CN104860487B - A-a-o处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及A‑A‑O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法，先去除大块杂物，再去除较小杂质，对污水进行分配，进行工艺设计生化处理，对处理后的混合液进行固液分离，澄清水排往过滤池，污泥回流至污泥反硝化池和缺氧池，剩余污泥送至污泥浓缩池，沉淀池的出水流向过滤池，进一步去除水中的有机物，反冲洗的水流回集水池，经过滤的水进入紫外线进行消毒，尾水排入导流通道，污泥反硝化池位于工艺首端，可优先获得原水中的碳源进行反硝化，有利于提高脱氮效率；消除了硝酸盐对厌氧池释放磷的不利影响，微生物厌氧释磷后直接进入好氧环境，在厌氧条件下形成的吸磷动力可以得到更充分利用，TP（以磷酸盐计）的生化去除率可达63%。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，具体涉及一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法。
背景技术
自党的十八大以来，党中央和国务院领导对污水综合治理十分重视，将其作为当前和今后一段时间在城市、工业企业基本建设和环境保护领域中重点支持的产业之一。国家环境保护部先后以司发文和发布公告的方式，要求城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行 城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级A排放标准。而目前运行的城市污水处理厂虽然进行一级A提标改造，但受技术条件、工艺条件的影响，出水总氮、总磷不能稳定达标。如要总氮稳定达标一般都要外加碳源，从而提高了运营成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法，其具体步骤为：
步骤1）来自城市截污管网的污水首先经粗格栅去除大块杂物，并在粗格栅前后设置方形铸铁闸门以便检修；
步骤2）经过粗格栅过滤后的污水进入集水池，由潜水泵提升污水进入细格栅，用以去除较小杂质；
步骤3）对经过细格栅的污水进行分配：10％进入污泥反硝化池；15%进入生化池的缺氧区；75%进入旋流沉砂池；污泥反硝化池水力停留时间HRT为1小时；
步骤4）进入旋流沉砂池的污水经砂水分离器分离泥砂，污水进入生化池的厌氧区；
步骤5）生化处理部分由倒置A-A-O和A-O两段组成，采用多点分段进水，原水进入每段的缺氧区，为反硝化提供碳源，进行反硝化脱氮反应后的混合污水再进入好氧区，进行硝化及吸磷反应：
步骤5.1）厌氧区的出水进入A-A-O段的好氧Ⅰ区，好氧Ⅰ区的水力停留时间为4.3h，污泥浓度为2800-3500mg/L，由于污泥浓度较高，剩余污泥产量低，好氧池的污泥龄很长，可达25～30天，因此为硝化反应提供了良好的条件，保证了出水NH3-N达标；
步骤5.3）在倒置A-A-O工艺段后设置以脱氮功能为主的A-O段，主要是为污水进一步提供硝化和反硝化环境，强化脱氮效果，倒置A-A-O段的出水直接进入A-O段，A-O段缺氧区溶解氧DO控在0.3～0.5mg/L，水力停留时间约3.6h，A-O段的好氧Ⅱ区水力停留时间为4.3h，溶解氧DO控制在2～4mg/L；
步骤6）经好氧Ⅱ区处理后的混合液进入沉淀池进行固液分离，澄清水从池上部排往过滤池作进一步净化，污泥由回流泵抽吸回流至污泥反硝化池和缺氧池，污泥回流比为100％，当好氧Ⅱ区污泥超过3500 mg/L时，由回流泵把剩余污泥加压送至污泥浓缩池；
步骤7）沉淀池的出水流向过滤池，经过过滤池的处理进一步去除水中的悬浮物和氮等有机物，经过滤的水进入消毒渠进行紫外线消毒处理，尾水排入导流通道；
步骤8）从生化池厌氧区抽取的剩余污泥和回流泵排出的剩余好氧污泥均在污泥浓缩均质池充分浓缩，由计量泵提升与药剂聚丙烯酰胺混合后送至污泥浓缩脱水间，在污泥浓缩脱水一体机脱水过程中产生的污水流回集水池，脱水后的污泥经皮带运输机输送到运输车，然后外运至焚烧处处理；
步骤9）工艺设计预期通过排除剩余污泥减少水中磷的含量，如磷的含量不能降至0.5mg/l以下，在生化池出水口加入少量除磷药剂AI2（SO4）3絮凝沉淀，并经过滤、消毒后排放，以确保出水达标。
