CN107759032B - 用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置 - Google Patents

用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107759032B
CN107759032B CN201711187436.6A CN201711187436A CN107759032B CN 107759032 B CN107759032 B CN 107759032B CN 201711187436 A CN201711187436 A CN 201711187436A CN 107759032 B CN107759032 B CN 107759032B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tank
sludge
biochemical reaction
water
reaction tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711187436.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107759032A (zh
Inventor
李贵海
张贤彬
洪海
迟耀华
陈勇
刘明强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaoning Huafu Environmental Engineering Co ltd
Original Assignee
Liaoning Huafu Environmental Engineering Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoning Huafu Environmental Engineering Co ltd filed Critical Liaoning Huafu Environmental Engineering Co ltd
Priority to CN201711187436.6A priority Critical patent/CN107759032B/zh
Publication of CN107759032A publication Critical patent/CN107759032A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107759032B publication Critical patent/CN107759032B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/24—Separation of coarse particles, e.g. by using sieves or screens
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/308—Biological phosphorus removal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used

Abstract

本发明公开了一种用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置，其中方法包括：1)利用调节池收集生活污水，同时作水量均质调节，2)降解有机物及脱氮除磷，利用控制系统控制生化反应池对进入其内部的污水作进水/排水‑缺氧‑好氧的步骤顺序运行，实现降解有机物及脱氮除磷，3)排泥处理，在好氧阶段后期进行强制排泥方法，通过污泥泵将生化反应池内好氧阶段后期形成的高含磷的活性污泥排至污泥池进行储存，定期由吸泥罐车送至污泥处理厂进行处理；4)进水/排水骤步中生化反应池顶部的清水排至清水池，清水池内的清水经过消毒装置后由外排泵排出使用。该用于农村生活污水脱氮除磷的方法由于动设备少，维修费用低，运行费用低至0.25元/吨。

