CN105819620A - 一种利于消除黑臭水体的污水处理工艺和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利于消除黑臭水体的污水处理工艺，依次包括以下步骤：集水池处理—混凝气浮处理—生物接触氧化处理—人工湿地处理，该工艺操作简单，出水效果好，且处理过程不会产生臭味。本发明还提供了一种利于消除黑臭水体的污水处理装置，依次包括：集水池—混凝气浮池—生物接触氧化处理池—人工湿地处理系统，该装置结构简单，维护方便，废水处理效果好。

Description

一种利于消除黑臭水体的污水处理工艺和装置
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种利于消除黑臭水体的污水处理工艺和装置。
背景技术
城市污水主要有厨房污水、卫生间污水、冲洗汽车废水、空调冷却废水、洗浴废水、洗衣房排水、水景循环水等。目前，城市污水处理大都采用一级处理和二级处理的方法。一级处理，主要通过物理方法去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理的污水，达不到排放标准。二级处理则是采用生物处理技术，利用微生物将污水中的有机物降解去除，具有代表性的工艺主要有活性污泥法和生物膜法。
但是，活性污泥法基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象；工艺设备不能满足高效低耗的要求。随着污水排放标准的不断严格，对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高，传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主，往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理较为复杂。此外，活性污泥法产生大量的剩余污泥，需要进行污泥无害化处理，增加了投资。
生物膜法与活性污泥法相比，生物膜法具有以下优点：一、生物膜对污水水质、水量的变化有较强的适应性，管理方便，不会发生污泥膨胀；二、微生物固着在载体表面、世代时间较长的微生物也能增殖，生物相对更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少；三、能够处理低浓度的污水。同时，生物膜法存在以下缺点：生物膜载体增加了系统的投资；载体材料的比表面积小，反应装置容积有限、空间效率低，在处理城市污水时处理效率比活性污泥法低；附着于固体表面的微生物量较难控制，操作伸缩性差；靠自然通风供氧，不如活性污泥供氧充足，容易产生厌氧。
综上所述，活性污泥法和生物膜法均存在一定不足。
另外，目前典型的生活污水处理工艺是厌氧—好氧(A/O)污水处理工艺，流程如下：
污水——前处理——厌氧水解池——接触氧化池——沉淀池——过滤池——出水。
A/O法适应能力强、耐冲击负荷、高容积负荷、不存在污泥膨胀、排泥量非常少，具有较好的脱氮效果。但该法的不足是处理过程厌氧产生臭气，污染周围环境，处理后污水排入水体容易产生黑臭。
发明内容
为了避免现有技术的不足之处，本发明的目的之一在于提供一种利于消除黑臭水体的污水处理工艺，该工艺操作简单，出水效果好，且处理过程不会产生臭味。
本发明的另一目的在于提供一种利于消除黑臭水体的污水处理装置，该装置结构简单，维护方便，废水处理效果好。
本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案实现：
一种利于消除黑臭水体的污水处理工艺，包括以下步骤：
1)集水池处理，集水池对预处理废水进行汇集、储存和水质均衡，得到均衡水质废水；
2)混凝气浮处理，由提升泵将步骤1)得到的均衡水质废水提升至混凝气浮池后，投入混凝剂，均衡水质废水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物转化成絮状物；经过气浮工艺，絮状物形成浮渣并被除去；
3)生物接触氧化处理，经过步骤2)处理的废水进入生物接触氧化处理池，生物接触氧化处理池中设有填料，利用曝气系统往生物接触氧化处理池内的废水充氧；在有氧的条件下，污水与填料表面的生物膜反复接触，使污水得到净化；
4)人工湿地处理，经过步骤3)处理的废水进入人工湿地处理系统，废水经过物理、化学、生物三重协同作用处理后，被排放。
优选地，废水在所述集水池的水力停留时间为0.5-2h；废水在所述混凝气浮池的水力停留时间为20-30min；废水在所述生物接触氧化处理池的水力停留时间为3-6h；废水在所述人工湿地处理系统的水力停留时间为6-8h。
优选地，步骤2)中，所述混凝剂为铝盐，包括聚合氯化铝、硫酸铝等，所述混凝剂的投加量为25-100mg/L。
优选地，步骤3)中，生物接触氧化处理为二段式处理工艺，即废水依次经过第一段接触氧化处理、第一段接触沉淀处理、第二段接触氧化处理和第二段接触沉淀处理。
所述填料包括立体弹性填料、组合填料等；用鼓风机在所述填料的底部曝气充氧，控制所述生物接触氧化处理池内废水中的溶解氧浓度为3-7mg/L；且所述气浮工艺为部分污水加压溶气气浮工艺。
