CN105621801A - 一种生物反应污水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物反应污水处理方法，包括以下步骤：(1)将工业污水经污水预处理厂预处理后导入综合污水处理厂的混合配水池内；(2)将生活污水导入综合污水处理厂的混合配水池内；(3)将步骤(1)和步骤(2)混合后停留15分钟，然后将污水经过配水系统配水后平均分配至的AT-BC设备中；(4)步骤(3)混合后的污水进入到AT-BC装置内，通过生长在AT-BC装置内载体上的Bacillus菌吸附和初步降解污水中的有机物和氨氮。本发明的生物反应污水处理方法，改进了现有技术的缺陷，水质达标，可靠稳定。

Description

一种生物反应污水处理方法
技术领域
本发明涉及一种生物反应污水处理方法，属于化工领域。
背景技术
污水处理工艺的选择是根据污水进水水质、出水标准、污水处理厂规模、排放水体的环境容量，以及当前的经济条件、管理水平、自然条件、环境特点等因素综合分析研究后确定的。各种工艺有其各自的特点及适用条件，应结合当地的实际情况、项目的具体特点而定。
污水处理厂工艺的选择原则如下：1、工艺性能先进性：工艺先进而且成熟，流程简单，对水质适应性强，出水达标率高，污泥易于处理、处置；2、高效节能经济性：耗电量小，运行费用低，投资省，占地少；3、运行管理适用性：运行管理方便，设备可靠，易于维护；4、文明生产安全性：重视环境，控制噪声，防治臭气，创造文明生产条件。常规二级处理工艺，釆用了传统的活性污泥法技术。常规的活性污泥法工艺的处理效率最高。但常规的活性污泥法仅能有效地去除BOD5、CODcr和SS，而不能有效地去除污水中的氮和磷，仅从剩余污泥中排除一部分氮和磷，氮的去除率约为10～20％，磷的去除率约为12～20％。
但是在毛皮加工企业或者工业园区内，排放的污水氨氮浓度较高，常规二级处理出水水质无法达到国家一级A排放标准，因此，必须选择具有脱氮除磷功能的处理工艺以去除有机物、氮、磷等污染物。
现有技术中，可以采用AT-BC生物反应方法处理污水。但是完全依赖于生物除磷是有风险的，排放水质不稳定，无法达到国家水处理排放标准。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种生物反应污水处理方法，经过本发明方法处理的污水，排放水质稳定，能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种生物反应污水处理方法，包括以下步骤：
(1)将工业污水经污水预处理厂预处理后导入综合污水处理厂的混合配水池内；
(2)将生活污水导入综合污水处理厂的混合配水池内；
(3)将步骤(1)和步骤(2)混合后停留15分钟，然后将污水经过配水系统配水后平均分配至的AT-BC设备中；
(4)步骤(3)混合后的污水进入到AT-BC装置内，通过生长在AT-BC装置内载体上的Bacillus菌吸附和初步降解污水中的有机物和氨氮；
(5)步骤(4)经过AT-BC装置处理过的污水导入曝气池，曝气池内Bacillus菌及其它微生物对污水中的有机物和氨氮、总磷进行去除，曝气池停留时间8小时；
(6)污水经过曝气池曝气处理后导入二沉池，在二沉池内进行泥水分离，停留时间3小时；
(7)经过泥水分离的污水在二沉池内形成上清液和污泥；
(8)泥水分离后的上清液流入中间水池，利用提升泵提升至絮凝沉淀池进行深度处理；
(9)絮凝沉淀后的污水进入滤布滤池内进行过滤，然后经过紫外消毒后达标排放；
(10)步骤(7)中沉淀的污泥经过污泥管导入污泥池后经过潜水搅拌机搅拌后进行污泥脱水，然后进行外运处理。
优化的，上述生物反应污水处理方法，所述步骤(1)中还包括通过营养液投加装置将营养液泵入配水池内，工业污水在污水预处理厂内经过提升泵房导入水解酸化池，在水解酸化池内进行水解酸化后导入混合配水池；所述水解酸化时间为6小时。
优化的，上述生物反应污水处理方法，所述步骤(2)导入综合污水处理厂时，经过粗格栅渠内经过回转式格栅除污机进行除污处理。
优化的，上述生物反应污水处理方法，所述污水经过回转式格栅除污机进行除污处理后经过提升泵房导入细格栅内，经过旋流沉砂池进行沉沙处理，沉沙处理后导入配水池。
优化的，上述生物反应污水处理方法，所述步骤(10)中污泥脱水后形成的上清液导入粗格栅进行再次污水处理。
