CN114163079A

CN114163079A - 一种黑臭河道水处理工艺

Info

Publication number: CN114163079A
Application number: CN202111496840.8A
Authority: CN
Inventors: 张烜华
Original assignee: Suzhou Jinqu Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Jinqu Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2022-03-11

Abstract

本发明适用于河道水处理技术领域，提供了一种黑臭河道水处理工艺，包括组合气浮系统、SMBR一体化系统和叠螺机系统，SMBR一体化系统由一级缺氧池、好氧池、二级缺氧池、MBR膜池、清水池和设备间组成；河水进入SMBR一体化系统前，首先经水力格栅拦截水中毛发和固体杂物以保护膜组件，之后依次经过一级缺氧池、好氧池、二级缺氧池、MBR膜池，本发明实现了黑臭河水的生态恢复，充分的利用了河道周围的空间，真正避免了河道生态环境的恶化，不仅降低了一定的能耗还大大减轻了黑臭河水对生态环境的破坏。

Description

一种黑臭河道水处理工艺

技术领域

本发明属于河道水处理技术领域，尤其涉及一种黑臭河道水处理工艺。

背景技术

随着社会经济的进步，我国城镇化发展迅速。随之而来的是，大面积土壤地面被混凝土建筑物和硬化路面取代，地面污水径流流入河道，造成河道污染源增多。城镇化加速的另一个问题是城镇人口的激增，生活垃圾，生活污水部分直排到河道内，进一步加剧了河道的污染。经济的高速发展，工业企业数量规模的暴增，生产污水增多。工业废气排入大气，通过降水形式进入河道内。河道污染严重，一度超过自身净化负荷。此外，有毒有害物质流入自然水体，严重破坏了自然水体的平衡。水生植物，动物种群的数量，多样性遭到毁灭性破坏，并且长期无法得到恢复。这也使得城镇河道失去了自我修复能力。人类的创造力激增的同时，破坏力也同步增长。人类的活动，比如捕捞，乱扔垃圾，基建等对河道生化环境产生了严重的破坏。

黑臭河水的处理一直以来都是水处理中极具挑战的问题，如果河道旁有很多建筑物，河道过长。因此，传统的生化污水处理基建方法无法满足土地面积的要求。而且传统的缺氧生化工艺也很难在处理黑臭河水中起到较好的水解酸化作用。

一体化集装的系统可以有效地弥补占地面积时生化方法的缺陷。目前国内外多采用截污纳管、清淤、增氧曝气的方法处理黑臭河道。(1)截污纳管是解决水环境特别是纳污能力较小河道的主要技术手段之一，通过截流进入河道的污水引流至污水处理厂来减少进入河道的污染物，受历史和地形等因素的制约，截污纳管存在投资大、实施难、不彻底等的缺点，但截污纳管仍然是河道黑臭治理的重中之重，黑臭河道治理中应尽可能实施。河道清淤是减少河道内源污染的重要手段之一，科学清淤可减少积存河内的大量有机碳、氮、磷等营养物质，增大河道的蓄水量，是减少内源性污染、减轻水体黑臭的有效途径和措施。理论上只要彻底清除河底淤积的底泥，截流进入河道污染物，就能保证水体恢复其生态功能，杜绝底泥所释放的污染物影响水体修复的最终效果，但受地理地形等条件的限制，目前粗放式清淤往往很难做到科学和彻底。(3)增氧曝气是快速改善水质的有效手段之一，河水的自净能力与溶解氧浓度有关，当河流受到污染，过剩的有机物厌氧分解，导致黑臭物质增加。在污染河道治理工艺中，使用增氧曝气设备，向污水中强制加入空气，加强有机物与微生物及溶解氧的接触，促进污水中有机物的氧化分解，提高水体自净能力，整体保持水质。目前常用的方法虽然能够治理河水中的污染物，但是时效过长，无法有效的恢复河道的自净能力。

现有的处理方式尚存在一些缺陷，如无动力厌氧处理效果不理想，出水水质波动大；人工湿地占地面积大，处理效果不理想，不适合某些地形使用等突出问题也伴随而来。分散、集中综合性一体化农村污水及黑臭水体处理及回用方技术，成为处理农村污水及附近河流黑臭水体的必要补充措施；亟需一种新的用于农村污水或黑臭水体处理及回用的系统及方法。

鉴于此种情况，本发明公开了一种黑臭河水的处理工艺。经过验证，可以将河水中的氨氮含量、COD含量、Tp含量及TN含量进行有效处理，处理后的河水能够恢复相应自净能力；其中，污泥泥饼盐可作为煤炭的辅料进行利用；最终河水得到生态恢复，河中鱼虾能够生存。