Description

用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法及装置，具体地说，涉及一种用于农村生活污水脱氮除磷处理的方法及装置。
背景技术
由于农村生活习惯及地下水和雨水通过污水收集管网进行污水处理系统，导致有机物(即碳源)浓度低、氮磷超标(不能满足C：N：P＝100:5:1即C/N<20，C/P<100)，而氮、磷元素超标会加速水体的富营养化，给农村居民的宜居生活环境带来极大的危害。氮、磷等营养物质的升高，会造成藻类大量繁殖，重则造成水华或赤潮现象，其中磷又起到了关键性作用。因此，如何降低生活污水中磷的含量，对降低甚至消除污染，保护环境，建设美丽的新农村具有重要意义。
目前的农村生活污水处理工艺中，由于碳源低，绝大多数工艺只能去除有机物和氨氮，并且脱氮效率低，磷的去除率则更低。常规的生物脱氮除磷方法主要有AAO(Anaerobic-Anoxic-Oxic，称为厌氧-缺氧-好氧法)、生物接触氧化、曝气生物滤池、SBR(序列间歇式活性污泥法，英文全称为Sequencing Batch Reactor Activated SludgeProcess)等工艺。AAO法是最常规的生活污水处理方法，也是目前城市污水处理厂应用最多的一种脱氮除磷工艺，由于AAO工艺中硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄及碳源需求上存在矛盾和竞争，很难同时达到氮、磷较高的除去率，且动设备多，能耗高；生物接触氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特点，生物接触氧化法不需要污泥回流，无污泥膨胀问题而被行业所采用，但是由于池内填充大量的填料，维修十分麻烦，填料容易老化，前端处理后的污水中SS含量较低，生物膜固着的载体较少，导致生物膜比重较小，容易脱膜，具有脱氮能力，但是磷的去除率很低，需要采取化学除磷方法加以补充。曝气生物滤池是由滴滤池发展而来，是生物膜法技术的一种，其主要缺点要求原水中的SS低于100mg/L，最好是SS低于60mg/L，否则造成生物滤料阻塞而不能正常运行；另外，曝气生物滤池磷的去除率低，也需要采取化学处理方法进行去除。SBR法即序列间歇式活性污泥法，该法集曝气池、沉淀池为一体，连续进水，间歇曝气，停气时污水沉淀，憋出上清液，为一个周期。SBR法不设沉淀池，无污泥回流设备，池内厌氧、好氧处于交替状态，从时间上看，不存在返混现象，净化效果好；但SBR间歇运行，需设多个处理单元，进水与曝气相互切换，并且排水需要滗水器，设备价格昂贵。
国家正在持续稳进的推动建设美丽乡村这座大厦的蓝图，提高农村人宜居环境。处理农村生活污水的技术也百花齐放，这些技术都是套用城市污水厂的工艺，或者直接把国外产品引进。这两种做法虽然在一定程度上加快了农村生活污水治理的步伐，但是没有考虑中国农村的实际情况，水质水量四季变化较大，这就造成大多数设备的出水水质不能达到要求，其中主要是指总磷和总氮两个指标，即使一些工艺为了弥补出水总磷不达标，采用化学除磷的方法，但是采用化学除磷不仅增加了运行成本，而且产生的化学污泥属于危废，增加污泥处置费用。
针对农村生活污水的特性和目前各种方法的特点，开发一套适合农村污水水质和水量且运行成本低的污水处理工艺，并且出水水质达到GB18918-2002中的一级A，也是各行从业人员和学者们一直研究的课题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，提供一种适合于农村生活污水特点的，即在碳源相对不足的情况下，不仅具有高效降解有机物，高效脱氮除磷能力，而且运行费用低的农村生活污水处理方法及装置。
本发明中用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法，包括有以下步骤：
(1)生活污水的收集、水量均质处理
