CN104944679B - 一种分散型高氨氮污水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种适用于高速公路服务区、旅游业、畜禽养殖业等分散污染点源的处理及脱氮除磷分散型高氨氮污水的处理方法，首先，将污水收集至调节池后，通过水泵输送至厌氧反应池内进行流动反应；厌氧反应池内的DO控制在0.2mg/L以下；然后将厌氧反应池出水输入到缺氧反应池内流动反应，缺氧反应池内的DO控制在0.5mg/L以下；最后将缺氧反应池出水输入到曝气好氧池中进行曝气好氧反应，运行初期在曝气好氧反应池中一次性加入硅藻精土；将曝气好氧池出水输入到人工湿地，利用种植的植物对其进一步处理，人工湿地的出水排入到自然水系中。本发明方法能适应水量波动系数大、水力冲击负荷大，同时克服C/N不足反硝化及硝化碱度不足的问题，高效除磷脱氮，使系统出水稳定达到一级A标。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，尤其涉及一种分散型高氨氮污水的处理方法，适用于高速公路服务区的污水处理，同时也适用于如旅游业、畜禽养殖业等分散污染点源的处理及脱氮除磷。
背景技术
截至2014年底中国大陆高速公路的通车总里程达11.195万公里，我国高速公路服务区一般都以50公里为标准间距设置，在进行高速公路服务区规划时一般采取成对设置的方法，即道路两侧各设1处服务区，到2015年全国保有高速公路服务区数量在2000对左右。高速公路服务区污水一般由粪便污水、餐饮洗涤用水、洗车废水和加油站清洗废水组成，污水规模较小、氨氮和磷浓度高、含有油脂类污染物、水量不稳定、波动系数大、水力冲击负荷大，处理困难较大。服务区多数距离较远且远离城市无法直接纳入城市的市政污水管网，污水不经妥善处理就地排放，则会对周围环境产生不利影响，甚至造成纠纷影响服务区的正常运行，因此需要设置单独的高效除磷脱氮分散式污水处理系统进行处理。
从目前实际的工程实例来看，高速公路服务区污水对硝化起到抑制作用，采用普通的A2/O处理工艺，由于实际污水量较设计处理能力小，污水在A2/O生化池的实际水力停留时间达72h，但出水中除COD可稳定达到排放标准外，氨氮、总氮与排放标准相比还有较大差距，难以达到排放标准的要求。高速公路服务区废水的总氮较高，C/N不足，不能满足反硝化要求，基本的脱氮除磷工艺为确保反硝化脱氮需外加碳源，确保硝化效果必须维持一定的碱度还需另投加液碱，并且服务区水量变化大，因此传统脱氮除磷工艺如A2/O、Bardenpho、倒置A2/O、氧化沟等，不适用于高氨氮的高速公路服务区废水。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种针对以高速公路服务区污水为代表的分散型高氨氮污水的处理方法。
技术方案：本发明所述分散型高氨氮污水的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将污水收集至调节池后，通过水泵输送至厌氧反应池内进行流动反应；所述厌氧反应池内部通过隔板分割成几个串联的反应室，每个反应室内均设有导流板，导流板由水面上端插入，导流板的底部向水流流入方向弯折并与反应池底部留有水流通道，使得每个反应室均构成相对独立的上下流式污泥床系统；前一个反应室内的水流通过翻流越过隔板进入下一个反应室中，整体水流形成垂直流迷宫；厌氧反应池内的DO控制在0.2mg/L以下；
(2)将厌氧反应池出水输入到缺氧反应池内流动反应；所述缺氧反应池内部通过隔板分割成几个串联的反应室，每个反应室内均设有导流板，导流板由水面上端插入，导流板与反应池底部留有水流通道，每个反应室均构成相对独立的上下流式污泥床系统；所述厌氧反应池出水部分进入缺氧反应池的第一反应室内，剩余部分进入缺氧反应池的后续反应室内；所述缺氧反应池的前一个反应室内的水流通过翻流越过隔板进入下一个反应室中，最后一个反应室中的混合液部分回流至第一反应室内；整体水流形成前后循环的垂直流迷宫，缺氧反应池内的DO控制在0.5mg/L以下；
