CN110922000A

CN110922000A - 一种适用准ⅳ类水标准的城镇污水处理工艺

Info

Publication number: CN110922000A
Application number: CN201911342042.2A
Authority: CN
Inventors: 欧阳云生
Original assignee: Sichuan Euramerican Environmental Engineering Co Ltd
Current assignee: Sichuan Euramerican Environmental Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-03-27

Abstract

本发明公开了一种适用准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。一级预处理系统中采用高精度水力旋流除砂。二级生化系统采用多级多段A/O工艺，生物池依次设置成一级厌氧/好氧区+多级缺氧/好氧区，无内回流。生物池出水进入二沉池，二沉池污泥部分回流至生物池的厌氧区，剩余污泥进入污泥系统进行浓缩脱水处理。二沉池出水通过转鼓微过滤器，最后出水消毒，达到准Ⅳ类水标准后，可外排，亦可用于场地冲洗、绿化等回用。本发明所述污水处理工艺具有良好的去除有机物、SS及脱氮除磷效果，能稳定实现准Ⅳ类出水标准。

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领域，具体来讲是一种面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法。

背景技术

随着环境管理日益严格，虽然国家标准中“一级A”是最高要求，但在实际项目中，已涌现出一波以 “准Ⅳ类水”为排放标准的水务项目，北京、天津、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。

现有污水处理工艺大多针对一级A进行的参数设计，为了达到准Ⅳ类水要求，一般都采用在二级生物处理之后，再进行三级生物处理，常用生物膜法或反硝化深床滤池等工艺，生物膜法处理效果好，但其投资高，运行费用高，运行管理复杂。而反硝化深床滤池配套设备多，需投加碳源，运行管理复杂，运行费用高。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法。本新型技术提供一种面向准Ⅳ类排放标准的高效节能城镇污水处理工艺，以克服现有污水处理工艺中总氮、总磷去除率不高，碳源不足等缺陷，使城镇污水处理更为经济高效、稳定。

本发明是这样实现的，构造一种面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于；该工艺包括如下步骤：

（1）城镇生活污水经格栅拦污后，进入高精度水力旋流除砂系统，沉砂池出水进入二级生化处理系统；其中除砂部分采用高精度水力旋流除砂，其余构筑物与常规污水处理工艺一致；

（2）经过一级预处理的污水通过进水渠分多段进入生物池内厌氧区和缺氧区；

（3）进水流量一般呈递减分布，最后一级的进水流量尽可能的小；

（4）污水在生物池中依次经历厌氧/好氧、缺氧/好氧、缺氧/好氧的环境，上一级好氧区的硝化液直接进入下一级缺氧区进行反硝化，无需设内回流设施；

（5）在反硝化区可以充分利用污水中的有机物作为碳源，可以在较低碳源条件下达到较高的反硝化效率，节省碳源；

（6）回流污泥进入生物池首端厌氧区，污泥回流比为50%-100%，污泥浓度比常规活性污泥法生物池污泥浓度高，通过调整各段的回流比，形成由高到低的污泥浓度梯度；

（7）多级多段A/O生化池出水进入二沉池，在此进行泥水离，部分污泥回流至厌氧区，剩余污泥排至污泥系统进行处置；

（8）二沉池出水进入转鼓微过滤器，通过高效精密过滤，进一步去除SS及其附着的TP；

（9）转鼓微过滤器的出水进入消毒池，采用臭氧消毒工艺，消毒处理后的污水达到准Ⅳ类水标准排出。

根据本发明所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：步骤（1）中所述的高精度水力旋流除砂技术具有如下效果：

（1）高精度水力旋流除砂技术基于水力学原理，应用计算流体力学（CFD）技术开发的新旋流结构形式，除砂效率高，对粒径106μm及以上的砂砾去除率达到85%以上；

（2）高精度水力旋流除砂系统进出水管的角度360º可调，无进水廊道，节约占地。

根据本发明所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：步骤（7）中，所述的多级多段A/O生化池的实现如下：

（1）多级多段A/O工艺的生物池级数采用3-4级；

（2）厌氧区停留时间控制在1~2h，缺氧池停留时间3h，好氧池停留时间7.5h；

（3）上述工艺的厌氧区、缺氧区采用水力搅拌，无机械搅拌设备；

（4）上述工艺好氧区的硝化液直接进入下一段的缺氧池，无内回流设施；

（5）回流污泥进入生物池首端厌氧区，污泥回流比为50%-100%。

根据本发明所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：所述的二沉池采用矩形周进周出的结构形式。

根据本发明所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：所述转鼓微过滤器装置特征在于：

（1）装置由设备结构模块、过滤模块、驱动系统、反冲洗系统、自控系统组成；

（2）主体为304不锈钢制造，滤网由316L不锈钢制成；

（3）滤网精度10μm，出水SS不大于5mg/L;

