CN109534599A

CN109534599A - 一种强化脱氮的户用污水处理方法

Info

Publication number: CN109534599A
Application number: CN201811518199.1A
Authority: CN
Inventors: 梅峰; 张健民; 李文生; 邓棚
Original assignee: Shenzhen Continued Science And Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Continued Science And Technology Development Co Ltd
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2019-03-29

Abstract

本发明涉及一种强化脱氮的户用污水处理方法，生活污水自流进入户用污水处理装置的化粪区，经化粪固液分离后，进入缺氧区去除部分有机物和污泥减量，并通过反硝化作用实现总氮去除；从缺氧区出来的水流入好氧区实现有机物降解和氨氮硝化；从好氧区出来的水流入消氧区，通过降低溶解氧后，流入沉淀区；在沉淀区实现泥水分离，上清液流至消毒区，经消毒后放流或回用，沉淀区下部的泥水混合物回流至所述化粪区；其中，所述好氧区设有3个曝气量不同的区域，沿水流方向依次为高强度曝气区、中强度曝气区和低强度曝气区，所述消氧区为无曝气区。采用本发明，能够强化脱氮性能，降低污泥产量，提升出水水质，且投资及运行成本低。

Description

一种强化脱氮的户用污水处理方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种强化脱氮的户用污水处理方法。

背景技术

随着我国经济的发展和城镇一体化的发展，农村生活水平不断提高，使得生活污水的产生量增高，且增长较快。我国农村地区地广人稀，村庄人口分散，这种情况直接导致了农村生活污水分散难以收集，农村生活污水的治理系统不完善。污水的排放和收集大部分以明渠或暗沟的形式直接排入江河中或随雨水渗入地下，该类收集方式造成雨污难以分离。且村镇污水具有排水量小而分散、水质波动比较大等特点特点，以及与城市相比，村镇在社会、经济和技术等条件上的差异，在村镇污水处理上不宜采用较为成熟的城市污水工艺，而应采用一些工艺简单，处理效果好，占地面积小，能耗低，运行管理简便，二次污染少的技术即分散式农村污水处理方法。

目前我国村镇污水处理的现状是将传统的城市污水处理厂二级生活处理工艺小型化，应用于村镇分散式污水处理。村镇分散式污水处理主要有活性污泥法A/O和膜生物反应器MBR两种技术路线。仅从技术角度来讲，这些工艺已非常成熟，但是无法形成整套污水处理系统对污水进行系统化的处理，对处理后得到的污泥还需要专门的处理设备进行处理，处理成本高，因此投资相对较大，系统维护管理复杂，能耗及运行管理费用高，并易造成二次污染问题。这是由于活性污泥法的主要问题在于污泥量大，污泥处理难，脱氮处理效果不稳定，而膜生物反应器的主要问题在于投资、运行费较高，运行较复杂。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供一种强化脱氮的户用污水处理方法，能够强化脱氮性能，降低污泥产量，提升出水水质，且投资及运行成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种强化脱氮的户用污水处理方法，其处理步骤如下：生活污水自流进入户用污水处理装置的化粪区，经化粪固液分离后，进入缺氧区去除部分有机物和污泥减量，并通过反硝化作用实现总氮去除；从缺氧区出来的水流入好氧区实现有机物降解和氨氮硝化；从好氧区出来的水流入消氧区，通过降低溶解氧后，流入沉淀区；在沉淀区实现泥水分离，上清液流至消毒区，经消毒后放流或回用，沉淀区下部的泥水混合物回流至所述化粪区；其中，所述好氧区设有3个曝气量不同的区域，沿水流方向依次为高强度曝气区、中强度曝气区和低强度曝气区，所述高强度曝气区的溶解氧控制在6mg/L～10mg/L之间，所述中强度曝气区的溶解氧控制在3mg/L～5mg/L之间，所述低强度曝气区的溶解氧控制在2mg/L～3mg/L之间；所述消氧区为无曝气区，其溶解氧控制在1mg/L～2mg/L之间。

作为本发明优选的方案，从所述沉淀区回流至所述化粪区的泥水混合物与从外界流入所述化粪区的生活污水之比为3:1～4:1。

作为本发明优选的方案，所述化粪区、缺氧区、好氧区、消氧区、沉淀区和消毒区集成于同一容器内，所述容器内分隔有多个与所述化粪区、缺氧区、好氧区、消氧区、沉淀区和消毒区相应对的反应槽。

作为本发明优选的方案，所述高强度曝气区、中强度曝气区和低强度曝气区均由至少1个反应槽组成，所述好氧区的各个反应槽通过过水口连通，所述好氧区的各个反应槽内装有好氧生物填料，所述好氧区的各个反应槽的底部安装有曝气装置。

作为本发明优选的方案，所述消氧区由至少1个反应槽组成，所述消氧区的各个反应槽通过过水口连通，所述好氧区的各个反应槽内装有好氧生物填料。

作为本发明优选的方案，所述缺氧区由至少1个反应槽组成，所述缺氧区的各个反应槽通过过水口连通，所述缺氧区的各个反应单元内装有缺氧生物填料。

作为本发明优选的方案，所述化粪区由至少1个反应槽组成，所述化粪区的各个反应槽通过过水口连通，所述化粪区的第一反应槽的上部设置有可供生活污水流入的进水口。

作为本发明优选的方案，所述沉淀区由至少1个反应槽组成，所述沉淀区的各个反应槽通过过水口连通，所述沉淀区的最后一个反应槽的内部安装有气提装置，所述气提装置能将反应槽下部的泥水混合物回流至所述化粪区的进水一端。

实施本发明的一种强化脱氮的户用污水处理方法，与现有技术相比较，具有如下有益效果：

(1)本发明集化粪固液分离、缺氧、好氧、固液分离、消毒于一体，工艺流程简单，运行维护简便，适用于村镇分散式污水处理；将A/O与接触氧化进行了有机结合，强化了工艺的脱氮性能，污泥产生量低，出水水质能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B排放标准，符合农村经济和社会可持续发展的现实要求，如下表所示：

项目

CODCr

BOD5

NH3-N

TN

TP

SS

进水水质

≦400

≦220

≦40

≦45

-

≦160

一级B

≦60

≦20

≦8(15)

≦20

-

≦20

(2)由高强度曝气区、中强度曝气区、低强度曝气区和无曝气区构成阶梯式曝气，使各区的溶解氧浓度呈梯度降低，使得泥水混合物在气提前溶解氧浓度消耗至1～2mg/L，回流液的溶解氧含量控制为2～4mg/L，从而能够很好的将缺氧区的溶解氧浓度控制在0.5-1mg/L以内，以保证反硝化反应快速有效地进行；同时，高强度曝气区还能够迅速进行硝化反应，其氨氮容积负荷高；由此，进一步强化了脱氮性能，降低污泥产量，提升出水水质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明提供的一种强化脱氮的户用污水处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的优选实施例，一种强化脱氮的户用污水处理方法，其处理步骤如下：生活污水自流进入户用污水处理装置的化粪区1，经化粪固液分离后，进入缺氧区2去除部分有机物和污泥减量，并通过反硝化作用实现总氮去除；从缺氧区2出来的水流入好氧区3实现有机物降解和氨氮硝化；从好氧区3出来的水流入消氧区4，通过降低溶解氧后，流入沉淀区5；在沉淀区5实现泥水分离，上清液流至消毒区6，经消毒后放流或回用，沉淀区5下部的泥水混合物回流至所述化粪区1；其中，所述好氧区3设有3个曝气量不同的区域，沿水流方向依次为高强度曝气区、中强度曝气区和低强度曝气区，所述高强度曝气区的溶解氧控制在6mg/L～10mg/L之间，所述中强度曝气区的溶解氧控制在3mg/L～5mg/L之间，所述低强度曝气区的溶解氧控制在2mg/L～3mg/L之间；所述消氧区4为无曝气区，其溶解氧控制在1mg/L～2mg/L之间。

可见，本发明的污水处理方法集化粪固液分离、缺氧、好氧、固液分离、消毒于一体，工艺流程简单，运行维护简便，适用于村镇分散式污水处理；将A/O与接触氧化进行了有机结合，强化了工艺的脱氮性能，污泥产生量低，出水水质能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B排放标准，符合农村经济和社会可持续发展的现实要求，如下表所示：

项目

CODCr

BOD5

NH3-N

TN

TP

SS

进水水质

≦400

≦220

≦40

≦45

-

≦160

一级B

≦60

≦20

≦8(15)