优化的，上述生物反应污水处理方法，所述回转式格栅除污机的栅条间隙为25mm、宽度600mm；所述细格栅包括若干格栅渠，格栅渠的栅条间隙5mm，格栅渠单宽700mm；所述旋流沉砂池直径为1.0m，停留时间30s，水力表面负荷200m3/m2·h。
优化的，上述生物反应污水处理方法，所述AT-BC装置内投放有促进微生物生长和繁殖的营养剂。
优化的，上述生物反应污水处理方法，所述AT-BC装置内设置有若干生物转盘，AT-BC装置内养殖有Bacillus菌。
优化的，上述生物反应污水处理方法，所述生物转盘为网状盘片，Bacillus菌包括芽孢杆菌属、芽孢乳杆菌属、梭菌属、脱硫肠状菌属和芽孢八叠球菌属等。
本发明的生物反应污水处理方法，改进了现有技术的缺陷，水质达标，可靠稳定。本发明的优点在于：AT-BC工艺的核心是使用Bacillus菌(芽孢杆菌属)作为系统的优势菌属。为了满足Bacillus菌的生长环境条件，本发明的AT-BC工艺采用生物膜法(AT-BC装置)和活性污泥法(曝气池)相结合的组合生化处理工艺。本发明的AT-BC生化工艺出水可以直接达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
本发明AT-BC生化工艺核心技术是Bacillus菌的使用。芽孢杆菌(Bacillus)，细菌的一科，能形成芽孢(内生孢子)的杆菌或球菌。包括芽孢杆菌属、芽孢乳杆菌属、梭菌属、脱硫肠状菌属和芽孢八叠球菌属等。它们对外界有害因子抵抗力强，分布广，存在于土壤、水、空气以及动物肠道等处。
本工艺中利用的芽孢杆菌，主要包括地衣芽孢杆菌、苛性芽胞杆菌、球形芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、浸麻芽孢杆菌等。
本发明Bacillus菌去除污染物机理为：
1、有机物的去除
Bacillus菌中对蛋白质、淀粉和脂肪有较高的分解能力，去除机理如下：
2、脱氮机理
同传统的硝化、反硝化脱氮原理不同，Bacillus菌直接吸取胺(有机氮)、氨氮以及铵盐，为微生物所利用，从而进行脱氮，氮元素部分以有机氮的形式进入污泥中，并通过剩余污泥的排放从系统中去除，部分转化成氮气排入空气中。
3、除磷机理
Bacillus菌属于革兰氏阳性菌。与革兰氏阴性菌相比，革兰氏阳性菌细胞壁比革兰氏阴性菌(在一般活性污泥工艺中使用的菌类)的细胞壁厚而均匀，主要通过肽键来连接肽聚糖构成细胞壁。革兰氏阳性菌的细胞壁包含了大量的磷壁酸。也就是说，在微生物的合成反应中，磷酸盐以磷壁酸的形式进入Bacillus菌的细胞壁中，最后通过剩余污泥的排放从系统中脱磷。
通过Bacillus菌除磷一般去除率在50％以上，为了保证达标，往往辅助化学除磷。
4、除臭机理
Bacillus菌可将污水中的氨、氨盐、硫化氢等状态的物质吸收，去除了臭气产生成份，大大降低了系统臭气产生量。
5、消毒机理
Bacillus菌在生长代谢过程中，分泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生素，可以溶解或杀灭处理水中的大肠杆菌及一般细菌等。
由于系统具有自我消毒能力，剩余污泥基本上不需要进行稳定化就可以进入最终的处理和处置过程。
本发明使用Bacillus菌是由于其有一下特点：
Bacillus菌具有超强的繁殖能力，在低温、高盐度、高压等极具严酷的极限环境中也具有适应能力。
可分解蛋白质和将淀粉分解至葡萄糖的能力。
可分解脂肪酸。
可吸收转化增殖分解后的物质。
Bacillus菌属适氮和硫磺素菌种，可将污水中氮素被氧化前的氨、氨盐、硫化氢等状态的物质吸收，去除了臭气产生成份，降低了系统臭气产生量。
Bacillus菌具有孢子形成能力，在恶劣环境中能保持活性菌种增殖数量，维持处理能力。
可以分泌抗生素，具有杀菌灭菌的功效。
可分泌的酵素具有强力的水分解能力，可分解难分解的蛋白质、脂质、核酸等物质，通过对难分解性物质的分解、可大幅提高处理效率。
能分泌出一种特殊的粘性物质，具有很强的吸附过滤能力。
含有Bacillus菌的活性污泥的脱水性能非常好。
本发明AT-BC工艺的主要特点为：
AT-BC生化工艺采用了生物膜法(AT-BC生物转盘装置)和活性污泥法(曝气池)的组合工艺，以保持Bacillus菌去除各种污染物的高性能。
AT-BC生化工艺在处理城市污水时，采用污泥回流保持Bacillus菌的数量满足去除有机物的要求；通过内回流保持Bacillus菌的高活性和对各种污染物的高去除率。
为保持Bacillus菌处于优势地位和对氮、磷较高的高去除效率，AT-BC生化工艺对溶解氧控制到较低的水平(DO不高于1mg/L),与传统的生化工艺(一般溶解氧控制在2-4mg/L)相比，曝气池需要的空气量要低得多，这样可以很好的降低能耗；加上AT-BC装置采用自然通风，这样AT-BC生化处理工艺相比传统生化处理工艺约低30-50％(只对生化部分比较)。
AT-BC生化工艺采用Bacillus菌作为系统的优势菌属，由于其对有机物、氮和磷的独特去除机理和较高的去除率，通过合理的设计，其出水可以直接达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
由于Bacillus菌本身具有除臭能力，其生化工艺段、污泥处理段可以不需要进行额外的除臭处理，这样可以减少污水处理厂对除臭系统的投资费用。
由于Bacillus菌本身具有自我消毒能力，系统产生的污泥中大肠杆菌属等指标可以比较容易的达到污泥稳定化的要求，对将来的污泥的最终处置(资源化)创造了较好的条件。
AT-BC生化系统整体建设用地少于传统工艺。
本发明AT-BC生化工艺核心设备为AT-BC装置：
AAT-BC装置作用
AT-BC装置中的盘片(生物载体)为Bacillus菌提供了一个生长、繁殖的载体，在AT-BC装置中保持足够量的Bacillus菌，同时吸附、分解污水中的污染物。
BAT-BC装置特点
AT-BC盘片是采用优质材料制造而成的特殊网状结构。
该装置空隙率在97％以上，使其具有较大的比表面积，水和空气容易进出，在均一好氧条件下处理效果好而且稳定。
AT-BC盘片质量轻(密度在0.05-0.06g/cm3)，不吸水，因此电机功耗较低，后续的保养和操作也较为简便。
AT-BC盘片具有独特的网状结构，使得微生物可以维持较高密度的附着率(约10,000～30,000mg/L)，从而可以对流量、有机物负荷的变化，对低温也有着极高的适应性。
采用优质材料以及强度极高的机械结构，使得本装置可以长期运行。
AT-BC工艺与其它工艺的比较如下表所示：
由于采用纯生物方法，除磷效果不稳定，所以本发明采用化学辅助除磷的方法：
《城镇污水处理厂污染排放标准》(GB18918-2002)规定，城市污水处理厂磷酸盐(以P计)一级A排放标准的上限为0.5mg/L。本污水处理厂虽然釆用生物除磷脱氮工艺，但是目前本项目污水处理厂的实际进水TP浓度偏高，而且有冲击负荷现象；为了确保TP稳定达标排放，本方案增设了辅助化学除磷设施。
化学除磷概述：
化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程。实际上投加化学药剂后污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝作用。
在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的。当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，同时也会产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固—液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。
化学除磷药剂：
根据化学沉淀反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离了药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离了结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉淀的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Al3+盐和Fe2+盐。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。Fe2+盐在实际应用中为了能被氧化常投加到旋流沉砂池或釆用同步沉析工艺投加到曝气池中，其效果同使用Fe3+盐一样。
