污水处理方法的一实施例的工艺流程图。

图3为本发明的污水处理系统的一实施例中的多功能池的结构。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

目前，城市污水管网监管压力较大，偷排现象时有发生，污水水源性质较为复杂，基于现实考虑，本发明从设计上出发，在污水处理系统的功能结构上增加了异常进水时运行过程的可调控性，以主动应对进水异常情况，规避运行风险，确保污水处理厂的稳定运行。

以下结合本发明的具体实施例，对本发明的污水处理系统和污水处理方法进行说明。

本发明的一个方面提供了一种污水处理系统，包括多功能池、厌氧池 和二沉池，其中，所述多功能池和所述厌氧池相连接，所述二沉池中的污泥能够回流至所述厌氧池，并能够可调地回流至所述多功能池。

在常规的污水处理系统中，通常只有从二沉池到厌氧池的一个回流点，而本发明的污水处理系统中具有多功能池，并可调控地增加了从二沉池到所述多功能池的回流点。其中，当污水进水为正常水质情况时，二沉池的污泥全部回流至厌氧池。而当污水进水为异常水质情况时，例如污水进水为高浓度有机废水、重金属废水、高浓度无机胶体废水、高浓度无机颗粒物废水、和/或含油废水时，则将二沉池的部分回流污泥回流到多功能池，并将全部污水进水引入到所述多功能池进行处理。这样就可以利用多功能池内的活性污泥，将大量高浓度有机物、重金属、无机胶体、无机颗粒物、和/或油类物质等在进入后续的生物反应池前去除，从而避免了它们对后续活性污泥系统的冲击和破坏。

具体地，在本发明的污水处理系统的一个实施例中，所述多功能池包括混合区和沉淀区，如图3所示，所述混合区具有混合吸附功能，且所述沉淀区具有吸附沉淀功能。此时所述多功能池作为生物絮凝沉淀池使用。

具体地，如图3所示，所述混合区中可以装有搅拌设备，以实现污水进水与回流污泥的充分混合，这时污水进水中的大部分的高浓度有机物、重金属、无机胶体、无机颗粒物、和/或油类物质被吸附在活性污泥表面；所述沉淀区也以装有搅拌设备，在沉淀区，回流污泥继续吸附并沉淀上述物质，起到了一级强化处理的作用。这样，在污水进水为异常水质的情况时，高浓度有机物、重金属、无机胶体、无机颗粒物、和/或油类物质等被吸附在多功能池内，避免了其对后续生物处理单元的干扰，有效降低了冲击负荷对污泥系统造成的影响。

在本发明的污水处理系统的一个实施例中，所述沉淀区设有排泥管，以将所述沉淀区的沉淀污泥排出，以达到从生物系统中排出的目的。在使用本发明污水处理系统的实际操作中，多功能池内的沉淀污泥可以采取两种处理措施：一是，针对长时间高浓度有机负荷的废水、重金属类有毒废水、高浓度无机胶体废水、高浓度无机颗粒物废水、和/或含油废水，沉淀污泥可直接通过排泥管从多功能池排出，并进入污泥脱水车间脱水。此时可加大污泥回流量甚至停止剩余污泥的排放，使原剩余污泥在多功能池再次利用后再进行脱水外运。二是，针对短时间高浓度有机负荷的废水，经 吸附沉淀后的污泥可保留在多功能池，当进水恢复正常后，再逐渐启动多功能池搅拌装置，将吸附沉淀大量有机物质的污泥逐步排入后续生物处理单元，达到平衡负荷冲击的作用。

可选地，所述污水处理系统还包括缺氧池，所述缺氧池与所述厌氧池相连接。可选地，所述污水处理系统还包括好氧池，所述好氧池与所述缺氧池相连接，且所述好氧池的出水能够部分回流至所述厌氧池和所述缺氧池。

具体地，在本发明的污水处理系统的一个实施例中，所述污水处理系统包括与所述厌氧池相连接的缺氧池、以及与所述缺氧池相连接的好氧池，且所述好氧池的出水能够部分回流至所述厌氧池和所述缺氧池，亦即，在该实施例中，包括了改良的厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic，AAO)系统。

