CN108892332A - 一种利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法及设施布置 - Google Patents
一种利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法及设施布置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法及设施布置。所述的方法包括：1)在城市内河河道中设置潜污泵，提升黑臭水体的水位，潜污泵的出口通过管道与初沉池的入口连通；在潜污泵的管道路径上设置水射器，借助水射器投加复合混凝剂，使复合混凝剂和黑臭水体混合均匀；2)加有复合混凝剂的黑臭水体被送入初沉池絮凝沉淀，初沉池的出水送入应急生物处理反应器，初沉池的污泥排入污泥池；3)所述应急生物处理反应器的出水送入二沉池进行泥水分离，出水消毒后排入城市干流，污泥排入污泥池；4)污泥池中的污泥经脱水后进行常规处理。本发明所述方法能够有效处理城市内河中的黑臭水体，改善城市生态环境。
Description
技术领域
本发明涉及黑臭水体应急处理的方法，具体涉及一种利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法及设施布置。
背景技术
近年来，随着我国生态文明建设、海绵城市建设、《水污染防治行动计划》(水十条)的不断深入，《城市黑臭水体整治工作指南》的“控源截污、内源治理；活水循环、清水补给；水质净化、生态修复”综合治理方案逐步得到推进。为贯彻落实《水污染防治行动计划》，改善城市生态环境，各级人民政府均加快了城市黑臭水体整治工作。为有效处理城市内河黑臭水体，各种物理的、化学的、生物的以及组合的污水处理技术应运而生。但由于城市内河与河流干流交汇处往往处于城市市区中，易受城市内河雨洪、河道洪水位的影响，能够用于黑臭污水处理的用地十分紧缺，且用地、用电、处理构筑物及附属设施设备易受洪水淹没影响，在内河二侧或者干流堤岸建设常规污水处理设施较为困难。
混凝沉淀是最为常见的物理、化学快速预处理技术，塔式生物滤池为纵向空间拓展的二级生物处理技术，二者均作用快速、用地节省、对温度有一定要求。本申请人认为采用混凝沉淀、塔式生物滤池组合工艺，能够因地制宜充分利用仅有的狭小城市内河河道空间以及当地气候条件，对黑臭污水进行物理、化学和生物处理，从而有效处理黑臭水体的透明度、溶解氧、氧化还原电位、氨氮，使目前一时来不及改扩建或者新建污水处理设施处理这些进入城市内河的污水得到应急处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法及设施布置，该方法能够有效处理城市内河中的黑臭水体，改善城市生态环境。
本发明所述的利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法，包括以下步骤：
1)在城市内河河道中设置潜污泵，提升黑臭水体的水位，潜污泵的出口通过管道与初沉池的入口连通；在潜污泵的管道路径上设置水射器，借助水射器投加复合混凝剂，使复合混凝剂和黑臭水体混合均匀；所述的复合混凝剂按摩尔百分比计，由50-70％的铝盐和30-50％的铁盐组成；
2)添加有复合混凝剂的黑臭水体被送入初沉池絮凝沉淀，初沉池的出水送入应急生物处理反应器，初沉池的污泥排入污泥池；所述应急生物处理反应器包括至少两座塔式生物滤池，根据黑臭水体的CODcr浓度选择串联或并联运行，具体为：
当黑臭水体的CODcr浓度＜150mg/L时，所述塔式生物滤池并联运行；
当黑臭水体的CODcr浓度为150-250mg/L时，所述塔式生物滤池串联运行；
当黑臭水体的CODcr浓度＞250mg/L时，所述塔式生物滤池串联运行，且相互串联的塔式生物滤池每隔2-4天交替前后位置互换运行；
3)所述应急生物处理反应器的出水送入二沉池进行泥水分离，出水消毒后排入城市干流，污泥排入污泥池；
4)污泥池中的污泥经脱水后进行常规处理。
本发明所述方法适合年均气温在20℃以上、最冷月平均气温在8℃以上的地域使用，适宜自然通风供氧。
上述方法的步骤1)中，根据应急生物处理反应器平面布置沿程水损与局部水损的计算结果，选择适宜扬程的潜污泵将黑臭水体提升至初沉池。在潜污泵之前，通常需要设置格栅来拦截较大悬浮物或漂浮物，具体可以设置中、细二道格栅进行拦截。
上述方法的步骤1)中，在复合混凝剂的组成中，所述的铝盐可以是硫酸铝或氯化铝，也可以是硫酸铝和氯化铝以任意比例的组合物；所述的铁盐可以是选自硫酸亚铁、硫酸铁和三氯化铁中的一种或两种以上的组合。该步骤中，所述复合混凝剂的加入量系内河黑臭水体混凝沉淀现场适宜投药量实验结果放大0.5-1.0倍。具体的：
当黑臭水体的CODcr浓度＜150mg/L时，复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加45-55mg的基准计算，其中，旱季或者是降雨前6小时复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加60-70mg的基准计算；
当黑臭水体的CODcr浓度介于150-250mg/L时，复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加55-65mg的基准计算，其中旱季或者是降雨前6小时复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加80-90mg的基准计算；
当黑臭水体的CODcr浓度＞250mg/L时，复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加80-90mg的基准计算。
上述方法的步骤2)中，所述加有复合混凝剂的黑臭水体在初沉池中絮凝沉淀的时间可以根据需要设置，本申请优选为0.5-1.0h。该步骤中，所述的塔式生物滤池的结构及其中的滤料与现有技术相同，具体的，其塔体优选为3-5层，每层高度≤2m，优选为1.8-2.0m；其中的滤料可以是选自纸蜂窝(密度为20-25kg/m3)、玻璃布蜂窝和聚氯乙烯斜交错波纹板(密度为140kg/m3)中的一种或两种以上的组合。
上述方法的步骤3)中，所述的二沉池根据日处理量进行选择，具体为，日处理量在2000m3/d以上时优选辐流式沉淀池；日处理量在2000m3/d及以下优选竖流式沉淀池。
上述方法的步骤4)中，污泥池中的污泥采用现有常规设备和技术进行脱水，如采用污泥一体化浓缩脱水机对其中的污泥进行脱水，脱水污泥可进行异地填埋等常规处理。
本发明还包括基于上述方法应急处理城市内河黑臭水体采用的设施布置，该设施布置包括设置在城市内河河道中的潜污泵，以及设置在河岸上的初沉池、应急生物处理反应器、二沉池和污泥池，其中：
所述潜污泵的入口浸没于城市内河的黑臭水体中，其出口通过管道与初沉池的入口连通，在该管道路径上设置有水射器(用于添加复合混凝剂)；
所述初沉池的出水出口与应急生物处理反应器的入口管道连通，初沉池的污泥出口与污泥池管道连通；
所述应急生物处理反应器的出口与二沉池的入口管道连通，二沉池的出水经消毒后排出至城市干流，二沉池的污泥出口与污泥池的入口连通；
所述应急生物处理反应器包括至少两座塔式生物滤池，根据黑臭水体的CODcr浓度选择串联或并联运行，具体为：
当黑臭水体的CODcr浓度＜150mg/L时，所述的塔式生物滤池并联运行；
当黑臭水体的CODcr浓度为150-250mg/L时，所述的塔式生物滤池串联运行；
当黑臭水体的CODcr浓度＞250mg/L时，所述的塔式生物滤池串联运行，且相互串联的塔式生物滤池每隔2-4天交替前后位置互换运行。
上述设施布置中，为了避免潜污泵吸入悬浮物或漂浮物造成堵塞，最好是在城市内河河道中、位于潜污泵上游的位置设置用于拦截较大悬浮物或漂浮物的格栅，所述的格栅最好包括中格栅和细格栅，所述中格栅和细格栅的区别仅为其间隙不同，具体可根据城市内河中出现的悬浮物或漂浮物来确定。其中中格栅位于细格栅的上游。
上述设施布置中，所述的塔式生物滤池的结构及其中的滤料与现有技术相同，具体的，其塔体优选为3-5层，每层高度≤2m，优选为1.8-2.0m；其中的滤料可以是选自纸蜂窝(密度为20-25kg/m3)、玻璃布蜂窝和聚氯乙烯斜交错波纹板(密度为140kg/m3)中的一种或两种以上的组合。
上述设施布置中，所述的二沉池根据日处理量进行选择，具体为，日处理量在2000m3/d以上时优选辐流式沉淀池；日处理量在2000m3/d及以下优选竖流式沉淀池。