与沉淀反应相竞争的反应是金属离子与OH-的反应，金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质细微悬浮颗粒。另外使用金属盐药剂还会给污水和污泥处理带来益处。比如会降低污泥的污泥指数有利于沼气脱硫等。
化学除磷的药剂主要有铁盐和铝盐。铝盐主要是氯化铝和聚合氯化铝。铁盐主要是硫酸铁和氯化铁或者氯化硫酸铁。本技术方案推荐釆用聚合氯化铝作为化学除磷药剂。
化学除磷药剂的投加：
化学沉淀工艺可按沉析药剂的投加地点来分类，实际中常釆用的有：前投加、同步投加和后投加。
1、前投加
前投加的特点是药剂投加在沉砂池中，或者初次沉淀池的进水渠(管)中，其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物(大块状的絮凝体)则在初沉淀池中通过沉淀而被分离。如果生物段釆用的是生物滤池，则不允许使用铁盐药剂，以防止对填料产生危害(产生黄锈)。
由于前投加使水中的磷首先与化学药剂反应，而没有最大发挥生物除磷的能力，故投药量大，药剂费高。
2、同步投加
同步投加是使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50％。其工艺是将药剂投加在初沉池出水或生物池进水、或者二沉池的进水中，个别情况也有将药剂投加在生物池或回流污泥管中。同步投加可以最大限度的发挥生物除磷的能力；并且通过污泥回流，可以充分利用药剂；金属盐药剂使污泥重量增加，可以避免污泥膨胀；同步投加设施的工程量少。
3、后投加
后投加是将沉淀絮凝以及被絮凝物质在一个与生物相分离的沉淀设施中进行，因而也就有二段法工艺的说法。一般将沉析药剂投加到二次沉淀池后的一个混合池中，并在其后设置絮凝池和沉淀池(或气浮池)。
本工程生物处理釆用AT-BC工艺，故本工程化学除磷釆用同步投加方式，在曝气池的末端，投加化学除磷药剂，其制备和投加设备放在原有设备间内。
由于工业污水中臭味较重，所以本发明的工艺采用了除臭方案:
臭气来源:污水处理系统中的臭气源主要分布在进水集水井、格栅间、沉砂池、初沉池等，曝气池的搅拌和充氧也会产生部分臭气。泥处理系统中的臭气来源主要分布在污泥浓缩、污泥脱水和污泥堆放、外运过程。恶臭气体在处理厂及周边难以消散，对居民生活造成不利影响，对人群的身体及精神造成危害。
本工程臭气来源主要是格栅井、旋流沉砂池、曝气池、污泥贮泥池、污泥脱水间等。
恶臭污染的治理在我国受到越来越多的关注，须通过合理布局、加强厂区及厂界绿化、加强运行管理等措施，对恶臭气体进行控制；同时结合厂址周围实际，考虑釆用适当的恶臭气体治理技术，减少其对周围的影响。
AT-BC工艺中使用的Bacillus菌可将污水中的氨、氨盐、硫化氢等状态的物质吸收，去除了臭气产生成份。通过将AT-BC系统产生的污泥回流至调节池和进水集水井，可以对整个系统进行除臭，从而达到除臭目的。
具体实施方式
本发明为一种生物反应污水处理方法，包括以下步骤：
(1)将工业污水经污水预处理厂预处理后导入综合污水处理厂的混合配水池内；
(2)将生活污水导入综合污水处理厂的混合配水池内；
(3)将步骤(1)和步骤(2)混合后停留15分钟，然后将污水经过配水系统配水后平均分配至的AT-BC设备中；
(4)步骤(3)混合后的污水进入到AT-BC装置内，通过生长在AT-BC装置内载体上的Bacillus菌吸附和初步降解污水中的有机物和氨氮；
(5)步骤(4)经过AT-BC装置处理过的污水导入曝气池，曝气池内Bacillus菌及其它微生物对污水中的有机物和氨氮、总磷进行去除，曝气池停留时间8小时；
(6)污水经过曝气池曝气处理后导入二沉池，在二沉池内进行泥水分离，停留时间3小时；
(7)经过泥水分离的污水在二沉池内形成上清液和污泥；
(8)泥水分离后的上清液流入中间水池，利用提升泵提升至絮凝沉淀池进行深度处理；
(9)絮凝沉淀后的污水进入滤布滤池内进行过滤，然后经过紫外消毒后达标排放；
(10)步骤(7)中沉淀的污泥经过污泥管导入污泥池后经过潜水搅拌机搅拌后进行污泥脱水，然后进行外运处理。
所述步骤(1)中还包括通过营养液投加装置将营养液泵入配水池内，工业污水在污水预处理厂内经过提升泵房导入水解酸化池，在水解酸化池内进行水解酸化后导入混合配水池；所述水解酸化时间为6小时。
所述步骤(2)导入综合污水处理厂时，经过粗格栅渠内经过回转式格栅除污机进行除污处理。