发明内容

本发明提供一种黑臭河道水处理工艺，旨在解决在避免二次污染的同时，实现河水的生态环境恢复的问题。

本发明是这样实现的，一种黑臭河道水处理工艺，包括组合气浮系统、SMBR一体化系统和叠螺机系统，其中：

(1)组合气浮系统

向组合气浮系统加入化学药剂，絮凝好的河水进入气浮池的接触区，与释放器释放后的溶气水充分接触混合；使得水中悬浮物或者油类充分吸收粘附微小气泡，然后进入气浮分离区；水中悬浮物或者油类在气泡浮力的作用下，浮出水面形成浮渣层，浮渣由刮沫机刮至浮渣槽；下层的清水经集水管集流至清水池，一部分供回流溶气水使用，另一部分剩余清水通过溢流管排放；水面上的浮渣聚集到预设的厚度后，由刮沫机刮入气浮池浮渣槽，经浮渣出口阀排出；气浮处理后，出水COD小于80mg/L，SS降至100mg/L，BOD₅小于30mg/L，TN小于40mg/L，NH₄+-N小于22mg/L，TP小于1mg/L，PH＝7～8；

(2)SMBR一体化系统

所述SMBR一体化系统由一级缺氧池、好氧池、二级缺氧池、MBR膜池、清水池和设备间组成；河水进入SMBR一体化系统前，首先经水力格栅拦截水中毛发和固体杂物以保护膜组件，之后依次经过一级缺氧池、好氧池、二级缺氧池、MBR膜池；SMBR一体化系统处理后，出水COD小于30mg/L，SS降至10mg/L，BOD₅小于5mg/L，TN小于15mg/L，NH₄+-N小于1.5mg/L，TP小于0.3mg/L，PH＝7～8；

(3)叠螺机系统

SMBR一体化系统运行中产生的少量剩余污泥先排入污泥浓缩池浓缩，浓缩后上清液回流至调节池，浓缩污泥经叠螺机系统处理后定期外运处置。

优选的，所述组合气浮系统中的化学药剂为PAC，PAM，柠檬酸，次氯酸钠。

优选的，所述SMBR一体化系统加药为碳源，PAC。

优选的，所述SMBR一体化系统中MBR膜池采用中空纤维膜过滤过滤，全部细菌及悬浮均被截留在生化系统中，膜可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除NH₃-N；同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在系统中的停留时间，使之得到最大限度的降解，膜过滤出水经紫外线消毒后即可达标排放。

优选的，所述SMBR一体化系统中预留了化学除磷功能，当生化除磷不能满足排放要求时，启用化学除磷；化学除磷启用后加药装置根据设定的投加量将除磷药剂自动投加入MBR膜池内，除磷剂在膜池的水力搅拌混合作用下与水中的磷酸盐发生同步化学沉析及絮凝作用，再通过MBR膜池的高效截留作用从而去除磷酸盐。

优选的，所述MBR膜池采用中空纤维膜，采用的MBR膜孔径为0.06μm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明第一步采用“组合气浮”的组合工艺进行河水处理，相比于现有技术采用单一的清淤工艺。进水水质COD＝150mg/L，SS＝800mg/L，BOD₅＝80mg/L，TN＝40mg/L，NH₄+-N＝22mg/L，TP＝4.2mg/L，PH＝7～8；经过气浮处理后，出水COD小于80mg/L，SS降至100mg/L，BOD₅小于30mg/L，TN小于40mg/L，NH₄+-N小于22mg/L，TP小于1mg/L，PH＝7～8。

第二步经过SMBR一体化系统，将气浮出水的指标参数降为，COD小于30mg/L，SS降至10mg/L，BOD₅小于5mg/L，TN小于15mg/L，NH₄+-N小于1.5mg/L，TP小于0.3mg/L，PH＝7～8。

第三步采用“污泥浓缩池+叠螺机”工艺，剩余的小部分污泥变为泥饼，外运回收利用。

本发明实现了黑臭河水的生态恢复，充分的利用了河道周围的空间，真正避免了河道生态环境的恶化，不仅降低了一定的能耗还大大减轻了黑臭河水对生态环境的破坏。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明组合气浮系统的构造图；

图中：1、接触区；2、气浮分离区；3、刮沫机；4、浮渣槽；5、集水管；7、清水池；10、回流水泵；12、控制阀；17、溶气罐；18、溶气水控制阀；19、释放器；20、空压机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种黑臭河道水处理工艺，包括组合气浮系统、SMBR一体化系统和叠螺机系统，其中：