利用调节池收集生活污水，并利用调节池进水入口处安装的粗格栅、细格栅去除、拦截污水中的头发、大颗粒杂物，同时作水量均质调节，均质调节后的污水经由污水提升泵进入到生化反应池内；
(2)降解有机物及脱氮除磷
利用控制系统控制生化反应池对进入其内部的污水作进水/排水-缺氧-好氧的步骤顺序运行，实现降解有机物及脱氮除磷，具体过程包括：
a)进水/排水步骤：步骤(1)中经由污水提升泵将均质调节后的污水均匀地进入到从所述生化反应池底部的同时，前一周期的上清液通过生化反应池顶部的进口堰门进入生化反应池顶部的出水槽，并从出水槽进入清水池内；在进水/排水的同时不曝气，进水/排水前期在生化反应池内部形成缺氧状态，前一周期形成在污泥中的硝酸盐/亚硝酸盐随着后一周期不断流入的污水与污水中的COD进行反硝化反应，所述生化反应池底部污泥层中的硝酸根经反硝化反应后形成厌氧环境，大分子有机物被分解成低分子脂肪酸，聚磷菌和反硝化聚磷菌(DPB)在厌氧条件下分解体内的聚磷酸产生能量ATP，以主动运输的方式吸收脂肪酸并合成聚B-羟基丁酸盐，与此同时释放出PO43-，进行厌氧释磷；
b)缺氧状态的反硝化聚磷菌进行反硝化脱氮除磷步骤：进水/排水步骤完成后进入缺氧步骤时间为60～180分钟，其缺氧环境采用曝气3～10分钟、停止5～15分钟的周期间歇曝气处理来实现，在所述生化反应池内部形成缺氧环境，积累了大量的聚B-羟基丁酸盐的反硝化聚磷菌进入缺氧状态后，以硝酸盐(NO3--N)和亚硝酸盐(NO2--N)作为氧化聚B-羟基丁酸盐的电子受体，利用降解的聚B-羟基丁酸盐以产生能量并提供还原力尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)，并以NADH+H作为电子运输链的载体以排除质子，从而形成质子推动力；质子推动力将体外的磷酸盐输送到体内，在ATP酶的作用下合成ATP，将过剩的PO43-聚合成多聚磷酸盐；DPB在缺氧条件下通过电子传输链产生的ATP超过在厌氧条件下通过分解体内的磷酸盐产生的ATP，所以在缺氧条件下摄取的磷多于厌氧释放的磷，多余的磷通过排泥方式除去，并将硝酸盐和亚硝酸盐转变为一氧化二氮气体进行去除；
c)好氧阶段：缺氧阶段完成后，进行连续曝气处理，曝气时间为30～120分钟，在此阶段，COD得到进一步降解，硝化菌发生硝化作用和聚磷菌发生好氧吸磷，并吹脱一氧化二氮和氮气，保证活性污泥的沉降性能并使活性污泥再生；
(3)排泥处理
在好氧阶段后期进行强制排泥方法处理，通过污泥泵将所述生化反应池内缺氧和好氧阶段形成的高含磷的活性污泥排至污泥池进行储存，并在污泥池内间歇地通入空气，防止在污泥池内形成厌氧环境进行厌氧释磷，污泥池内的上清液回流至调节池，而污泥池内的污泥定期由吸泥罐车送至污泥处理厂进行处理；
(4)消毒
进水/排水骤步中生化反应池顶部的清水排至清水池，清水池内的清水经过消毒装置后由外排泵排出使用。
所述进水/排水步骤中，在进水/排水的同时不曝气，并且进水时间是在上个周期连续曝气阶段结束后，所述生化反应池中的微生物都经过沉降分离后聚集在池底，形成清晰泥水分界面的同时进行进水/排水步骤。
所述进水/排水步骤结束后，静止15-30min，巩固厌氧环境，聚磷菌和反硝化聚磷菌最大限度的进行释磷。
所述进水/排水步骤是利用流体力学的平推流原理，通过进水的推流作用将上个周期处理完后的清水排出生化反应池。
本发明中用于农村生活污水脱氮除磷的处理装置包括有调节池、污水提升泵、生化反应池、清水池、污泥池、污泥泵、风机曝气系统、消毒装置、外排泵和自控系统，
所述调节池内接近污水入口处依次设置有用于除去大颗粒杂物、毛发的粗格栅、细格栅，所述污水提升泵固定安装在所述调节池的内底部，经管道连接所述生化反应池内部的布水器，所有生化反应都在所述生化反应池中完成；
所述生化反应池的顶部经通过溢流堰的结构连接出水槽，所述出水槽顶部与所述清水池连通；
所述风机曝气系统通过曝气管道分别连接设在所述调节池、所述生化反应池和污泥池内底部的曝气头；
所述污泥泵通过污泥管连通所述生化反应池的内底部；