所述污水经过回转式格栅除污机进行除污处理后经过提升泵房导入细格栅内，经过旋流沉砂池进行沉沙处理，沉沙处理后导入配水池。
所述步骤(10)中污泥脱水后形成的上清液导入粗格栅进行再次污水处理。
所述回转式格栅除污机的栅条间隙为25mm、宽度600mm；所述细格栅包括若干格栅渠，格栅渠的栅条间隙5mm，格栅渠单宽700mm；所述旋流沉砂池直径为1.0m，停留时间30s，水力表面负荷200m3/m2·h。
所述AT-BC装置内投放有促进微生物生长和繁殖的营养剂。
所述AT-BC装置内设置有若干生物转盘，AT-BC装置内养殖有Bacillus菌。
所述生物转盘为网状盘片，Bacillus菌包括芽孢杆菌属、芽孢乳杆菌属、梭菌属、脱硫肠状菌属和芽孢八叠球菌属等。
本发明的生物反应污水处理方法，改进了现有技术的缺陷，水质达标，可靠稳定。本发明的优点在于：AT-BC工艺的核心是使用Bacillus菌(芽孢杆菌属)作为系统的优势菌属。为了满足Bacillus菌的生长环境条件，本发明的AT-BC工艺采用生物膜法(AT-BC装置)和活性污泥法(曝气池)相结合的组合生化处理工艺。本发明的AT-BC生化工艺出水可以直接达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种生物反应污水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将工业污水经污水预处理厂预处理后导入综合污水处理厂的混合配水池内；
(2)将生活污水导入综合污水处理厂的混合配水池内；
(3)将步骤(1)和步骤(2)混合后停留15分钟，然后将污水经过配水系统配水后平均分配至的AT-BC设备中；
(4)步骤(3)混合后的污水进入到AT-BC装置内，通过生长在AT-BC装置内载体上的Bacillus菌吸附和初步降解污水中的有机物和氨氮；
(5)步骤(4)经过AT-BC装置处理过的污水导入曝气池，曝气池内Bacillus菌及其它微生物对污水中的有机物和氨氮、总磷进行去除，曝气池停留时间8小时；
(6)污水经过曝气池曝气处理后导入二沉池，在二沉池内进行泥水分离，停留时间3小时；
(7)经过泥水分离的污水在二沉池内形成上清液和污泥；
(8)泥水分离后的上清液流入中间水池，利用提升泵提升至絮凝沉淀池进行深度处理；
(9)絮凝沉淀后的污水进入滤布滤池内进行过滤，然后经过紫外消毒后达标排放；
(10)步骤(7)中沉淀的污泥经过污泥管导入污泥池后经过潜水搅拌机搅拌后进行污泥脱水，然后进行外运处理。
2.根据权利要求1所述的生物反应污水处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中还包括通过营养液投加装置将营养液泵入配水池内，工业污水在污水预处理厂内经过提升泵房导入水解酸化池，在水解酸化池内进行水解酸化后导入混合配水池；所述水解酸化时间为6小时。
3.根据权利要求2所述的生物反应污水处理方法，其特征在于：所述步骤(2)导入综合污水处理厂时，经过粗格栅渠内经过回转式格栅除污机进行除污处理。
4.根据权利要求3所述的生物反应污水处理方法，其特征在于：所述污水经过回转式格栅除污机进行除污处理后经过提升泵房导入细格栅内，经过旋流沉砂池进行沉沙处理，沉沙处理后导入配水池。
5.根据权利要求4所述的生物反应污水处理方法，其特征在于：所述步骤(10)中污泥脱水后形成的上清液导入粗格栅进行再次污水处理。
6.根据权利要求5所述的生物反应污水处理方法，其特征在于：所述回转式格栅除污机的栅条间隙为25mm、宽度600mm；所述细格栅包括若干格栅渠，格栅渠的栅条间隙5mm，格栅渠单宽700mm；所述旋流沉砂池直径为1.0m，停留时间30s，水力表面负荷200m3/m2·h。
7.根据权利要求6所述的生物反应污水处理方法，其特征在于：所述AT-BC装置内投放有促进微生物生长和繁殖的营养剂。
8.根据权利要求7所述的生物反应污水处理方法，其特征在于：所述AT-BC装置内设置有若干生物转盘，AT-BC装置内养殖有Bacillus菌。
9.根据权利要求8所述的生物反应污水处理方法，其特征在于：所述生物转盘为网状盘片，Bacillus菌包括芽孢杆菌属、芽孢乳杆菌属、梭菌属、脱硫肠状菌属和芽孢八叠球菌属等。
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