(1)组合气浮系统

向组合气浮系统加入化学药剂，絮凝好的河水进入气浮池的接触区1，与释放器19释放后的溶气水充分接触混合；使得水中悬浮物或者油类充分吸收粘附微小气泡，然后进入气浮分离区2；水中悬浮物或者油类在气泡浮力的作用下，浮出水面形成浮渣层，浮渣由刮沫机3刮至浮渣槽4；下层的清水经集水管5集流至清水池7，一部分供回流溶气水使用，另一部分剩余清水通过溢流管排放；水面上的浮渣聚集到预设的厚度后，由刮沫机3刮入气浮池浮渣槽4，经浮渣出口阀排出；气浮处理后，出水COD小于80mg/L，SS降至100mg/L，BOD₅小于30mg/L，TN小于40mg/L，NH₄+-N小于22mg/L，TP小于1mg/L，PH＝7～8；

(2)SMBR一体化系统

SMBR一体化系统由一级缺氧池、好氧池、二级缺氧池、MBR膜池、清水池和设备间组成；河水进入SMBR一体化系统前，首先经水力格栅拦截水中毛发和固体杂物以保护膜组件，之后依次经过一级缺氧池、好氧池、二级缺氧池、MBR膜池；SMBR一体化系统处理后，出水COD小于30mg/L，SS降至10mg/L，BOD₅小于5mg/L，TN小于15mg/L，NH₄+-N小于1.5mg/L，TP小于0.3mg/L，PH＝7～8；

(3)叠螺机系统

进一步的，组合气浮系统中的化学药剂为PAC，PAM，柠檬酸，次氯酸钠。

进一步的，SMBR一体化系统加药为碳源，PAC。

进一步的，SMBR一体化系统中MBR膜池采用中空纤维膜过滤过滤，全部细菌及悬浮均被截留在生化系统中，膜可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除NH₃-N；

同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在系统中的停留时间，使之得到最大限度的降解，膜过滤出水经紫外线消毒后即可达标排放。

进一步的，SMBR一体化系统中预留了化学除磷功能，当生化除磷不能满足排放要求时，启用化学除磷；化学除磷启用后加药装置根据设定的投加量将除磷药剂自动投加入MBR膜池内，除磷剂在膜池的水力搅拌混合作用下与水中的磷酸盐发生同步化学沉析及絮凝作用，再通过MBR膜池的高效截留作用从而去除磷酸盐。

进一步的，MBR膜池采用中空纤维膜，采用的MBR膜孔径为0.06μm。

在本实施方式中，第一步、采用“组合气浮”技术，经细格栅后的河水进入组合气浮系统，河水经过PAC，PAM絮凝好进入气浮池的接触区1，与释放器19释放后的溶气水充分接触混合。使得水中悬浮物或者油类充分吸收粘附微小气泡，然后进入气浮分离区2。水中悬浮物或者油类在气泡浮力的作用下，浮出水面形成浮渣层，浮渣由刮沫机3刮至浮渣槽4；下层的清水经集水管5集流至清水池7，清水池7的水经过提升泵进SMBR一体化系统，一部分供回流溶气水使用，另一部分剩余清水通过溢流管排放。水面上的浮渣聚集到一定厚度后，由刮沫机3刮入气浮池浮渣槽4，经浮渣出口阀排出。

溶气水的产生和释放：清水池7中的部分清水经回流水泵10加压，经控制阀12进入溶气罐17、空气与水在溶气罐17中进行溶解分离与循环，充分融合后产生的溶气水经溶气水控制阀18至释放器19，在气浮池接触区1进行释放。由于溶气罐17中的空气不断进入水中，空气将不断减少，此时自动控制部分能控制空压机20定量供气，保证足够供气量。

第二步、采用“SMBR”技术，河水由离心泵提升进入SMBR一体化系统，然后依次经过一级缺氧池、好氧池、二级缺氧池、MBR膜池，污水在高浓度悬浮活性污泥和填料固定生物膜的双重生物群体作用下充分降解，生物降解后的水经中空纤维膜过滤，净化后的清水在出水泵的抽吸作用下排出，在膜的高效截留作用下，全部细菌及悬浮均被截留在生化系统中，膜可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除NH₃-N；同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在系统中的停留时间，使之得到最大限度的降解。膜过滤出水经紫外线消毒后即可达标排放。

为加强脱氮效果，SMBR一体化系统采用AO工艺。MBR膜池污泥部分回流至好氧池，由于MBR膜池中要保证膜的冲刷强度，曝气量大，水中溶解氧基本处于饱和状态，污泥回流至好氧池除补充活性污泥量外还可以为好氧池带去大量溶解氧，好氧池曝气量可以有效削减，溶解氧得到了综合利用同时降低了能耗；