本发明的污水处理系统中，所述厌氧池中的厌氧细菌能够将污水中的有机物分解、代谢、消化，使得污水中的有机物含量大幅减少。

本发明的污水处理系统中，所述缺氧池能够进行反硝化过程，此外，所述缺氧池的异养菌能够将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，从而提高了污水的可生化性，提高了后续在好氧池处理时的氧化分解的效率。

本发明的污水处理系统中，在所述好氧池中，能够进行氧化降解有机物、进行硝化反应和吸收磷等。

为确保厌氧处理和反硝化的效率，特别是反硝化的效率，所述好氧池的部分出水可再回流至所述厌氧池和所述缺氧池，以对好氧池的出水进行进一步的厌氧处理和反硝化处理，特别是可以将在氧化池中通过硝化反应产生的NO₃ ^-，在缺氧池中通过反硝化作用还原为分子态氮(N₂)而完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

可选地，所述好氧池还与所述二沉池相连接，以使得所述好氧池的出水能够进入所述二沉池，分离活性污泥后作为出水排放，而活性污泥则根据所要处理的污水的水质情况，全部回流到厌氧池，或部分回流到厌氧池，并部分回流到多功能池。

本发明的另一方面还提供了一种污水处理方法，包括以下步骤：

将二沉池的部分回流污泥回流到多功能池，并将全部污水进水引入到所述多功能池进行处理；和

将所述二沉池的剩余的回流污泥回流至厌氧池，并将所述多功能池的出水引入到所述厌氧池进行处理。

本发明的污水处理方法主要是针对所述污水为异常水质的污水的情况，所述异常水质的污水可以包括：高浓度有机废水、重金属废水、高浓度无机胶体废水、高浓度无机颗粒物废水、和/或含油废水。

具体地，在本发明的污水处理方法中，所述多功能池包括混合区和沉淀区，所述多功能池的结构如图3所示，在所述多功能池内处理污水的步骤进一步包括：在所述混合区，将所述污水进水与所述回流污泥进行充分混合；和

在所述沉淀区，用所述回流污泥吸附沉淀所述污水进水中的高浓度有机物、重金属、无机胶体、无机颗粒物、和/或油类物质。

所述污水进水在所述混合区的停留时间可以为20min-40min，在所述沉淀区的停留时间可以为50min-70min，具体地，在本发明的污水处理方法的一个实施例中，在所述混合区的停留时间为30min，在所述沉淀区的停留时间为1小时。

在本发明的污水处理方法中，回流到所述多功能池的回流污泥可以占总回流污泥量的10％-20％，在本发明的污水处理方法的实施例中，回流到所述多功能池的回流污泥占总回流污泥量的15％-20％。

在本发明的污水处理方法中，所述回流污泥的浓度可以为3000mg/L-4000mg/L。

在本发明的污水处理方法中，在将所述多功能池的出水引入到所述厌氧池进行处理时，厌氧池中的厌氧细菌能够将污水中的有机物分解、代谢、消化，使得污水中的有机物含量大幅减少。

可选地，所述方法进一步包括将所述厌氧池的出水引入到缺氧池进行处理，以进行反硝化过程，而且，所述缺氧池的异养菌能够将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，从而提高了污水的可生化性。

可选地，所述方法进一步包括将所述缺氧池的出水引入到好氧池进行 处理，以氧化降解有机物和进行硝化反应。

为确保厌氧处理和反硝化的效率，特别是反硝化的效率，所述方法可以进一步包括将所述好氧池的部分出水回流至所述缺氧池的步骤，以及进一步包括将所述好氧池的部分出水回流至厌氧池的步骤，以对好氧池的出水进行进一步的厌氧处理和反硝化处理，特别是在氧化池中通过硝化反应产生的NO₃ ^-，可以在缺氧池中通过反硝化作用被还原为分子态氮(N₂)而完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