排气装置为一排气筒，直接固定安装在所述生化反应池和所述清水池的顶部，直接连通大气；
所述清水池内部的水经所述消毒装置和所述外排泵输出。
所述布水器包括有多根平行设置的管道，在每根管道上开有直径为3～10mm的小孔，进入布水器从所述布水器小孔流出的污水流态处于层流状态，且Re≤1500。
所述小孔的开孔方式是沿着管道管轴线斜下15～60°开设。
所述出水槽的底部开设有与所述生化反应池连通的污泥出口。
本发明的优点和效果是：
采用独特的进水方式，利用平推流原理进行排水，取代了传统SBR系统的滗水器，节约了运行和维护费用。
采用周期时序控制，根据水质水量特征调节运行周期和周期内各个阶段的运行参数，提高了污水处理效率，对水质水量适应性大，并且控制灵活。
采用反硝化和生物强化脱氮除磷相结合，解决了农村生活污水中碳源不足的问题。
采用反硝化和强化除磷，除磷效率高，总磷(TP，total phosphorus)的除去率达到95％以上，其出水水质达到GB18918-2002中的一级A。
所有生化反应在一个池中进行，节约设备成本。并且所有微生物共存在一个池中友好相存、相互协调，且在进水时，污水与所有微生物都进行亲密接触，处理效率高。
附图说明
图1是本发明中用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法的工艺流程简图。
图2是本发明中用于农村生活污水脱氮除磷的处理装置的结构示意图。
图3是本发明中用于农村生活污水脱氮除磷的处理装置的俯视示意图。
图4是本发明中布水器管道中的截面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施例作详细说明。
如图1所示，本发明中用于农村生活污水脱氮除磷的处理装置包括有调节池1、污水提升泵2、风机曝气系统3、生化反应池4、清水池5、污泥泵6、污泥池7、自控系统8、排气装置9、消毒装置10和外排泵11及相应的管道仪表系统。
如图2和图3所示，在调节池1内接近污水入口处依次设置有粗格栅12、细格栅13，用于除去大颗粒的杂物、毛发等大型物体。为使调节池1内水质均匀，在调节池1中安装有搅拌机，通过搅拌的方式调节水质，也可以通过管道连通风机曝气系统3，将风机曝气系统3中的空气引入调节池1内，在调节池1中进行间歇曝气搅拌的方法进行，使污水的水质充分均匀。
污水提升泵2固定安装在调节池1的内底部，经管道14连接生化反应池4内部的布水器40，布水器40包括有多根平行设置的管道42，在每根管道42上开有直径为3～10mm的小孔41，如图4所示，为使污水均匀、缓慢地流入生化反应池4内，使小孔41流出的流态处于层流状态，且雷诺数Re≤1500，小孔41的开孔方式为沿着管道42管轴线斜下15～60°，开孔间距相等且间隔开10～15mm，管道42的轴线距离生化反应池4的池底25～200mm。
生化反应池4的顶部与清水池5连通，并通过溢流堰的结构使生化反应池4内部的水首先进入到生化反应池4顶部的出水槽50内，再从出水槽50进入到清水池5内，出水槽50的底部设置有与生化反应池4连通的污泥排出口，生化反应池4内部作曝气处理时，部分污泥也会进入到出水槽50，在出水槽50内静止沉淀后通过污泥排出口回落到生化反应池4内。
风机曝气系统3固定安装在清水池5的一侧，通过曝气管道31连接生化反应池4内底部的曝气头30，曝气头30及生化反应池4内部的曝气管道31位于布水器40的上方，在自控系统8的控制下，可以定时定量地往生化反应池4内部输入空气或氧气。
污泥泵6也固定安装在清水池5的一侧，通过污泥管60连通生化反应池4的内底部，利用污泥泵6可以定期地将生化反应池4内的污泥排出到污泥池7，污泥池7内也设置有与风机曝气系统3连接曝气头，由控制系统8控制连能，再由吸泥罐车定期地将污泥送至污泥处理厂进行处理。
排气装置9为一排气筒，直接固定安装在生化反应池4和清水池5的顶部，将生化反应池4和清水池5内部的气体直接排入大气。
