CN115466019A - 复合型污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合型污水处理方法。本发明包括预处理去除污水中大颗粒以及细小悬浮物；生化处理：预处理后的污水依次通过兼氧池、缺氧池、厌氧池、好氧池、后置缺氧池和后置好氧池进行生化处理，然后从后置好氧池流出；后置好氧池内设置内回流装置，内回流装置将后置好氧池内部分混合液同时内回流至兼氧池和缺氧池；深度处理：从后置好氧池流出的污水再流入深度处理单元进行深度处理；深度处理单元包括依次串联设置平流沉淀池和高效沉淀池，污水从平流沉淀池流入，从高效沉淀池流出；污水在平流沉淀池内发生沉淀，形成污泥；平流沉淀池内设置外回流装置，外回流装置将平流沉淀池内部分污泥回流至兼氧池。本发明的脱氮、除磷效果均较好。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种复合型污水处理方法。
背景技术
根据《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》以及相关指导文件，岷江、沱江流域所属污水处理项目提标改造工程一般采用高密度沉淀池+反硝化深床滤池的指导工艺。该种工艺在建设用地、资金投入以及后期运行管理上均有着较高要求。因此，选择一种合适的污水处理工艺不仅能满足出水各项指标达到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》
(DB51/2311-2016)标准，保证建设成本可控，还有利于污水处理厂的运行管理。
在专利公开号CN113845218A中公开了一种多级AO污水处理系统及其工艺，该工艺包括沿污水流程处理方向依次串联设置的预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池、消氧池、后缺氧池、后好氧池和二沉池。预缺氧池的前端设置有进水区，二沉池的后端设置有出水区。污水优选经过预缺氧池的预处理，然后进入一级污水处理单元和二级污水处理单元，形成缺氧和好氧交替的形式，多级反应，达到脱氮除磷的效果。最后经过二沉池处理获得优质出水的同时，还能够实现污泥的减量，使得出水能够达到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》中的一级标准，而且综合使用成本较低。在强化除磷工艺中聚磷菌可利用的可生物降解COD的比例越高，混合液中聚磷菌的数量就会越多，系统除磷效果越明显，该发明专利主要侧重于对总氮的去除，生物除磷效果相对偏低。按照出水污染物指标提档升级要求，显然该发明专利的出水总磷指标无法满足现行要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：本发明提供一种脱氮、除磷效果均较好的复合型污水处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种复合型污水处理方法，包括以下步骤：
预处理：待处理污水流入预处理单元去除污水中大颗粒以及细小悬浮物；
生化处理：预处理后的污水依次通过兼氧池、缺氧池、厌氧池、好氧池、后置缺氧池和后置好氧池进行生化处理，然后从后置好氧池流出；后置好氧池内设置内回流装置，内回流装置将后置好氧池内部分混合液同时内回流至兼氧池和缺氧池；
深度处理：从后置好氧池流出的污水再流入深度处理单元进行深度处理；深度处理单元包括依次串联设置平流沉淀池和高效沉淀池，污水从平流沉淀池流入，从高效沉淀池流出；污水在平流沉淀池内发生沉淀，形成污泥；平流沉淀池内设置外回流装置，外回流装置将平流沉淀池内部分污泥回流至兼氧池。
进一步的是：生化处理步骤中，当后置缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，预处理后的部分污水同时进入后置缺氧池或对后置缺氧池进行碳源投加。