可选地，所述方法进一步包括将所述好氧池的出水引入到二沉池进行处理，以分离污泥，得到澄清的出水。

在本发明的污水处理方法的一个实施例中，即采用了多功能池处理+上述改良AAO(厌氧-缺氧-好氧)工艺，工艺流程如图2所示。

对于污水为正常水质的情况，则无需将二沉池的部分回流污泥回流到多功能池，全部回流至厌氧池即可，然后将污水进水部分引入到多功能池、部分引入到厌氧池，按照改良的AAO工艺的运行方式进行调控即可，工艺流程如图1所示。

本发明的污水处理系统和污水处理方法的原理如下：

在现有活性污泥工艺理论的基础上，将生物絮凝和生物处理工艺有机结合和应用，基于改良AAO工艺，将原选择池改造为由混合区和沉淀区组成的多功能池，增加了由二沉池到多功能池的回流点，污泥回流由原来的一点回流增加为两点回流，形成了一种两点污泥回流的M(多功能池)+AAO工艺，可有效应对为异常水质时的城市污水处理。

在污水为正常水质的情况下，全部回流污泥和部分进水进入厌氧池，反硝化回流污泥中的硝态氮，部分进水进入多功能池，按照改良AAO工艺的运行方式进行调控，提高生物脱氮除磷效率，实现出水稳定达标。而当污水进水为异常水质情况时，例如污水进水为高浓度有机废水、重金属废水、高浓度无机胶体废水、高浓度无机颗粒物废水、和/或含油废水时，则将二沉池的回流污泥10％-20％回流至多功能池，80％-90％则回流至厌氧池。此时多功能池作为生物絮凝沉淀池使用。在混合区，进水中的有机物、重金属、无机胶体、无机颗粒物、和/或油类迅速与回流污泥混合，在沉淀区，回流污泥吸附沉淀上述物质，起到一级强化处理的作用。多功能池处理后的污水再进入厌氧池与其余80％～90％的活性污泥混合，进行有机物 的生物降解、脱氮除磷等反应，实现污水的达标排放。

实施例1

在正常进水水质条件下，以改良AAO模式运行，即：将二沉池的污泥全部回流至厌氧池，使污水部分进入过多功能池、部分进入厌氧池进行处理，然后再依次进入缺氧池和好氧池进行处理，并使厌氧池的部分出水进一步回流至厌氧池和缺氧池进行厌氧和反硝化处理，另一部出水则进入二沉池，分离活性污泥后作为出水，其中：混合液污泥浓度(mixed liquid suspended solids，MLSS)是3000～5000mg/L，混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度(mixed liquor volatile suspended solids，MLVSS)是1800～2800mg/L，SV30为20-40％，溶解氧为1.5mg/L-4.0mg/L，外回流比为50％-120％，内回流比为100％-200％，污泥龄为18d。连续运行5个月，COD(化学需氧量，Chemical Oxygen Demand)、SS、氨氮、总氮、总磷指标均稳定达到国际一级A排放标准。其中COD去除率达到90-93％，SS去除率达到93-96％，氨氮去除率达到94-97％，总氮去除率达到74-80％，总磷去除率达到94-96％。

实施例2

在异常进水水质条件下，将二沉池的部分回流污泥回流到多功能池，并将全部污水进水引入到多功能池进行处理，然后再将经多功能池处理的出水依次进入到厌氧池、缺氧池和好氧池进行处理，以改良的AAO工艺进行有机物的生物降解、脱氮除磷等反应。其中所述多功能池的运行参数为：混合区停留时间为30min，沉淀区停留时间为1小时；回流污泥占总回流污泥量的15％-20％；污泥浓度在3000mg/L-4000mg/L。

1)在进水浓度SS为512mg/L时，多功能池对SS的吸附去除率达到了81.45％～85.16％，大量的无机颗粒物未进入后续生物反应单元，并且出水COD和氨氮值均稳定达到一级A标准。

2)在多功能池污泥回流比为20％时，经过多功能池吸附，进水中的矿物油浓度由进水的300mg/L降至多功能池出水的20mg/L左右，去除率在91.33％～93.33之间，剩余矿物油对活性污泥的影响较小，出水COD和氨氮的运行效果未受影响，可稳定达到一级A标准。

3)在进水Cr⁶⁺和Cu²⁺浓度为20mg/L，多功能池污泥回流比为20％时， 多功能池出水Cr⁶⁺和Cu²⁺的平均浓度分别是0.65mg/L和0.13mg/L，多功能池对Cr⁶⁺和Cu²⁺的平均去除率达到了96.74％和99.35％。

4)高浓度废水浓度为723mg/L时，多功能池出水COD平均值为144mg/L，多功能池对高浓度有机废水的平均去除率达到80.05％。

本发明的污水处理系统和污水处理方法够主动应对异常进水的情况，规避运行风险，确保污水处理厂的稳定运行，具有以下优点：

1)本发明的污水处理系统和污水处理方法中的多功能池兼具初沉池、调节池、吸附沉淀池等多种功能，并可以灵活转换，在正常进水和异常进水条件下均可实现出水的稳定达标；

2)能够将大量高浓度有机物、无机胶体、无机颗粒物和油类物质等在进入生物反应池前去除，具有抗高负荷冲击的优势；

3)针对短时间高浓度有机负荷，还具有平衡负荷冲击的作用；

4)能够将重金属等有毒物质在进入生物反应池前去除，避免了重金属类有毒废水对活性污泥系统的破坏。

5)集合了一级生物强化絮凝工艺、A-B(吸附生物降解，Adsorption Biodegradation)工艺、改良AAO工艺的特点，集多种工艺优点为一体。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (18)

1.一种污水处理系统，其特征在于，包括多功能池、厌氧池和二沉池，其中，所述多功能池和所述厌氧池相连接，所述二沉池中的污泥能够回流至所述厌氧池，并能够可调地回流至所述多功能池。

2.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述多功能池包括混合区和沉淀区，所述混合区具有混合吸附功能，且所述沉淀区具有吸附沉淀功能。

3.如权利要求2所述的污水处理系统，其特征在于，所述混合区中装有搅拌设备。

4.如权利要求2所述的污水处理系统，其特征在于，所述沉淀区设有排泥管，以将所述沉淀区的沉淀污泥排出。

5.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统还包括缺氧池，所述缺氧池与所述厌氧池相连接。

6.如权利要求5所述的污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统还包括好氧池，所述好氧池与所述缺氧池相连接，且所述好氧池的出水能够部分回流至所述厌氧池和所述缺氧池。

7.如权利要求6所述的污水处理系统，其特征在于，所述好氧池与所述二沉池相连接。

8.一种污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

将二沉池的部分回流污泥回流到多功能池，并将全部污水进水引入到所述多功能池进行处理；和

将所述二沉池的剩余的回流污泥回流至厌氧池，并将所述多功能池的出水引入到所述厌氧池进行处理。

9.如权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，所述多功能池包括混合区和沉淀区，在所述多功能池内处理所述污水进水的步骤包括：在所述混合区，将所述污水进水与所述回流污泥进行充分混合；和

在所述沉淀区，用所述回流污泥吸附沉淀所述污水进水中的高浓度有机物、重金属、无机胶体、无机颗粒物、和/或油类物质。

10.如权利要求9所述的污水处理方法，其特征在于，所述污水进水在所述混合区的停留时间为20min-40min，在所述沉淀区的停留时间为50min-70min。

11.如权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，回流到所述多功能池的回流污泥占总回流污泥量的10％-20％。

12.如权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，所述回流污泥的浓度在3000mg/L-4000mg/L。

13.如权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述厌氧池的出水引入到缺氧池进行处理。

14.如权利要求13所述的污水处理方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述缺氧池的出水引入到好氧池进行处理。

15.如权利要求14所述的污水处理方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述好氧池的出水引入到所述二沉池进行处理。

16.如权利要求14所述的污水处理方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述好氧池的部分出水回流至所述缺氧池的步骤。

17.如权利要求14所述的污水处理方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述好氧池的部分出水回流至所述厌氧池的步骤。

18.如权利要求8-17中任一项所述的污水处理方法，其特征在于，所述污水为异常水质的污水，所述异常水质的污水包括：高浓度有机废水、重金属废水、高浓度无机胶体废水、高浓度无机颗粒物废水、和/或含油废水。