消毒装置10和排外泵11均安装固定在清水池5的一侧，连通清水池5内部，将清水池5内的清水经消毒装置10后排出使用。当然外排泵11也可以不使用，可以利用重力原理，直接将清水池5内的清水排出。
本发明中的处理装置将风机曝气系统3、污泥泵6、污泥池7、自控系统8、排气装置9、消毒装置10和外排泵11及相应的管道仪表系统均安装固定在清水池5的一侧设备室51内，生化反应池4、清水池5和设备室则紧邻设置，且在同一池体内，便于检测、维修，而且可以节省占地面积。
本发明中用于农村生活污水脱氮除磷的处理装置按以下步骤执行，可以有效解决农村的污水处理问题。
整个处理过程由自控系统8控制，使得整个装置作周期时序运行，即按进/排水-静止-缺氧-好氧为一个周期的时序运行。每一个周期的具体过程是：
1、生活污水的收集、水量均质处理
从各村民家中收集来的生活污水通过污水管网收集后进入至调节池1，在调节池1内经粗格栅12、细格栅13除去大颗粒的杂物、毛发等。并在调节池1内对水量，水质进行调节，使水量、水质均匀后，由污水提升泵2将生活污水提升至生化反应池4内。
为了使调节池1内的水质更加均匀，可以在调节池1中安装搅拌机，也可以将风机曝气系统3中的空气引入调节池1内，但是需要在调节池1中进行间歇曝气、搅拌的方法进行，搅拌、曝气的时间及间隔长短由自控系统8设定，并作调整。
2、降解有机物及脱氮除磷
该步骤的所有过程都在一个生化反应池4中完成，由控制系统8控制完成。
具体包括有以下步骤：
2.1进水/排水步骤
污水提升泵2将调节池1内的污水提升至生化反应池4内底部的布水器40中，进入布水器40内的污水通过小孔41按层流状态，且雷诺数Re≤1500的形式流出，即污水均匀的、缓慢地流入到反应生化池4底部中的活性污泥层，根据流体力学的平推流原理，在进水的同时，前一周期的上清液通过生化反应池4顶部的进口堰门汇入出水槽50后排入清水池5内，完成进水/排水步骤。
进水/排水步骤过程中通过小孔41进入的生活污水与前一周期留在生化反应池4底部的活性污泥接触，在刚进水阶段时发生缺氧反应，前一周期在污泥层中的硝酸盐/亚硝酸盐随着后一周期不断流入污水，而与污水中的COD进行反硝化反应，即反硝化菌进行反硝化反应而完成脱氮反应；随着静止时间的延长和反硝化脱氮反应的进行，生化反应池4中氧浓度越来越低，直到生化反应池4中的氧浓度降至0.2mg/L，反应生化池4底部污泥层中的硝酸根经反硝化后形成厌氧环境，进行厌氧释磷，即聚磷菌和反硝化聚磷菌在此时开始释磷。
在厌氧条件下，大分子有机物被分解成低分子脂肪酸，反硝化聚磷菌(DPB)则在厌氧条件下分解聚磷酸产生能量腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)，以主动运输的方式吸收脂肪酸并合成聚B-羟基丁酸盐(PHB)，与此同时释放出正磷酸盐(PO4 3-)。
2.2静止步骤
进水/排水步骤完成后，静止15～30分钟，此阶段主要是延长静止时间，使生化反应池中继续形成厌氧环境，进行有机物的降解和厌氧释磷。
2.3缺氧状态的反硝化聚磷菌进行反硝化脱氮除磷步骤
静止完成后通过风机曝气系统3、曝气管道31、曝气盘30向生化反应池曝气3～10分钟，停止5～15分钟为一个周期的间歇曝气处理，此步骤时间为60～180分钟，在生化反应池4内部形成缺氧状态，积累了大量的聚B-羟基丁酸盐(PHB)和反硝化聚磷菌(DPB)后进入缺氧状态，以硝酸盐(NO3--N)和亚硝酸盐(NO2--N)作为氧化聚B-羟基丁酸盐(PHB)的电子受体，利用降解的聚B-羟基丁酸盐(PHB)产生能量并提供还原力尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)，并以NADH+H作为电子运输链的载体以排除质子，从而形成质子推动力。质子推动力将体外的磷酸盐输送到体内，在腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)酶的作用下合成腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)。将过剩的正磷酸盐(PO4 3-)聚合成多聚磷酸盐，DPB在缺氧条件下通过电子传输链产生的ATP超过在厌氧条件下通过分解体内的磷酸盐产生的ATP，所以在缺氧条件下摄取的磷多于厌氧释放的磷，多余的磷通过排泥方式除去，并将硝酸盐和亚硝酸盐转变为一氧化二氮气体进行去除。
