CN105819569A

CN105819569A - 一种改良iceas工艺提高城镇污水处理厂脱氮效率的方法

Info

Publication number: CN105819569A
Application number: CN201610125375.XA
Authority: CN
Inventors: 王淑莹; 王竞; 鲍方博; 彭永臻
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2016-03-06
Filing date: 2016-03-06
Publication date: 2016-08-03

Abstract

一种改良ICEAS工艺提高城镇污水处理厂脱氮效率的方法，属于城市污水和工业废水生物处理范畴。本发明在主反应区末端设置拦阻网，向主反应区投加填充比10％～50％的悬浮填料；每周期包括缺氧搅拌、曝气、沉淀和滗水阶段；曝气阶段不进水，搅拌、沉淀、滗水阶段进水；增加由主反应区向预反应区的污泥回流系统，回流比为30％～100％，仅仅在缺氧搅拌和曝气阶段回流，沉淀、滗水阶段不回流；缺氧搅拌时间与曝气时间的比控制在1：1.6～1：2.2之间。本发明可以大大解决污水处理行业升级改造过程中氮去除的问题，在节能方面的性能明显高于传统ICEAS工艺及其变形工艺。

Description

一种改良ICEAS工艺提高城镇污水处理厂脱氮效率的方法

技术领域

本发明涉及环境工程领域，是一种ICEAS工艺的升级改造方法，属于城市污水和工业废水生物处理范畴。

背景技术

我国是个水资源严重短缺的国家，人均水资源占有仅为世界人均水平的1/4，被列为世界上最缺水的13个国家之一。我国不仅水资源短缺而且时空分布很不均匀，加之近年来连续遭受严重干旱，旱灾的频发使水资源短缺的现状愈演愈烈。另外，我国的江河湖泊流域城市化、工业化和农业集约化的飞速发展也加速了江河流域的污染，受到污染的水体将丧失或部分丧失使用功能，从而影响水资源的可持续利用，加剧水资源短缺的危机。

我国污水处理行业仍处于发展的初级阶段，但由于污水处理总量逐年增加和国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业的发展正在快速增长，城镇的污水处理率不断提高。与此同时，我国的污水排放标准越来越严格，采用脱氮除磷工艺的城镇污水处理厂有95％都无法达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准。即使城镇污水处理厂出水达到了一级A的标准，也与地表水四类标准有着较大的差距。

目前，ICEAS工艺以基建投资低，运行维护费用省，占地面积小，操作灵活，管理方便，适应性强等优势受到各污水厂有青睐，我国多座污水处理厂采用ICEAS工艺。其运行周期一般为4-6h，其运行模式为传统ICEAS工艺、间歇排水一段或多段A/O式模式运行，污水在不断交替的条件下完成对有机污染物的降解，达到脱氮除磷的目的，然而在实际城镇污水厂的运行中发现总氮和磷的去除率并不高，大部分ICEAS工艺均存在硝化效果一般、反硝化作用受限、总氮去除率不理想、除磷效果不高的问题，与我国一级A排放标准差距较大。其中磷可以通过混凝沉淀等物理化学方法去除，而总氮的去除通过物理方法极为昂贵，在实际应用中不现实。所以对城镇污水处理厂传统ICEAS工艺的升级改造具有重要的研究和推广价值。

发明内容

本发明的目的是：针对城镇污水处理厂传统ICEAS工艺脱氮效率低下，无法达到国家一级A排放标准的问题，而开发的改良ICEAS工艺。该工艺相比传统ICEAS工艺在脱氮效率上至少提高8％以上。

本发明为解决技术问题采用的技术方案是：对现有水厂的工艺运行方式和效果等情况分析可知，传统ICEAS工艺运行普遍存在以下几点问题：

1.传统ICEAS工艺硝化不完全，出水NH₄ ⁺-N偏高；

2.进水中约40％的碳源未被充分利用，系统脱氮效率较低且造成能源浪费；

3.水力停留时间(HRT)过短，硝化反应受限；

4.无污泥回流，预反应区功能基本丧失。

一种改良ICEAS工艺提高城镇污水处理厂脱氮效率的方法，主反应区取污水厂生化反应池污泥，污泥浓度为3000mg/L～8000mg/L。一个运行周期在2～6小时之间。其特征是：