进一步地，步骤2中，所述的潜水泵工作根据池中水位实现自控，安装潜水泵4台每台45kw，Q=800m3/h，H=14m。
进一步地，步骤2中，所述的细格栅缝宽3mm。
进一步地，步骤5中，厌氧区设置厌氧水解生物反应器，该反应器为下布水升流式污泥床，利用在污泥床平面内均匀的布水点和升流时的水力淘洗作用实现污水和水解污泥的充分混合，在不采用水下搅拌器即无动力消耗的情况下，取代了传统的初沉池和污泥消化池，降解有机物，去除悬浮物，实现了污水和污泥的一次性处理，在同可比条件下，污泥产量可降低40～50%。
进一步地，步骤7中，过滤池内设置过滤层，过滤层是由卵石和粗砂组成，其表面生长生物膜，生物膜中的微生物进一步截留和分解水中的有机物，设计采用由PLC控制反冲洗过滤层，反冲洗的水流回集水池。
本发明的有益效果是：A-A-O处理工艺的一级A提标改造后不外加碳源使出水总氮、总磷稳定达标，降低了运营成本。碳源以醋酸钠为计：投加浓度0.02kg/m3, 0.20万元/吨。20000m3/d的城市污水处理厂每天需投加400kg的醋酸钠，如通过此项处理工艺的整改和运行模式的优化，每年可节约醋酸钠28万元。
增加污泥反硝化池位于工艺首端，可优先获得原水中的碳源进行反硝化，同时由于污泥回流比大，因此有利于提高脱氮效率；由于回流污泥带入的硝酸盐在污泥反硝化池得到充分的反硝化，消除了硝酸盐对厌氧池释放磷的不利影响，且所有回流污泥都经历了完整的厌氧释磷—好氧吸磷的过程，微生物厌氧释磷后直接进入好氧环境，在厌氧条件下形成的吸磷动力可以得到更充分利用，因而排放的剩余污泥中的含磷量更高，TP（以磷酸盐计）的生化去除率可达63%。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程图。
附图2是硝酸盐氮与总氮的数据曲线图。
附图3是7月份出水总氮和总磷数据曲线图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
从附图1可以看出，一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法，其具体步骤为：
步骤1）来自城市截污管网的污水首先经粗格栅去除大块杂物，并在粗格栅前后设置方形铸铁闸门以便检修；
步骤2）经过粗格栅过滤后的污水进入集水池，由潜水泵提升污水进入细格栅，潜水泵设置4台每台45kw，Q=800m3/h，H=14m，细格栅缝宽3mm，用以去除较小杂质；
步骤3）对经过细格栅的污水进行分配：10％进入污泥反硝化池；15%进入生化池的缺氧区；75%进入旋流沉砂池；污泥反硝化池水力停留时间HRT为1小时；
步骤4）进入旋流沉砂池的污水经砂水分离器分离泥砂，污水进入生化池的厌氧区；
步骤5）生化处理部分由倒置A-A-O和A-O两段组成，采用多点分段进水，原水进入每段的缺氧区，为反硝化提供碳源，进行反硝化脱氮反应后的混合污水再进入好氧区，进行硝化及吸磷反应：
厌氧区设置厌氧水解生物反应器，该反应器为下布水升流式污泥床，利用在污泥床平面内均匀的布水点和升流时的水力淘洗作用实现污水和水解污泥的充分混合，在不采用水下搅拌器即无动力消耗的情况下，取代了传统的初沉池和污泥消化池，降解有机物，去除悬浮物，实现了污水和污泥的一次性处理，在同可比条件下，污泥产量可降低40～50%；
步骤5.1）厌氧区的出水进入A-A-O段的好氧Ⅰ区，好氧Ⅰ区的水力停留时间为4.3h，污泥浓度为2800-3500mg/L，由于污泥浓度较高，剩余污泥产量低，好氧池的污泥龄很长，可达25～30天，因此为硝化反应提供了良好的条件，保证了出水NH3-N达标；
步骤5.3）在倒置A-A-O工艺段后设置以脱氮功能为主的A-O段，主要是为污水进一步提供硝化和反硝化环境，强化脱氮效果，倒置A-A-O段的出水直接进入A-O段，A-O段缺氧区溶解氧DO控在0.3～0.5mg/L，水力停留时间约3.6h，A-O段的好氧Ⅱ区水力停留时间为4.3h，溶解氧DO控制在2～4mg/L；
步骤6）经好氧Ⅱ区处理后的混合液进入沉淀池进行固液分离，澄清水从池上部排往过滤池作进一步净化，污泥由回流泵抽吸回流至污泥反硝化池和缺氧池，污泥回流比为100％，当好氧Ⅱ区污泥超过3500 mg/L时，由回流泵把剩余污泥加压送至污泥浓缩池；