与现有技术相比，本发明所述方法采用混凝沉淀、塔式生物滤池组合工艺，作用快速、用地节省，因地制宜充分利用仅有的狭小城市内河空间及当地气候条件进行黑臭污水物理、化学和生物处理，能够有效处理黑臭水体的透明度、溶解氧、氧化还原电位、氨氮，使目前一时来不及改扩建或者新建污水处理设施处理进入城市内河的污水得到应急处理，并规避了用地、用电、处理构筑物及附属设施设备易受洪水淹没的影响。基于本发明所述方法采用的设施布置结构简单，成本低，处理效果好。
附图说明
图1为本发明所述的利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法所采用的设施布置的一种实施方式的结构示意图。
图中标号为：
1中格栅，2细格栅，3潜污泵，4水射器，5初沉池，6提升泵，7应急生物处理反应器，8二沉池，9消毒池；10污泥池；11污泥泵，12污泥一体化浓缩脱水机。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法所采用的设施布置
如图1所示，本发明所述的利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法所采用的设施布置包括设置在城市内河河道中的潜污泵3，设置于潜污泵3上游位置的用于拦截较大悬浮物或漂浮物的格栅，以及设置在河岸上的初沉池5、应急生物处理反应器7、二沉池8、污泥池10、消毒池9和污泥一体化浓缩脱水机12，其中：
所述的格栅包括中格栅1和细格栅2，其中，中格栅1的间隙为12mm，细格栅2的间隙为6mm。通过设置潜污泵3将城市内河黑臭污水提升，所述潜污泵3的入口浸没于城市内河的黑臭水体中，其出口通过管道与初沉池5的入口连通，在该管道路径上设置有水射器4(用于后续复合混凝剂的添加)；该潜污泵3的出口通过管道与初沉池5的入口连通；
在初沉池5中设有三角堰，初沉池5中的上层清水(即出水)经三角堰由初沉池5的出水出口流出，初沉池5中的污泥则由初沉池5的污泥出口排出，所述初沉池5的出水出口与应急生物处理反应器7的入口管道连通，在该管道路径上设置有提升泵6，用于将初沉池5的出水提升送至应急生物处理反应器7，初沉池5的污泥出口与污泥池10的入口连通，污泥池10中的污泥经污泥泵11泵入污泥一体化浓缩脱水机12进行脱水；
所述应急生物处理反应器7的出口与二沉池8的入口管道连通；所述应急生物处理反应器7由两座塔式生物滤池组成，两座塔式生物滤池的结构相同，均为：塔径为4.5m，塔体高为10m，其中塔顶配水1.5m；塔式生物滤池共3层，每层2m，滤料厚度1.75m，各层滤料为聚氯乙烯斜交错波纹板(密度为140kg/m3)；塔底2.5m。根据黑臭水体的CODcr浓度选择串联或并联运行，由于要处理的黑臭水体的CODcr浓度全年绝大多数时间低于150mg/L，因此两座塔式生物滤池采用并联运行的方式；初沉池5的出水通过提升泵6分别送入两座塔式生物滤池顶部的旋流布水器均匀布水，经三层滤料上附着的生物膜处理后从塔底部流出，之后送入二沉池8进行泥水分离；
所述的二沉池8选定为竖流式沉淀池；所述二沉池8的上层清水(即出水)经检测合格后排入消毒池9经消毒后排出至城市干流，二沉池8的污泥则由二沉池8的污泥出口排出，二沉池8的污泥出口与污泥池10的入口连通，污泥池10中的污泥经设置于污泥池10中的污泥泵11泵入污泥一体化浓缩脱水机12进行脱水。
实施例2：采用图1所示设施布置处理城市内河黑臭水体的方法
在广西南部某城市一较小内河，非雨季黑臭水体水量低于1500m3/d，2016年全年黑臭污水(即黑臭水体，下同)的CODcr浓度介于112-275mg/L、溶解氧介于0.2-2.5mg/L、透明度介于13-30cm、氧化还原电位介于5-57mV、氨氮介于6.92-16.82mg/L。
1)在城市内河黑臭污水进入河流干流前，先行设置拦截较大悬浮物的中、细二道格栅，其中，中格栅间隙为12mm、细格栅间隙为6mm，用于日常拦截黑臭污水中的大块悬浮物与漂浮物。在城市内河河道中设置潜污泵，潜污泵的设置并使用将城市内河黑臭污水得到了有效提升(相对于原来水位提升了12m)，借助水射器负压将复合混凝剂(由70mol％的氯化铝和30mol％的硫酸铁组成)投加与黑臭污水充分混合，其中复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加50mg的基准计算(只写一种方式就行，说明当时投加时不是特殊的情况)；
2)经与复合混凝剂混合的黑臭污水被送入初沉池(初沉池中设置有三角堰)絮凝沉淀，沉淀时间为45min；沉淀出水通过初沉池中的三角堰流出，沉淀的污泥则排入污泥池，污泥池中的污泥经污泥泵泵入污泥一体化浓缩脱水机进行脱水；
3)初沉池的出水通过提升泵送入应急生物处理反应器进行处理，所述的应急生物处理反应器由两座塔式生物滤池组成，两座塔式生物滤池的结构相同，均为：塔径为4.5m，塔体高为10m，其中塔顶配水1.5m；塔式生物滤池共3层，每层2m，滤料厚度1.75m，各层滤料为聚氯乙烯斜交错波纹板(密度为140kg/m3)；塔底2.5m。由于黑臭污水的CODcr浓度全年绝大多数时间低于150mg/L，因此两座塔式生物滤池采用并联运行的方式。初沉池的出水通过提升泵分别送入两座塔式生物滤池顶部的旋流布水器均匀布水，经三层滤料上附着的生物膜处理后从塔底部流出，之后送入竖流式沉淀池进行泥水分离，对经竖流式沉淀池泥水分离后的出水进行相关指标的检测，结果如下：出水达到透明度45㎝，溶解氧2.2mg/L，氧化还原电位68mV，氨氮5.1mg/L，达到排放标准，送入消毒池经紫外消毒后就近排放该城市河流干流；经竖流式沉淀池泥水分离后的污泥则排入污泥池中；
4)将污泥池中的污泥通过设置在污泥池中的污泥泵泵入一体化浓缩脱水机中进行脱水，脱水后的污泥(含水率低于60％)送当地垃圾填埋场进行填埋处理。
实施例3：利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法
在广东南部某城市一较大内河，非雨季黑臭水体水量约10000m3/d左右，2017年全年黑臭污水(即黑臭水体)的CODcr浓度为132-487mg/L、溶解氧0.0-2.1mg/L、透明度5-18cm、氧化还原电位在3-46mV、氨氮8.32-20.13mg/L。
1)在内河黑臭污水进入河流干流前，先行设置拦截较大悬浮物的中、细二道格栅，其中，中格栅间隙12mm、细格栅间隙6mm，用于日常拦截黑臭污水中的大块悬浮物与漂浮物。在城市内河河道中设置潜污泵，将城市内河黑臭污水提升(相对于原来水位提升了14m)，借助水射器负压将复合混凝剂(由65mol％的氯化铝和35mol％的硫酸铁组成)投加与黑臭污水充分混合，复合混凝剂的投加量日常按每升黑臭水体投加60mg的基准计算；
2)经与复合混凝剂混合的黑臭污水被送入初沉池絮凝沉淀，沉淀时间为60min；沉淀出水通过初沉池的出水出口流出，沉淀的污泥则通过排入污泥池；
3)初沉池的出水通过提升泵送入应急生物处理反应器进行处理，所述的应急生物处理反应器包括二个处理组，每个处理组均由两座塔式生物滤池组成，各座塔式生物滤池的结构相同，均为：塔径为7m，塔体高为10m，其中塔顶配水1.5m；塔式生物滤池共3层，每层2m，滤料厚度1.75m，各层滤料为聚氯乙烯斜交错波纹板(密度为140kg/m3)；塔底2.5m。由于黑臭污水的CODcr浓度全年大多数时间大于250mg/L，因此，二个处理组相互为并联运行，而每个处理组中的两座塔式生物滤池采用串联运行的方式，且相互串联的塔式生物滤池每隔3天交替互换运行(即原来的处于第一位置的塔式生物滤池变为第二位置，而原来处于第二位置的塔式生物滤池变为第一位置)。应急生物处理反应器前的初沉池出水通过提升泵送入第一组第一座塔式生物滤池顶部的旋流布水器均匀布水，再从该塔底部流出送入第二座塔式生物滤池顶部的旋流布水器均匀布水，对从该第二塔式生物滤池底部流出的水再送入辐流式沉淀池进行泥水分离，对经辐流式沉淀池泥水分离后的出水进行相关指标的检测，结果如下：出水达到透明度40㎝，溶解氧2.1mg/L，氧化还原电位65mV，氨氮7.5mg/L，达到排放标准，送入消毒池经紫外消毒后就近排放该城市河流干流；经辐流式沉淀池泥水分离后的污泥则排入污泥池；
4)将污泥池中的污泥通过设置于污泥池中的污泥泵泵入一体化浓缩脱水机中进行脱水，脱水后的污泥(含水率低于60％)送当地垃圾填埋场进行填埋处理。
Claims (10)
1.一种利用塔式生物滤池应急处理城市内河黑臭水体的方法，包括以下步骤：
1)在城市内河河道中设置潜污泵，提升黑臭水体的水位，潜污泵的出口通过管道与初沉池的入口连通；在潜污泵的管道路径上设置水射器，借助水射器投加复合混凝剂，使复合混凝剂和黑臭水体混合均匀；所述的复合混凝剂按摩尔百分比计，由50-70％的铝盐和30-50％的铁盐组成；
2)加有复合混凝剂的黑臭水体被送入初沉池絮凝沉淀，初沉池的出水送入应急生物处理反应器，初沉池的污泥排入污泥池；所述应急生物处理反应器包括至少两座塔式生物滤池，根据黑臭水体的CODcr浓度选择串联或并联运行，具体为：
当黑臭水体的CODcr浓度＜150mg/L时，所述的塔式生物滤池并联运行；
当黑臭水体的CODcr浓度为150-250mg/L时，所述的塔式生物滤池串联运行；
当黑臭水体的CODcr浓度＞250mg/L时，所述的塔式生物滤池串联运行，且相互串联的塔式生物滤池每隔2-4天交替前后位置互换运行；
3)所述应急生物处理反应器的出水送入二沉池进行泥水分离，出水消毒后排入城市干流，污泥排入污泥池；
4)污泥池中的污泥经脱水后进行常规处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，
当黑臭水体的CODcr浓度＜150mg/L时，复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加45-55mg的基准计算，其中，旱季或者是降雨前6小时复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加60-70mg的基准计算；
当黑臭水体的CODcr浓度介于150-250mg/L时，复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加55-65mg的基准计算，其中旱季或者是降雨前6小时复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加80-90mg的基准计算；
当黑臭水体的CODcr浓度＞250mg/L时，复合混凝剂的投加量按每升黑臭水体投加80-90mg的基准计算。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述复合混凝剂的组成中，所述的铝盐为硫酸铝和/或氯化铝，所述的铁盐为选自硫酸亚铁、硫酸铁和三氯化铁中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述加有复合混凝剂的黑臭水体在初沉池中絮凝沉淀的时间为0.5-1.0h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述塔式生物滤池的塔体为3-5层。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述塔式生物滤池中的滤料为选自纸蜂窝、玻璃布蜂窝和聚氯乙烯斜交错波纹板中的一种或两种以上的组合。
7.基于权利要求1所述方法应急处理城市内河黑臭水体采用的设施布置，其特征在于：包括设置在城市内河河道中的潜污泵，以及设置在河岸上的初沉池、应急生物处理反应器、二沉池和污泥池，其中：
所述潜污泵的入口浸没于城市内河的黑臭水体中，其出口通过管道与初沉池的入口连通，在该管道路径上设置有水射器；
所述初沉池的出水出口与应急生物处理反应器的入口管道连通，初沉池的污泥出口与污泥池的入口管道连通；
所述应急生物处理反应器的出口与二沉池的入口管道连通，二沉池的出水经消毒后排出至城市干流，二沉池的污泥出口与污泥池的入口连通；
所述应急生物处理反应器包括至少两座塔式生物滤池，根据黑臭水体的CODcr浓度选择串联或并联运行，具体为：
当黑臭水体的CODcr浓度＜150mg/L时，所述的塔式生物滤池并联运行；
当黑臭水体的CODcr浓度为150-250mg/L时，所述的塔式生物滤池串联运行；
当黑臭水体的CODcr浓度＞250mg/L时，所述的塔式生物滤池串联运行，且相互串联的塔式生物滤池每隔2-4天交替前后位置互换运行。
8.根据权利要求7所述的设施布置，其特征在于：还包括设置在城市内河河道中、且位于潜污泵上游的格栅。
9.根据权利要求8所述的设施布置，其特征在于：所述的格栅包括中格栅和细格栅。
10.根据权利要求7-9任一项所述的设施布置，其特征在于：所述的二沉池为辐流式沉淀池或竖流式沉淀池。
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| CN110015811A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-16 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 建筑生态系统 |
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