≦20

-

≦20

还需要说明的是，由高强度曝气区、中强度曝气区、低强度曝气区和无曝气区构成阶梯式曝气，使各区的溶解氧浓度呈梯度降低，使得泥水混合物在气提前溶解氧浓度消耗至1～2mg/L，回流液的溶解氧含量控制为2～4mg/L，从而能够很好的将缺氧区2的溶解氧浓度控制在0.5-1mg/L以内，以保证反硝化反应快速有效地进行；同时，高强度曝气区还能够迅速进行硝化反应，其氨氮容积负荷高；由此，进一步强化了脱氮性能，降低污泥产量，提升出水水质。

下面，针对增设由高强度曝气区、中强度曝气区、低强度曝气区和无曝气区构成阶梯式曝气这一技术特征所带来的技术效果进行进一步说明，对比例的实验数据如下：

从上述实验数据可以看出：增加阶梯式曝气能够强化污水处理的脱氮效果，尤其能强化总氮的去除效果。而造成这一结果的原因是：反硝化作用(denitrification)也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程。反硝化最适合的溶解氧浓度为≤1.0mg/L。由此，通过高强度曝气区、中强度曝气区、低强度曝气区和无曝气区构成阶梯式曝气，使得回流液的溶解氧控制在4mg/L以内，与化粪区1中的污水混合，再经化粪区1一定的停留时间，能够保证污水进入缺氧区2进行反硝化溶解氧能够在1mg/L以内；同等情况下与不设置阶梯式曝气的回流液对比，不设置阶梯式曝气的回流液一般都≥6mg/L，再进入化粪区1后流进缺氧区2溶解氧不能够有效控制在1mg/L以内，故增加阶梯式曝气所产生的技术效果优于不设置阶梯式曝气所产生的技术效果。

硝化液回流比(即从所述沉淀区5回流至所述化粪区1的泥水混合物与从外界流入所述化粪区1的生活污水之比)是影响本系统脱氮效果的重要参数，通过内循序将好氧区3的硝酸盐氮回流到缺氧区2，反硝化反应才能顺利进行。为研究硝化液回流比对本系统的影响，设计了多项对比实验，下文选择了部分的对比例数据进行说明，具体如下：

从上述实验数据可以看出：硝化液回流比对COD、氨氮、总氮的去除都有一定的影响；尤其是随着硝化液回流比的增加，系统氨氮和总氮的去除率整体呈现先升后降的趋势；硝化液回流比较低时，对系统总氮的去除效果影响较大；回流比较高时，对系统总氮和氨氮的去除效果影响较大；系统在硝化液回流比(R)3:1～4:1(也即300％～400％)的情况下运行最优，出水水质能够达到一级B排放标准。而造成这一结果的原因是：当硝化液回流比较低时，回流到缺氧区2硝酸盐氮的量较少，缺氧区2不能完全发挥其反硝化的潜力，从而主要影响整个系统总氮的去除效果。当硝化液回流比较高时，回流到缺氧区2硝酸盐氮的量较多，理论上将增加系统的脱氮效率，但硝化液回流比的增大不仅会使缺氧区2的水力停留时间变短，而且会导致将更多的溶解氧从好氧池末端带入缺氧池，二者都将降低系统的脱氮效率，从而影响系统氨氮和总氮的去除效果。另一方面，较大的硝化液回流比会导致COD不能在化粪区1和缺氧区2得到有力去除，加大了好氧区3的COD去除负荷，尤其进入好氧区3的第一反应槽时，氨氮的去除受到严重阻碍，使得出水氨氮大幅升高，总氮也随之升高。

具体实施时，为了降低能耗及维护管理成本，所述化粪区1、缺氧区2、好氧区3、消氧区4、沉淀区5和消毒区6集成于同一容器内，所述容器内分隔有多个与所述化粪区1、缺氧区2、好氧区3、消氧区4、沉淀区5和消毒区6相应对的反应槽。

其中，所述高强度曝气区、中强度曝气区和低强度曝气区均由至少1个反应槽组成，所述好氧区3的各个反应槽通过过水口连通，所述好氧区3的各个反应槽内装有好氧生物填料，所述好氧区3的各个反应槽的底部安装有曝气装置；所述消氧区4由至少1个反应槽组成，所述消氧区4的各个反应槽通过过水口连通，所述好氧区3的各个反应槽内装有好氧生物填料；所述缺氧区2由至少1个反应槽组成，所述缺氧区2的各个反应槽通过过水口连通，所述缺氧区2的各个反应单元内装有缺氧生物填料；所述化粪区1由至少1个反应槽组成，所述化粪区1的各个反应槽通过过水口连通，所述化粪区1的第一反应槽的上部设置有可供生活污水流入的进水口；所述沉淀区5由至少1个反应槽组成，所述沉淀区5的各个反应槽通过过水口连通，所述沉淀区5的最后一个反应槽的内部安装有气提装置，所述气提装置能将反应槽下部的泥水混合物回流至所述化粪区1的进水一端。如图1所示，所述化粪区1设有3个反应槽，所述缺氧区2设有2个反应槽，所述好氧区3设有3个反应槽，所述消氧区4设有1个反应槽、所述沉淀区5设有1个反应槽。

需要说明的是，化粪区1、缺氧区2、好氧区3、消氧区4和沉淀区5均由多个空间上分隔的反应槽组成，其作用在于，能够缓冲污水处理时的负荷冲击，保证出水水质稳定。

另外，缺氧区2的缺氧生物填料优选为具有足够机械强度、污泥不易堵塞及生物膜容易附着的填料，能够强化了生物脱氮性能，并截留部分悬浮物。好氧区3的好氧生物填料优选为亲水性强、比表面积大的的组合填料，通过强化优势菌群，在填料上保持极高的生物量，高效降解有机物和提高氨氮的硝化效果；同时由于好氧生物填料的外部反应程度与内部反应程度之间存在较大差别，因此其自身共存有好氧区3域(外部)和缺氧区2域(内部)，进而发生部分同步硝化与反硝化反应，使得好氧区3也具有一定的总氮去除能力，且系统的剩余污泥量大幅度减少。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种强化脱氮的户用污水处理方法，其特征在于，生活污水自流进入户用污水处理装置的化粪区，经化粪固液分离后，进入缺氧区去除部分有机物和污泥减量，并通过反硝化作用实现总氮去除；从缺氧区出来的水流入好氧区实现有机物降解和氨氮硝化；从好氧区出来的水流入消氧区，通过降低溶解氧后，流入沉淀区；在沉淀区实现泥水分离，上清液流至消毒区，经消毒后放流或回用，沉淀区下部的泥水混合物回流至所述化粪区；其中，所述好氧区设有3个曝气量不同的区域，沿水流方向依次为高强度曝气区、中强度曝气区和低强度曝气区，所述高强度曝气区的溶解氧浓度控制在6mg/L～10mg/L之间，所述中强度曝气区的溶解氧浓度控制在3mg/L～5mg/L之间，所述低强度曝气区的溶解氧浓度控制在2mg/L～3mg/L之间，所述消氧区为无曝气区，其溶解氧浓度控制在1mg/L～2mg/L之间。

2.如权利要求1所述的强化脱氮的户用污水处理方法，其特征在于，从所述沉淀区回流至所述化粪区的泥水混合物与从外界流入所述化粪区的生活污水之比为3:1～4:1。

3.如权利要求1所述的强化脱氮的户用污水处理方法，其特征在于，所述化粪区、缺氧区、好氧区、消氧区、沉淀区和消毒区集成于同一容器内，所述容器内分隔有多个与所述化粪区、缺氧区、好氧区、消氧区、沉淀区和消毒区相应对的反应槽。

4.如权利要求3所述的强化脱氮的户用污水处理方法，其特征在于，所述高强度曝气区、中强度曝气区和低强度曝气区均由至少1个反应槽组成，所述好氧区的各个反应槽通过过水口连通，所述好氧区的各个反应槽内装有好氧生物填料，所述好氧区的各个反应槽的底部安装有曝气装置。

5.如权利要求3所述的强化脱氮的户用污水处理方法，其特征在于，所述消氧区由至少1个反应槽组成，所述消氧区的各个反应槽通过过水口连通，所述好氧区的各个反应槽内装有好氧生物填料。

6.如权利要求3所述的强化脱氮的户用污水处理方法，其特征在于，所述缺氧区由至少1个反应槽组成，所述缺氧区的各个反应槽通过过水口连通，所述缺氧区的各个反应单元内装有缺氧生物填料。

7.如权利要求3所述的强化脱氮的户用污水处理方法，其特征在于，所述化粪区由至少1个反应槽组成，所述化粪区的各个反应槽通过过水口连通，所述化粪区的第一反应槽的上部设置有可供生活污水流入的进水口。

8.如权利要求3所述的强化脱氮的户用污水处理方法，其特征在于，所述沉淀区由至少1个反应槽组成，所述沉淀区的各个反应槽通过过水口连通，所述沉淀区的最后一个反应槽的内部安装有气提装置，所述气提装置能将反应槽下部的泥水混合物回流至所述化粪区的进水一端。