CN105084541A

CN105084541A - 一种污水处理新工艺

Info

Publication number: CN105084541A
Application number: CN201510512052.1A
Authority: CN
Inventors: 邹海明
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2015-11-25

Abstract

本发明涉及环境保护技术，一种污水处理的新工艺。已有工艺处理污水构筑物多、能耗大、成本高、操作麻烦。本发明步骤如下：打开进水阀门2，生活污水从管道1进入反应器11，开启搅拌器3，厌氧反应2h；厌氧反应完成后静止0.5h，打开阀门4，上清液自流至反应器12；开启曝气装置5提供溶解氧，搅拌器6，进行好氧硝化4h；硝化反应完成后静止0.5h，打开阀门7，启动水泵8，将上清液提升至反应器11；开启搅拌器3，缺氧反应2h；缺氧反应完成后静止0.5h，打开阀门13，从管道14排出处理后的水，出水满足国家《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。本发明的优点是：污水处理效果好；不需要外加碳源；能量消耗低，水处理成本低；工艺建造成本低，操作方法；保护环境，利于水环境质量改善。

Description

一种污水处理新工艺

技术领域

本发明涉及环境保护技术，具体地说是一种污水处理新工艺。

背景技术

根据2013年中国环境状况公报(由国家环境保护部发布)，61个国控重点湖泊(水库)中，富营养、中营养和贫营养的湖泊(水库)比例分别为27.8％、57.4％和14.8％，主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。其中，太湖：主要污染指标为总磷和化学需氧量；营养状态评价结果表明，全湖总体为轻度富营养状态；从分布看，西部沿岸区为中度富营养状态，北部沿岸区、湖心区、东部沿岸区和南部沿岸区均为轻度富营养状态。滇池：主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数；营养状态评价结果表明，全湖总体为中度富营养状态；从分布看，草海和外海均为中度富营养状态。巢湖：主要污染指标为总磷和化学需氧量；营养状态评价结果表明，全湖总体为轻度富营养状态；从分布看，西半湖为中度富营养状态，东半湖为轻度富营养状态。王苏民等人关于我国湖泊环境演变及其成因机制的研究指出：我国众多湖泊的富营养化主要由人类活动加剧而导致流域营养物质输入量的过度增加而引起的，尤其是氮和磷的过多输入。

氮、磷元素是引起水体富营养化的两个重要因子，许多国家对其排放浓度都有着严格限制。我国国家环境保护部要求城镇污水处理厂出水排入重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，必须严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。随着氮、磷排放标准的提高，在新建污水处理厂或已有污水处理厂的工艺升级改造过程中，高效率低能耗的生物脱氮除磷技术应用尤为重要。

长期以来，我国城镇生活污水C/N比较低，采用传统的单污泥生物脱氮除磷工艺(如：A₂O和氧化沟)时存在着三个主要问题：(1)碳源不足：厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争；(2)泥龄矛盾：硝化菌代谢周期长，而异养菌和聚磷菌代谢周期短；(3)硝化菌和异氧菌对氧的竞争，只有当有机物降解完全时硝化菌才能成为优势种群。为保证氮、磷达标排放，通常采用外加碳源、增加回流、增加曝气量等措施来提高脱氮除磷效果，增加了污水处理成本和能源的消耗。因此，开发适应低C/N比污水高效率低能耗的脱氮除磷技术对促进污水处理事业的发展、改善水环境质量具有重大意义。

本课题组在前期研究中，针对低C/N比生活污水处理，研发了一种新的工艺(邹海明，吕锡武，李婷.反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺试验[J].华中科技大学学报(自然科学版),2014,42(4):127-132.)

该工艺的特点是采用双污泥形式(即DPAO和硝化细菌处于两个独立的污泥系统，充分地发挥反硝化脱氮除磷和硝化反应的各自特点)，在缺氧环境下，DPAO可在反硝化脱氮的同时吸收磷，提高了碳源的利用效率。该工艺可缓解传统脱氮除磷工艺的三个突出矛盾：(1)碳源不足：厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争；(2)泥龄矛盾：硝化菌代谢周期长，而异养菌和聚磷菌代谢周期短；(3)硝化菌和异氧菌对氧的竞争，只有当有机物降解完全时硝化菌才能成为优势种群。尽管该工艺处理低C/N比生活污水时取得了很好的效果，然而该工艺需要构筑物多(厌氧池1个、好氧硝化池1个，缺氧池1个，后置曝气池1个，沉淀池3个)，运行耗能大，难以真正地应用到实际污水处理之中。

迄今为止能低能耗、高效率处理低C/N比生活污水仍然是一个难以解决的技术问题。

因此发明一种处理低C/N比生活污水，效率高、能耗低的新工艺对于环境保护(特别是水体富营养化的防控)、降低水处理成本是水处理界十分重要的任务。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理低C/N比生活污水，效率高、能耗低的新工艺。