(3)将缺氧反应池出水输入到曝气好氧池中进行曝气好氧反应，运行初期在曝气好氧反应池中一次性加入硅藻精土，后期少量补入硅藻精土，使系统具备良好的生物载体容量，满足系统内微生物量的增长空间，提高反应系统的生物浓度至MLSS＞5g/L，同时也在一定程度上实现了生物相的分离，从而达到提升污水处理系统高效脱氮的目的；DO控制在2～4mg/L；在所述曝气好氧反应池内的末端设置有三相分离沉淀出水段，好氧反应区与三相分离沉淀出水段之间设置活动隔板阻隔曝气扰动，隔板的后部配低速搅拌装置，池体末端设置三相分离器，沉淀区下部与地面呈斜角，沉淀污泥自滑回流至生物反应区内；曝气好氧池中的混合液部分回流至所述缺氧反应池的最后一个反应室内；沉淀区的斜角处污泥通过污泥泵部分回流至所述厌氧反应池的第一个反应室中，使得硅藻精土同时分散于系统的各个环节中；
(4)将曝气好氧池出水输入到人工湿地，利用种植的植物对其进一步处理，人工湿地的出水排入到自然水系中。
优选地，步骤(1)中，所述导流板的弯折角度为130度；所述导流板与下一个隔板的间距为相邻隔板之间间距的1/3。这样，水流在弯折处的过水断面减小，流速增加，水流扰动加剧，使得混合液中的污泥迅速翻涌至下一个反应室，不致沉积在池底。
优选地，步骤(2)中，所述厌氧反应池出水的30％进入缺氧反应池的第一反应室内，70％进入缺氧反应池的后续反应室内。这种进水方式保证了后续缺氧反应室脱氮所需的碳源量，使得厌氧反应池出水中的剩余碳源得到最大化利用。
优选地，步骤(2)中，所述导流板与下一个隔板的间距为相邻隔板间距的1/2，通过在反应室的中部设置导流板，水流在导流板处的过水断面减小，流速增加，水流扰动加剧，使得混合液中的污泥迅速翻涌至下一个反应室，不致沉积在池底。
优选地，步骤(2)中，最后一个反应室中的混合液100～500％回流至第一反应室内，该混合液中含有较高的硝态氮，需回流至第一反应室，经过整个缺氧反应室的反硝化过程进行脱氮。
优选地，步骤(3)中，沉淀区下部与地面呈50～70°斜角，该斜角使得沉淀区污泥能够自滑至池底的同时，减小沉淀污泥的占地面积，便于污泥回流。
优选地，步骤(3)中，曝气好氧池中的混合液100～500％回流至所述缺氧反应池的最后一个反应室内。曝气好氧池内的混合液溶解氧较高，使其先回流至缺氧反应池的最后一个反应室内进行混合以降低溶解氧含量，再进一步回流至缺氧反应池的第一个反应室内，使得混合液的溶解氧含量进一步降低，达到缺氧反硝化的溶解氧要求。同时，因为缺氧反应池内没有设置机械推流装置，仅靠水力推流，通过这样两段的混合液回流，使得混合液中的污泥在缺氧反应池的最后一个反应室内不至于沉积在池底。
优选地，步骤(3)中，沉淀区的斜角处污泥通过污泥泵50～200％回流至所述厌氧反应池的第一个反应室中，补充整个生化系统所需的微生物量，使生化系统的污泥浓度维持在合理的范围内。
有益效果：本发明污水处理方法中，在厌氧区污水中的聚磷菌利用污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷，在缺氧区反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化作用脱氮，由于高速公路服务区的低C/N比，采取分段进水，进水30％进入缺氧段前端，70％的进入缺氧段后续反应室，与缺氧池后端回流至前端的混合液一起在反应室中推流，系统中水流呈现推流与完全混合流相结合的复合型流态，提高了容积利用率，促进污水和硝化细菌、反硝化细菌的充分接触，大幅度提高污水处理效率；本发明方法能适应水量波动系数大、水力冲击负荷大，同时克服C/N不足反硝化及硝化碱度不足的问题，高效除磷脱氮，使系统出水稳定达到一级A标。
附图说明
图1为本发明方法总体流程图；
图2为本发明厌氧反应池结构示意图；
图3为本发明缺氧反应池结构示意图；