在主反应区末端设置拦阻网，向主反应区投加填充比10％～50％的悬浮填料。每周期包括缺氧搅拌、曝气、沉淀和滗水阶段；曝气阶段不进水，搅拌、沉淀、滗水阶段进水。

增加由主反应区向预反应区的污泥回流系统，回流比为30％～100％，仅仅在缺氧搅拌和曝气阶段回流，沉淀、滗水阶段不回流。

缺氧搅拌时间与曝气时间的比控制在1：1.6～1：2.2之间；以1:2为最佳。

针对传统ICEAS工艺中存在的问题，现提出改良ICEAS工艺。该工艺设计要点有：

1.优化工艺运行模式，即针对进水碳源利用效率低的问题优化工艺运行时序，保持进水量不变的情况下调整工艺运行模式，提高碳源利用效率。

2.改变进水模式，即搅拌前集中进水，系统内的微生物可最大程度的利用进水中的碳源进行反硝化。

3.在主反应区末端增加污泥回流泵，将污泥回流到预反应区前端，提高预反应区的污泥浓度，充分发挥预反应区的生物选择功能。

4.在改良ICEAS生物池中投加悬浮性填料，强化同步硝化反硝化技术，提高系统运行的稳定性，可进一步优化运行方式节省能耗。

本发明具有的优点是：

(1)针对低碳氮比城市污水，改良ICEAS工艺充分利用原水中的有机物，首次在不外加碳源的情况下，出水达到一级A排放标准。

(2)建立改良ICEAS工艺实时控制系统，实现工艺的自动化控制，提高工艺的管理水平和运行效果。

(3)在改良ICEAS生物池中投加悬浮性填料，强化同步硝化反硝化技术，提高系统运行的稳定性，可进一步优化运行方式节省能耗。

(4)对传统ICEAS工艺升级改造工程比较简单，只需在生物池内增设搅拌器、回流系统和悬浮填料，无需添加其它辅助构筑物。

附图说明

图1为传统ICEAS工艺示意图

图2为改良ICEAS工艺示意图

图3为传统ICEAS工艺运行模式示意图

图4为改良ICEAS工艺运行模式示意图

图5为传统ICEAS工艺与改良ICEAS工艺脱氮效果对比图

具体实施方式

一种改良ICEAS工艺提高城镇污水处理厂脱氮效率的方法，其主要应用于对传统ICEAS工艺污水处理厂的升级改造，通过改造使其能达到一级A排放标准。主要特征是：改变传统ICEAS工艺进水方式，优化传统ICEAS工艺运行模式，增加由主反应区向预反应区的污泥回流系统，向主反应区投加悬浮填料。

进水方式由全程连续进水改变为曝气阶段不进水，其他阶段进水方式。

改良ICEAS工艺将缺氧搅拌时间与好氧曝气时间的比控制在1：1.6～1：2.2之间，以1:2为最佳，沉淀阶段时间一般在30min～60min,滗水阶段时间一般在50min～90min。

增加一套主反应区向预反应区的污泥回流系统，回流比为30％～100％，仅仅在搅拌、曝气阶段回流，沉淀、滗水阶段不回流。

在主反应区末端(即出水位置)设置拦截筛网，向主反应区投加填充比10％～50％的悬浮填料，填料材质为亲水性高分子材料，填料尺寸大于配套拦截筛网网眼尺寸即可。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面根据附图结合具体实施方式进一步详细描述本发明。

如附图1、2，ICEAS工艺是采用周期往复运行的模式，一般按搅拌-曝气-沉淀-滗水4个时段分为一个周期，一个运行周期一般在2～6小时之间。改良ICEAS工艺取污水厂生化反应池污泥，污泥浓度一般为3000mg/L～8000mg/L。进水为一级配水井的污水，每周期曝气阶段不进水，搅拌、沉淀、滗水阶段进水。在原有工艺基础上增加由主反应区向预反应区的回流系统，回流比一般为30％～100％(仅沉淀、滗水阶段停止回流，搅拌、曝气阶段回流)。同时取消预反应区的曝气系统，增加1～2台搅拌设备，将其改为搅拌系统，搅拌时间与每周期搅拌阶段时间相同，这样改造充分利用了预反应区。将缺氧搅拌阶段时间与好氧曝气阶段时间的比控制在1：1.6～1：2.2之间，以1:2为最佳，这样强化反硝化效果，有利于总氮的去除。

曝气阶段溶解氧在2mg/L以上，沉淀阶段时间一般在30min～60min,滗水阶段时间50min～90min，由污水处理厂日处理规模及ICEAS生化反应池总数量决定。在主反应区末端设置拦截筛网，向主反应区投加填充比10％～50％的悬浮填料，填料材质为亲水性高分子材料，填料尺寸大于配套拦截筛网网眼尺寸即可。例如江苏裕隆环保有限公司生产的填料-裕龙活性生物填料，型号为YLII，规格25x12mm，这样提高污泥浓度，强化脱氮效率。

改良ICEAS工艺主要应用于城镇生活污水的处理，进水一般为城镇生活污水，化学需氧量100～500mg/L。经过改良ICEAS工艺处理后出水能达到国家一级A排放标准，即化学需氧量小于50mg/L，氨氮(以N计)小于5mg/L，总氮(以N计)小于15mg/L。

如附图3，以传统ICEAS工艺运行周期4.8h为例，即按搅拌(22min)-曝气(60min)-搅拌(26min)-曝气(60min)-沉淀(50min)-滗水(70min)的模式运行。进水为全程进水。

如附图4，以改良ICEAS工艺运行周期6h为例，即按搅拌(80min)-曝气(160min)-沉淀(50min)-滗水(70min)的模式运行。进水集中在搅拌、沉淀、滗水阶段，曝气阶段不在进水。

Claims

1.一种改良ICEAS工艺提高城镇污水处理厂脱氮效率的方法，主反应区投加污水厂生化反应池污泥，污泥浓度为3000mg/L～8000mg/L；一个运行周期在2～6小时之间；其特征在于：

在主反应区末端设置拦阻网，向主反应区投加填充比10％～50％的悬浮填料；每周期包括缺氧搅拌、曝气、沉淀和滗水阶段；曝气阶段不进水，搅拌、沉淀、滗水阶段进水；

增加由主反应区向预反应区的污泥回流系统，回流比为30％～100％，仅仅在缺氧搅拌和曝气阶段回流，沉淀、滗水阶段不回流；

缺氧搅拌时间与曝气时间的比控制在1：1.6～1：2.2之间。

2.根据权利要求1所述的一种改良ICEAS工艺提高城镇污水处理厂脱氮效率的方法，其特征在于：

缺氧搅拌时间与曝气时间的比为1:2。