本发明的目的是这样实现的：

(1)打开进水阀门2，生活污水从管道1进入反应器11，开启搅拌器3，厌氧反应2h；

(2)厌氧反应完成后静止0.5h，打开阀门4，上清液自流至反应器12；

(3)开启曝气装置5提供溶解氧，搅拌器6，进行好氧硝化4h；

(4)硝化反应完成后静止0.5h，打开阀门7，启动水泵8，将上清液提升至反应器11；

(5)开启搅拌器3，缺氧反应2h；

(6)缺氧反应完成后静止0.5h，打开阀门13，从管道14排出处理后的水。

步骤(3)所述溶解氧浓度，大于2mg/L。

本发明的要点是：

将现有的以空间分隔为主体的工艺进行改造，创建了以时间和空间相结合的新工艺，整个工艺只需要两个构筑物，在运行过程中只需要一个提升泵，大大降低了能耗。

本发明与已有技术相比，其突出的创造性在于以下两点：

(1)采用时间序列，将厌氧池、厌氧沉淀池、缺氧池和缺氧沉淀池设置在一个构筑物内，将好氧硝化池和好氧硝化沉淀池设置在另一个构筑物内，去掉了后置曝气池，大大降低了建造成本；

(2)污水从反应器11自流至反应器12，不需要能耗，整个工艺只需要一台提升泵将污水从反应器12提升至反应器11，因此能耗大大降低，此外操作简便。

本发明的具体实施措施为：

(1)打开进水阀门2，生活污水从管道1进入反应器11，开启搅拌器3，搅拌速率200r/min，厌氧反应2h；

(3)开启曝气装置5提供溶解氧，溶解氧大于2.0mg/L，搅拌器6，搅拌速率200r/min，进行好氧硝化4h；

(4)硝化反应完成后静止0.5h，打开阀门7，启动水泵8，将上清液提升至反应器11，流量1.0L/min；

(5)开启搅拌器3，搅拌速率200r/min，缺氧反应2h；

本发明适用于城镇生活污水、综合污水等，具有广泛的应用性。

本发明与国内外现有同类技术相比，其创造性在于以下几点：

1、采用双污泥形式，成功解决传统脱氮除磷工艺的三个突出矛盾：(1)碳源不足：厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的竞争；(2)泥龄矛盾：硝化菌代谢周期长，而异养菌和聚磷菌代谢周期短；(3)硝化菌和异氧菌对氧的竞争，只有当有机物降解完全时硝化菌才能成为优势种群。

2、将时间分隔和空间分隔结合起来，避免了构筑物多，建造成本高的不利局面。

本发明的优点是：

1、污水处理效果好。

2、不需要外加碳源。

3、能量消耗低，水处理成本低。

4、工艺建造成本低，操作方法。

5、保护环境，利于水环境质量改善。

附图说明

图1为本发明的污水处理运行过程示意图。

图中标号如下：1、进水管；2、进水阀门；3、搅拌器；4、出水阀门；5、曝气装置；6、搅拌器；7、出水阀门；8、提升泵；9、排泥阀门；10、排泥阀门；11、反应器；12、反应器；13、排水阀门；14、排水管道。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。

实例1

采用实验室配置的模拟生活污水(组成见表1)使用该新工艺进行处理。

实验采用反应器11和反应器12，由杭州之江水处理设备厂加工制作，处理水量60L/d。

进水COD浓度239.2～259.5mg/L(平均值250.4mg/L)、出水15.2～21.6mg/L(平均值18.9mg/L)、去除率91.2～93.8％(平均值92.5％)；进水TN浓度39.6～43.8mg/L(平均值42.1mg/L)、出水8.5～9.6mg/L(平均值8.99mg/L)、去除率77.3～79.9％(平均值78.6％)；进水中NH₄ ⁺-N浓度38.2～41.8mg/L(平均值40.02mg/L)、出水3.6～4.7mg/L(平均值4.25mg/L)、去除率88.2～90.9％(平均值89.39％)；磷进水浓度8.72～11.40mg/L(平均值10.24mg/L)、出水磷浓度0.31～0.49mg/L(平均值0.42mg/L)、去除率95.0～97.2％(平均值95.88％)；进水中NO₃ ^--N浓度0.52～0.61mg/L(平均值0.58mg/L)、出水4.31～5.12mg/L(平均值4.87mg/L)，满足国家《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。通过30天的连续流稳定运行表明：本发明的新工艺对低C/N(5.9)比生活污水处理是可行的。

实例2

采用实际生活污水(相关指标值见表2)使用该新工艺进行处理。

经过30天的稳定运行，出水中COD、TP、NH₄ ⁺-N和TN的平均浓度分别为39.52mg/L、0.47mg/L、4.67mg/L、9.22mg/L，满足国家《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。

由上述实例可以看出，无论是模拟生活污水还是实际生活污水，本发明对于生活污水处理，尤其是对低C/N比生活污水的处理，具有良好的处理效果。

上述实施例仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何等同替代、修改和变化，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种污水处理的新工艺，步骤如下：

(3)开启曝气装置5提供溶解氧，搅拌器6，进行好氧硝化4h；

(5)开启搅拌器3，缺氧反应2h；

2.根据权利要求(1)所述污水处理新工艺，其特征在于：步骤(3)所述溶解氧浓度，大于2mg/L。