CN105060632B - 一种城镇污水处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及城镇污水技术领域，具体涉及一种城镇污水处理系统及其处理方法。本发明提供一种城镇污水处理系统，包括按照顺序连接的第一厌氧池、好氧池、第一沉淀池、第二厌氧池和第二沉淀池，好氧池内设有生物转盘和曝气器，第二厌氧池内设有立体弹性材料、温控仪和加热带，第二厌氧池设有NaHCO3溶液储存罐，第二厌氧池和第二沉淀池之间设有Al2(SO4)3溶液储存罐，本发明还设有第一污泥回流支路、第二污泥回流支路和污水分流支路，第一污泥回流支路和第二污泥回流支路上分别设有污泥排出口。本发明能减少曝气量，降低能耗，无二氧化碳温室气体的排放，厌氧氨氧化菌的产泥量减少，实现了TN去除容积负荷高且能减少占地面积。
Description
技术领域
本发明涉及城镇污水技术领域，具体涉及一种城镇污水处理系统及其处理方法。
背景技术
近年来，封闭水体(湖泊、水库)富营养化发生的频率大幅提高，从上世纪70年代到现在的近40年间，全国湖泊富营养化面积增长了约60倍，已达约8700km2，氮污染所造成的环境问题已日益引起人们的关注，废水的生物脱氮处理已经成为废水处理研究的热点问题之一。基于硝化反硝化机理的传统生物脱氮处理技术因存在反应流程长、占地面积大、耗氧量大等缺点，大量研究者努力寻找新型高效的氮污染处理方法。厌氧氨氧化(ANaerobicAMMonium OXidation，ANAMMOX)是由新型自养型细菌-厌氧氨氧化菌在厌氧条件下以亚硝酸盐为电子受体，把氨氮直接氧化成氮气的生物过程。基于厌氧氨氧化的自养脱氮工艺,与传统硝化反硝化生物脱氮工艺相比，可节省耗氧量25％，节省碳源100％，减少剩余污泥量的产生，使生物脱氮处理成本大为降低，为废水的可持续生物脱氮处理提供了新思路。但是由于厌氧氨氧化(ANAMMOX)只能进行高效脱氮，不能达到城镇污水处理厂污水排放标准，因此，还需要加上除磷的主要环节。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种新型高效的城镇污水处理系统和方法，进行污水处理的除磷处理，同时能达到城镇污水处理厂污水的排放标准。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种城镇污水处理系统，所述污水处理系统包括通过设有若干个蠕动泵的管道按照顺序连接的第一厌氧池、好氧池、第一沉淀池、第二厌氧池和第二沉淀池，所述好氧池内设有生物转盘和曝气器，所述第二厌氧池内设有立体弹性材料、温控仪和加热带，所述第二厌氧池的上部设有NaHCO3溶液储存罐，所述第二厌氧池和第二沉淀池之间的管线上设有Al2(SO4)3溶液储存罐，所述第一厌氧池的进水管设有与第一沉淀池连接的第一污泥回流支路，所述第一厌氧池的出水管设有与第一沉淀池的出水管连接的污水分流支路，所述第二沉淀池设有与第二厌氧池的进水管连接的第二污泥回流支路，所述第一污泥回流支路和第二污泥回流支路上分别设有第一污泥排出口和第二污泥排出口。
进一步地，所述第一厌氧池和Al2(SO4)3溶液储存罐内分别设有第一搅拌器和第二搅拌器。
进一步地，所述加热带为电加热装置。
进一步地，所述生物转盘设置在转动轴上，所述转动轴与电动机连接的传送带连接。
进一步地，所述曝气器设置在好氧池底部中心位置。
进一步地，所述生物转盘上的生物膜厚度范围为0.5～2.0mm。
进一步地，本发明还提供了一种城镇污水处理方法，所述污水处理方法包括以下步骤：
步骤1)第一次厌氧处理：将城镇污水原水按照设定用量定量送入第一厌氧池中，使用第一搅拌器进行搅拌，保持污泥呈悬浮状态，将所述第一厌氧池内50％所述悬浮状态的混合溶液送入好氧池内；
步骤2)好氧处理：所述好氧池内的混合溶液通过生物转盘进行好氧处理，将好氧池内好氧处理后的水送入第一沉淀池内；
