CN111747527A

CN111747527A - 一种低浓度村镇污水处理方法

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Publication number: CN111747527A
Application number: CN202010649549.9A
Authority: CN
Inventors: 胡清; 王香莲; 马林; 唐一; 陈彤; 张桐; 刘欣
Original assignee: Beijing Huan Ding Environmental Big Data Research Institute
Current assignee: Beijing Yike Saisi Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2020-10-09
Anticipated expiration: 2040-07-08
Also published as: CN111747527B

Abstract

本发明涉及污水生物处理技术领域，具体涉及一种低浓度村镇污水处理方法。本发明提供的低浓度村镇污水处理方法，包括以下步骤：将絮状污泥接种到反应器中，采用进水‑脉冲曝气搅拌‑厌氧‑好氧‑静置‑脉冲曝气搅拌‑沉淀‑排水的序批式运行方式培养好氧颗粒污泥，同时对低浓度村镇污水进行净化。本发明采用脉冲曝气搅拌能够使污泥与污水充分混合，解决了布水不均的问题，节省了复杂的布水结构和搅拌装置或者回流装置，使反应器结构简单、设备少，投资和运行成本降低。本发明采用脉冲曝气搅拌，能够保证在搅拌过程中污泥一直处于悬浮状态，保证系统从颗粒污泥培养阶段到稳定运行阶段，一直保持良好的出水水质。

Description

一种低浓度村镇污水处理方法

技术领域

本发明涉及污水生物处理技术领域，具体涉及一种低浓度村镇污水处理方法。

背景技术

普通活性污泥法是目前使用最为广泛的污水处理技术，活性污泥法处理效果好，运行稳定，对氮和磷有良好的去除效果，处理成本相对较低。但是由于絮状污泥的结构松散、沉降性能有限，所以生化池和二沉池池容较大，这增加了基建投资和占地面积。相比于普通活性污泥法，好氧颗粒污泥技术(AGS技术)具有生物致密、比重大、沉降速度快等优点，有利于固液相分离，可大大缩小甚至省去二沉池，同时可使反应器中保持较高的污泥浓度和容积负荷，保证了出水水质，降低了总成本。好氧颗粒污泥技术已经成为最具有发展前景的技术之一。

村镇生活污水产生量大，是农村人居住环境改善的主要制约因素之一。而农村地区资金不充裕、缺乏专业技术人员，因此，村镇污水处理系统必须投资省、安装方式灵活、工艺简单、易于控制管理、运行成本低。

村镇污水一般经过化粪池，且伴有雨污合流及地下水渗入等情况，因此村镇生活污水通常浓度较低。目前好氧颗粒污泥技术主要应用于较高浓度有机废水的处理，如进水COD浓度500～2000mg/L，容积负荷1～15kgCOD/m³/d。对于较低COD浓度(150～500mg/L)的城镇生活污水，AGS技术应用研究相对较少，而对于更低COD浓度(80～150mg/L)的村镇生活污水处理应用研究更加缺乏。

中国专利CN102010058B公开了一种适用于低浓度生活污水的好氧颗粒污泥培养方法，向低浓度(140～350mg/L)生活污水补充易降解碳源提高进水浓度至600～800mg/L，在高负荷0.9～1.7kgCOD/m³/d下培养颗粒污泥，低负荷运行，反应器高径比(8～20)：1，短时沉降(沉淀时间5min)筛选污泥，运行过程中需要补充接种污泥。中国专利CN109761352A公开了能稳定高效处理低碳源污水的好氧颗粒污泥处理方法，启动阶段控制COD负荷不小于1.2kgCOD/(m³·d)，进水COD年平均浓度为150～300mg/L，反应器高径比26.5:1。中国专利CN110054296A公开了一种用于处理低C/N比市政污水的A/O/ASBR工艺，进水负荷从0.83kgCOD/(m³·d)到1.35kgCOD/(m³·d)逐步提高并稳定在1.35COD/(m³·d)运行，进水COD为200～320mg/L，在厌氧段和缺氧段启动回流搅拌，反应器高径比12:1。

上述低浓度生活污水好氧颗粒污泥处理方法均在高负荷条件下启动，低负荷运行，颗粒污泥会有一个适应转化阶段，部分颗粒污泥可能发生解体而影响出水水质，而且仍存在反应器结构复杂、运行成本较高的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低浓度村镇污水处理方法，采用本发明提供的处理方法能够保证系统从颗粒污泥培养阶段到稳定运行阶段，一直保持良好的出水水质，反应器结构简单、工艺简便，运行成本低，适宜推广应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种低浓度村镇污水处理方法，包括以下步骤：

