CN109133532A - 一种适用准iv类水标准的城镇污水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，包括一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理系统组成；二级生化系统采用PFEAS生化系统(Plug flow extended activated sludge method推流式延时曝气活性污泥法)，由厌氧区、缺氧区、PFEAS区依次连接，所述厌氧区、缺氧区均设有搅拌装置，PFEAS区末端设置混合液回流泵连接缺氧区，PFEAS区出水接入二沉池，二沉池的污泥出口通过污泥回流管道连接厌氧池；二沉池出水堰出水接入高速沉淀池，高速沉淀池出水接入深床反硝化滤池，最后出水消毒，达到准IV类水标准后外排；本发明所述污水处理工艺具有良好的去除有机污染物、脱氮除磷效果，能确保准IV类水出水标准的稳定实现。

Description

一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理工艺的技术领域，尤其涉及一种适用”准IV类水“标准的城镇污水处理工艺。
背景技术
近年来，环保部最新公布的国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(征求意见稿)，新增了特别排放限值的相关指标，其主要指标参考《地表水环境质量标准(3838-2002)》中IV类水指标。具体见下表：
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)(征求意见稿)
基本控制项目最高允许排放浓度(日均值)单位：mg/L
北京市、天津市、广东、江苏、浙江等地区相继发布了地方标准，陆续开展了提标准IV类水的相关工作。准IV类水标准的城镇污水处理工艺主要包括由一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理组成的污水处理系统；现有污水厂处理工艺大多针对一级A或一级B进行工艺组合及参数设计，处理效率较低，为了达到准IV类水要求，各地尝试各种城镇污水处理的新工艺，二级处理中的生物膜法处理采用较多，其处理效果好，占地小，但投资高、运行费用高，运行管理复杂，处理效果、投资费用、运行费用之间难以优化和平衡。
综上，城镇污水处理有待开发经济高效和稳定运行的总氮、总磷深度处理新工艺。
发明内容
要解决的技术问题
本发明要解决的问题是提供一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，以克服现有技术中有机污染物去除程度不高、碳源不足脱氮效率低、系统协同性差等的缺陷，使城镇污水处理更为经济高效、稳定。
技术方案
为解决所述技术问题，本发明提供一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，包括一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理系统组成，其特征在于包括如下步骤：
(1)未经处理的污水经过一级预处理；
(2)将经过一级预处理的污水经过由厌氧区、缺氧区、PFEAS区组成的PFEAS生化系统(Plug flow extended activated sludge method推流式延时曝气活性污泥法)，所述的PFEAS生化系统是AAO工艺与延时曝气活性污泥法结合。
(3)所述的厌氧区和缺氧区均设有搅拌装置，在厌氧区通过搅拌装置的搅拌作用，污水和沉淀池排出的回流污泥达到完全混合状态。该反应池的主要功能是污泥释放磷，同时将部分有机物进行氨化，部分有机物被活性污泥吸附，进入下一反应。。
(4)经厌氧区处理后的污水进入缺氧区，进行反硝化脱氮反应，硝态氮由好氧反应池内回流混合液送入，混合液回流比≥200％。
(5)所述的PFEAS区设有隔墙使污水沿池长方向向前流动，污水从缺氧区进入PFEAS区，去除COD、硝化和污泥吸收磷等多项功能都在所述的PFEAS区内完成。
(6)二沉池内进行泥水分离，去除大部分有机污染物，同步脱氮除磷，污泥的一部分回流至厌氧区内，污泥的另一部分从二沉池排出。
(7)二沉池的出水进入高速沉淀池，高速沉淀池设置混合池、絮凝池、沉淀池，通过加入除磷剂及絮凝剂，进一步去除污水中总磷污染物，降低污水中SS。
(8)高速沉淀池的出水进入深床反硝化滤池，深床反硝化滤池采用重力式过滤，根据需要加入碳源，通过滤料表面生物膜实现进一步的反硝化作用，并截留污水中悬浮物。
(9)深床反硝化滤池出水进入消毒池，消毒处理后的污水达到准IV类水标准排放。
本发明进一步的技术方案为：所述的厌氧区HRT控制1～2h，DO维持0～0.2mg/L；缺氧区HRT控制3～6h，脱氮速率采用0.03～0.06(kgNO3-N/kgMLSS·d)，DO维持0.2～0.5mg/L；所述的PFEAS区HRT控制12～18h，污泥负荷设计为0.03～0.08(kgBOD5/kgMLSS·d)，总氮负荷率设计≤0.05kgTN/kgMLSS·d；污泥回流比50％～100％，混合液回流比300％～400％，DO维持2～4mg/L。
本发明进一步的技术方案为：所述的PFEAS生化系统处理效率为：COD＞90％，TN＝75％～85％，TP＝50％～60％。
本发明进一步的技术方案为：所述的高速沉淀池设置混合区、絮凝区、沉淀区，控制混合时间2～3min，絮凝时间5～8min，排泥浓度15～40g/L，污泥回流量3～5％，斜管区上升流速10～15m/h，处理后出水SS＜10mg/L。
本发明进一步的技术方案为：所述的深床反硝化滤池采用均匀级配粗砂滤料，d10＝0.9～1.2mm，不均匀系数K80＜1.4，砂层高度1.8～2.5m，设置气冲洗、汽水同时冲洗、清水漂洗。控制滤速4～8m/h，反硝化负荷＜0.6(kgNO3-N/m3·d)，通过滤料截留、吸附等作用出水SS＜5mg/L，TP＜0.3mg/L，配合适当的碳源，通过微生物的反硝化作用去除硝态氮，出水TN＜10mg/L。
本发明进一步的技术方案为：所述的消毒采用氯消毒，接触时间≥30min。
本发明进一步的技术方案为：所述的深床反硝化滤池内的滤料层采用石英砂层或石英砂与有机高分子载体的复合层。
本发明进一步的技术方案为：所述的一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理系统连接有PCL控制系统。
本发明其特征：
本发明中二级生化处理系统采用AAO工艺与推流式延时曝气活性污泥法结合，较传统的AAO工艺采用较低的污泥负荷，较长的泥龄，显著提高了有机污染物、TN的去除效率及净化程度，出水COD可稳定达到准IV类水排放标准；工艺简易有效，易于操作及管理，解决了目前常规二级生化工艺TN去除率较低，不能满足新标准要求的问题。
本发明中的高速沉淀池，较传统的终沉池设计，具有占地小，通过加药去除总磷物质，出水水质好的特点，工艺中将高速沉淀池设置于反硝化滤池前，能保证反硝化滤池处理效果，并显著降低后续反硝化滤池反冲洗频率及用水量。
本发明中将深床反硝化滤池设置于高速沉淀池后，深床反硝化滤池集成了反硝化生化反应、过滤截留功能为一体，反硝化反应去除PFEAS生化系统出水带出的残留硝酸氮，确保出水TN在低碳源条件下的去除，同时砂滤作用截留SS，出水满足准IV类水标准要求，功能集成，简化流程，占地小，配套PLC控制，智能程度高。
有益效果为：本发明工艺适用于城镇污水提标改造及新标准要求的新建项目，通过一级预处理、PFEAS二级生化处理、高速沉淀池、深床反硝化滤池的改良及有序组合，具有良好的去除有机污染物、脱氮除磷效果，能确保准IV类水出水标准的稳定实现。
附图说明
图1为本发明一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺的流程图。
图2为实施例提标改造后处理工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的污水处理工艺，主要包括一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理系统组成；二级生化系统采用PFEAS法，由厌氧区、缺氧区、PFEAS区依次连接，厌氧区、缺氧区均设有搅拌装置，PFEAS区设有隔墙，PFEAS区末端设置混合液回流泵连接缺氧区，PFEAS区出水接入二沉池，二沉池的污泥出口通过污泥回流管道连接厌氧池；二沉池出水堰出水接入高速沉淀池，高速沉淀池出水接入深床反硝化滤池，最后出水消毒，达标外排。
具体地，本发明的一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，包括一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理系统组成，其特征在于包括如下步骤：
(1)未经处理的污水经过一级预处理；
(2)将经过一级预处理的污水经过由厌氧区、缺氧区、PFEAS区组成的PFEAS生化系统(Plug flow extended activated sludge method推流式延时曝气活性污泥法)，所述的PFEAS生化系统是AAO工艺与延时曝气活性污泥法结合。
(3)所述的厌氧区和缺氧区均设有搅拌装置，在厌氧区通过搅拌装置的搅拌作用，污水和沉淀池排出的回流污泥达到完全混合状态。该反应池的主要功能是污泥释放磷，同时将部分有机物进行氨化，部分有机物被活性污泥吸附，进入下一反应。
(4)经厌氧区处理后的污水进入缺氧区，进行反硝化脱氮反应，硝态氮由好氧反应池内回流混合液送入，混合液回流比≥200％。
(5)所述的PFEAS区设有隔墙使污水沿池长方向向前流动，污水从缺氧区进入PFEAS区去除COD、硝化和污泥吸收磷等多项功能都在所述的PFEAS区内完成。
(6)PFEAS生化系统及二沉池组成二级生化处理系统，二沉池内进行泥水分离，去除大部分有机污染物，同步脱氮除磷，污泥的一部分回流至厌氧区内，污泥的另一部分从二沉池排出。
(7)二沉池的出水进入高速沉淀池，高速沉淀池设置混合池、絮凝池、沉淀池，通过加入除磷剂及絮凝剂，进一步去除污水中总磷污染物，降低污水中SS。
(8)高速沉淀池的出水进入深床反硝化滤池，深床反硝化滤池采用重力式过滤，根据需要加入碳源，通过滤料表面生物膜实现进一步的反硝化作用，并截留污水中悬浮物。
(9)深床反硝化滤池出水进入消毒池，消毒处理后的污水达到准IV类水标准排放。
优选地，厌氧区HRT控制1～2h，DO维持0～0.2mg/L；缺氧区HRT控制3～6h，脱氮速率采用0.03～0.06(kgNO3-N/kgMLSS·d)，DO维持0.2～0.5mg/L；所述的好氧区HRT控制12～18h，污泥负荷设计为0.03～0.08(kgBOD5/kgMLSS·d)，总氮负荷率设计≤0.05kgTN/kgMLSS·d；污泥回流比50％～100％，混合液回流比300％～400％，DO维持2～4mg/L。
优选地，PFEAS生化系统处理效率为：COD＞90％，TN＝75％～85％，TP＝50％～60％。
优选地，高速沉淀池设置混合区、絮凝区、沉淀区，控制混合时间2～3min，絮凝时间5～8min，排泥浓度15～40g/L，污泥回流量3～5％，斜管区上升流速10～15m/h，处理后出水SS＜10mg/L。
优选地，所述的深床反硝化滤池采用均匀级配粗砂滤料，d10＝0.9～1.2mm，不均匀系数K80＜1.4，砂层高度1.8～2.5m，设置气冲洗、汽水同时冲洗、清水漂洗。控制滤速4～8m/h，反硝化负荷＜0.6(kgNO3-N/m3·d)，通过滤料截留、吸附等作用出水SS＜5mg/L，TP＜0.3mg/L，配合适当的碳源，通过微生物的反硝化作用去除硝态氮，出水TN＜10mg/L。
优选地，消毒采用氯消毒，接触时间≥30min。
优选地，深床反硝化滤池内的滤料层采用石英砂层或石英砂与有机高分子载体的复合层。
优选地，一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理系统连接有PCL控制系统。
本实施例位于浙江省某城镇污水处理厂，原厂污水处理工艺为格栅→沉砂池→改良型SBR反应池→消毒，处理规模1万m3/d，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，根据提标要求出水应符合准IV类水排放标准，经本发明提供的适用准IV类水城镇污水处理工艺对城镇污水进行提标改造处理前后，进出水水质参数如下表。
由上表可知，原工艺运行进水NH3-N、TN偏高，进水负荷较高，出水NH3-N、TN、TP均无法稳定达到设计出水水质，采用发明提供的工艺进行提标改造，原改良型SBR池改为PFEAS生化系统，污泥负荷为0.047kgBOD5/kgMLSS·d，增加深床反硝化滤池，补充碳源强化反硝化能力，反硝化负荷0.575kgNO3 --N/m3·，通过自控系统，根据进水TN值定量投加碳源，增加高速沉淀池，表面负荷0.8m3/m2·h，投加除磷剂和絮凝剂。改造后处理出水水质稳定达到准IV类水排放标准。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或等效变形，均在本发明的技术范畴。

Claims (8)

1.一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，包括一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理系统组成，其特征在于包括如下步骤：
(1)未经处理的污水经过一级预处理；
(2)经过一级预处理的污水经过由厌氧区、缺氧区、PFEAS区组成的二级生化系统，所述二级生化采用AAO工艺与延时曝气活性污泥法结合。
(3)所述的厌氧区和缺氧区均设有搅拌装置，在厌氧区通过搅拌使污水和沉淀池排出的回流污泥达到完全混合状态，厌氧区污泥释放磷，同时将部分有机物进行氨化，部分有机物被活性污泥吸附，进入下一反应。
(4)经厌氧区处理后的污水进入缺氧区，进行反硝化脱氮反应，硝态氮由好氧反应池内回流混合液送入，混合液回流比≥200％。
(5)所述的PFEAS区设有隔墙使污水沿池长方向向前流动，污水从缺氧区进入PFEAS区去除COD、硝化和污泥吸收磷等多项功能都在所述的PFEAS区内完成。
(6)二沉池内进行泥水分离，去除大部分有机污染物，同步脱氮除磷，污泥的一部分回流至厌氧区内，污泥的另一部分从二沉池排出。
(7)二沉池的出水进入高速沉淀池，高速沉淀池设置混合池、絮凝池、沉淀池，通过加入除磷剂及絮凝剂，进一步去除污水中总磷污染物，降低污水中SS。
(8)高速沉淀池的出水进入深床反硝化滤池，深床反硝化滤池采用重力式过滤，根据需要加入碳源，通过滤料表面生物膜实现进一步的反硝化作用，并截留污水中悬浮物。
(9)深床反硝化滤池出水进入消毒池，消毒处理后的污水达到准IV类水标准排放。
2.根据权利要求1所述的一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的厌氧区HRT控制1～2h，DO维持0～0.2mg/L；缺氧区HRT控制3～6h，脱氮速率采用0.03～0.06(kgNO3-N/kgMLSS·d)，DO维持0.2～0.5mg/L；所述的PFEAS区HRT控制12～18h，污泥负荷设计为0.03～0.08(kgBOD5/kgMLSS·d)，总氮负荷率设计≤0.05kgTN/kgMLSS·d；污泥回流比50％～100％，混合液回流比300％～400％，DO维持2～4mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种适用标准的城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的PFEAS生化系统处理效率为：COD＞90％，TN＝75％～85％，TP＝50％～60％。
4.根据权利要求1所述的一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的高速沉淀池设置混合区、絮凝区、沉淀区，控制混合时间2～3min，絮凝时间5～8min，排泥浓度15～40g/L，污泥回流量3～5％，斜管区上升流速10～15m/h，处理后出水SS＜10mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的深床反硝化滤池采用均匀级配粗砂滤料，d10＝0.9～1.2mm，不均匀系数K80＜1.4，砂层高度1.8～2.5m，设置气冲洗、汽水同时冲洗、清水漂洗。控制滤速4～8m/h，反硝化负荷＜0.6(kgNO3-N/m3·d)，通过滤料截留、吸附等作用出水SS＜5mg/L，TP＜0.3mg/L，配合适当的碳源，通过微生物的反硝化作用去除硝态氮，出水TN＜10mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的消毒采用氯消毒，接触时间≥30min。
7.根据权利要求1所述的一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的深床反硝化滤池内的滤料层采用石英砂层或石英砂与有机高分子载体的复合层。
8.根据权利要求1所述的一种适用准IV类水标准的城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的一级预处理系统、二级生化处理系统、三级深度处理系统连接有PCL控制系统。
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