一级缺氧池位于工艺系统前端，在此首先进行水解酸化和反硝化，反硝化菌将膜池混合液回流中的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中。在好氧池，活性污泥将入流中的有机氮转化成的氨氮，通过生物硝化作用，将氨氮转化成硝酸盐；在二级缺氧池中，反硝化菌将好氧池中产生的硝酸盐通过生物反硝化作用转化为氮气实现脱氮，此工艺与传统A2/O工艺比较省掉了硝化液回流，降低了处理能耗同时强化了处理系统的脱氮功能；

为保证出水总磷达标，SMBR一体化系统预留了化学除磷功能，当生化除磷不能满足排放要求时，启用化学除磷。化学除磷启用后加药装置根据设定的投加量将除磷药剂自动投加入MBR膜池内，除磷剂在膜池的水力搅拌混合作用下与水中的磷酸盐发生同步化学沉析及絮凝作用，再通过MBR膜的高效截留作用从而去除磷酸盐，工程实践经验表明，MBR工艺中膜分离对总磷的截留有重要贡献，实施化学除磷只需形成膜能够截留的细小絮体即可，因此可以节省加药量，在MBR工艺中投加除磷药剂进行化学除磷，不仅可以取得很好的除磷效果，对污泥性状和膜污染控制也不会造成明显的影响，而且经济可行。

采用的MBR膜孔径为0.06μm，大肠杆菌大小(长×宽)约为0.4～0.7×1～3μm，因此大肠杆菌基本能被膜截留在池内，膜出水再通过辅助消毒后实现出水的达标排放，出水水体指标达到地表水Ⅳ类水要求。

第三步，上一步得到的污泥经过污泥浓缩池浓缩，浓缩后上清液回流至调节池，浓缩污泥经叠螺脱水设备处理后定期外运处置。

实施例1

一种黑臭河道水的处理的新工艺，具体步骤如下：

1)，将张家港区间河河水经过细格栅，去除废水中的的悬浮物，由抽水泵打进气浮装置，按照0.025g/L PAC，0.01g/LPAM添加药剂。经过气浮出水水质如下。

序号	项目	单位	进水水质	出水水质
					1	COD<sub>Cr</sub>	mg/L	≤150	≤80
2	BOD<sub>5</sub>	mg/L	≤80	≤30
					2	氨氮	mg/L	≤22	≤22
3	TP	mg/L	≤4.2	≤1
					4	SS	mg/L	≤800	≤100
5	TN	mg/L	≤40	≤40
					6	pH	无量纲	6～7	7～8

2)，1)中的出水进入SMBR一体化系统，经过添加碳源，调节pH环境出水指标如下：

实施例2

一种黑臭河道水的处理的新工艺，具体步骤如下：

序号	项目	单位	进水水质	出水水质
					1	COD<sub>Cr</sub>	mg/L	≤87	≤60
2	BOD<sub>5</sub>	mg/L	≤54	≤26
					2	氨氮	mg/L	≤25	≤25
3	TP	mg/L	≤2.2	≤1
					4	SS	mg/L	≤500	≤100
5	TN	mg/L	≤46	≤46
					6	pH	无量纲	6～7	7～8

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种黑臭河道水处理工艺，其特征在于，包括组合气浮系统、SMBR一体化系统和叠螺机系统，其中：

(1)组合气浮系统

(2)SMBR一体化系统

(3)叠螺机系统

所述SMBR一体化系统运行中产生的少量剩余污泥先排入污泥浓缩池浓缩，浓缩后上清液回流至调节池，浓缩污泥经叠螺机系统处理后定期外运处置。

2.根据权利要求1所述的黑臭河道水处理工艺，其特征在于，

所述组合气浮系统中的化学药剂为PAC，PAM，柠檬酸，次氯酸钠。

3.根据权利要求1所述的黑臭河道水处理工艺，其特征在于：所述SMBR一体化系统加药为碳源，PAC。

4.根据权利要求1所述的黑臭河道水处理工艺，其特征在于：所述SMBR一体化系统中MBR膜池采用中空纤维膜过滤过滤，全部细菌及悬浮均被截留在生化系统中，膜可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除NH₃-N；

5.根据权利要求1所述的黑臭河道水处理工艺，其特征在于：所述SMBR一体化系统中预留了化学除磷功能，当生化除磷不能满足排放要求时，启用化学除磷；化学除磷启用后加药装置根据设定的投加量将除磷药剂自动投加入MBR膜池内，除磷剂在膜池的水力搅拌混合作用下与水中的磷酸盐发生同步化学沉析及絮凝作用，再通过MBR膜池的高效截留作用从而去除磷酸盐。

6.根据权利要求4所述的黑臭河道水处理工艺，其特征在于：所述MBR膜池采用中空纤维膜，采用的MBR膜孔径为0.06μm。