（4）反冲洗系统包括反冲洗水泵、冲洗水管、喷嘴系统，污物收集槽，排污管道。

6、根据权利要求1所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：所述消毒工艺采用臭氧消毒，就地设置臭氧发生器。

7、根据权利要求1所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：处理过程中采用PLC系统联锁和控制。

本发明具有如下优点：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。一级预处理系统中采用高精度水力旋流除砂。二级生化系统采用多级多段A/O工艺，生物池依次设置成一级厌氧/好氧区+多级缺氧/好氧区，无内回流。生物池出水进入二沉池，二沉池污泥部分回流至生物池的厌氧区，剩余污泥进入污泥系统进行浓缩脱水处理。二沉池出水通过转鼓微过滤器，最后出水消毒，达到准Ⅳ类水标准后，可外排，亦可用于场地冲洗、绿化等回用。本新型技术所述污水处理工艺具有良好的去除有机物、SS及脱氮除磷效果，能稳定实现准Ⅳ类出水标准。

附图说明

图1是本发明工艺整体流程框图；

图2是本发明中多级多段A/O工艺的生物池示意框图。

具体实施方式

下面将结合附图1-图2对本发明进行详细说明，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做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。

本发明通过改进在此提供一种适用准Ⅳ类水标准的城镇污水处理工艺，由一级预处理系统、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）城镇生活污水经格栅拦污后，进入高精度水力旋流除砂系统，沉砂池出水进入二级生化处理系统。其中除砂部分采用高精度水力旋流除砂，其余构筑物与常规污水处理工艺一致；

（2）经过一级预处理的污水通过进水渠分多段进入生物池内厌氧区和缺氧区。

（8）二沉池出水进入转鼓微过滤器，通过高效精密过滤，进一步去除SS及其附着的TP等。

其中，所述的高精度水力旋流除砂技术的特征在于：

其中，所述的多级多段A/O生化池的特征在于：

（1）多级多段A/O工艺的生物池级数采用3-4级，如图2所示；

其中，所述的二沉池采用矩形周进周出的结构形式。

其中，所述转鼓微过滤器装置特征在于：

（2）主体为304不锈钢制造，滤网由316L不锈钢制成；

（3）滤网精度10μm，出水SS不大于5mg/L;

其中，所述消毒工艺采用臭氧消毒，就地设置臭氧发生器。

其中，各处理构筑物采用PLC系统联锁和控制。

本专利优点：

本发明适用于准Ⅳ类水标准的城镇污水处理工艺，主要优点：

1）除砂系统采用高精度水力旋流除砂系统，把除砂标准由常规的200μm提高至106μm，且去除率达到85%以上。由于生活污水的进水中大部分为细砂，特别是雨季，使用本工艺，去除大量的无机砂，减轻后续处理设施的负荷，特别是污泥脱水系统的负荷；

2）生化系统采用多级多段A/O工艺，具有除磷脱氮效率高，抗冲击负荷能力钱，基建投资和运行费用省的优点；

3）三级处理系统采用转鼓微过滤器，无需复杂的土建配合，安装方便，投资省；滤网使用寿命长；采用PLC控制系统，自动控制反洗、过滤，缺水自动停机，反洗、过滤互不影响。

下面对本工艺进行详细技术说明：

为提高污水处理效率，使污水处理更为经济、出水更稳定，本发明提供一种面向准Ⅳ类排放标准的高效节能城镇污水处理工艺，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。一级预处理系统包括粗、细格栅拦污、高精度水力旋流除砂；二级生化处理系统采用多段多级A/O工艺，设有缺氧区、好氧区，出水进入二沉池。三级深度处理系统采用转鼓微过滤，最后出水经臭氧消毒后达到准Ⅳ类排放标准。

主要过程：

一、一级预处理系统：

一级预处理系统包括粗、细格栅拦污、高精度水力旋流除砂，其中除砂部分采用高精度水力旋流除砂，其余构筑物与常规污水处理工艺一致。

工艺流程：污水经格栅拦污后，进入高精度水力旋流除砂系统，沉砂池出水进入二级生化处理系统。

高精度水力旋流技术是基于水力学原理，应用计算流体力学（CFD）技术开发的一套新型除砂技术，它构造了新的旋流结构形式，弥补了传统旋流除砂技术的缺点与不足。

目前除砂规范要求主要是针对200μm及以上的砂砾进行去除，导致大量细颗粒泥沙无法被去除，对污水厂后续工艺和设备运行造成较大的干扰，为解决此问题，高精度水力旋流除砂技术把除砂标准提高至106μm，且去除率达到85%以上。