步骤3)第一次沉淀处理：将步骤2)送入所述第一沉淀池的污水进行沉淀，实现泥水分离并进行污泥回流，将污泥回流和剩余污泥量的污泥回流比控制在30％～60％，将所述第一厌氧池中的50％混合溶液和第一沉淀池的上清溶液送入第二厌氧池内；
步骤4)第二次厌氧处理：使用所述第二厌氧池内安装的立体弹性填料为厌氧氨氧化菌提供生长载体，将NaHCO3溶液罐内的NaHCO3溶液送入第二厌氧池内，控制pH在7.5～8.5，将所述第二厌氧池池内温度保持为28～35℃之间；制成在0.5～3ppm的Al2(SO4)3溶液，将所述Al2(SO4)3溶液加入到第二厌氧池中进行同步除磷，然后将除磷后的污水送入第二沉淀池内；
步骤5)第二次沉淀处理:在所述第二沉淀池中进行泥水分离，污泥回流和剩余污泥量的污泥回流比控制在50％～100％，形成上清液；
步骤6)清水排出:将步骤5)中所述上清液通过第二沉淀池的出水口排出。
进一步地，步骤2)中所述生物转盘的转速在2～8rpm，所述生物转盘上的生物膜厚度范围为0.5～2.0mm，所述好氧池内溶解氧DO在2～3mg/L。
进一步地，所述第一沉淀池和第二沉淀池采用辐流式沉淀法，所述第一厌氧池中水力停留时间为3～5h，所述好氧池中水力停留时间为3～6h，所述第二厌氧池中水力停留时间HRT为4～8h和NH4 +与NO2-的浓度范围为1～1.4。
进一步地，所述第一厌氧池和好氧池内污泥的泥龄范围为5～8d，污泥浓度范围为3000～5000mg/L。
与现有技术相比，优越效果在于：本发明可以减少曝气量，降低能耗；使用的厌氧氨氧化菌为自养微生物，无需外加碳源，二氧化碳温室气体的排放；厌氧氨氧化菌为自养菌，产泥量减少；厌氧氨氧化菌与反硝化菌相比，可实现的TN去除容积负荷更高，可大幅度减少占地面积。
附图说明
图1为本发明所述城镇污水处理系统的结构示意图；
图2为本发明所述城镇污水处理系统中生物转盘的结构示意图；
图3为本发明所述城镇污水处理方法流程示意图。
附图标记如下：
1-进水管，2-蠕动泵，3-第一厌氧池，4-PH测定仪，5-第一搅拌器，6-转动轴，7-DO测定仪，8-生物转盘，9-，10-电动机，11-分流支路，12-，13-立体弹性材料，14-NaHCO3溶液储存罐,15-Al2(SO4)3溶液储存罐,16-第二搅拌器，17-出水口，18-第二沉淀池，19-第二排泥口，20-温控仪，21-第二厌氧池，22-加热带，23-第二污泥回流支路，24-第一沉淀池，25-第一排泥口，26-传送带，27-好氧池，28-曝气器，29-第一污泥回流支路。
图中箭头方向为污水或污泥的流动方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
如图1-2所示，具体说明本发明提供的一种城镇污水处理系统，包括通过设有若干个蠕动泵2的管道按照顺序连接的第一厌氧池3、好氧池27、第一沉淀池24、第二厌氧池21和第二沉淀池18，所述好氧池27内设有生物转盘8和曝气器28，所述第二厌氧池21内设有立体弹性材料13、温控仪20和加热带22，所述第二厌氧池21的上部设有NaHCO3溶液储存罐14，所述第二厌氧池21和第二沉淀池18之间的管线上设有Al2(SO4)3溶液储存罐5，所述第一厌氧池3的进水管1设有与第一沉淀池24连接的第一污泥回流支路29，所述第一厌氧池3的出水管设有与第一沉淀池24的出水管连接的污水分流支路11，所述第二沉淀池18设有与第二厌氧池21的进水管连接的第二污泥回流支路23，所述第一污泥回流支路29和第二污泥回流支路23上分别设有第一污泥排出口25和第二污泥排出口19，所述第一厌氧池3和Al2(SO4)3溶液储存罐15内分别设有第一搅拌器5和第二搅拌器16，所述加热带22为电加热装置，所述生物转盘8设置在转动轴6上，所述转动轴6与电动机10连接的传送带26连接，所述曝气器28设置在好氧池27底部中心位置，所述生物转盘8上的生物膜厚度为0.5～2.0mm。
如图3所示，本发明提供的城镇污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：
