CN109320011A - 市政污水处理集成工艺 - Google Patents

Abstract

一种市政污水处理集成工艺，其对污水的处理过程包括：通过强化预处理单元去除污水中漂浮物及砂砾；通过A‑A‑SDBR处理单元上述强化预处理单元处理后的污水除磷脱氮；通过DNAF反应处理单元对上述A‑A‑SDBR处理单元处理后的污水进行深度脱氮；通过微絮凝除磷‑CAOT高级氧化单元对上述DNAF反应处理单元处理后的污水进行高效除磷和臭氧催化氧化；通过复合消毒单元对上述微絮凝除磷‑CAOT高级氧化单元处理后的污水进行消毒。本发明所述市政污水处理集成工艺可将市政污水处理至地表水Ⅳ类水质标准，出水总氮小于1.5mg/L，总磷小于0.3mg/L，杜绝了水体富营养化，并且处理后的污水可回用于工业杂用水及人体非接触的景观水，既减少了对环境的污染，又回收利用了水资源。

Description

市政污水处理集成工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种市政污水处理集成工艺。

背景技术

目前我国城市人口较集中，城市污水处理量大，城镇污水处理厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》，本标准一级A中总氮15mg/L，总磷0.5mg/L，一级B中总氮20mg/L，总磷1mg/L。二级标准中总磷3mg/L，对总氮没有要求，三级标准中总磷5mg/L，对总氮没有要求。可见现行排放标准中总氮、总磷的含量还很高，这些营养物质大量进入湖泊、江河等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。城镇污水排放至江河湖泊全部浪费掉，对于缺水地区来说是一种损失。

中国专利公开号：CN108083581A公开了一种低能耗自养脱氮市政污水处理系统及方法，系统包括：厌氧脱碳反应器、除泥罐、自养脱氮反应器、沉淀罐、化学除磷搅拌罐、化学除磷沉淀罐、吸收罐、化学除磷加药装置、微曝气装置和布水装置。方法包括：先通过厌氧环境去除绝大部分BOD，使有机氮转化为氨氮，并释磷；清除悬浮物后进入自养脱氮，通过一体式微曝气CANON反应器进行部分亚硝化和厌氧氨氧化，来达到自养脱氮效果；然后通过化学除磷达到最终处理效果，实现厌氧除碳加自养脱氮加化学除磷对市政污水进行处理。

由此可见，所述污水处理系统存在以下问题：

第一，所述处理系统无法分解和去除污水中的大分子有机物以及小分子有机物。

第二，污水经所述污水处理系统处理后剩余废水无法回用，如果直接排放仍会对环境造成污染。

第三，所述污水处理系统在投加碳源时无法掌控准确的投放量，会导致碳源缺乏或碳源投加过量，净化效率低。

发明内容

为此，本发明提供一种市政污水处理集成工艺，用以克服现有技术中净化效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种市政污水处理集成工艺，包括：

通过强化预处理单元去除污水中漂浮物和砂砾；

通过A-A-SDBR处理单元上述强化预处理单元处理后的污水除磷脱氮；

通过DNAF反应处理单元对上述A-A-SDBR处理单元处理后的污水进行深度脱氮；

通过微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元对上述DNAF反应处理单元处理后的污水进行高效除磷和臭氧催化氧化；

通过复合消毒单元对上述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元处理后的污水进行消毒。

进一步地，所述强化预处理单元的处理步骤包括：

通过格栅去除废水中的大块悬浮固体、漂浮物、纤维和固体颗粒物质；

通过曝气沉砂池去除上述格栅处理后的废水中大比重无机颗粒物的。

进一步地，所述曝气沉砂池通过从侧面鼓入空气，使池内水流旋流，通过控制空气鼓入量调节污水选流速度，以利用离心力将大比重颗粒物甩向外侧并下沉。

进一步地，所述A-A-SDBR处理单元的处理过程包括：

通过厌氧池对污水进行生物除磷；

通过缺氧池对上述厌氧池处理后的污水进行生物脱氮；

通过SDBR生物反应池对上述缺氧池处理后的污水进行有机物去除以及生物同步硝化和反硝化。

进一步地，所述DNAF处理单元的采用生物滤池结构填料，填料采用改性脱氮填料，所述DNAF处理单元的处理过程包括：

通过一级DNAF池去除总氮并使添加的碳源得到充分利用；

通过二级DNAF池使所述一级DNAF池中投加的碳源得到充分利用，并进一步去除总氮。进一步地，所述二级DNAF池中碳源投入量根据所述一级DNAF池中剩余有机物和剩余总氮进行调整。

进一步地，所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元中，采用高效除磷及高效臭氧催化氧化作用的组合工艺，其处理过程包括：

通过除磷池以深度去除污水中的磷元素；

通过臭氧氧化池，利用臭氧和催化剂去除上述除磷池处理后污水中难降解的有机物。

进一步地，所述臭氧氧化池中催化剂采用填料床的装填方式进行分层装填；臭氧氧化池中采用臭氧专用混合器和曝气盘相结合的多点投加方式与废水进行混合。

进一步地，所述CAOT高级氧化单元产生的尾气回流至所述曝气沉砂池，用以降低尾气臭氧含量并对污水进行预氧化处理。

进一步地，所述复合消毒处理单元中使用电解次氯酸钠发生器，与所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元中臭氧形成复合消毒。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述市政污水处理集成工艺可将市政污水处理至地表水Ⅳ类水质标准，出水总氮小于2mg/L，总磷小于0.3mg/L，杜绝了水体富营养化，并且处理后的污水可回用于工业杂用水及人体非接触的景观水，既减少了对环境的污染，又回收利用了水资源。

进一步地，所述强化预处理单元中设有格栅，其能够去除废水中的大块悬浮固体、漂浮物、纤维和固体颗粒物质，以避免堵塞后续管道和设备，提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，所述曝气沉砂池通过从侧面鼓入空气，使池内水流做旋流运动，增加了无机颗粒之间的互相碰撞与摩擦的机会和强度，导致颗粒表面附着的有机物脱落，已达到对污水处理的效果，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，所述曝气池利用旋流离心力的作用，将比重较大的无机颗粒被甩向池的外侧并下沉，而比重较轻的有机物旋至水流的中心部位随水流带走，这样可使沉砂中的有机物含量低于10％，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，所述曝气沉砂池通过调节曝气量控制废水的旋流速度，除砂率稳定，受进水流量变化影响小，可得到洁净的沙砾，对污水有预曝气作用，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，所述A-A-SDBR处理单元中，在一级厌氧池实现了生物除磷，二级缺氧池实现了生物脱氮，在SDBR池内实现了有机物去除与生物同步硝化与反硝化，SDBR自身在没有回流的情况下具有很高的脱氮功能，总体上具有除磷、降COD、两级脱氮的功能，使出水总氮更低，能耗更少，从本质上解决了污泥龄与硝酸盐在同步脱氮除磷时相互制约的矛盾关系，可同时取得很高的脱氮除磷效果，减少了运行费用，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，所述SDBR具有更优的水力学特性、更加合理化的比表面积和流道设置、流化时均匀分布的剪切力作用及具有主动自旋的双动能传质能力；独特的设计结构使其具有更加高效的生化效率和更低的加工及使用成本；由于其具有更大的比表面积，可生长更多的生物膜，进而生长污泥龄长的硝化与反硝化菌，同时由于独特的自旋设计大大提高了生物膜与污水的接触；因此，SDBR在无需回流的前提下，在一个反应器内实现了硝化与反硝化，取得了很高的脱氮效率；总体工艺来看，SDBR的出水硝酸盐浓度很低，从而大大降低了回流污泥中硝酸盐对一级厌氧池中生物除磷的影响，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，所述DNAF反应处理单元中的填料具有更高的亲水性，具有很高的孔隙率，可附着生长更多的微生物，独特的流道设计，可使水中污染物质与生物膜多次接触，产生的氮气等可及时排出，与传统生物膜相比具有微生物与水接触效果好，生物膜更新快等特点，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，所述DNAF反应处理单元采用两级DNAF工艺，此工艺专门针对市政污水处理至地表水Ⅳ类水质标准设计而设计，解决了一级反硝化系统进水中溶解氧对反硝化系统的影响，以及若投加碳源高，则微生物利用不完造成碳源浪费且出水COD高，若碳源投加量少则影响脱氮效果的矛盾，且二级DNAF工艺的碳源可根据一级DNAF剩余的有机物及剩余总氮进行调整，满足脱氮要求的同时减少碳源投加，降低了出水COD，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，在所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元中，在反应器中的催化剂采用填料床的装填方式并进行分层装填，这样，污水精处理后COD降解率可达50％左右；所述臭氧催化剂采用臭氧专用高效臭氧催化剂，可提高羟基自由基的产生量达100％-200％；所述臭氧采用臭氧专用混合器和曝气盘相结合的多点投加方式与废水进行混合，臭氧水浓度可达15～20mg/L。

进一步地，所述CAOT高级氧化单元产生的尾气引入曝气沉砂池，这样，在降低尾气臭氧含量的同时，利用尾气中的臭氧对废水进行预氧化处理，最终尾气收集后通入臭氧破坏器，保证系统排放尾气满足排放要求，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

进一步地，所述复合消毒处理单元采用电解法次氯酸钠发生器，避免了采用化学法需要采购原材料的问题，有些原材料本身属于危化品，保管及投加具有一定风险。因前段的臭氧具有消毒效果，因此后段次氯酸钠需求量大大减少，投资跟运行成本显著降低，进一步提高了所述工艺对污水的处理效率。

附图说明

图1为本发明市政污水处理集成工艺的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

请参阅图1所示，其为本发明所述市政污水处理集成工艺的工艺流程图，包括强化预处理单元、A-A-SDBR处理单元、一级DNAF反应反应池、二级DNAF反应单元池、微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元和复合消毒处理单元，其中所述A-A-SDBR处理单元与所述强化预处理单元出水口相连，所述一级DNAF反应池与所述A-A-SDBR处理单元出水口相连，所述二级DNAF反应池与所述一级DNAF反应池出水口相连，所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元与所述二级DNAF反应池相连，所述复合消毒处理单元与所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元出水口相连。

在使用所述集成工艺时，将污水通入所述强化预处理单元，其内部格栅将污水中大块悬浮固体、漂浮物、纤维和固体颗粒物质去除，去除后对所述强化预处理单元进行曝气，即从侧面鼓入空气，使池内污水沿指定方向做旋流运动，增加无机颗粒之间的互相碰撞与摩擦的机会和强度，使颗粒表面附着的有机物脱落，并通过离心力将比重大的无机物颗粒甩向池的外侧并下沉，以完成对污水的预处理。

所述经过与处理的污水流入所述A-A-SDBR处理单元，在第一级A段厌氧池内进行生物除磷，在第二级A段缺氧池内进行生物脱氮，在SDBR池内进行有机物去除与生物同步硝化与反硝化，处理完成后将污水输送至下一单元。

污水流入所述一级DNAF反应池，向池中投入碳源，池中反应膜附有微生物，当污水流经反应膜时，反应膜上的微生物会与污水中污染物进行接触，对其进行吸附并将产生的氮气排出，处理完成后将污水输送至二级DNAF反应池；所述二级DNAF反应池中无氧分子，反应膜中微生物具有非常良好的生长环境，根据所述一级DNAF剩余的有机物及剩余总氮向二级DNAF反应池中投加相应量的碳源，对污水进行二次脱氮处理，并将处理后的污水输送至下一单元。

污水流入所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元，向池内通入臭氧和PACC催化剂，利用臭氧的强氧化性和催化剂的双重作用，使废水中的难降解有机物一部分直接分解成二氧化碳和水等无机物，一部分裂解成小分子易生物降解的有机物，处理完成后将污水输送至下一单元。

污水流入所述复合消毒处理单元，所述消毒池使用电解法次氯酸钠发生器，通过生成次氯酸钠，与所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元中通入的臭氧形成复合消毒，将污水完全净化至至排放标准。

实施例1

本实施例选用某市市政污水10m³/h中试装置为例，进行说明。

先对待处理污水进行水质测量，测量完成后通入本发明所述市政污水集成工艺中；其中所述污水的净化步骤包括：

步骤1：污水先经强化预处理单元去除大块漂浮物及沙砾后进入A-A-SDBR处理单元。

步骤2：A-A-SDBR处理单元中，污水在第一级厌氧池中先与回流的污泥接触，微生物释放磷，之后在缺氧池中与回流的硝化液混合进行反硝化作用，接着自流进入SDBR反应池。该池中降解COD、微生物吸磷、氨氮硝化，反硝化同时发生，出水总氮可降至10mg/L以下。出水自流进入二沉池。

步骤3：沉淀池出水自流进入集水池。

步骤4：集水池中通过水泵提升，使污水进入第一级DNAF工艺。该工艺中投加碳源。主要培养反硝化菌，降低总氮，出水自流进入第二级DNAF反应池。

步骤5：第二级DNAF反应池中微生物具有良好的生长环境，根据总氮及剩余有机物调整碳源投加量，得到较高脱氮效率的同时保证低的出水COD，出水进入微絮凝除磷-CAOT反应池。

步骤6：微絮凝除磷-CAOT反应池中通过投加铝盐或铁盐降低水中磷含量，同时通过臭氧催化氧化作用降解COD和色度。出水自流进入消毒池。

步骤7：消毒池采用次氯酸钠消毒，采用电解法次氯酸钠发生器，运行稳定可靠，消毒后污水外排或进行回用。

经处理后得到处理后出水，对出水水质进行测量，并与污水水质进行对比，对比结果如表1所示：

表1原污水与处理后出水水质对比

检测项目	污水原水	出水
			pH	6-9	6-9
COD(mg/L)	450	≤30
			BOD(mg/L)	260	≤5
总含氮量(mg/L)	55	≤1.5
			总含磷量(mg/L)	4	≤0.3
SS(mg/L)	130	≤5
			氨氮含量(mg/L)	25	≤1.5

根据表1可以得出

通过本发明所述集成工艺可将废水中有机物含量从450mg/L降至30mg/L以下，总氮从55mg/L降至1.5mg/L以下，总磷从4mg/L降至0.3mg/L以下，完全达到地表水Ⅳ类水质标准的要求；本工艺可广泛应用于市政污水新建或提标改造，处理后污水进行回用，节约大量水资源。

本发明达到了绿色节能目标：污水经处理后可直接回用，减少了COD、氨氮等外排量，保护了环境的同时节约了水资源。技术应用推广前景广阔，社会和经济效益都非常显著。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种市政污水处理集成工艺，其特征在于，包括：

通过强化预处理单元去除污水中的漂浮物砂砾和砂砾；

通过A-A-SDBR处理单元上述强化预处理单元处理后的污水除磷脱氮；

通过DNAF反应处理单元对上述A-A-SDBR处理单元处理后的污水进行深度脱氮；

通过微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元对上述DNAF反应处理单元处理后的污水进行高效除磷和臭氧催化氧化；

通过复合消毒单元对上述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元处理后的污水进行消毒。

2.根据权利要求1所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述强化预处理单元的处理步骤包括：

通过格栅去除废水中的大块悬浮固体、漂浮物、纤维和固体颗粒物质；

通过曝气沉砂池去除上述格栅处理后的废水中大比重无机颗粒物的。

3.根据权利要求2所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述曝气沉砂池通过从侧面鼓入空气，使池内水流旋流，通过控制空气鼓入量调节污水选流速度，以利用离心力将大比重颗粒物甩向外侧并下沉。

4.根据权利要求1所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述

A-A-SDBR处理单元的处理过程包括：

通过厌氧池对污水进行生物除磷；

通过缺氧池对上述厌氧池处理后的污水进行生物脱氮；

通过SDBR生物反应池对上述缺氧池处理后的污水进行有机物去除以及生物同步硝化和反硝化。

5.根据权利要求1所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述DNAF处理单元的采用生物滤池结构填料，填料采用改性脱氮填料，所述DNAF处理单元的处理过程包括：

通过一级DNAF池去除总氮并使添加的碳源得到充分利用；

通过二级DNAF池使所述一级DNAF池的碳源得到充分利用，并进一步去除总氮。

6.根据权利要求5所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述二级DNAF池中碳源投入量根据所述一级DNAF池中剩余有机物和剩余总氮进行调整。

7.根据权利要求1所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元中，采用高效除磷及高效臭氧催化氧化作用的组合工艺，其处理过程包括：

通过除磷池以深度去除污水中的磷元素；

通过臭氧氧化池，利用臭氧和催化剂去除上述除磷池处理后污水中难降解的有机物。

8.根据权利要求7所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述臭氧氧化池中催化剂采用填料床的装填方式进行分层装填；臭氧氧化池中采用臭氧专用混合器和曝气盘相结合的多点投加方式与废水进行混合。

9.根据权利要求8所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述CAOT高级氧化单元产生的尾气回流至所述曝气沉砂池，用以降低尾气臭氧含量并对污水进行预氧化处理。

10.根据权利要求1所述的市政污水处理集成工艺，其特征在于，所述复合消毒处理单元中使用电解次氯酸钠发生器，与所述微絮凝除磷-CAOT高级氧化单元中臭氧形成复合消毒。