风机曝气系统3具体是将风机压缩后的空气通过曝气管道31、曝气盘(或者微孔曝气管)将氧释放出来，具体设置时间应该由生化反应池4内的溶解氧含量(dissolvedoxygen，DO)值确定，DO值控制在02.mg/L～0.5mg/L。
缺氧状态下反硝化除磷中碳源(即生活污水中可降解的有机物)发挥了“一碳两用”的作用，既合成了聚羟基脂肪酸酯(PHA，polyhydroxyalkanoates)，也为反硝化提供电子供体，充分利用污水中的碳源实现脱氮除磷。反硝化聚磷菌(DPB)在缺氧条件下通过电子传输链产生的腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)超过在厌氧条件下通过分解体内的磷酸盐产生的腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)，所以在缺氧条件下摄取的磷多于厌氧释放的磷，实现缺氧吸磷的目的。
2.4好氧阶段
缺氧阶段完成后，生化反应池4进入好氧阶段，通过风机曝气系统3连续曝气，曝气时间为30～120分钟，使生化反应池4中的DO值控制在1～8mg/L。在此阶段，污水中的COD得到进一步降解，硝化菌发生硝化作用和聚磷菌发生好氧吸磷，并吹脱一氧化二氮和氮气，保证活性污泥的沉降性能并使活性污泥再生；可以在下一个循环中发挥良好的脱氮除磷作用。
在该步骤2中，所有过程及时间的控制由控制系统8设置时序，并且静止厌氧状态的反硝化脱氮除磷步骤可以根据调节池1中的水量决定是否采取，如果水量突然增多，则不采取静止，直接进入2.3缺氧状态的反硝化脱氮除磷步骤，如果水量少则采取静止阶段，静止的时间可以选择15分钟或30分钟，也可以是20分钟，具体由控制系统8设定。
同时，对于缺氧状态的反硝化聚磷菌进行反硝化脱氮除磷步骤中的曝气时间、停止时间、整个周期的时间以及好氧阶段的曝气时间需要按此规定的时间执行，才能实现预期的处理效果，在此时间内可以根据水量的大小进行调节设定。
3、排泥处理
在好氧阶段后期进行强制排泥方法，通过污泥泵6将生化反应池4内缺氧和好氧阶段后期形成的高含磷的活性污泥排至污泥池7进行储存，并通过风机曝气系统3在污泥池7内间歇地通入空气，防止在污泥池7内形成厌氧环境进行厌氧释磷，污泥池7的上清液回流至调节池1，而污泥池7内的污泥定期由吸泥罐车送至污泥处理厂进行处理。
4、消毒
由于农村生活污水中含有大量的细菌(如大肠杆菌)，为保护环境，防止疾病扩散，进水/排水骤步中生化反应池4顶部的清水排至清水池5中后，根据清水池5中的液位，启动外排泵11，使清水池5中的清水经过消毒装置10后抽出，进行排放。为防止清水池5中的水产生厌氧环境，可以将风机曝气系统3中的空气引入清水池5，采取间歇曝气的方式进行。消毒装置10可以采取紫外线消毒器或者二氧化氯发生器，通过消毒后的水通过外排泵11排至氧化沟，如果现场高差允许也可以采用重力排水。
本发明中的控制系统8将设备运行状态和参数，无线发送至总部控制中心的监控系统，实现区域内所有处理设备的集中实时监视。同时，也可以将设备运行状态和参数，发送至运维人员的手机APP，使运维人员即时掌握设备运行状态，灵活运维管理。
综上所述，经过反硝化和强化脱氮除磷，可以有效解决目前农村生活污水中碳源不足的问题。在低碳源的条件下，除磷效率高达96％以上。其出水水质达到GB18918-2012《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
并且该农村生活污水脱氮除磷方法由于动设备少，维修费用低，运行费用低至0.25元/吨。