图4为本发明好氧曝气反应池结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：下面以仙人山服务区的污水处理为例，来详细说明本发明方法。
仙人山服务区位于沪宁高速公路镇江段，距南京约49公里，是一个集餐饮、购物、住宿、加油、汽修等多功能为一体的综合性服务区。服务区建筑总面积达1.3万平方米，每天接待过往旅客上万人次。目前仙人山服务区南北两区每天污水量为180吨左右，设计要求经处理后的出水水质达到《太湖流域城镇污水处理厂主要水污染物排放限值》(DB32/1702-2007)中水污染物排放标准(表1)。
表1太湖地区城镇污水处理厂主要水污染物排放限值(2008年1月1日之后建设)
对仙人山服务区污水进行检测，水质情况见表2。污水总氮含量高其中又以氨氮为主，污水整体C/N比较低，总磷含量较高，处理难度大，因此设计20L/h中试装置进行本发明的实施验证，中试池体尺寸及设备见表3。
表2仙人山污水水质
| 污染因子 | CODCr | BOD5 | SS | 氨氮 | 总氮 | 总磷 | pH |
| 数值 | 200～400mg/L | ≤200mg/L | ≤200mg/L | 60～130mg/L | 70～150mg/L | 4～8mg/L | 6～9 |
表3尺寸及设备
污水处理方法具体流程如下：
(1)将高速公路服务区内冲厕废水、员工生活污水、汽修厂含油污水、厨房餐厨废水通过管道收集，汇至污水处理系统前的调节池1内，池内设置搅拌设备均匀水质，减少系统负荷冲击。
(2)调节池1中的污水通过水泵输送至厌氧反应池2内进行流动反应；所述厌氧反应池2内部通过隔板2-1分割成几个串联的反应室，每个反应室内均设有导流板2-2，导流板由水面上端插入，导流板的底部向水流流入方向弯折并与反应池底部留有水流通道，使得每个反应室均构成相对独立的上下流式污泥床系统；所述导流板的弯折角度为130度；所述导流板与下一个隔板的间距为相邻隔板之间间距的1/3；前一个反应室内的水流通过翻流越过隔板进入下一个反应室中，整体水流形成垂直流迷宫；厌氧反应池内的DO控制在0.2mg/L以下；污水在厌氧反应池内通过聚磷菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷。
(3)将厌氧反应池2出水输入到缺氧反应池3内流动反应，在缺氧区污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化作用脱氮；所述缺氧反应池3内部通过隔板3-1分割成几个串联的反应室，每个反应室内均设有导流板3-2，导流板由水面上端插入，导流板与反应池底部留有水流通道，每个反应室均构成相对独立的上下流式污泥床系统；所述导流板与下一个隔板的间距为相邻隔板间距的1/2；由于高速公路服务区污水C/N比低，因此采取分段进水，所述厌氧反应池出水的30％进入缺氧反应池的第一反应室内，70％进入缺氧反应池的后续反应室内；所述缺氧反应池的前一个反应室内的水流通过翻流越过隔板进入下一个反应室中，最后一个反应室中的混合液100～500％回流至第一反应室内，与缺氧反应池前部的混合液一起在反应室中推流，系统中水流呈现推流与完全混合流相结合的复合型流态，整体水流形成前后循环的垂直流迷宫，提高了容积利用率，促进污水和硝化细菌、反硝化细菌的充分接触，大幅度提高污水处理效率；缺氧反应池内的DO控制在0.5mg/L以下。
(4)将缺氧反应池3出水输入到曝气好氧池4中进行曝气好氧反应，好氧段中硝化菌进行硝化作用将废水中的氨氮转化为硝酸盐以回流至缺氧段反硝化，同时聚磷菌进行好氧吸磷，剩余的有机物也在此被好氧细菌氧化。
在所述曝气好氧反应池4内的末端设置有三相分离沉淀出水段，好氧反应区与三相分离沉淀出水段之间设置活动隔板4-1阻隔曝气扰动，隔板的后部配低速搅拌装置4-2，池体末端设置三相分离器4-3，出水经过齿形出水堰4-4排出，污泥沉淀区下部与地面呈60°斜角，沉淀污泥自滑回流至生物反应区内；由于三相分离与好氧区结合在同一个池中，从空间上少了一个环节，工艺简单占地少，节省运行费用。