步骤7）沉淀池的出水流向过滤池，经过过滤池的处理进一步去除水中的悬浮物和氮等有机物，过滤池内设置过滤层，过滤层是由卵石和粗砂组成，其表面生长生物膜，生物膜中的微生物进一步截留和分解水中的有机物，设计采用由PLC控制反冲洗过滤层，反冲洗的水流回集水池，经过滤的水进入消毒渠进行紫外线消毒处理，尾水排入导流通道；
步骤8）从生化池厌氧区抽取的剩余污泥和回流泵排出的剩余好氧污泥均在污泥浓缩均质池充分浓缩，由计量泵提升与药剂聚丙烯酰胺混合后送至污泥浓缩脱水间，在污泥浓缩脱水一体机脱水过程中产生的污水流回集水池，脱水后的污泥经皮带运输机输送到运输车，然后外运至焚烧处处理；
步骤9）工艺设计预期通过排除剩余污泥减少水中磷的含量，如磷的含量不能降至0.5mg/l以下，在生化池出水口加入少量除磷药剂AI2（SO4）3絮凝沉淀，并经过滤、消毒后排放，以确保出水达标。
实施例
将本发明应用于某一污水处理厂，从2011年运行至今出水水质一直都稳定达标，但在2012年上半年TN数据出现异常波动。针对这次波动，在2012年5月份由发明人负责解决此问题，对出水TN的波动进行分析和调试。经过对污水处理进水数据尤其是出水异常波动数据的分析后，发明人决定分三个阶段对TN的稳定达标进行调试。下面通过这次调试对本发明作进一步说明。
第一阶段：6月1日-6月10日
这阶段主要是分析3-5月份化验数据（见表1）。针对出水数据波动较大的现象，对进水进行1:2:3的重新分配，同时调整缺氧区以回流污泥作为外加碳源来考虑。在前置反硝化池内增加6台/套高速喷射器，以强化硝酸盐氮的转化。对排泥进行时间及排放量的调整，在污泥床未形成前以排放生化系统的剩余污泥为主。
表1 3-5月份化验数据（TN）分析 单位：mg/L
从表1可以看出，虽然出水数值达标但离我们的内部控制值13.5 mg/L，还是有一定的差距。
对于TN的去除在此阶段发现：出水中的DO值2-3 mg/L偏高，使得回流污泥带入大量的DO进入缺氧池或反硝化池，从而在一定程度上影响了反硝化的效果，此时总氮的去除率比实际的总氮的去除率约低15-17%。
第二阶段：6月11日-6月21日
这阶段以南生产线调控为主，主要是对风机的级配进行调整。
在保证氨氮达标的前提下，现场将风机有一台75KW和一台55KW的组合形式更改为2台55KW 风机的组合。加大缺氧区的回流污泥量，同时控制缺氧区溶解氧值呈单条正弦波状：谷峰控制值为0.5mg/L ；谷底控制值为0.2-0.3 mg/L。同时对硝酸盐氮进行重点监测。数据曲线如图2所示。
从图2数据曲线可以看出：在生化总氮出水中硝酸盐氮占有比例较大，约83%，随着硝酸盐氮浓度的下降总氮浓度亦随之降低。因此，缺氧区硝酸盐氮浓度控制值为6.7-9.5mg/L；出水氨氮浓度控制值为1.2-4.1 mg/L，是控制出水总氮稳定达标的关键。
第三阶段：6月22日-6月29日
以第一、第二阶段的调试数据为基础对两条生产线进行综合调整。
1.对两条生产线的曝气量进行精调。北生产线根据南生产线的经验对不同处理区域和功能划分对溶解氧进行重新分配；
2.为达到较好的总磷去除率，监测厌氧区污泥床的流态。以厌氧区上清液的化验数据来指导排泥；
3.根据第二阶段的数据分析，有效地控制生化出水硝酸盐氮的浓度。
图3数据分析：总氮出水可以稳定的控制在13.5 mg/L以下，同时加强系统的排泥出水总磷数值亦也下降。个别异常数据通过投加除磷药剂（硫酸铝）可以保证达标，因此外加碳源及硫酸铝可以作为临时或紧急处理措施。
结果分析：
⑴通过近一年的运行（7月份-下年6月份）表明：前置反硝化A-A-O工艺在不外加碳源的情况下通过工艺的精调可以完成出水总氮的稳定达标；总磷问题个别情况可以通过投加除磷药剂〈AI2（SO4）3〉来保证稳定达标。
⑵溶解氧的控制：缺氧区溶解氧值呈单条正弦波状：谷峰控制值为0.5mg/L ；谷底控制值为0.2-0.3 mg/L；生化池出水控制值为0.3-0.8mg/L。
⑶根据不同的水质情况控制硝酸盐氮的浓度是总氮稳定达标的关键。
⑷生化区曝气问题：在有效地控制出水氨氮稳定达标的前提下，更改风机组合也为城镇污水处理厂的节能降耗做出贡献。
综上所诉：此次工艺的调整和调试是以总氮的稳定达标为主线。前置反硝化A-A-O工艺在不外加碳源的情况下通过工艺的精调可以完成出水总氮的稳定达标。不同的水质和不同的运行工艺及运行模式的总氮稳定达标情况有待进一步研究和探讨。
Claims (5)
1.一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法，其特征是，其具体步骤为：
步骤1）来自城市截污管网的污水首先经粗格栅去除大块杂物，并在粗格栅前后设置方形铸铁闸门以便检修；
步骤2）经过粗格栅过滤后的污水进入集水池，由潜水泵提升污水进入细格栅，用以去除较小杂质；
步骤3）对经过细格栅的污水进行分配：10％进入污泥反硝化池；15%进入生化池的缺氧区；75%进入旋流沉砂池；污泥反硝化池水力停留时间HRT为1小时；
步骤4）进入旋流沉砂池的污水经砂水分离器分离泥砂，污水进入生化池的厌氧区；
步骤5）生化处理部分由倒置A-A-O和A-O两段组成，采用多点分段进水，原水进入每段的缺氧区，为反硝化提供碳源，进行反硝化脱氮反应后的混合污水再进入好氧区，进行硝化及吸磷反应：
步骤5.1）厌氧区的出水进入A-A-O段的好氧Ⅰ区，好氧Ⅰ区的水力停留时间为4.3h，污泥浓度为2800-3500mg/L，由于污泥浓度较高，剩余污泥产量低，好氧池的污泥龄很长，可达25～30天，因此为硝化反应提供了良好的条件，保证了出水NH3-N达标；
步骤5.2）在倒置A-A-O工艺段后设置以脱氮功能为主的A-O段，主要是为污水进一步提供硝化和反硝化环境，强化脱氮效果，倒置A-A-O段的出水直接进入A-O段，A-O段缺氧区溶解氧DO控制在0.3～0.5mg/L，水力停留时间3.6h，A-O段的好氧Ⅱ区水力停留时间为4.3h，溶解氧DO控制在2～4mg/L；
步骤6）经好氧Ⅱ区处理后的混合液进入沉淀池进行固液分离，澄清水从池上部排往过滤池作进一步净化，污泥由回流泵抽吸回流至污泥反硝化池和缺氧池，污泥回流比为100％，当好氧Ⅱ区污泥超过3500 mg/L时，由回流泵把剩余污泥加压送至污泥浓缩池；
步骤7）沉淀池的出水流向过滤池，经过过滤池的处理进一步去除水中的悬浮物和氮，经过滤的水进入消毒渠进行紫外线消毒处理，尾水排入导流通道；
步骤8）从生化池厌氧区抽取的剩余污泥和回流泵排出的剩余好氧污泥均在污泥浓缩均质池充分浓缩，由计量泵提升与药剂聚丙烯酰胺混合后送至污泥浓缩脱水间，在污泥浓缩脱水一体机脱水过程中产生的污水流回集水池，脱水后的污泥经皮带运输机输送到运输车，然后外运至焚烧处处理；
步骤9）工艺设计预期通过排除剩余污泥减少水中磷的含量，如磷的含量不能降至0.5mg/l以下，在生化池出水口加入少量除磷药剂Al2（SO4）3絮凝沉淀，并经过滤、消毒后排放，以确保出水达标。
2.根据权利要求1所述的一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法，其特征是，步骤2中，所述的潜水泵工作根据池中水位实现自控，安装潜水泵4台每台45kw，Q=800m3/h，H=14m。
3.根据权利要求1所述的一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法，其特征是，步骤2中，所述的细格栅缝宽3mm。
4.根据权利要求1所述的一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法，其特征是，步骤5中，厌氧区设置厌氧水解生物反应器，该反应器为下布水升流式污泥床，利用在污泥床平面内均匀的布水点和升流时的水力淘洗作用实现污水和水解污泥的充分混合，在不采用水下搅拌器即无动力消耗的情况下，取代了传统的初沉池和污泥消化池，降解有机物，去除悬浮物，实现了污水和污泥的一次性处理，在同可比条件下，污泥产量可降低40～50%。
5.根据权利要求1所述的一种A-A-O处理工艺不外加碳源脱除总氮的污水处理方法，其特征是，步骤7中，过滤池内设置过滤层，过滤层是由卵石和粗砂组成，其表面生长生物膜，生物膜中的微生物进一步截留和分解水中的有机物，设计采用由PLC控制反冲洗过滤层，反冲洗的水流回集水池。
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| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |