CN108911369A - 水库污水处理系统及其处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水处理技术领域，公开了水库污水处理系统，包括依次连通的反应池(1)、初沉池(2)、水解酸化池(3)、缺氧池(4)、好氧池(5)、MBR膜池(6)、中间水池(7)、pH调整池(8)、芬顿氧化池(9)、中和反应池(10)和终沉池(11)，还公开了水库污水处理工艺。本发明的水库污水处理系统运行效率高，在满足工艺要求的条件下极大限度地减少了建设投资，降低运行费用；经本发明的处理系统处理后能够去除水库污水中的总氮、COD和氨氮，水库污水的出水能达到GB 3838‑2002排放标准。

Description

水库污水处理系统及其处理工艺
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及了水库污水处理系统及其处理工艺。
背景技术
水库污水，通常是由于水库附近的污染物渗漏使渗滤液流入水库从而使水库受到一定污染而形成的废水。由于污染源不同，水库污水的污染物也不同。由垃圾渗漏造成的水库污水的特点是有机物浓度高，氨氮和总氮含量较高，BOD/COD的比值介于0.2～0.3，可生化性较差，处理难度较大。目前，去除氨氮的方法主要有折点氯化法、吹脱法和离子交换法等，但是常规的物化处理法需要的加药量较大，运行费用高，而且不利环保。
发明内容
本发明针对现有技术中水库污水处理难度较大的缺点，提供了水库污水处理系统及其处理工艺。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
水库污水处理系统，包括依次连通的反应池、初沉池、水解酸化池、缺氧池、好氧池、MBR膜池、中间水池、pH调整池、芬顿氧化池、中和反应池和终沉池，缺氧池的出口与好氧池的进口连通，好氧池的出口还与缺氧池的进口连通，MBR膜池的出口还与水解酸化池的进口连通；还包括集泥池，初沉池、终沉池和MBR膜池分别与集泥池连通；还包括第一泵、第三泵、第四泵、第五泵和第六泵，第一泵设在中间水池和pH调整池之间，第三泵设在MBR膜池和水解酸化池之间，第四泵设在好氧池与缺氧池之间，反应池设在第六泵与初沉池之间；还包括营养剂加药装置，第一加药装置，第二加药装置和第三加药装置，缺氧池上设有营养剂加药装置，反应池上设有第一加药装置，pH调整池上设有第二加药装置，中和反应池上设有第三加药装置。
作为优选，还包括依次连通的第一浓缩池、第一脱水机和滤液池，滤液池与反应池连通，还包括泥浆泵和第二泵，第一浓缩池设在泥浆泵与第一脱水机之间，第二泵设在滤液池与反应池之间。
作为优选，还包括第二浓缩池，第二浓缩池设在MBR膜池与集泥池之间，MBR膜池与集泥池通过第二浓缩池连通。
作为优选，还包括第二脱水机和第五泵，第二脱水机与集泥池连通，第五泵设在第二脱水机和集泥池之间。
水库污水处理工艺，包括以下步骤：
(1)水库污水经第六泵输送至反应池，在反应池中加入液碱、PAC和PAM，反应10-20h后进入初沉池，得到初沉物和第一滤液，初沉物进入集泥池，第一滤液进入水解酸化池，水解酸化22-26h后的第一滤液进入缺氧池；
(2)在缺氧池中加入营养剂，反硝化10-14h后，进入好氧池，好氧池中通入空气，硝化22-24h后，污泥输送至缺氧池中，污水进入MBR膜池，MBR膜池中通入空气，得到第二污泥和第二滤液，第二污泥输送至第二浓缩池浓缩后输送至集泥池，第二滤液输送至水解酸化池重复水解酸化、硝化和反硝化反应后进入中间水池，得到的中水输送至pH调整池；
(3)pH调整池中加入质量分数为98％的硫酸水溶液、硫酸亚铁和30％双氧水，pH调整后的中水进入芬顿氧化池，氧化后的中水进入中和反应池，中和反应池中加入液碱和PAM，反应6-8h，中和后的中水进入终沉池，得到第三污泥和第一出水，第三污泥输送至集泥池。
作为优选，还包括步骤(4)：水库淤泥经泥浆泵输送至第一浓缩池浓缩后进入第一脱水机脱水得到第一干泥和污水，污水输送至滤液池过滤后，再输送至反应池。
作为优选，还包括步骤(5)：集泥池中的第二污泥、第三污泥和初沉物输送至第二脱水机中脱水得到第二干泥和第二出水。
作为优选，步骤(1)中，PAC的添加量为每立方米水中添加0.1-0.3kg，PAM的添加量为每立方米水中添加8-12g，液碱为质量百分浓度为30-32％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加6-10kg。
作为优选，步骤(2)中，营养剂为葡萄糖，营养剂的添加量为每立方米水中添加0.1-0.2kg。
作为优选，步骤(3)中硫酸水溶液的添加量为每立方米水中添加0.4-0.6kg，硫酸亚铁的添加量为每立方米水中添加1.5-2.5kg，30％双氧水的添加量为每立方米水中添加0.4-0.8kg，液碱为质量百分浓度为30-32％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加6-10kg，PAM的添加量为每立方米水中添加8-12kg。
本发明采用生物处理法，利用污水中培养的氨化菌将有机氮转化为氨氮，再由硝化细菌将氨氮在好氧条件下转化为硝态氮，从而去除氨氮。经硝化处理后，有机氮全部转化为氨氮，再经好氧硝化处理后，氨氮转化为硝态氮，因出水指标对总氮也有非常高的排放要求，因此污水中的硝态氮还需要进行反硝化处理，其原理是反硝化菌在缺氧状态下，利用溶解性有机物将硝态氮、亚硝态氮转化为氮气排到大气中，从而达到去除总氮的目的。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明的水库污水处理系统运行效率高，在满足工艺要求的条件下极大限度地减少了建设投资，降低运行费用；经本发明的处理系统处理后能够去除水库污水中的总氮、COD和氨氮，水库污水的出水能达到GB 3838-2002排放标准；本发明的处理工艺可以妥善处理污水处理过程中所产生的栅渣及污泥等污染物，避免产生二次污染。
附图说明
图1是本发明的处理系统连接框图。
图2是本发明的处理工艺流程框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
水库污水处理系统，如图1所示，包括依次连通的反应池1、初沉池2、水解酸化池3、缺氧池4、好氧池5、MBR膜池6、中间水池7、pH调整池8、芬顿氧化池9、中和反应池10和终沉池11，缺氧池4的出口与好氧池5的进口连通，好氧池5的出口还与缺氧池4的进口连通，MBR膜池6的出口还与水解酸化池3的进口连通；还包括集泥池18，初沉池2、终沉池11和MBR膜池6分别与集泥池18连通；还包括第一泵20、第三泵22、第四泵23、第五泵24和第六泵25，第一泵20设在中间水池7和pH调整池8之间，第三泵22设在MBR膜池6和水解酸化池3之间，第四泵23设在好氧池5与缺氧池4之间，反应池1设在第六泵25与初沉池2之间；还包括营养剂加药装置26，第一加药装置27，第二加药装置28和第三加药装置29，缺氧池4上设有营养剂加药装置26，反应池1上设有第一加药装置27，pH调整池8上设有第二加药装置28，中和反应池10上设有第三加药装置29。
还包括依次连通的第一浓缩池14、第一脱水机15和滤液池16，滤液池16与反应池1连通，还包括泥浆泵13和第二泵21，第一浓缩池14设在泥浆泵13与第一脱水机15之间，第二泵21设在滤液池16与反应池1之间。
还包括第二浓缩池17，第二浓缩池17设在MBR膜池6与集泥池18之间，MBR膜池6与集泥池18通过第二浓缩池17连通。
还包括第二脱水机19和第五泵24，第二脱水机19与集泥池18连通，第五泵24设在第二脱水机19和集泥池18之间。
实施例2
水库为不规则形状，枯水期占地面积约6000平方米，平均水深1米计，总库容约6000方。考虑到处理期间可能存在降水和地下渗水，总处理水量按12000方计。新建污水处理设施设计日处理规模为400m3/d，污水处理设施按20小时连续运行，则时处理水量为20m3/h。水库东北方向边上有一垃圾填埋场，已运行20余年，目前已封场。由于垃圾填埋场建设年代较长，存在一定的渗漏，少量垃圾渗滤液流入水库，造成水库长期污染。
水库污水处理工艺，包括以下步骤：
(1)水库污水经第六泵25输送至反应池1，在反应池1中加入液碱、PAC和PAM，反应多长时间15h后进入初沉池2，得到初沉物和第一滤液，初沉物进入集泥池18，第一滤液进入水解酸化池3，水解酸化24h后的第一滤液进入缺氧池4；
(2)在缺氧池4中加入营养剂，反硝化12h后，进入好氧池5，好氧池5中通入空气，硝化23h后，污泥输送至缺氧池4中，污水进入MBR膜池6，MBR膜池6中通入空气，得到第二污泥和第二滤液，第二污泥输送至第二浓缩池17浓缩后输送至集泥池18，第二滤液输送至水解酸化池3重复水解酸化、硝化和反硝化反应后进入中间水池7，得到的中水输送至pH调整池8；
(3)pH调整池8中加入质量分数为98％的硫酸水溶液、硫酸亚铁和30％双氧水，pH调整后的中水进入芬顿氧化池9，氧化后的中水进入中和反应池10，中和反应池10中加入液碱和PAM，反应7h，中和后的中水进入终沉池11，得到第三污泥和第一出水，第三污泥输送至集泥池18。
还包括步骤(4)：水库淤泥经泥浆泵13输送至第一浓缩池14浓缩后进入第一脱水机115脱水得到第一干泥和污水，污水输送至滤液池16过滤后，再输送至反应池1。
还包括步骤(5)：集泥池18中的第二污泥、第三污泥和初沉物输送至第二脱水机19中脱水得到第二干泥和第二出水。
步骤(1)中，PAC的添加量为每立方米水中添加0.2kg，PAM的添加量为每立方米水中添加10g，液碱为质量百分浓度为31％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加8kg。
步骤(2)中，营养剂为葡萄糖，营养剂的添加量为每立方米水中添加0.15kg。
步骤(3)中硫酸水溶液的添加量为每立方米水中添加0.5kg，硫酸亚铁的添加量为每立方米水中添加2.0kg，30％双氧水的添加量为每立方米水中添加0.6kg，液碱为质量百分浓度为31％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加8kg，PAM的添加量为每立方米水中添加10kg。
水库污水的特点是有机物浓度高，总氮高，可生化性很差，水库污水中氨氮含量为118mg/L，属中等浓度，并有部分以化合态存在，在经生物处理后，化合态氮最终会以氨氮的形式存在于水中，造成水中氨氮逐步升高的状况。常规物化处理法加药量大，运行费用高，物质消耗大，不利环保。
本实施例采用生物处理法，利用污水中培养的氨化菌将有机氮转化为氨氮，再由硝化细菌将氨氮在好氧条件下转化为硝态氮，从而去除氨氮。经硝化处理后，有机氮全部转化为氨氮，再经好氧硝化处理后，氨氮转化为硝态氮，因出水指标对总氮也有非常高的排放要求，因此污水中的硝态氮还需要进行反硝化处理，其原理是反硝化菌在缺氧状态下，利用溶解性有机物将硝态氮、亚硝态氮转化为氮气排到大气中，从而达到去除总氮的目的。
水库污水的水质指标如表1所示：
表1实施例1的原水与出水水质指标(mg/L)
由表1可知，水库污水经本实施例的处理系统处理后，可以达到GB 3838-2002的直接排放标准。
实施例3
水库为不规则形状，枯水期占地面积约6000平方米，平均水深1米计，总库容约6000方。考虑到处理期间可能存在降水和地下渗水，总处理水量按12000方计。新建污水处理设施设计日处理规模为400m3/d，污水处理设施按20小时连续运行，则时处理水量为20m3/h。水库东北方向边上有一垃圾填埋场，已运行20余年，目前已封场。由于垃圾填埋场建设年代较长，存在一定的渗漏，少量垃圾渗滤液流入水库，造成水库长期污染。
水库污水处理工艺，包括以下步骤：
(1)水库污水经第六泵25输送至反应池1，在反应池1中加入液碱、PAC和PAM，反应10h后进入初沉池2，得到初沉物和第一滤液，初沉物进入集泥池18，第一滤液进入水解酸化池3，水解酸化22h后的第一滤液进入缺氧池4；
(2)在缺氧池4中加入营养剂，反硝化10h后，进入好氧池5，好氧池5中通入空气，硝化22后，污泥输送至缺氧池4中，污水进入MBR膜池6，MBR膜池6中通入空气，得到第二污泥和第二滤液，第二污泥输送至第二浓缩池17浓缩后输送至集泥池18，第二滤液输送至水解酸化池3重复水解酸化、硝化和反硝化反应后进入中间水池7，得到的中水输送至pH调整池8；
(3)pH调整池8中加入质量分数为98％的硫酸水溶液、硫酸亚铁和30％双氧水，pH调整后的中水进入芬顿氧化池9，氧化后的中水进入中和反应池10，中和反应池10中加入液碱和PAM，反应6h，中和后的中水进入终沉池11，得到第三污泥和第一出水，第三污泥输送至集泥池18。
还包括步骤(4)：水库淤泥经泥浆泵13输送至第一浓缩池14浓缩后进入第一脱水机15脱水得到第一干泥和污水，污水输送至滤液池16过滤后，再输送至反应池1。
还包括步骤(5)：集泥池18中的第二污泥、第三污泥和初沉物输送至第二脱水机19中脱水得到第二干泥和第二出水。
步骤(1)中，PAC的添加量为每立方米水中添加0.1kg，PAM的添加量为每立方米水中添加8g，液碱为质量百分浓度为30％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加6kg。
步骤(2)中，营养剂为葡萄糖，营养剂的添加量为每立方米水中添加0.1kg。
步骤(3)中硫酸水溶液的添加量为每立方米水中添加0.4kg，硫酸亚铁的添加量为每立方米水中添加1.5kg，30％双氧水的添加量为每立方米水中添加0.4kg，液碱为质量百分浓度为30％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加6kg，PAM的添加量为每立方米水中添加8kg。
水库污水的特点是有机物浓度高，总氮高，可生化性很差，水库污水中氨氮含量为118mg/L，属中等浓度，并有部分以化合态存在，在经生物处理后，化合态氮最终会以氨氮的形式存在于水中，造成水中氨氮逐步升高的状况。常规物化处理法加药量大，运行费用高，物质消耗大，不利环保。
水库污水的水质指标如表2所示：
表2实施例2的原水与出水水质指标(mg/L)
由表2可知，水库污水经本实施例的处理系统处理后，可以达到GB 3838-2002的直接排放标准。
本实施例的处理工艺将污泥收集在集泥池18中，经第二脱水机19脱水后得到的第二干泥，以及第一脱水机15脱水得到的第一干泥可以输送至其它地方回收利用，因此，该处理工艺可以妥善处理污水处理过程中所产生的栅渣及污泥等污染物，避免产生二次污染。
实施例4
水库为不规则形状，枯水期占地面积约6000平方米，平均水深1米计，总库容约6000方。考虑到处理期间可能存在降水和地下渗水，总处理水量按12000方计。新建污水处理设施设计日处理规模为400m3/d，污水处理设施按20小时连续运行，则时处理水量为20m3/h。水库东北方向边上有一垃圾填埋场，已运行20余年，目前已封场。由于垃圾填埋场建设年代较长，存在一定的渗漏，少量垃圾渗滤液流入水库，造成水库长期污染。
水库污水处理工艺，包括以下步骤：