将絮状污泥接种到反应器中，采用进水-脉冲曝气搅拌-厌氧-好氧-静置-脉冲曝气搅拌-沉淀-排水的序批式运行方式培养好氧颗粒污泥，同时对低浓度村镇污水进行净化。

优选地，所述低浓度村镇污水的COD为80～150mg/L，氨氮含量为40～50mg/L。

优选地，所述序批式运行在低负荷条件下进行，进水负荷为0.3～0.7kgCOD/m³/d，运行周期为3～4h。

优选地，所述脉冲曝气搅拌的时间间隔为10～30min，单次脉冲曝气搅拌的时间为1～2min，所述脉冲曝气搅拌的强度为0.2～0.4cm/s。

优选地，所述好氧阶段的曝气强度小于0.2cm/s。

优选地，所述反应器采用物联网模块控制方式，对运行情况进行远程监控和调整。

优选地，所述反应器为柱状结构，高径比为(1～3)：1。

优选地，所述好氧颗粒污泥的SV30<23％，SVI<45mL/g。

优选地，在进行所述沉淀前，进行若干次静置-脉冲曝气搅拌。

本发明提供了一种低浓度村镇污水处理方法，包括以下步骤：将絮状污泥接种到反应器中，采用进水-脉冲曝气搅拌-厌氧-好氧-静置-脉冲曝气搅拌-沉淀-排水的序批式运行方式培养好氧颗粒污泥，同时对低浓度村镇污水进行净化。本发明采用脉冲曝气搅拌能够使污泥与污水充分混合，解决了布水不均的问题，节省了复杂的布水结构或者搅拌装置以及回流装置，使反应器结构简单，设备少，投资和运行成本较低；而且本发明采用脉冲曝气搅拌，能够保证在搅拌过程中污泥一直处于悬浮状态，保证污泥与污水充分接触和传质，能够保证系统从颗粒污泥培养阶段到稳定运行阶段，一直保持良好的出水水质。

附图说明

图1为本发明实施例1～2低浓度村镇污水处理装置的示意图；

图2为本发明实施例3低浓度村镇污水处理装置的示意图；

其中，1-进水泵，2-液体流量计，3-止回阀，4-电动阀门，5-出水管，6-手动阀门，7-排泥和排空管，8-柱状反应器，9-溢流管，10-风机，11-路由器，12-远程管理控制中心(电脑)，13-手持端监测控制器(手机)，14-滗水设备。

具体实施方式

在本发明中，所述絮状污泥优选为常规污水处理厂好氧池中的絮状污泥。在本发明中，所述絮状污泥的接种量优选为5～6g MLSS/L。

在本发明中，为了在整个运行过程中保持良好的出水水质，运行初期换水比较小，之后逐步提高。当出水水质满足出水要求且在沉淀时间内污泥层达到出水口液位以下时可以提高换水比。

本发明采用进水-脉冲曝气搅拌-厌氧-好氧-静置-脉冲曝气搅拌-沉淀-排水的序批式运行方式培养好氧颗粒污泥。在本发明中，所述进水具体指待处理的低浓度村镇污水。在本发明中，所述待处理的低浓度村镇污水的COD优选为80～150mg/L，更优选为80～100mg/L；氨氮含量优选为40～50mg/L。采用本发明提供的处理方法能够在较低污水浓度的情况下仍培养得到好氧颗粒污泥，提高污水处理效果。

在本发明中，所述序批式运行在低负荷条件下进行，进水负荷优选为0.3～0.7kgCOD/m³/d。本发明在所述低浓度低负荷条件下培养好氧颗粒污泥，并且稳定处理低浓度村镇污水，本发明是通过调节换水比、运行周期和曝气强度来改善污泥沉降性能，而不是前期提高负荷培养颗粒污泥后期降低负荷运行，本发明的处理效果一直保持稳定，不必经历从高负荷转变为低负荷导致出水水质波动的阶段，系统从颗粒污泥培养阶段至稳定运行阶段，一直保持良好的出水水质。

在本发明中，所述序批式运行的运行周期优选为3～4h，由于进水有机物浓度较低，而且是生活污水，所以有机物和氨氮会很快降解，通过对运行过程中COD和氨氮的监测，本发明采用3～4h的周期时间能够满足污染物去除需求。