Claims (8)

1.一种用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法，包括有以下步骤：
（1）生活污水的收集、水量均质处理
利用调节池收集生活污水，并利用调节池进水入口处安装的粗格栅、细格栅去除、拦截污水中的头发、大颗粒杂物，同时作水量均质调节，均质调节后的污水经由污水提升泵进入到生化反应池内；
（2）降解有机物及脱氮除磷
利用控制系统控制生化反应池对进入其内部的污水作进水/排水-缺氧-好氧的步骤顺序运行，实现降解有机物及脱氮除磷，具体过程包括：
a）进水/排水步骤：步骤（1）中经由污水提升泵将均质调节后的污水均匀地进入到从所述生化反应池底部的同时，前一周期的上清液通过生化反应池顶部的进口堰门进入生化反应池顶部的出水槽，并从出水槽进入清水池内；在进水/排水的同时不曝气，进水/排水前期在生化反应池内部形成缺氧状态，前一周期形成在污泥中的硝酸盐/亚硝酸盐随着后一周期不断流入的污水与污水中的COD进行反硝化反应，所述生化反应池底部污泥层中的硝酸根经反硝化反应后形成厌氧环境，大分子有机物被分解成低分子脂肪酸，聚磷菌和反硝化聚磷菌在厌氧条件下分解体内的聚磷酸产生能量ATP，以主动运输的方式吸收脂肪酸并合成聚B-羟基丁酸盐，与此同时释放出PO43-，进行厌氧释磷；
b）缺氧状态的反硝化聚磷菌进行反硝化脱氮除磷步骤：进水/排水步骤完成后进入缺氧步骤时间为60~180分钟，缺氧环境采用曝气3~10分钟、停止5~15分钟的周期间歇曝气处理来实现，在所述生化反应池内部形成缺氧环境，积累了大量的聚B-羟基丁酸盐的反硝化聚磷菌进入缺氧状态后，以硝酸盐和亚硝酸盐作为氧化聚B-羟基丁酸盐的电子受体，利用降解的聚B-羟基丁酸盐以产生能量并提供还原力尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，并以NADH+H作为电子运输链的载体以排除质子，从而形成质子推动力；质子推动力将体外的磷酸盐输送到体内，在ATP酶的作用下合成ATP，将过剩的PO43-聚合成多聚磷酸盐；DPB在缺氧条件下通过电子传输链产生的ATP超过在厌氧条件下通过分解体内的磷酸盐产生的ATP，所以在缺氧条件下摄取的磷多于厌氧释放的磷，多余的磷通过排泥方式除去，并将硝酸盐和亚硝酸盐转变为一氧化二氮气体进行去除；
c）好氧阶段：缺氧阶段完成后，进行连续曝气处理，曝气时间为30~120分钟，在此阶段，COD得到进一步降解，硝化菌发生硝化作用和聚磷菌发生好氧吸磷，并吹脱一氧化二氮和氮气，保证活性污泥的沉降性能并使活性污泥再生；
（3）排泥处理
在好氧阶段后期进行强制排泥方法处理，通过污泥泵将所述生化反应池内缺氧和好氧阶段形成的高含磷的活性污泥排至污泥池进行储存，并在污泥池内间歇地通入空气，防止在污泥池内形成厌氧环境进行厌氧释磷，污泥池内的上清液回流至调节池，而污泥池内的污泥定期由吸泥罐车送至污泥处理厂进行处理；
（4）消毒
进水/排水骤步中生化反应池顶部的清水排至清水池，清水池内的清水经过消毒装置后由外排泵排出使用；
该方法由下述处理装置实现，所述处理装置包括有调节池、污水提升泵、生化反应池、清水池、污泥池、污泥泵、风机曝气系统、消毒装置、外排泵和自控系统，
所述调节池内接近污水入口处依次设置有用于除去大颗粒杂物、毛发的粗格栅、细格栅，所述污水提升泵固定安装在所述调节池的内底部，经管道连接所述生化反应池内部的布水器，所有生化反应都在所述生化反应池中完成；
所述生化反应池的顶部经通过溢流堰的结构连接出水槽，所述出水槽顶部与所述清水池连通；
所述风机曝气系统通过曝气管道分别连接设在所述调节池、所述生化反应池和污泥池内底部的曝气头；
所述污泥泵通过污泥管连通所述生化反应池的内底部；
排气装置为一排气筒，直接固定安装在所述生化反应池和所述清水池的顶部，直接连通大气；
所述清水池内部的水经所述消毒装置和所述外排泵输出。
2.根据权利要求1所述的用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法，其特征在于，所述进水/排水步骤中，在进水/排水的同时不曝气，并且进水时间是在上个周期连续曝气阶段结束后，所述生化反应池中的微生物都经过沉降分离后聚集在池底，形成清晰泥水分界面的同时进行进水/排水步骤。
3.根据权利要求1所述的用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法，其特征在于，所述进水/排水步骤结束后，静止15-30min，巩固厌氧环境，聚磷菌和反硝化聚磷菌最大限度的进行释磷。
4.根据权利要求1所述的用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法，其特征在于，所述进水/排水步骤是利用流体力学的平推流原理，通过进水的推流作用将上个周期处理完后的清水排出生化反应池。
5.一种用于权利要求1-4任意一项所述处理方法的处理装置，包括有调节池、污水提升泵、生化反应池、清水池、污泥池、污泥泵、风机曝气系统、消毒装置、外排泵和自控系统，其特征在于：
所述调节池内接近污水入口处依次设置有用于除去大颗粒杂物、毛发的粗格栅、细格栅，所述污水提升泵固定安装在所述调节池的内底部，经管道连接所述生化反应池内部的布水器，所有生化反应都在所述生化反应池中完成；
所述生化反应池的顶部经通过溢流堰的结构连接出水槽，所述出水槽顶部与所述清水池连通；
所述风机曝气系统通过曝气管道分别连接设在所述调节池、所述生化反应池和污泥池内底部的曝气头；
所述污泥泵通过污泥管连通所述生化反应池的内底部；
排气装置为一排气筒，直接固定安装在所述生化反应池和所述清水池的顶部，直接连通大气；
所述清水池内部的水经所述消毒装置和所述外排泵输出。
6.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于，所述布水器包括有多根平行设置的管道，在每根管道上开有直径为3~10mm的小孔，进入布水器从所述布水器小孔流出的污水流态处于层流状态，且Re≤1500。
7.根据权利要求6所述的处理装置，其特征在于，所述小孔的开孔方式是沿着管道管轴线斜下15~60°开设。
8.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于，所述出水槽的底部开设有与所述生化反应池连通的污泥出口。
CN201711187436.6A 2017-11-24 2017-11-24 用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置 Active CN107759032B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711187436.6A CN107759032B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711187436.6A CN107759032B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107759032A CN107759032A (zh) 2018-03-06
CN107759032B true CN107759032B (zh) 2024-01-19

