CN111689660A - 一种污水处理方法及处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保领域,具体公开了一种污水处理方法及处理装置,更具体地公开了一种自养生物脱氮耦合生物化学协同磷回收的城市污水处理方法及装置。本发明采用生物和化学协同作用的方法处理城市污水,利用厌氧氨氧化生物膜实现城市污水深度脱氮,同时利用聚磷菌进行生物除磷,并通过投加化学试剂进行化学除磷,通过生物除磷与化学除磷协同作用,最终实现城市污水高效除磷,这样不仅可以大大提高除磷效率,同时还提高了除磷的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于环保领域,具体涉及了一种污水处理方法及处理装置,更具体地涉及了一种自养生物脱氮耦合生物化学协同磷回收的城市污水处理方法及装置。
背景技术
随着污水出水水质要求日趋严格,为实现高标准的出水水质,城镇污水处理厂升级改造的需求日益迫切,这导致污水运行成本显著提高。传统污水处理厂以消耗能源和资源为代价的处理模式不可持续,亟待在技术和模式上寻求突破。
城市污水主要处理对象为污水中的氮和磷。传统生物处理工艺不仅能耗高,而且需要投加大量碳源用于反硝化脱氮,而新型的自养脱氮工艺——短程硝化+厌氧氨氧化工艺曝气能耗低,而且无需外加碳源即可进行自养脱氮。因此,基于厌氧氨氧化的城市污水处理模式及其推广应用,将彻底变革传统城市污水处理工艺,实现传统城市污水处理厂由耗能向节能的转化,将引领城市污水处理技术的全面革新。
传统污水处理厂中除磷方式主要有两种,一种是通过投加大量化学试剂,进行化学除磷,这种方法不仅药剂费用高,而且通过投加现有化学试剂进行除磷后,从污泥中回收磷较难,不利于磷元素这种不可再生资源循环利用。另一种方式是通过聚磷菌进行生物除磷,这种方法虽较节能,但由于仅依靠微生物作用,稳定性差。
因此急需提出一种新型、高效的除磷工艺,该工艺不仅需要降低现有的药剂费用,还需要提高系统稳定性,同时兼具磷的回收,具备较高的投资回报率。
发明内容
本发明的目的是提供一种将自养生物脱氮工艺与生物化学协同磷回收工艺耦合的污水处理方法及装置,该方法不仅可以大大降低药剂费用,减少曝气能耗,而且还可以提高资源回收率,使传统污水处理厂转变成环境友好型、资源节约型污水处理厂。
为了实现上述目的,本发明一方面提供一种污水处理方法,该污水处理方法包括:
将污水通过初步沉淀去除部分污泥后送至厌氧池,与来自斜板沉淀池的污泥混合;
待污水与污泥在厌氧池内混合均匀后得到混合污水,将部分混合污水依次好氧池内进行短程硝化反应、斜板沉淀池内进行二次沉淀、厌氧氨氧化池内进行厌氧氨氧化反应以及二沉池内进行最终沉淀后排出;
其余混合污水首先通过沉淀去除部分污泥,将沉淀下来的部分污泥混合聚磷菌后送至好氧池,其余部分污泥采出,污水则与化学试剂混合并反应产生的富磷沉淀物后再次进行沉淀,沉淀下来的富磷沉淀物与污泥一同采出,经过化学除磷的污水送至好氧池。
本发明中,先将污水进行初步沉淀去除部分污泥后送至厌氧池,在厌氧池内将污水与来自斜板沉淀池的污泥混合均匀,进行厌氧释磷,污泥中的磷元素释放到污水中,使得污水中磷浓度急剧升高,优选地,所述厌氧池中水力停留时间为1~4h。
本发明中,可将上述混合污水的处理分为主流处理以及旁侧处理,在主流处理中,混合污水在好氧池内进行短程硝化反应,经氨氮氧化为亚硝态氮,同时聚磷菌进行好氧吸磷作用,优选地,所述好氧池中溶解氧的浓度为1~3mg/L,水力停留时间为3~6h。待这部分混合污水反应完后流入斜板沉淀池,经斜板沉淀池进行二次沉淀,其中,沉淀下来的污泥送至厌氧区,调节并维持污泥浓度,而污水则进一步送至厌氧氨氧化池内进行厌氧氨氧化反应,通过自养脱氮过程将氨氮与亚硝态氮转化为氮气,经过上述处理的污水最终通过二沉池进行最终沉淀后排出。
在旁侧处理中,其余混合污水首先经过沉淀作用,进行初步泥水分离,分离出的部分污泥混合聚磷菌后通过回流泵送至好氧区,补充主流处理区内的聚磷菌,同时稳定污泥浓度,其余污泥则通过排泥泵排出,优选地,所述其余混合污水首先通过沉淀去除部分污泥时的水力停留时间为2~3h,污泥龄为10~15天。然后,将经初步沉淀后的混合污水与化学试剂混合并产生富麟沉淀物后再次进行沉淀,本发明中,所述化学试剂具体可优选为氯化铁溶液,所述氯化铁溶液的浓度为5~10mg/L,其中,污水中的磷酸盐可与氯化铁反应生成磷酸铁沉淀,并最终沉淀至池底,与污泥一同采出后送至下游装置进行磷回收,优选的,再次进行沉淀的水力停留时间为3~4h。
本发明另一方面提供一种污水处理装置,该污水处理装置包括:污水进料管线、污泥采出管线、污水采出管线、初沉池、厌氧池、好氧池、斜板沉淀池、厌氧氨氧化池、二沉池以及旁侧除磷系统,其中,所述初沉池、厌氧池、好氧池、斜板沉淀池、厌氧氨氧化池、二沉池依次串联,所述旁侧除磷系统与所述好氧池连接;
初沉池,上部与所述污水进料管线连接,底部与所述污泥采出管线连接;
厌氧池,包括若干厌氧单元,所述厌氧单元内设置有搅拌器;
好氧池,包括若干好氧单元和曝气系统;
斜板沉淀池,内部设置有若干斜板,底部设置有集泥槽,所述集泥槽与所述厌氧池连接;
厌氧氨氧化池,包括若干厌氧氨氧化单元,所述厌氧氨氧化单元内设置有厌氧氨氧化填料;
二沉池,上部与所述污水采出管线连接,底部与所述污泥采出管线连接;
旁侧除磷系统,包括溶药桶和至少两个串联的旁侧沉淀池;
所述溶药桶设置有搅拌器与药剂进料管线;
第1~n个旁侧沉淀池底部分别与所述厌氧池和污泥采出管线连接,所述第1~n个旁侧沉淀池底部与厌氧池连接的管线上还设置有聚磷菌注入管线;第n+1~最后一个旁侧沉淀池上部均与所述溶药桶连接,底部均分别与所述厌氧池和下游装置连接,n大于等于1。
为了使污水在好氧池内混合均匀,优选地,所述曝气系统设置于所述好氧池底部;所述曝气系统包括鼓风机、曝气管道、气量调节阀以及曝气盘。
根据本发明,优选地,所述初沉池通过出水堰与所述厌氧池连接,所述好氧池通过溢流喇叭口与所述斜板沉淀池连接;所述下游装置为磷回收装置。
根据本发明,优选地,所述厌氧单元之间设置有隔板,所述隔板一端依次交错与厌氧池顶部或底部连接,另一端设置有水流通道;
所述好氧单元之间设置有隔板,所述隔板一端交错与所述好氧池顶部或底部连接,另一端设置有过水闸门,污水通过所述过水闸门流经各好氧单元;
所述厌氧氨氧化单元之间设置有隔板,所述隔板一端交错与所述厌氧氨氧化池顶部或底部连接,另一端设置有水闸阀,污水通过所述水闸阀流经各厌氧氨氧化单元。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、本发明采用生物和化学协同作用的方法处理城市污水,具体为利用厌氧氨氧化生物膜实现城市污水深度脱氮,同时利用聚磷菌进行生物除磷,并通过投加化学试剂进行化学除磷,通过生物除磷与化学除磷协同作用,最终实现城市污水高效除磷,这样不仅可以大大提高除磷效率,同时还提高了除磷的稳定性。
2、本发明利用厌氧氨氧化生物膜进行自养深度脱氮,不仅节省了曝气量,降低了能耗,还减少了污泥的排放,减少温室气体排放。
3、为了进一步减少化学除磷剂的投放,本发明的化学除磷剂可选用氯化铁试剂,该试剂不仅更经济实惠,大大降低了污水处理的药耗,降低了污水处理的成本,而且其与污水中的磷反应后生成磷酸铁沉淀,更有利于磷回收,且磷酸铁沉淀是磷酸铁锂电池的原材料,提高了投资回报率。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明一个具体实施例中污水处理装置的示意图。
附图标记说明:
1、进水阀门;2、进水泵;3、初沉池;4、排泥泵;5、厌氧池;6、搅拌器;7、好氧池;8、鼓风机;9、曝气盘;10、气量调节阀;11、斜板沉淀池;12、排泥阀;13、污泥回流泵;14、厌氧氨氧化池;15、厌氧氨氧化填料;16、二沉池;17、管道混合器;18、旁侧沉淀池Ⅰ;19、除磷污泥回流泵;20、旁侧沉淀池Ⅱ;21、溶药桶;22、加药泵。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
一种污水处理装置包括:污水进料管线、污泥采出管线、污水采出管线、初沉池3、厌氧池5、好氧池7、斜板沉淀池11、厌氧氨氧化池14、二沉池16以及旁侧除磷系统,其中,初沉池3、厌氧池5、好氧池7、斜板沉淀池11、厌氧氨氧化池14、二沉池16依次串联,旁侧除磷系统与好氧池7连接,其中,初沉池3通过出水堰与厌氧池5连接,好氧池7通过溢流喇叭口与斜板沉淀池11连接;
初沉池3,上部通过进水泵2与污水进料管线连接,底部通过排泥泵4与污泥采出管线连接;
厌氧池5,包括4个厌氧单元,厌氧单元之间设置有隔板,隔板一端依次交错与厌氧池5顶部或底部连接,另一端设置有水流通道,各厌氧单元内设置有搅拌器6;
好氧池7,包括6个好氧单元和曝气系统,曝气系统设置于好氧池7底部,包括鼓风机8、曝气管道、气量调节阀10以及曝气盘9,各好氧单元之间设置有隔板,隔板一端交错与好氧池7顶部或底部连接,另一端设置有过水闸门,污水通过过水闸门流经各好氧单元;
斜板沉淀池11,内部设置有若干斜板,底部设置有集泥槽,集泥槽通过排泥阀12、污泥回流泵与厌氧池连接;
厌氧氨氧化池14,包括4个厌氧氨氧化单元,厌氧氨氧化单元内设置有厌氧氨氧化填料;厌氧氨氧化单元之间设置有隔板,隔板一端交错与厌氧氨氧化池14顶部或底部连接,另一端设置有水闸阀,污水通过水闸阀流经各厌氧氨氧化单元;
二沉池16,上部与污水采出管线连接,底部与污泥采出管线连接;
旁侧除磷系统,包括溶药桶21和两个串联的旁侧沉淀池Ⅰ18、旁侧沉淀池Ⅱ20,溶药桶21设置有搅拌器6与药剂进料管线;
旁侧沉淀池Ⅰ18底部分别与厌氧池5和污泥采出管线连接,旁侧沉淀池Ⅰ18底部与厌氧池5连接的管线上还设置有聚磷菌注入管线;旁侧沉淀池Ⅱ20上部与溶药桶21连接,底部均分别与厌氧池5和磷回收装置连接。
利用上述污水处理装置处理来自高碑店再生水厂的城市污水,城市污水通过进水泵2流入初沉池3,通过初步沉淀去除部分污泥后送至厌氧池5,与来自斜板沉淀池11的污泥混合;
待污水与污泥在厌氧池5内在搅拌器6搅拌混合作用下混合均匀后得到混合污水,将部分混合污水依次好氧池5内进行短程硝化反应、斜板沉淀池11内进行二次沉淀、厌氧氨氧化池14内进行厌氧氨氧化反应以及二沉池16内进行最终沉淀后排出,其中,在厌氧池5中水力停留时间控制在2~3h;好氧池7中通过控制气量调节阀将溶解氧控制在1.5~2.5mg/L,维持水力停留时间为4~5h;在斜板沉淀池11内,经二次沉淀下来的污泥通过斜板沉淀池11的集泥槽、排泥阀12、污泥回流泵13流入厌氧池5。
其余混合污水首先通过经过旁侧沉淀池Ⅰ18的沉淀作用,进行泥水分离,去除部分污泥,将沉淀下来的部分污泥混合聚磷菌后送至好氧池5,其余部分污泥通过排泥泵4排出系统,经旁侧沉淀池Ⅰ18沉淀后的污水与氯化铁溶液一同流入旁侧沉淀池Ⅱ20,在旁侧沉淀池Ⅱ20中污水中的磷酸盐与氯化铁反应生成磷酸铁沉淀,最终沉淀至池底,与污泥混合成为富磷污泥,然后进行磷回收,沉淀后污水回流至好氧池5,进行短程硝化作用,其中,旁侧沉淀池Ⅰ18的水力停留时间为2~3h,维持系统的污泥龄为10~15天,旁侧沉淀池Ⅱ20的水力停留时间为3~4h。
运行稳定后,初沉池出水中COD为106.1~182.4mg/L,NH4+-N为40.24~64.97mg/L,NO2-N为0.00~1.12mg/L,NO3-N为0.11~1.19mg/L;SS为60~138mg/L;TP为3.13~8.31mg/L;碱度为247~405mg/L;pH为7.02~7.58;
最终排出的污水中COD<35mg/L,TN为10~13mg/L,NH4+-N浓度0~3mg/L,TP浓度为0.1~0.3mg/L,磷回收率可达70~85%。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种污水处理方法,其特征在于,该污水处理方法包括:
将污水通过初步沉淀去除部分污泥后送至厌氧池,与来自斜板沉淀池的污泥混合;
待污水与污泥在厌氧池内混合均匀后得到混合污水,将部分混合污水依次送至好氧池内进行短程硝化反应、斜板沉淀池内进行二次沉淀、厌氧氨氧化池内进行厌氧氨氧化反应以及二沉池内进行最终沉淀后排出;
其余混合污水首先通过沉淀去除部分污泥,将沉淀下来的部分污泥混合聚磷菌后送至好氧池,其余部分污泥采出,污水则与化学试剂混合并反应产生的富磷沉淀物后再次进行沉淀,沉淀下来的富磷沉淀物与污泥一同采出,经过化学除磷的污水送至好氧池。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法,其中,所述厌氧池中水力停留时间为1~4h。
3.根据权利要求1所述的污水处理方法,其中,所述好氧池中溶解氧的浓度为1~3mg/L,水力停留时间为3~6h。
4.根据权利要求1所述的污水处理方法,其中,所述其余混合污水首先通过沉淀去除部分污泥时的水力停留时间为2~3h,污泥龄为10~15天。
5.根据权利要求1所述的污水处理方法,其中,所述化学试剂为氯化铁溶液,所述氯化铁溶液的浓度为5~10mg/L。
6.根据权利要求1所述的污水处理方法,其中,污水与化学试剂混合并反应产生的富磷沉淀物后再次进行沉淀的水力停留时间为3~4h;沉淀下来的富磷沉淀物与污泥一同采出后送至下游装置进行磷回收。
7.一种污水处理装置,其特征在于,该污水处理装置包括:污水进料管线、污泥采出管线、污水采出管线、初沉池、厌氧池、好氧池、斜板沉淀池、厌氧氨氧化池、二沉池以及旁侧除磷系统,其中,所述初沉池、厌氧池、好氧池、斜板沉淀池、厌氧氨氧化池、二沉池依次串联,所述旁侧除磷系统与所述好氧池连接;
初沉池,上部与所述污水进料管线连接,底部与所述污泥采出管线连接;
厌氧池,包括若干厌氧单元,所述厌氧单元内设置有搅拌器;
好氧池,包括若干好氧单元和曝气系统;
斜板沉淀池,内部设置有若干斜板,底部设置有集泥槽,所述集泥槽与所述厌氧池连接;
厌氧氨氧化池,包括若干厌氧氨氧化单元,所述厌氧氨氧化单元内设置有厌氧氨氧化填料;
二沉池,上部与所述污水采出管线连接,底部与所述污泥采出管线连接;
旁侧除磷系统,包括溶药桶和至少两个串联的旁侧沉淀池;
所述溶药桶设置有搅拌器与药剂进料管线;
第1~n个旁侧沉淀池底部分别与所述厌氧池和污泥采出管线连接,所述第1~n个旁侧沉淀池底部与厌氧池连接的管线上还设置有聚磷菌注入管线;第n+1~最后一个旁侧沉淀池上部均与所述溶药桶连接,底部均分别与所述厌氧池和下游装置连接,n大于等于1。
8.根据权利要求7所述的污水处理装置,其中,所述曝气系统设置于所述好氧池底部;所述曝气系统包括鼓风机、曝气管道、气量调节阀以及曝气盘。
9.根据权利要求7所述的污水处理装置,其中,所述初沉池通过出水堰与所述厌氧池连接,所述好氧池通过溢流喇叭口与所述斜板沉淀池连接;所述下游装置为磷回收装置。
10.根据权利要求7所述的污水处理装置,其中,所述厌氧单元之间设置有隔板,所述隔板一端依次交错与厌氧池顶部或底部连接,另一端设置有水流通道;
所述好氧单元之间设置有隔板,所述隔板一端交错与所述好氧池顶部或底部连接,另一端设置有过水闸门,污水通过所述过水闸门流经各好氧单元;
所述厌氧氨氧化单元之间设置有隔板,所述隔板一端交错与所述厌氧氨氧化池顶部或底部连接,另一端设置有水闸阀,污水通过所述水闸阀流经各厌氧氨氧化单元。
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Cited By (1)
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CN113429071A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-24 | 清华大学 | 一种市政污水的处理系统 |
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