部分污水加压溶气气浮法是一种将废水加压溶气后进行气浮法水处理的工艺过程，是加压溶气气浮法中的一种。其特点是将被处理的部分污水用水泵加压到3-4kg/cm2,送入专门装置的溶气罐，在罐内使空气充分溶于水中，然后在气浮池中释放器突然减到常压，这时溶解于水中的过饱和空气以微细气泡形式从池中逸出，将水中悬浮物颗粒或油粒带到水面形成浮渣排除之。部分污水加压溶气法省电、设备容积小、混凝剂耗量少、运行方便、不堵塞。这种方法的处理效率可达90％以上。
组合填料是在软性填料和半软性填料的基础上发展而成的，它兼有两者的优点。其结构是将塑料圆片压扣改成双圈大塑料环，将醛化纤维或涤纶丝压在环的环圈上，使纤维束均匀分布；内圈是雪花状塑料枝条，既能挂膜，又能有效切割气泡，提高氧的转移速率和利用率。使水气生物膜得到充分交换，使水中的有机物得到高效处理。
优选地，步骤4)中，所述人工湿地处理系统为沉水植物系统，主要利用砂石和沉水植物对废水进行处理。
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。它是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。
本发明的另一个目的可以通过采取如下技术方案实现：
一种利于消除黑臭水体的污水处理装置，包括集水池、混凝气浮池、生物接触氧化处理池和人工湿地处理系统；所述集水池的出水口通过提升泵与所述混凝气浮池的进水口连接；所述混凝气浮池的出水口与所述生物接触氧化处理池的进水口连接；所述生物接触氧化处理池的出水口与所述人工湿地处理系统的进水口连接。
优选地，所述生物接触氧化处理池为二段式处理池，即包括依次串联的第一段接触氧化池、第一段接触沉淀池、第二段接触氧化池和第二段接触沉淀池。
本发明所提供的技术方案可以包括以下有益效果：
(1)本发明所提供的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，整个处理过程不会产生臭味；用混凝气浮气浮处理法取代厌氧生物处理，避免产生臭气；生物接触氧化处理法，处理过程无臭味，硝化效果好，有机物去除效率高，出水可达国家综合污水一级A排放标准；再经人工湿地处理后，出水满足景观水水质要求，排入水体后无黑臭现象。
(2)本发明所提供的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，废水在进入主要污水处理系统前，通过集水池进行均质均量，保证后续废水处理设备正常运营。因为不同的废水，其水量和水质一般是不均衡的，不均衡的废水对废水处理设备的正常操作及处理效果是不利的，废水经过集水池处理则避免了此弊端。
(3)本发明所提供的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，采用生物接触氧化法进行处理，此方法同时兼有活性污泥法和生物膜法的特点，生物接触氧化处理池中的填料被水浸泡，用鼓风机在填料底部曝气充氧，空气自下而上，夹带待处理的废水自由通过滤料并到达水面，空气逸走后，废水则在滤料间隔自上而下返回池底。活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。生物接触氧化法处理时间短、净化效果好、出水水质好且稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小，有利于消除黑臭水体。
(4)本发明所提供的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，采用二段生物接触氧化法，第一段充分利用微生物处于对数增长期的吸附特性，以低能耗、高负荷、快速的生物吸附合成为主，能够去除污水中大部分的有机物；第二段在低负荷下利用微生物的氧化作用，对污水中残留的有机物进行氧化分解，以进一步改善出水水质。污水经过两座氧化池，增加了与填料接触次数，同时每一座氧化池的流态基本属于完全混合型，可以提高生化效率，缩短生物氧化时间，使处理水质趋于稳定。由于采取了分段，可充分发挥同类生物种群间的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用，可大大提供处理效率。
附图说明
图1为本发明所提供的利于消除黑臭水体的污水处理工艺的示意图；
图2为本发明所提供的利于消除黑臭水体的污水处理装置的示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，一种利于消除黑臭水体的污水处理工艺，依次包括以下步骤：
1)集水池处理11，集水池21对预处理废水进行汇集、储存和水质均衡，得到均衡水质废水；
2)混凝气浮处理12，由提升泵将步骤1)得到的均衡水质废水提升至混凝气浮池后，投入混凝剂，均衡水质废水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物转化成絮状物；经过气浮工艺，絮状物形成浮渣并被除去；
3)生物接触氧化处理13，经过步骤2)处理的废水进入生物接触氧化处理池，生物接触氧化处理池23中设有填料，利用曝气系统往生物接触氧化处理池23内的废水充氧；在有氧的条件下，污水与填料表面的生物膜反复接触，使污水得到净化；
4)人工湿地处理14，经过步骤3)处理的废水进入人工湿地处理系统24，废水经过物理、化学、生物三重协同作用处理后，被排放。