由于生活污水的进水中大于200μm的砂砾较少，大部分为细砂，为减轻后续沉淀池、污泥脱水系统的负荷，本工艺选择高精度水力旋流除砂系统进行除砂。

高精度水力旋流除砂技术工作原理：污水沿切线方向被引入沉砂设备，在导流板外环形成旋流，旋流的同时，在重力和离心力作用下，砂砾沉积到底部，通过中心锥的导流，净化的水流在导流板内环，绕中心轴螺旋上升，形成出水。

除砂设备特点：

（1）安装灵活，可独立安装，也可安装在池体内；

（2）进出水角度360º可调，无进水廊道，节约占地；

（3）除砂效率高，对粒径106μm及以上的砂砾去除率达到85%以上。

二、二级生化处理系统：生化处理系统采用多段多级A/O+二沉池工艺。

1）生化段：多段多级 AO 除磷脱氮工艺是一种高效除磷脱氮的污水处理新工艺，它将生物池依次设置成一级厌氧/好氧区+多级缺氧/好氧区，污水在生物池中依次经历厌氧/好氧、缺氧/好氧、缺氧/好氧的环境，上一级好氧区的硝化液直接进入下一级缺氧区进行反硝化，无需内回流；采用多段进水方式，按一定比例将污水分别配入厌氧区和各级缺氧区，为聚磷菌和反硝化菌及时提供碳源，同时降低了好氧区的有机负荷，提高了好氧区内硝化菌对异养菌的竞争力；二沉池回流污泥回流到厌氧区，也可部分回流到各级缺氧区，在生物池内创造出由高到低的污泥浓度梯度。多段多级 AO 除磷脱氮工艺创造了聚磷菌、硝化菌和反硝化菌各自适宜生长的环境，提高了活性污泥中聚磷菌、硝化菌和反硝化菌的比例和活性，实现高效除磷脱氮。

多段多级 AO 除磷脱氮工艺，采用特有的池型设计，将污水处理工艺布局与土建结构设计有机结合起来，污水通过进水渠分多段进入生物池内厌氧区和缺氧区，来自二沉池的回流污泥通过回流污泥渠进入厌氧区、缺氧区，污水和回流污泥通过水力混合导流板，利用水力混合搅拌作用替代传统的机械搅拌设备，形成分段混合整体推流式的水力流态，好氧区设置的曝气系统同时具备多级渐减曝气的系统特征，作为导流墙的隔墙与生物反应池壁形成整体水力流态系统。具有工艺布局合理、水流顺畅、土建结构小、处理效率高、使用成本低等优点，改善了池体结构受力条件，提高结构安全性，方便运行管理，降低基建投资和运行维护费用。本发明推荐的多段多级A/0优点及工艺参数如下：

（1）由于采用分段进水，生物池中每一级好氧区进行硝化菌的硝化反应、聚磷菌的生物吸磷反应，而且产生的硝化液直接进入下一级的反硝化区进行反硝化，无需设内回流设施。

（2）在反硝化区可以充分利用污水中的有机物作为碳源，一般可以在较低碳源条件下达到较高的反硝化效率，节省碳源。

（3）回流污泥进入生物池首端厌氧区，污泥回流比为50%-80%，污泥浓度比常规活性污泥法生物池污泥浓度高，通过调整各段的回流比，形成由高到低的污泥浓度梯度。

（4）生物池级数采用3-5级；

（5）进水流量一般呈递减分布，最后一级的进水流量尽可能的小；

（6）缺氧区和好氧区容积比一般为1：1.5－1：2.5。

2）二沉池：二沉池采用矩形周进周出的结构形式。

生化池出水被引入一个沿沉淀池池长方向而设的渐变断面的进水渠，进水渠与出水渠同侧平行布置。采用进水渠的渐变断面设计，保证进水渠各点的水流具有同等的流速，从而防止混合液的污泥在渠内沉积。液压设计的布水孔管嵌在进水渠底，引导进水往下流入沉淀池底部，入流水的流速经折流板进一步消散减速，水流由悬在进出水渠下的挡水裙板引导着向底部池宽方向流动，当碰到对面的池壁时，再反流到出水渠，形成环形水流。进水均匀、低速，加上有效的使用沉淀池横向部分的面积，使得污泥高效地沉淀在池底。

在池上部设置浮渣挡板、集渣管及排渣堰门，有效的拦截水面的漂浮物并排入池外集渣井。

在沉淀池的池底均匀设置液压排泥管，池底的污泥由链条刮泥机推向吸泥管，吸泥管收集的污泥由排泥管进入位于池体另一侧的排泥渠中，能快速将污泥吸出及回流到生化段，而且通过污泥控制阀可简单调节污泥回流量。

与传统沉淀池相比，矩形周进周出二沉池的优势之一是可以通过链条刮泥机将沉淀的污泥由一根吸泥管的一端推到相距很近的另一根液压吸泥管中，这样沉淀物能较快通过就近的吸泥管排出，极大的缩短了污泥在沉淀池中的停留时间，提高排泥效率，同时污泥能尽快回流至生化系统，避免了污泥在二沉池中的反硝化和厌氧上浮。

三、三级深度处理系统：三级处理单元包括过滤+消毒。

二级生化处理后的净化水，其BOD、TN已达标，净化水中仍含有少量SS及其携带的P。三级处理设施设置转鼓微过滤装置，去除较小颗粒，达到去除TP、SS的目的；在消毒单元采用臭氧消毒，臭氧是一种强氧化剂，它高效无二次污染，既能氧化有机物，又能杀菌除色、嗅、味等，更进一步保证出水达标。

1）转鼓微过滤：该设备为连续自动过滤，内部设有自动启闭开关，当滚筒有水进入时，液位传感器将发出信号，启动减速驱动系统驱动滚筒转动，同时启动反冲洗泵。污水流入空心滚筒内，滚筒上为高强度不锈钢滤网。污水由滤网内侧向外侧流出，污水水中的悬浮物被截留在滤网内侧。冲洗水通过位于滚筒顶部的喷头由滤网外侧向内侧对滤网进行冲洗，冲洗下来的细小颗粒物质由设备内部的反冲洗水收集槽收集，并通过排污管排出设备。当无水通过设备时，设备将自动停止。

主要组成

(1)滤网：滤网是由316L不锈钢经过特殊的工艺制成。大面积滤网成型，增加过滤面积，加快过滤速度，简化设备结构。独立的半圆形分片组成，每一个分片都可以很方便拆卸和装配。过滤精度10目，出水SS不大于5mg/l。

（2）反冲洗系统：反冲洗系统包括反冲洗水泵、冲洗水管、喷嘴系统，污物收集槽，排污管道。

反冲洗系统的功能是使用泵抽取滤后水，通过喷射高压伞状水柱对滤布进行自外对内的冲洗，从而将堆积在滤布内表面的悬浮物清除。

主要特点：

（1）滤网使用寿命长，进口法国316L特殊编织滤网（孔径小、丝径粗，强度大），经过双面加强筋加固加工后，实际使用寿命长达10年；

（2）滤网更换方便，网片模块化，可独立单片更换，单片成本低；

（3）耐冲击负荷强，设备在进水SS超过100mg/L下，仍可运行。

（4）过滤为连续过滤，过滤与反冲洗为依次连续循环运行，互不干涉。

（5）水头损失小，水头损失小于30cm。

（6）处理效果好，过滤精度达到10μm，SS去除率超过90%，出水水质SS稳定小于5mg/L。

2）臭氧消毒：臭氧氧化能力强，且很不稳定，也无法储藏，因此需就地设置臭氧发生器。臭氧发生器制备好的臭氧通过管道输送至密闭的臭氧接触池，与处理后的污水进行接触反应。反应后的气体在池顶汇集后，经收集器收集后，进入尾气臭氧分解器，臭氧被分解成氧气排入大气中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于；该工艺包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：步骤（1）中所述的高精度水力旋流除砂技术具有如下效果：

3.根据权利要求1所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：步骤（7）中，所述的多级多段A/O生化池的实现如下：

（1）多级多段A/O工艺的生物池级数采用3-4级；

4.根据权利要求1所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：所述的二沉池采用矩形周进周出的结构形式。

5.根据权利要求1所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：所述转鼓微过滤器装置特征在于：

（2）主体为304不锈钢制造，滤网由316L不锈钢制成；

（3）滤网精度10μm，出水SS不大于5mg/L;

6.根据权利要求1所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：所述消毒工艺采用臭氧消毒，就地设置臭氧发生器。

7.根据权利要求1所述面向准Ⅳ类排放标准高效节能工艺方法，其特征在于：处理过程中采用PLC系统联锁和自动控制。