步骤1)第一次厌氧处理：将城镇污水原水按照设定用量定量送入第一厌氧池3中，使用第一搅拌器5进行搅拌，保持污泥呈悬浮状态，将所述第一厌氧池3内50％所述悬浮状态的混合溶液送入好氧池27内；
步骤2)好氧处理:所述好氧池27内的混合溶液通过生物转盘8进行好氧处理，将好氧池27内好氧处理后的水送入第一沉淀池24内；
步骤3)第一次沉淀处理:将步骤2)送入所述第一沉淀池24的污水进行沉淀，实现泥水分离并进行污泥回流，将污泥回流和剩余污泥量的污泥回流比控制在30％～60％，将所述第一厌氧池3中的50％混合溶液和第一沉淀池24的上清溶液送入第二厌氧池21内；
步骤4)第二次厌氧处理：使用所述第二厌氧池21内安装的立体弹性填料13为厌氧氨氧化菌提供生长载体，将NaHCO3溶液罐14内的NaHCO3溶液送入第二厌氧池21内，控制pH在7.5～8.5，将所述第二厌氧池21池内温度保持为28～35℃；制成在0.5～3ppm的Al2(SO4)3溶液，将所述Al2(SO4)3溶液加入到第二厌氧池21中进行同步除磷，然后将除磷后的污水送入第二沉淀池18内；
步骤5)第二次沉淀处理:在所述第二沉淀池(8中进行泥水分离，污泥回流和剩余污泥量的污泥回流比控制在50％～100％，形成上清液；
步骤6)清水排出:将步骤5)中所述上清液通过第二沉淀池18的出水口17排出。其中步骤2)中所述生物转盘8的转速在2～8rpm，所述生物转盘8上的生物膜厚度约为0.5～2.0mm，所述好氧池27内溶解氧(DO)在2～3mg/L，所述第一沉淀池24和第二沉淀池18采用辐流式沉淀法，所述第一厌氧池3中水力停留时间为3～5h，所述好氧池27中水力停留时间(HRT)为3～6h，所述第二厌氧池21中水力停留时间(HRT)为4～8h和NH4+/NO2-的浓度范围为1～1.4，所述第一厌氧池3和好氧池27内污泥的泥龄范围为5～8d，污泥浓度范围3000～5000mg/L。
具体是按照如下步骤操作的：
将取自城市污水厂曝气池的活性污泥投加到第一厌氧池3、好氧池27内，保持其运行污泥浓度(MLSS)为3000～5000mg/L，第一厌氧池3内的搅拌器运转保证污泥呈悬浮态，设定后段污水分流比大为50％左右，将在污水厂内培养起来的生物转盘8安装在好氧池27中，生物转盘8转速控制在2～8rpm，生物膜厚度约为0.5～2.0mm，溶解氧(DO)控制在2～3mg/L，污泥回流比控制在30％～60％；第二厌氧池21内温度保持在28～35℃，pH值控制在7.5～8.5，污泥回流比控制在50％～100％；同步强化除磷时，Al2(SO4)3浓度控制在0.5～3ppm。
第一厌氧池3中水力停留时间(HRT)为3～5h，好氧池27中水力停留时间(HRT)为3～6h，第二厌氧池21中水力停留时间(HRT)为4～8h。第一厌氧池3和好氧池27内污泥龄(SRT)控制在5～8d。第二厌氧池21内的NH4 +与NO2 -的浓度控制在1～1.4之间，可以通过控制好氧池27内的DO以及生物转盘转速来控制。
具体试验用水取自北京高碑店城市污水厂初沉池出水，水质指标如下
试验结果表明：系统运行稳定后，第二厌氧池21中NH4 +与NO2 -的浓度比:1.3，COD出水小于10mg/L，TP小于0.5mg/L，TN小于15mg/L，已经达到城镇污水一级A排放标准。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种城镇污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统包括通过设有若干个蠕动泵(2)的管道按照顺序连接的第一厌氧池(3)、好氧池(27)、第一沉淀池(24)、第二厌氧池(21)和第二沉淀池(18)，所述好氧池(27)内设有生物转盘(8)和曝气器(28)，所述第二厌氧池(21)内设有立体弹性材料(13)、温控仪(20)和加热带(22)，所述第二厌氧池(21)的上部设有NaHCO3溶液储存罐(14)，所述第二厌氧池(21)和第二沉淀池(18)之间的管线上设有Al2(SO4)3溶液储存罐(15)，所述第一厌氧池(3)的进水管(1)设有与第一沉淀池(24)连接的第一污泥回流支路(29)，所述第一厌氧池(3)的出水管设有与第一沉淀池(24)的出水管连接的污水分流支路(11)，所述第二沉淀池(18)设有与第二厌氧池(21)的进水管连接的第二污泥回流支路(23)，所述第一污泥回流支路(29)和第二污泥回流支路(23)上分别设有第一污泥排出口(25)和第二污泥排出口(19)。
2.根据权利要求1所述城镇污水处理系统，其特征在于，所述第一厌氧池(3)和Al2(SO4)3溶液储存罐(15)内分别设有第一搅拌器(5)和第二搅拌器(16)。
3.根据权利要求1所述城镇污水处理系统，其特征在于，所述加热带(22)为电加热装置。
4.根据权利要求1所述城镇污水处理系统，其特征在于，所述生物转盘(8)设置在转动轴(6)上，所述转动轴(6)与电动机(10)连接的传送带(26)连接。
5.根据权利要求1所述城镇污水处理系统，其特征在于，所述曝气器(28)设置在好氧池(27)底部中心位置。
6.根据权利要求1所述城镇污水处理系统，其特征在于，所述生物转盘(8)上的生物膜厚度为0.5～2.0mm。
7.根据权利要求1所述城镇污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，所述污水处理方法包括以下步骤：
步骤1)第一次厌氧处理：将城镇污水原水按照设定用量定量送入第一厌氧池(3)中，使用第一搅拌器(5)进行搅拌，保持污泥呈悬浮状态，将所述第一厌氧池(3)内50％所述悬浮状态的混合溶液送入好氧池(27)内；
步骤2)好氧处理:所述好氧池(27)内的混合溶液通过生物转盘(8)进行好氧处理，将好氧池(27)内好氧处理后的水送入第一沉淀池(24)内；
步骤3)第一次沉淀处理：将步骤2)送入所述第一沉淀池(24)的污水进行沉淀，实现泥水分离并进行污泥回流，将污泥回流和剩余污泥量的污泥回流比控制在30％～60％，将所述第一厌氧池(3)中的50％混合溶液和第一沉淀池(24)的上清溶液送入第二厌氧池(21)内；
步骤4)第二次厌氧处理：使用所述第二厌氧池(21)内安装的立体弹性填料(13)为厌氧氨氧化菌提供生长载体，将NaHCO3溶液罐(14)内的NaHCO3溶液送入第二厌氧池(21)内，控制pH在7.5～8.5，将所述第二厌氧池(21)池内温度保持为28～35℃；制成在0.5～3ppm的Al2(SO4)3溶液，将所述Al2(SO4)3溶液加入到第二厌氧池(21)中进行同步除磷，然后将除磷后的污水送入第二沉淀池(18)内；
步骤5)第二次沉淀处理：在所述第二沉淀池(18)中进行泥水分离，污泥回流和剩余污泥量的污泥回流比控制在50％～100％，形成上清液；
步骤6)清水排出：将步骤5)中所述上清液通过第二沉淀池(18)的出水口(17)排出。
8.根据权利要求7所述城镇污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，步骤2)中所述生物转盘(8)的转速在2～8rpm，所述生物转盘(8)上的生物膜厚度范围为0.5～2.0mm，所述好氧池(27)内溶解氧DO在2～3mg/L。
9.根据权利要求7所述城镇污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，所述第一沉淀池(24)和第二沉淀池(18)采用辐流式沉淀法，所述第一厌氧池(3)中水力停留时间为3～5h，所述好氧池(27)中水力停留时间HRT为3～6h，所述第二厌氧池(21)中水力停留时间HRT为4～8h和NH4 +与NO2 -的浓度范围为1～1.4。
10.根据权利要求7所述城镇污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，所述第一厌氧池(3)和好氧池(27)内污泥的泥龄范围为5～8d，污泥浓度范围为3000～5000mg/L。
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