为加强脱氮除磷强化生化效果，运行初期在曝气好氧反应池中一次性加入硅藻精土2.5kg，后期少量补入硅藻精土，使系统具备良好的生物载体容量，满足系统内微生物量的增长空间，提高反应系统的生物浓度至MLSS＞5g/L；DO控制在2～4mg/L；曝气好氧池中的混合液100～500％回流至所述缺氧反应池的最后一个反应室内，沉淀区的斜角处污泥通过污泥泵50～200％回流至所述厌氧反应池的第一个反应室中，使得硅藻精土同时分散于系统的各个环节中，在生化处理系统中与微生物的协同作用，降低污水中的有机物和氨氮含量；硅藻精土拥有巨大的比表面和合适的表面负电性，又是一种优良的多孔生物载体，多种微生物大量富集和挂膜在硅藻精土的内外，高度密集并保持生物活性功能，硅藻土表面的生物膜还存在着同时硝化-反硝化(SND)过程，从而能够有效地降低废水中的氨氮、总氮。此外，反硝化菌(异养细菌)代谢活动中，缺氧环境下一部分硝酸盐氮发生同化反硝化，另一部分以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体、碳源为电子供体发生异化反硝化，将硝酸盐最终分解成氮气去除。
(5)将曝气好氧池4出水输入到人工湿地5，利用种植的植物对其进一步处理，人工湿地的出水排入到自然水系中。
正常运行后，经检测出水稳定达到《太湖流域城镇污水处理厂主要水污染物排放限值》(DB32/1702-2007)中水污染物一级排放标准。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (7)
1.一种分散型高氨氮污水的处理方法，其特征在于包括如下步骤 ：
（1）将污水收集至调节池后，通过水泵输送至厌氧反应池内进行流动反应 ；所述厌氧反应池内部通过隔板分割成几个串联的相同大小的反应室，每个反应室内均设有导流板，导流板由水面上端插入，导流板的底部向水流流入方向弯折130度并与反应池底部留有水流通道，使得每个反应室均构成相对独立的上下流式污泥床系统；所述导流板与下一个隔板的间距为相邻隔板之间间距的1/3，前一个反应室内的水流通过翻流越过隔板进入下一个反应室中，整体水流形成垂直流迷宫 ；厌氧反应池内的 DO 控制在 0.2mg/L 以下 ；
（2）将厌氧反应池出水输入到缺氧反应池内流动反应；所述缺氧反应池内部通过隔板分割成几个串联的相同大小的反应室，每个反应室内均设有导流板，导流板由水面上端插入，导流板与反应池底部留有水流通道，每个反应室均构成相对独立的上下流式污泥床系统；所述厌氧反应池出水部分进入缺氧反应池的第一反应室内，剩余部分进入缺氧反应池的后续反应室内；所述缺氧反应池的前一个反应室内的水流通过翻流越过隔板进入下一个反应室中，最后一个反应室中的混合液部分回流至第一反应室内；整体水流形成前后循环的垂直流迷宫，缺氧反应池内的 DO 控制在 0.5mg/L 以下 ；
（3）将缺氧反应池出水输入到曝气好氧池中进行曝气好氧反应，运行初期在曝气好氧反应池中一次性加入硅藻精土，后期少量补入硅藻精土，使系统具备良好的生物载体容量，满足系统内微生物量的增长空间，提高反应系统的生物浓度至MLSS＞5g/L；DO控制在2～4mg/L；在所述曝气好氧反应池内的末端设置有三相分离沉淀出水段，好氧反应区与三相分离沉淀出水段之间设置活动隔板阻隔曝气扰动，隔板的后部配低速搅拌装置，池体末端设置三相分离器，沉淀区下部与地面呈斜角，沉淀污泥自滑回流至生物反应区内；曝气好氧池中的混合液部分回流至所述缺氧反应池的最后一个反应室内；沉淀区的斜角处污泥通过污泥泵部分回流至所述厌氧反应池的第一个反应室中，使得硅藻精土同时分散于系统的各个环节中 ；
（4）将曝气好氧池出水输入到人工湿地，利用种植的植物对其进一步处理，人工湿地的出水排入到自然水系中。
2.根据权利要求 1 所述的分散型高氨氮污水的处理方法，其特征在于 ：步骤（2）中，所述厌氧反应池出水的30%进入缺氧反应池的第一反应室内，70%进入缺氧反应池的后续反应室内。
3.根据权利要求 1 所述的分散型高氨氮污水的处理方法，其特征在于 ：步骤（2）中，所述导流板与下一个隔板的间距为相邻隔板间距的 1/2。
4.根据权利要求 1 所述的分散型高氨氮污水的处理方法，其特征在于 ：步骤（2）中，最后一个反应室中的混合液 100 ～ 500% 回流至第一反应室内。
5.根据权利要求 1 所述的分散型高氨氮污水的处理方法，其特征在于 ：步骤（3）中，沉淀区下部与地面呈 50-70°斜角。
6.根据权利要求 1 所述的分散型高氨氮污水的处理方法，其特征在于 ：步骤（3）中，曝气好氧池中的混合液 100 ～ 500% 回流至所述缺氧反应池的最后一个反应室内。
7.根据权利要求 1 所述的分散型高氨氮污水的处理方法，其特征在于 ：步骤（3）中，沉淀区的斜角处污泥通过污泥泵 50 ～ 200% 回流至所述厌氧反应池的第一个反应室中。
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zou Min Inventor after: Lin Jiamei Inventor after: Zhuang Ping Inventor after: Zeng Jianxin Inventor after: Fu Wanrong Inventor after: Xu Jingjing Inventor after: Ma Guangguan Inventor after: Ji Yizhi Inventor before: Lin Jiamei Inventor before: Wu Xiaoxiang Inventor before: Zou Min Inventor before: Guo Yan Inventor before: Fu Wanrong Inventor before: Xu Jingjing Inventor before: Chen Huahua Inventor before: Li Wei |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20161227 Address after: 210029 Fenghuang West Street, Jiangsu, Nanjing, China, No. 241 Applicant after: Jiangsu Prov. Inst. of Environment Science Address before: 211200 Lishui Economic Development Zone, Jiangsu Province, Zhongxing Road, No. 20, No. Applicant before: Jiangsu Jiaqing Water Treatment Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170331 Address after: 210029 Fenghuang West Street, Jiangsu, Nanjing, China, No. 241 Patentee after: Jiangsu Prov. Environment Science Inst. Patentee after: Jiangsu Jiaqing Water Treatment Co., Ltd. Address before: 210029 Fenghuang West Street, Jiangsu, Nanjing, China, No. 241 Patentee before: Jiangsu Prov. Environment Science Inst. |
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| TR01 | Transfer of patent right |