进一步的是：在生化处理步骤的好氧池内投放悬浮填料，形成MBBR生物处理工艺。
进一步的是：高效沉淀池包括依次串联设置的高效池混凝区、高效池絮凝区和高效池斜板沉淀区；在高效池混凝区投加PAC，在高效絮凝区投加PAM。
进一步的是：生化处理步骤中，当缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，对缺氧池进行碳源投加。
进一步的是：平流沉淀池向兼氧池外回流比为50％-100％。
进一步的是：后置好氧池向兼氧池内回流比为10％-20％；后置好氧池向缺氧池内回流比为150％-250％。
进一步的是：在生化处理步骤的兼氧池底设置水下推流器，水下推流器推流方向与污水流动方向相反。
进一步的是：在后置缺氧池中设置曝气装置，当后置缺氧池出水污染物TN指标≤5mg/L，出水污染物COD指标≥25mg/L时，启动曝气装置增加好氧区的有效容积；当后置缺氧池出水污染物COD指标≤10mg/L，出水污染物TN指标介于8-9mg/L之间时，关闭曝气装置达到后置缺氧功能。
本发明的有益效果是：
1.本发明所提供的复合型污水处理方法，污水首先经过预处理去除污水中大颗粒以及细小悬浮物。然后污水进行生化处理，在生化处理时，污水先流入兼氧池，在兼氧池内通过水解作用和产酸作用，将污水中部分不溶性的有机物转化为溶解性的有机物，部分难降解的大分子有机物转化为小分子的易降解有机物，提高污水的可生化性，进而提升了原水当中的C/N比。兼氧池处理后的将污水再依次通过缺氧池、厌氧池和好氧池，在缺氧—厌氧—好氧的交替运行中，实现有机物污染物和总磷、总氮的去除；再将污水通入后置缺氧池进一步强化对总氮的去除；再将污水通过后置好氧池加强对有机物的去除。污水最后进行深度处理，深度处理包括依次串联设置平流沉淀池和高效沉淀池，污水通过平流沉淀池去除污泥，通过高效沉淀池去除悬浮物和胶体等物质。在本发明中将后置好氧池内部分混合液内回流至兼氧池能提高后续的硝化反应和反硝化反应；将后置好氧池内部分混合液内回流至缺氧池，反硝化菌能利用进水碳源将内回流到缺氧池中的硝态氮还原成氮气，达到脱氮目的。本发明中将平流沉淀池的污泥回流到兼氧池，能保证各个生化池保持相对稳定的MLSS，维持合适的污泥负荷，还有助于厌氧池和缺氧池的反应。且在本发明中将传统AAO工艺中的厌氧池与缺氧池进行了倒置，能减小污泥中的硝酸盐对厌氧池的冲击，避免因回流来带的大量硝酸盐影响厌氧段磷的释放，为聚磷菌的释磷创选良好的环境，进而强化了除磷效果。采用本发明所提供的方法后，污水的脱氮、除磷效果均较好。
2.在本发明中，采用多点进水工艺，一般情况下预处理后的全部污水直接进入生化处理中的兼氧池内；当后置缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，预处理后的部分污水同时进入后置缺氧池，这部分污水充当一部分碳源，提高了后置反硝化能力，能有效降低了外加碳源药剂的药耗。
3.本发明在生化处理步骤的好氧池内采用了MBBR生物处理工艺，能强化生化处理步骤的脱氮能力。
4.本发明在深度处理步骤中，在高效池混凝区投加PAC，在高效絮凝区投加PAM，能强化混凝反应和絮凝反应。
5.为强化缺氧池的反硝化能力，当缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，对缺氧池进行碳源投加。
6.本发明中，在后置缺氧池中设置曝气装置，当后置缺氧池出水污染物TN指标≤5mg/L，出水污染物COD指标≥25mg/L时，启动曝气装置增加好氧区的有效容积，加强对有机物的去除；当后置缺氧池出水污染物COD指标≤10mg/L，出水污染物TN指标介于8-9mg/L之间时，关闭曝气装置达到后置缺氧功能，加强对总氮的去除。
附图说明
图1是本发明复合型污水处理方法流程图；
图2是本发明复合型污水处理方法中生化处理步骤进水COD和出水COD对照图；
图3是本发明复合型污水处理方法中生化处理步骤进水NH3-N和出水NH3-N对照图；
图4是本发明复合型污水处理方法中生化处理步骤进水TP和出水TP对照图；
图5是本发明复合型污水处理方法中生化处理步骤进水TN和出水TN对照图；
图6是使用本发明复合型污水处理方法后进水COD和出水COD对照图；
图7是使用本发明复合型污水处理方法后进水NH3-N和出水NH3-N对照图；
图8是使用本发明复合型污水处理方法后进水TP和出水TP对照图；
图9是使用本发明复合型污水处理方法后进水TN和出水TN对照图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步具体说明，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。但是，需要说明的是，对这些实施方式的说明是示意性的，并不构成对本发明的具体限定。
下面是本发明复合型污水处理方法各步骤的功能简介：
预处理，污水经预处理步骤后，水体中大颗粒以及细小悬浮物得以去除。
生化处理，预处理完成后的污水进行生化处理。生化处理时，污水先流入兼氧池，在兼氧池内通过水解作用和产酸作用，将污水中部分不溶性的有机物转化为溶解性的有机物，部分难降解的大分子有机物转化为小分子的易降解有机物，提高污水的可生化性，进而提升了原水当中的C/N比；再将污水通过缺氧池、厌氧池和好氧池，在缺氧—厌氧—好氧的交替运行中，实现有机物污染物和总磷、总氮的去除；再将污水通入后置缺氧池进一步强化对总氮的去除；再将污水通过后置好氧池加强对有机物的去除。
深度处理，生化处理完成后的污水，进一步流入深度处理单元进行深度处理。深度处理单元包括依次串联设置平流沉淀池和高效沉淀池，污水通过平流沉淀池去除污泥，通过高效沉淀池去除悬浮物和胶体等物质。
在本发明中，将后置好氧池内部分混合液内回流至兼氧池能提高后续的硝化反应和反硝化反应；将后置好氧池内部分混合液内回流至缺氧池后，反硝化菌能利用进水碳源将内回流到缺氧池中的硝态氮还原成氮气，达到脱氮目的；将平流沉淀池的污泥回流到兼氧池，能保证各个生化池保持相对稳定的MLSS，维持合适的污泥负荷，还有助于厌氧池和缺氧池的反应。
以下详细介绍本发明的生化处理步骤：
深化处理时，污水依次通过兼氧池、缺氧池、厌氧池、好氧池、后置缺氧池和后置好氧池，最后从后置好氧池流出。
兼氧池：污水经过预处理后首先进入兼氧池。由于预处理过程中污水跌落或设备运转，外部空气进入水体当中，使得兼氧池中存在一定的溶解氧溶度，微生物在此特定生长环境下，形成了在有氧或无氧环境中均能生长繁殖的微生物即兼氧菌。后置好氧池内部分混合液内回流至兼氧池与进水进行混合，有利于后续硝化反应和反硝化反应进行。为了延长污水在兼氧池内的停留时间，同时活性污泥能与进水进行充分混合，优选的，在兼氧池内底部设置水下推流器，水下推流器的推流方向和污水水流方相对。兼氧菌在兼氧池内通过水解作用和产酸作用，将污水中部分不溶性的有机物转化为溶解性的有机物，部分难降解的大分子有机物转化为小分子的易降解有机物，提高污水的可生化性，进而提升了污水当中的C/N比。
缺氧池：兼氧池流出的污水流入缺氧池。反硝化菌利用进水碳源将内回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气，达到脱氮的目的。当缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，对缺氧池进行碳源投加，以保证反硝化的碳源要求。