在本发明中，所述脉冲曝气搅拌的时间间隔优选为10～30min，单次脉冲曝气搅拌的时间优选为1～2min，所述脉冲曝气搅拌的强度优选为0.2～0.4cm/s。在本发明的具体实施例中，采用小体积反应器(体积<30m³)时，脉冲曝气搅拌1min；采用大体积反应器(体积>30m³)时，脉冲曝气搅拌2min。在本发明中，脉冲曝气搅拌的目的是为了使污泥与污水充分混合。在本发明中，所述脉冲曝气搅拌的时间间隔由污泥沉降性能决定，所以脉冲曝气搅拌的时间间隔优选比沉淀时间短，能够保证污泥与污水充分接触和传质。本发明利用脉冲曝气搅拌的短时曝气特点将污泥搅拌起来，之后污泥在下沉的过程中与污水进行接触传质，待污泥层沉降之后，再次进行短时曝气搅拌，这种脉冲式的曝气搅拌能够使污泥与污水很好地进行接触混合。本发明在厌氧阶段和静置阶段通过脉冲曝气搅拌使污泥与污水充分混合，解决了布水不均的问题，节省了复杂的布水结构和搅拌装置以及回流装置，使反应器结构简单，设备少，投资和运行成本低廉。

本发明设置脉冲曝气搅拌的强度为0.2～0.4cm/s，作用是保证污泥与污水充分接触和传质。

在本发明中，所述好氧阶段的曝气强度优选小于0.2cm/s，更优选为0.1～0.2cm/s。在本发明中，反应器的曝气强度小，能耗低；采用低曝气量，好氧颗粒污泥内部发生同步硝化反硝化，提高总氮去除效率。

在本发明中，所述厌氧阶段的氧含量优选为小于0.2mg/L，厌氧时间优选为15～30min。在本发明中，所述好氧阶段的氧含量优选为3～4mg/L，好氧时间优选为60～160min。在本发明中，所述静置的时间优选为10～25min，静置的作用是使污泥与污水接触传质，提高脱氮除磷能力。在本发明中，所述沉淀的时间优选为15～30min，本发明在培养好氧颗粒污泥过程中不必为筛选沉降性能好的污泥而刻意缩短沉降时间，而是根据活性污泥沉降性能变化而逐步缩短沉淀时间，维持较高的污泥量和稳定的处理效果，培养过程中不需要补充接种污泥。

在本发明中，所述反应器优选为柱状结构，高径比优选为(1～3)：1。本发明采用较低的高径比有利于现场安装应用，降低风机压力需求，从而降低风机成本。

在本发明中，优选在进行所述沉淀前，进行若干次静置-脉冲曝气搅拌，能够使系统处于缺氧状态，缺氧段同时存在硝态氮和磷酸盐，为反硝化聚磷菌群(DNPAO)的富集创造良好条件，提高系统脱氮除磷效果。在本发明的具体实施例中，优选采用进水-脉冲曝气搅拌-厌氧-好氧-静置-脉冲曝气搅拌-静置-脉冲曝气搅拌-沉淀-排水的序批式运行方式。

在本发明中，所述排水的方式优选包括反应器侧面管道出水(重力自流)或者滗水器排水。在本发明的具体实施例中，由于反应器的高径比较低，采用重力自流排水时出水时间较长，采用滗水器排水能够在短时间内快速排水。

在本发明中，所述反应器优选采用物联网模块控制方式，对运行情况进行远程监控和调整。在本发明中，反应器控制采用物联网(loT)控制方式，即根据进水水质、水量及运行情况，通过web平台进行远程参数设定，控制平台可以对多套处理装置进行集中管理控制，实现区域化管理，并且可以通过手机端进行随时监控和参数调整，加强了村镇污水处理系统的集约化管理，降低了现场调整的管理难度，与传统方式继电器或PLC控制相比，管理更为方便，成本明显降低。

在本发明中，所述好氧颗粒污泥的SV30优选<23％，更优选为15～20％；SVI优选<45mL/g，更优选为35～40mL/g。本发明培养得到的好氧颗粒污泥具有优良的沉降性能，一方面能够截留更多活性污泥，保证较高的污泥浓度，提高处理效果；另一方面，有利于缩短运行周期，提高处理水量，从而减小装置体积。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明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。

实施例1

采用图1所示的装置对低浓度村镇污水进行处理，其中，柱体反应器的直径为0.25m，高1m，有效水深0.75m，有效高径比为3:1；由柱状反应器的底部进水，运行周期4h，采用进水-脉冲曝气搅拌-厌氧-好氧-静置-脉冲曝气搅拌-静置-脉冲曝气搅拌-沉淀-排水的序批式运行方式，进水10min，空气由风机通过柱体反应器底部的曝气盘进入柱状反应器，进行脉冲曝气搅拌1min，厌氧15min，好氧142～157min，静置15min，脉冲曝气搅拌1min，静置15min，脉冲曝气搅拌1min，沉淀15～30min，排水10min；曝气强度为0.13cm/s；接种污泥为某污水处理厂好氧池的絮状污泥，接种量为5g MLSS/L。进出水泵和气泵采用物联网模块控制方式，通过手机可以查看各个设备运行状态并且进行程序设置；进水COD为130～150mg/L，氨氮含量为40～50mg/L；运行前期换水比逐步增加，从30％-50％-70％，最终稳定在70％，随着污泥沉降性能的逐步提高，沉淀时间从30min逐步缩短到15min，经过2个月的运行，SVI稳定在40mL/g，SV30为16％，平均出水COD<30mg/L，氨氮<1mg/L。

实施例2

采用图1所示的装置对低浓度村镇污水进行处理，其中，柱体反应器的直径为0.25m，高1m，有效水深0.75m，有效高径比为3:1；由柱状反应器的底部进水，运行周期3h，采用进水-脉冲曝气搅拌-厌氧-好氧-静置-脉冲曝气搅拌-沉淀-排水的序批式运行方式；运行前半个月，换水比小于50％时，序批式运行方式为：进水10min，空气由风机通过柱体反应器底部的曝气盘进入柱状反应器，进行脉冲曝气搅拌1min，厌氧19min，好氧90～100min，静置19min，脉冲曝气搅拌1min，沉淀25～30min，排水10min；换水比大于等于50％时，序批式运行方式为：进水10min，脉冲曝气搅拌1min，厌氧14min，好氧98～108min，静置10min，脉冲曝气搅拌1min，静置10min，曝气搅拌1min，沉淀15～25min，排水10min；曝气强度为0.19cm/s；接种污泥为某污水处理厂好氧池的絮状污泥，接种污泥SVI为70mL/g，接种量为6g MLSS/L。采用蠕动泵进出水，进出水泵和气泵采用物联网模块控制方式，通过手机可以查看各个设备运行状态并且进行程序设置；进水COD为80～100mg/L，氨氮含量为40～50mg/L；经过2.5个月的运行，SVI稳定在42mL/g，SV30为17％，平均出水COD<30mg/L，氨氮<5mg/L。

实施例3

采用图2所示的装置对低浓度村镇污水进行处理，其中，柱体反应器的直径为4m，高4.5m，有效水深4m，有效高径比为1:1；由柱状反应器的底部进水，运行周期3h，采用进水-脉冲曝气搅拌-厌氧-好氧-静置-脉冲曝气搅拌-沉淀-排水的序批式运行方式，进水15min，空气由风机通过柱体反应器底部的曝气盘进入柱状反应器，进行脉冲曝气搅拌1min，厌氧15min，好氧92～102min，静置15min，脉冲曝气搅拌2min，沉淀20～30min，排水10min；曝气强度为0.17cm/s；接种污泥为某污水处理厂好氧池的絮状污泥，接种量为5g MLSS/L。由于高径比较低，出水采用滗水设备，可在短时间内迅速排水，进水泵、气泵和滗水设备采用物联网模块控制方式，通过手机可以查看各个设备运行状态并且进行程序设置；进水COD为100～130mg/L，氨氮含量为40～45mg/L；经过3个月的运行，SVI稳定在33mL/g，SV为18％，平均出水COD<30mg/L，氨氮<1mg/L。

由以上实施例可以看出，采用本发明提供的处理方法能够在更低的COD浓度80～150mg/L时，获得沉降性能优良的好氧颗粒污泥；本发明提供的处理方法采用的反应器体积小，高径比小，结构简单，控制成本低，管理方便，曝气强度低，不需要回流或者搅拌装置，投资和运行成本低，更加经济、高效，具有实际应用价值和推广意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种低浓度村镇污水处理方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述低浓度村镇污水的COD为80～150mg/L，氨氮含量为40～50mg/L。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述序批式运行在低负荷条件下进行，进水负荷为0.3～0.7kgCOD/m³/d，运行周期为3～4h。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述脉冲曝气搅拌的时间间隔为10～30min，单次脉冲曝气搅拌的时间为1～2min，所述脉冲曝气搅拌的强度为0.2～0.4cm/s。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述好氧阶段的曝气强度小于0.2cm/s。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述反应器采用物联网模块控制方式，对运行情况进行远程监控和调整。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述反应器为柱状结构，高径比为(1～3)：1。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述好氧颗粒污泥的SV30<23％，SVI<45mL/g。

9.根据权利要求1～8任一项所述的处理方法，其特征在于，在进行所述沉淀前，进行若干次静置-脉冲曝气搅拌。