如图2所示，一种利于消除黑臭水体的污水处理的装置，包括集水池21、混凝气浮池22、生物接触氧化处理池23和人工湿地处理系统24；集水池21的出水口通过提升泵与混凝气浮池22的进水口连接；混凝气浮池22的出水口与生物接触氧化处理池23的进水口连接；生物接触氧化处理池23的出水口与人工湿地处理系统24的进水口连接。
其中，生物接触氧化处理池23为二段式处理池，即包括依次串联的第一段接触氧化池、第一段接触沉淀池、第二段接触氧化池和第二段接触沉淀池。
实施例1
某城市风景区生活污水，其水质特征如表1所示，采用本发明所提供的利于消除黑臭水体的污水处理工艺进行处理。
其中，生活污水在集水池的水力停留时间为2h、在混凝气浮池的水力停留时间为25min、在生物接触氧化处理池的水力停留时间为5.6h、在人工湿地处理系统的水力停留时间为7.2h。混凝气浮池中，投入聚合氯化铝混凝剂，投加量为35mg/L；生物接触氧化处理池采用立体弹性填料、池底部采用微孔管曝气管方式、池内溶解氧浓度为4.7mg/L。
整个处理过程中无H2S等异臭味产生，经过此处理系统处理的水排入水体，35天后，接纳水体没有发黑发臭现象。出水效果详见表1。
表1某城市风景区生活污水处理前和处理后水质对比表
水质指标 CODCr BOD5 pH 色度 SS TN TP
处理前 157.1 59.5 7.1 60 115.2 22.8 2.2
处理后 15.2 3.6 7.9 19 12.9 2.1 0.6
其中，CODCr、BOD5、SS、TN和TP的单位为mg/L。
从表1的数据可看出，本发明所提供的利于消除黑臭水体的污水处理的工艺，对污水的处理效果好，污水经过处理后CODCr、BOD5、pH、色度、SS、TN和TP均大幅度降低，满足景观水水质要求，排入水体后无黑臭现象。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)集水池处理，集水池对预处理废水进行处理，得到均衡水质废水；
2)混凝气浮处理，由提升泵将步骤1)得到的均衡水质废水提升至混凝气浮池后，投入混凝剂，均衡水质废水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物转化成絮状物；经过气浮工艺，絮状物形成浮渣并被除去；
3)生物接触氧化处理，经过步骤2)处理的废水进入生物接触氧化处理池，生物接触氧化处理池中设有填料，利用曝气系统往生物接触氧化处理池内的废水充氧；在有氧的条件下，污水与填料表面的生物膜反复接触，使污水得到净化；
4)人工湿地处理，经过步骤3)处理的废水进入人工湿地处理系统，废水经过净化处理后，被排放。
2.根据权利要求1所述的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，废水在所述集水池的水力停留时间为0.5-2h；废水在所述混凝气浮池的水力停留时间为20-30min；废水在所述生物接触氧化处理池的水力停留时间为3-6h；废水在所述人工湿地处理系统的水力停留时间为6-8h。
3.根据权利要求1所述的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，步骤2)中，所述混凝剂为铝盐，所述混凝剂的投加量为25-100mg/L。
4.根据权利要求3所述的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，所述铝盐包括聚合氯化铝或硫酸铝。
5.根据权利要求1所述的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，步骤3)中，所述填料包括立体弹性填料或组合填料。
6.根据权利要求1所述的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，步骤3)中，用鼓风机在所述填料的底部曝气充氧，控制所述生物接触氧化处理池内废水中的溶解氧浓度为3-7mg/L。
7.根据权利要求1所述的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，步骤3)中，所述气浮工艺为部分污水加压溶气气浮工艺。
8.根据权利要求1所述的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，步骤3)中，生物接触氧化处理为二段式处理工艺，即废水依次经过第一段接触氧化处理、第一段接触沉淀处理、第二段接触氧化处理和第二段接触沉淀处理。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述利于消除黑臭水体的污水处理工艺的装置，其特征在于，包括集水池、混凝气浮池、生物接触氧化处理池和人工湿地处理系统；所述集水池的出水口通过提升泵与所述混凝气浮池的进水口连接；所述混凝气浮池的出水口与所述生物接触氧化处理池的进水口连接；所述生物接触氧化处理池的出水口与所述人工湿地处理系统的进水口连接。
10.根据权利要求9所述的利于消除黑臭水体的污水处理工艺，其特征在于，所述生物接触氧化处理池为二段式处理池，即包括依次串联的第一段接触氧化池、第一段接触沉淀池、第二段接触氧化池和第二段接触沉淀池。
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