(1)水库污水经第六泵25输送至反应池1，在反应池1中加入液碱、PAC和PAM，反应多长时间后进入初沉池2，得到初沉物和第一滤液，初沉物进入集泥池18第一滤液进入水解酸化池3，水解酸化26h后的第一滤液进入缺氧池4；
(2)在缺氧池4中加入营养剂，反硝化10-14h后，进入好氧池5，好氧池5中通入空气，硝化24h后，污泥输送至缺氧池4中，污水进入MBR膜池6，MBR膜池6中通入空气，得到第二污泥和第二滤液，第二污泥输送至第二浓缩池17浓缩后输送至集泥池18，第二滤液输送至水解酸化池3重复水解酸化、硝化和反硝化反应后进入中间水池7，得到的中水输送至pH调整池8；
(3)pH调整池8中加入质量分数为98％的硫酸水溶液、硫酸亚铁和30％双氧水，pH调整后的中水进入芬顿氧化池9，氧化后的中水进入中和反应池10，中和反应池10中加入液碱和PAM，反应8h，中和后的中水进入终沉池11，得到第三污泥和第一出水，第三污泥输送至集泥池18。
还包括步骤(4)：水库淤泥经泥浆泵13输送至第一浓缩池14浓缩后进入第一脱水机15脱水得到第一干泥和污水，污水输送至滤液池16过滤后，再输送至反应池1。
还包括步骤(5)：集泥池18中的第二污泥、第三污泥和初沉物输送至第二脱水机19中脱水得到第二干泥和第二出水。
步骤(1)中，PAC的添加量为每立方米水中添加0.3kg，PAM的添加量为每立方米水中添加12g，液碱为质量百分浓度为32％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加10kg。
步骤(2)中，营养剂为葡萄糖，营养剂的添加量为每立方米水中添加0.2kg。
步骤(3)中硫酸水溶液的添加量为每立方米水中添加0.6kg，硫酸亚铁的添加量为每立方米水中添加2.5kg，30％双氧水的添加量为每立方米水中添加0.8kg，液碱为质量百分浓度为32％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加10kg，PAM的添加量为每立方米水中添加12kg。
水库污水的特点是有机物浓度高，总氮高，可生化性很差，水库污水中氨氮含量为118mg/L，属中等浓度，并有部分以化合态存在，在经生物处理后，化合态氮最终会以氨氮的形式存在于水中，造成水中氨氮逐步升高的状况。常规物化处理法加药量大，运行费用高，物质消耗大，不利环保。
水库污水的水质指标如表3所示：
表3实施例3的原水与出水水质指标(mg/L)
由表3可知，水库污水经本实施例的处理系统处理后，可以达到GB 3838-2002的直接排放标准。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.水库污水处理系统，其特征在于：包括依次连通的反应池(1)、初沉池(2)、水解酸化池(3)、缺氧池(4)、好氧池(5)、MBR膜池(6)、中间水池(7)、pH调整池(8)、芬顿氧化池(9)、中和反应池(10)和终沉池(11)，缺氧池(4)的出口与好氧池(5)的进口连通，好氧池(5)的出口还与缺氧池(4)的进口连通，MBR膜池(6)的出口还与水解酸化池(3)的进口连通；还包括集泥池(18)，初沉池(2)、终沉池(11)和MBR膜池(6)分别与集泥池(18)连通；还包括第一泵(20)、第三泵(22)、第四泵(23)、第五泵(24)和第六泵(25)，第一泵(20)设在中间水池(7)和pH调整池(8)之间，第三泵(22)设在MBR膜池(6)和水解酸化池(3)之间，第四泵(23)设在好氧池(5)与缺氧池(4)之间，反应池(1)设在第六泵(25)与初沉池(2)之间；还包括营养剂加药装置(26)，第一加药装置(27)，第二加药装置(28)和第三加药装置(29)，缺氧池(4)上设有营养剂加药装置(26)，反应池(1)上设有第一加药装置(27)，pH调整池(8)上设有第二加药装置(28)，中和反应池(10)上设有第三加药装置(29)。
2.根据权利要求1所述的水库污水处理系统，其特征在于：还包括依次连通的第一浓缩池(14)、第一脱水机(15)和滤液池(16)，滤液池(16)与反应池(1)连通，还包括泥浆泵(13)和第二泵(21)，第一浓缩池(14)设在泥浆泵(13)与第一脱水机(15)之间，第二泵(21)设在滤液池(16)与反应池(1)之间。
3.根据权利要求2所述的水库污水处理系统，其特征在于：还包括第二浓缩池(17)，第二浓缩池(17)设在MBR膜池(6)与集泥池(18)之间，MBR膜池(6)与集泥池(18)通过第二浓缩池(17)连通。
4.根据权利要求3所述的水库污水处理系统，其特征在于：还包括第二脱水机(19)和第五泵(24)，第二脱水机(19)与集泥池(18)连通，第五泵(24)设在第二脱水机(19)和集泥池(18)之间。
5.基于权利要求4所述的水库污水处理系统的水库污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)水库污水经第六泵(25)输送至反应池(1)，在反应池(1)中加入液碱、PAC和PAM，反应10-20h后进入初沉池(2)，得到初沉物和第一滤液，初沉物进入集泥池(18)，第一滤液进入水解酸化池(3)，水解酸化22-26h后的第一滤液进入缺氧池(4)；
(2)在缺氧池(4)中加入营养剂，反硝化10-14h后，进入好氧池(5)，好氧池(5)中通入空气，硝化22-24h后，污泥输送至缺氧池(4)中，污水进入MBR膜池(6)，MBR膜池(6)中通入空气，得到第二污泥和第二滤液，第二污泥输送至第二浓缩池(17)浓缩后输送至集泥池(18)，第二滤液输送至水解酸化池(3)重复水解酸化、硝化和反硝化反应后进入中间水池(7)，得到的中水输送至pH调整池(8)；
(3)pH调整池(8)中加入质量分数为98％的硫酸水溶液、硫酸亚铁和30％双氧水，pH调整后的中水进入芬顿氧化池(9)，氧化后的中水进入中和反应池(10)，中和反应池(10)中加入液碱和PAM，反应6-8h，中和后的中水进入终沉池(11)，得到第三污泥和第一出水，第三污泥输送至集泥池(18)。
6.根据权利要求5所述的水库污水处理工艺，其特征在于：还包括步骤(4)：水库淤泥经泥浆泵(13)输送至第一浓缩池(14)浓缩后进入第一脱水机(15)脱水得到第一干泥和污水，污水输送至滤液池(16)过滤后，再输送至反应池(1)。
7.根据权利要求6所述的水库污水处理工艺，其特征在于：还包括步骤(5)：集泥池(18)中的第二污泥、第三污泥和初沉物输送至第二脱水机(19)中脱水得到第二干泥和第二出水。
8.根据权利要求5所述的水库污水处理工艺，其特征在于：步骤(1)中，PAC的添加量为每立方米水中添加0.1-0.3kg，PAM的添加量为每立方米水中添加8-12g，液碱为质量百分浓度为30-32％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加6-10kg。
9.根据权利要求5所述的水库污水处理工艺，其特征在于：步骤(2)中，营养剂为葡萄糖，营养剂的添加量为每立方米水中添加0.1-0.2kg。
10.根据权利要求5所述的水库污水处理工艺，其特征在于：步骤(3)中硫酸水溶液的添加量为每立方米水中添加0.4-0.6kg，硫酸亚铁的添加量为每立方米水中添加1.5-2.5kg，30％双氧水的添加量为每立方米水中添加0.4-0.8kg，液碱为质量百分浓度为30-32％的氢氧化钠水溶液，液碱的添加量为每立方米水中添加6-10kg，PAM的添加量为每立方米水中添加8-12kg。
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