Family

ID=61275259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711187436.6A Active CN107759032B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107759032B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110498510A (zh) * 2019-09-19 2019-11-26 曹佩 动态一体式污水处理装置
CN110902937A (zh) * 2019-11-05 2020-03-24 宁波市政工程建设集团股份有限公司 小型自持式农村污水处理系统及污水处理方法
CN112811724A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 北京邦源环保科技股份有限公司 一种污水高效脱氮除磷工艺
CN112960780B (zh) * 2021-03-03 2023-02-03 龙江环保集团股份有限公司 一种生物膜载体的预处理方法及生物法污水处理工艺
CN113149363A (zh) * 2021-05-06 2021-07-23 杜普利 农村生活污水mbr一体化处理方法
CN113651497A (zh) * 2021-08-27 2021-11-16 辽宁华孚环境工程股份有限公司 组合式农村生活污水处理方法及装置
CN114349277A (zh) * 2021-12-31 2022-04-15 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种农村生活污水处理方法及处理装置
CN114180710A (zh) * 2022-01-14 2022-03-15 高瓴环境科技有限公司 模块式一体化污水处理设备及其污水处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101891345A (zh) * 2010-07-13 2010-11-24 重庆大学 强化低碳源城市污水低氧同步脱氮除磷污水处理装置及方法
CN101928096A (zh) * 2009-12-28 2010-12-29 清华大学 生态敏感区污水处理方法及系统
KR101389334B1 (ko) * 2013-10-30 2014-04-29 (주) 엠에스워터 Ｍｓ-ｍｂｒ이 적용된 하·폐수 처리 시스템
KR101444791B1 (ko) * 2014-03-31 2014-09-26 성지환경기술(주) 자체 순환 반응조 및 침지식 분리막을 이용한 하수 처리 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101928096A (zh) * 2009-12-28 2010-12-29 清华大学 生态敏感区污水处理方法及系统
CN101891345A (zh) * 2010-07-13 2010-11-24 重庆大学 强化低碳源城市污水低氧同步脱氮除磷污水处理装置及方法
KR101389334B1 (ko) * 2013-10-30 2014-04-29 (주) 엠에스워터 Ｍｓ-ｍｂｒ이 적용된 하·폐수 처리 시스템
KR101444791B1 (ko) * 2014-03-31 2014-09-26 성지환경기술(주) 자체 순환 반응조 및 침지식 분리막을 이용한 하수 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN107759032A (zh) 2018-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107759032B (zh) 用于农村生活污水脱氮除磷的处理方法及装置
CN101759323B (zh) 一种高含氮猪场废水处理组合工艺
CN102775025B (zh) 高效低能耗城镇生活污水处理系统
CN101885538B (zh) 一种不排泥除磷膜生物反应器工艺
Jiang et al. Sludge reduction by a micro-aerobic hydrolysis process: a full-scale application and sludge reduction mechanisms
CN203346230U (zh) 一种垃圾渗滤液处理装置
CN102079578A (zh) 一种活性污泥中聚磷菌的快速富集方法
CN107487838B (zh) Sbr驯化特殊污泥结构实现低温污水高效除磷的方法及装置
CN102503033A (zh) 循环厌氧序批式生物膜人工湿地兼性塘处理养猪废水工艺
Li et al. An appropriate technique for treating rural wastewater by a flow step feed system driven by wind-solar hybrid power
CN103332788B (zh) 一种农村生活污水的多级厌氧-好氧组合脱氮除磷装置及方法
CN207031204U (zh) 一种螺旋生物膜污水处理反应器
CN102653436A (zh) 污水回用处理系统及工艺
CN107473382B (zh) 通过控制溶解氧实现污水碳氮同时去除的生物处理方法
CN202945124U (zh) 一种高效低能耗城镇生活污水处理系统
CN207760190U (zh) 用于农村生活污水脱氮除磷的处理装置
CN107935178A (zh) 一种铁路中小站区低碳氮比生活污水处理装置
CN102101722B (zh) 处理猪场废水膜生物反应器
CN207537221U (zh) 一种铁路中小站区低碳氮比生活污水处理装置
CN100439263C (zh) 一种高效、低能耗污水处理回用工艺
CN206457319U (zh) 一种兼氧mbr膜生活污水处理设备
CN214360857U (zh) 农村生活污水一体化处理系统
CN104386809A (zh) 一种好氧颗粒污泥处理养猪废水的优化方法
CN105236575B (zh) 一种采用循环造流处理和修复污染水体的装置及方法
CN110183056B (zh) 一种高氨氮高有机物废水的碳氮去除装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Li Guihai

Inventor after: Zhang Xianbin

Inventor after: Hong Hai

Inventor after: Chi Yao Hua

Inventor after: Chen Yong

Inventor after: Liu Mingqiang

Inventor before: Zhang Xianbin

Inventor before: Hong Hai

Inventor before: Chi Yao Hua

Inventor before: Chen Yong

Inventor before: Liu Mingqiang

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant