CN107827235A - 一种基于改良a2o工艺的处理农村生活污水的方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法，本发明涉及农村污水处理方法。本发明是要解决现有农村生活污水设备投资大、运行费用高、氮磷去除效果差的问题。本方法：一、一体化设备制备；二、启动：农村生活污水经化粪池后，与回流污泥一起进入一体化装置的厌氧池，进行厌氧释磷；然后厌氧池出水从池底进(入)缺氧池，与回流硝化液混合后进行反硝化反应；随后进入好氧池，进行好氧吸磷、硝化、有机物氧化分解等反应；处理后经二沉池排出，各项指标达标后完成启动；三、农村生活污水稳定运行，完成处理。本发明出水的COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为90～94％、98～99％、57～73％和88～93％。

Description

一种基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法
技术领域
本发明属于农村生活污水处理领域，具体涉及改良A2O工艺的同步脱氮除磷的方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，农民经济收入不断提高，农民的生活方式也发生了巨大变化，自来水的普及，卫生洁具、洗衣机、沐浴等设施也走进平常百姓家，使得农村人均生活用水量和污水排放量增加。同时由于化肥的大量应用，减少了传统农家肥的使用，造成农村生活污水失去了重要消化途径。农村生活污水的无序排放，未经处理、利用的粪便和各种污水严重污染了土壤、地表水和地下水，成为农村环境的重要污染源。这种情况造成了农村河道水体变黑变臭、鱼虾绝迹、蚊蝇滋生的现象，污水中病菌虫卵引起的疾病传播，使群众的身体健康受到极大威胁，农村生活污水治理已经迫在眉睫。然而农村生活污水存在水量小、水量变化系数大等特点，同时农村地区经济发展水平相对较低，技术力量比较薄弱。因此开发适合农村废水水质特点的污水技术成为当前水处理的热点。
A2O工艺具有污染物去除效率高，运行稳定，耐冲击负荷强，污泥沉降性能好等优点，在我国城镇污水处理厂得到了广泛应用。但是A2O工艺适用于中大型城镇污水处理厂，农村生活污水水量很小，污水水量波动比较大，因此A2O工艺不适合处理农村生活污水。而现有的农村污水处理装置只设缺氧区、好氧区，但是缺氧区反硝化效果不佳，因此只能够去除有机物、氨氮，总氮去除效果较差；对磷的去除仅依靠微生物自身合成代谢，去除效果差。同时设备设备投资大、运行费用高。
发明内容
本发明是要解决农村生活污水处理设备投资大、运行费用高、氮磷去除效果差的技术问题，而提供一种基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法。
本发明的基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法，按以下步骤进行：
一、搭建一体化装置：
该一体化装置依次设有厌氧区1、缺氧区2、好氧区3和二沉池4，厌氧区1与缺氧区2之间的隔断底部设置有第一过水口1-1，在侧壁设有进水口1-2；在缺氧区2和好氧区3之间的隔断上部设置有溢流口2-1，好氧区3和二沉池4之间的隔断中部设置第二过水口3-1，在二沉池4的侧壁上部设置出水口4-1；二沉池4的底部呈倒四棱台形，倒四棱台的底面区域为污泥存储区4-2，污泥存储区4-2的侧壁底部留有缝隙，二沉池中沉降下来的污泥自动下滑至污泥存储区4-2内；泥存储区4-2与厌氧区1之间设置有污泥回流管5；在缺氧区2和好氧区3之间设置有硝化液回流管6；在污泥回流管5和硝化液回流管6入口的正下方设置有曝气头7；在缺氧区2和好氧区3投加填料；
二、一体化装置的启动：
在一体化装置的厌氧区1、缺氧区2和好氧区3内均接种污水处理厂的污泥，将农村生活污水经化粪池处理后做为一体化装置的进水与经污泥回流管5回流的污泥一起进入厌氧区1，进行厌氧释磷，然后厌氧池出水从池底的第一过水口1-1进入缺氧池2，与经硝化液回流管6回流的硝化液混合后，进行反硝化反应，随后水从上部的溢流口2-1进入好氧区3，进行好氧吸磷、硝化、有机物氧化分解反应，接着经第二过水口3-1进入二沉池4，沉降下来的污泥下滑进入泥存储区4-2，经出水口排出，一体化装置在厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为2～2.2h、3～3.3h、5～5.5h的条件下运行；初始状态时污泥浓度为800～1000mg/L、泥龄为20～30天、污泥回流比为100％、硝化液回流比为100％、好氧区溶解氧浓度为3～4mg/L；然后逐步降低污泥泥龄、污泥回流比和好氧区溶解氧浓度，提高污泥浓度和硝化液回流比，直至最终状态的污泥浓度2000～2500mg/L、泥龄为8～10天、污泥回流比为55％～65％、硝化液回流比为55％～65％、好氧区溶解氧浓度为1.5～2.0mg/L，同时出水中COD、氨氮、总氮、总磷的浓度分别低于40mg/L、2mg/L、12mg/L、0.5mg/L时，启动成功；
三、一体化装置的运行：
将农村生活污水经化粪池处理后，进入一体化装置处理，控制污泥浓度2000～2500mg/L、泥龄为8～10天、污泥回流比为55％～65％、硝化液回流比为55％～65％、好氧区溶解氧浓度为1.5～2.0mg/L，在厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为2～2.2h、3～3.3h、5～5.5h的条件下运行，完成农村生活污水的处理。
进一步地，步骤一中，所述的倒四棱台的底面与侧面呈30°～40°的夹角；
进一步地，步骤一中，所述的填料为直径为38～76mm的聚丙烯多面空心球；
进一步地，步骤二中，所述的一体化装置从初始状态调整至最终状态需要40～60天；
本发明与现有的农村污水处理一体化装置相比，有如下优点：
1)能够实现有机物、氮、磷的同步去除：本发明的一体化装置设有厌氧区、缺氧区、好氧区，很好地实现了硝化、反硝化、厌氧释磷、好氧吸磷，因此能够实现氮、磷的高效去除。COD的去除率达88％～92％、氨氮的除率达96％～97.5％、总氮的除率达51％～67.5％、总磷的去除率达84.5％～88.5％。
2)运行成本低：根据农村生活污水水量波动比较大的特点，自动控制曝气时间，即水量大的时间段连续曝气，进水量小的时间段，间歇曝气，从而通过减少曝气量降低运行成本。同时改变污泥回流、硝化液回流的方式，采用曝气头置于回流管正下方的方式，在回流管内产生大气泡，利用大气泡将回流污泥及硝化液提升，然后通过管道回流至厌氧区，缺氧区。
3)投资小：改变了回流方式，不需要污泥回流泵、硝化液回流泵，从而降低了设备投资；二沉池设置在好氧池后，并且池底倾斜设置，使污泥自动下滑至污泥存储区域，通过大气泡提升实现了污泥的自动回流。
4)污泥产量低、沉降性能好：在缺氧区、好氧区投加填料，使硝化菌、反硝化菌、氧化有机物的异养菌等附着生长，延长了这些微生物的停留时间，降低了污泥产量；同时脱落的生物膜沉降性能好。
本发明有效解决了农村生活污水处理设备投资大、运行费用高、氮磷去除效果差的难题，实现了有机物、氮、磷的高效稳定去除，COD、氨氮、总氮、总磷等四项指标均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准，有利于推广应用。
附图说明
图1是本发明中改良A2O一体化装置示意图；图中1为厌氧区、2为缺氧区、3为好氧区，4为二沉池，1-1为第一过水口，1-2为进水口，3-1为第二过水口，4-1为出水口，5为污泥回流管，6为硝化液回流管，7为曝气头；
图2为一体化装置的俯视示意图；
图3是图2的A-A剖面示意图；
图4是实施例1中COD的去除效果图；
图5是实施例1中氨氮的去除效果图；
图6是实施例1中总氮的去除效果图；
图7是实施例1中总磷的去除效果图。
具体实施方式
用以下试验验证本发明的有益效果：
实施例1：本实施例的基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法，按以下步骤进行：
一、搭建一体化装置：如附图1、2、3所示，该装置依次设有厌氧区1、缺氧区2、好氧区3和二沉池4，一体化装置的长、宽、高分别为102cm、60cm、50cm，有效高度40cm，厌氧区1、缺氧区2、好氧区3、二沉池4的有效容积分别为：40L、60L、100L、50L；处理能力为20L/h；厌氧区1与缺氧区2之间的隔断底部设置有第一过水口1-1，在侧壁设有进水口1-2；在缺氧区2和好氧区3之间的隔断上部设置有溢流口2-1，好氧区3和二沉池4之间的隔断上部设置第二过水口3-1，在二沉池4的侧壁上部设置出水口4-1；二沉池4的底部呈倒四棱台形，四棱台的底面与三个侧面呈30°的夹角，底面与另一个侧面呈90°的夹角，四棱台的底面区域为污泥存储区4-2，二沉池中沉降下来的污泥自动下滑至污泥存储区4-2；污泥存储区4-2与厌氧区1之间设置有污泥回流管5；在缺氧区2和好氧区3之间设置有硝化液回流管6；在污泥回流管5和硝化液回流管6入口的正下方设置有曝气头7；在缺氧区1和好氧区3投加填料；填料为直径为50mm的聚丙烯多面空心球；
二、一体化装置的启动：
在一体化装置的厌氧区1、缺氧区2和好氧区3内均接种污水处理厂的污泥，将农村生活污水经化粪池处理后，其COD、氨氮、总氮、总磷的浓度分别为260～340mg/L、26～38mg/L、29～43mg/L、3.3～4.3mg/L，将其做为一体化装置的进水与经污泥回流管5回流的污泥一起进入厌氧池1，进行厌氧释磷，然后厌氧池出水从池底的第一过水口1-1进入缺氧区2，与经硝化液回流管6回流的硝化液混合后，进行反硝化反应，随后水从上部的溢流口2-1进入好氧区3，进行好氧吸磷、有机物氧化分解反应，接着经第二过水口3-1进入二沉池4，沉降下来的污泥下滑进入污泥存储区4-2，经出水口排出，一体化装置在水温为20～25°及厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为2h、3h、5h的条件下运行；初始状态时污泥浓度为1000mg/L、泥龄为30天、污泥回流比为100％、硝化液回流比为100％、好氧区溶解氧浓度为4mg/L；逐步降低污泥泥龄、污泥回流比和好氧区溶解氧浓度，提高污泥浓度和硝化液回流比，直至最终状态的污泥浓度2200mg/L、泥龄为10天、污泥回流比为60％、硝化液回流比为60％、好氧区溶解氧浓度为1.5mg/L，记录出水中COD、氨氮、总氮、总磷的浓度随时间的变化情况，当运行60天后出水中COD、氨氮、总氮、总磷的浓度分别低于40mg/L、2mg/L、12mg/L、0.5mg/L同时满足，此时启动成功；
三、一体化装置的运行：
将农村生活污水经化粪池处理后，进入一体化装置处理，控制污泥浓度2500mg/L、泥龄为10天、污泥回流比为60％、硝化液回流比为60％、好氧区溶解氧浓度为1.50mg/L，一体化装置在水温为20～25℃及厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为2h、3h、5h的条件下运行，完成农村生活污水的处理。
本试验的农村生活污水经化粪池处理后其COD、氨氮、总氮、总磷的浓度分别为260～340mg/L、26～38mg/L、29～43mg/L、3.3～4.3mg/L；从启动阶段到运行阶段的COD、氨氮、总氮、总磷的去除效果如图4、5、6、7所示。从图中可以看出，60天启动成功时出水中COD、氨氮、总氮、总磷的浓度分别为30mg/L、1mg/L、14mg/L、0.5mg/L以下；正常运行阶段，出水保持COD、氨氮、总氮、总磷的浓度分别为30mg/L、1mg/L、14mg/L、0.5mg/L以下的状态。运行状态良好。
从本试验可以看出，这种采用基于A2O工艺的一体化中试装置，在缺氧区、好氧区投加球形填料，使该工艺适应农村生活污水的水量波动，同时改变了污泥回流、硝化液回流的方式，降低设备投资，便于实现自动控制，在污水量少的时间段采用间歇曝气，通过减少曝气量的方式降低运行成本，该装置很好地实现了硝化、反硝化、厌氧释磷、好氧吸磷等，从而实现了氮、磷的高效稳定去除。

Claims (4)

1.一种基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、搭建一体化装置：
该一体化装置依次设有厌氧区(1)、缺氧区(2)、好氧区(3)和二沉池(4)，厌氧区(1)与缺氧区(2)之间的隔断底部设置有第一过水口(1-1)，在侧壁设有进水口(1-2)；在缺氧区(2)和好氧区(3)之间的隔断上部设置有溢流口(2-1)，好氧区(3)和二沉池(4)之间的隔断中部设置第二过水口(3-1)，在二沉池(4)的侧壁上部设置出水口(4-1)；二沉池(4)的底部呈倒四棱台形，倒四棱台的底面区域为污泥存储区4-2，污泥存储区4-2的侧壁底部留有缝隙，二沉池中沉降下来的污泥自动下滑至污泥存储区4-2内；污泥存储区4-2与厌氧区(1)之间设置有污泥回流管(5)；在缺氧区(2)和好氧区(3)之间设置有硝化液回流管(6)；在污泥回流管(5)和硝化液回流管(6)入口的正下方设置有曝气头(7)；在缺氧区(2)和好氧区(3)投加填料；
二、一体化装置的启动：
在一体化装置的厌氧区(1)、缺氧区(2)和好氧区(3)内均接种污水处理厂的污泥，将农村生活污水经化粪池处理后做为一体化装置的进水与经污泥回流管(5)回流的污泥一起进入厌氧区(1)，进行厌氧释磷，然后厌氧池出水从池底的第一过水口(1-1)进入缺氧区(2)，与经硝化液回流管(6)回流的硝化液混合后，进行反硝化反应，随后水从上部的溢流口(2-1)进入好氧区(3)，进行好氧吸磷、有机物氧化分解反应，接着经第二过水口(3-1)进入二沉池(4)，沉降下来的污泥下滑进入泥存储区4-2，经出水口排出，一体化装置在厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为2～2.2h、3～3.3h、5～5.5h的条件下运行；初始状态时污泥浓度为800～1000mg/L、泥龄为20～30天、污泥回流比为100％、硝化液回流比为100％、好氧区溶解氧浓度为3～4mg/L；然后逐步降低污泥泥龄、污泥回流比和好氧区溶解氧浓度，提高污泥浓度和硝化液回流比，直至最终状态的污泥浓度2000～2500mg/L、泥龄为8～10天、污泥回流比为55％～65％、硝化液回流比为55％～65％、好氧区溶解氧浓度为1.5～2.0mg/L，同时出水中COD、氨氮、总氮、总磷的浓度分别低于40mg/L、2mg/L、12mg/L、0.5mg/L时，启动成功；
三、一体化装置的运行：
将农村生活污水经化粪池处理后，进入一体化装置处理，控制污泥浓度2000～2500mg/L、泥龄为8～10天、污泥回流比为55％～65％、硝化液回流比为55％～65％、好氧区溶解氧浓度为1.5～2.0mg/L，在厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为2～2.2h、3～3.3h、5～5.5h的条件下运行，完成农村生活污水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法，其特征在于步骤一中所述的倒四棱台的底面与侧面呈30°～40°的夹角。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法，其特征在于步骤一中，所述的填料为直径为38～76mm的聚丙烯多面空心球。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于改良A2O工艺的处理农村生活污水的方法，其特征在于步骤二中，所述的一体化装置从初始状态调整至最终状态需要40～60天。
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