内回流的混合液经兼氧池进入缺氧池，然后进入好氧池，平流沉淀池内部分污泥外回流至兼氧池，该处将传统AAO工艺中的厌氧池与缺氧池进行倒置，减少了外回流污泥中硝酸盐对厌氧池的冲击，避免因外回流来带的大量硝酸盐影响厌氧池磷的释放，为聚磷菌的释磷创选了良好的环境。
厌氧池：缺氧池流出的污水流入厌氧池。经好氧池聚磷菌(PAO)对污水中的溶解性磷酸盐过量吸收，在平流沉淀池进行沉淀分离，含有过量磷的污泥通过外回流至兼氧池。聚磷菌在厌氧条件下，将体内聚集的聚磷分解，形成的无机磷则释放回污水中。
好氧池：厌氧池流出的污水流入好氧池，好氧池主要是完成硝化反应，有机物的降解以及聚磷菌在好氧状态下过度吸磷。为强化生化处理的脱氮能力，优选的，在好氧池内投加悬浮填料，形成MBBR生物处理工艺。这样设计后，一定程度上实现了硝化菌的持续停留，提高了有限池容下的污泥浓度及低温季节的硝化能力。在本发明复合型污水处理方法中，好氧池填料采用高密度聚乙烯(HDPE)，整体呈柱状规格Φ25×10mm，比表面积≥800m2/g，空隙率≥91％，比重0.94-0.97g/cm3，硝化效率500-1200gNH4-N/m3.d。由于悬浮填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利率。
后置缺氧池：好氧池流出的污水流入后置缺氧池。后置缺氧池作为后置反硝化区，可以利用内源呼吸的内碳源或者外加碳源，进一步进行反硝化反应，达到对水体硝酸盐氮的去除。在后置缺氧池中设置曝气装置，当后置缺氧池出水污染物TN指标≤5mg/L，出水污染物COD指标≥25mg/L时，启动曝气装置增加好氧区的有效容积，有效利用有氧环境下微生物吸收分解污水中的有机物来实现出水污染COD指标的去除；反之，当后置缺氧池出水污染物COD指标≤10mg/L，出水污染物TN指标介于8-9mg/L之间时，关闭曝气装置达到后置缺氧功能。
一般情况下后置缺氧池不进行碳源投加，该池作为后置反硝化区，利用内源呼吸的内碳源进行反硝化反应。当后置缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，缺氧池无法完全对硝酸盐氮进行去除，这是由于缺氧段没有能力将大量回流的硝酸盐全部进行反硝化，此时在后置缺氧池进行碳源药剂投加，这样可进一步进行反硝化，确保后续出水总氮指标达标。目前投加碳源的种类较多，本复合型污水处理方法采用乙酸钠作为外部碳源投加。根据实测数据，进水总氮平均情况下BOD5/TN＝52/30＝1.73(一般认为BOD5/TN≥4可有效脱氮)，该情况下需外加碳源，保证总氮的去除。乙酸钠投加量C＝K×(1.93TN-(BOD5-6)/2.86)＝1.3×(1.93×30-(52-6)/2.86)＝54.3mg/L；校核：BOD5/TN＝(54.3/1.93*2.86+52)/30＝4.42。
同时本发明复合型污水处理方法中，采用多点进水工艺，一般情况下预处理后的全部污水直接进入生化处理步骤的兼氧池内；当后置缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，预处理后的部分污水同时进入后置缺氧池，这部分污水充当一部分碳源，提高后置反硝化能力，能有效降低了外加碳源药剂的药耗；
后置好氧池：后置缺氧池流出的污水流入后置好氧池。后置好氧池能加强对有机物的去除。本发明复合型污水处理方法中，将后置好氧池内的硝态氮回流液内回流至缺氧池进行反硝化；将后置好氧池部分混合液内回流至兼氧池与进水进行混合，加强前段硝化反应和反硝化反应进行。后置好氧池内回流比控制根据进出水TN指标进行核算，最大内回流比根据进水设计TN指标进行核算。内回流比过低直接导致进入缺氧区硝酸盐氮总量减少，进而造成后续总氮指标的上涨，而内回流比在最大回流量基础上继续增大，并不能有效提高总氮的去除率，这是由于缺氧段没有能力将大量回流的硝酸盐全部进行反硝化。同时，较高的内回流比增加了设备的能耗。优选的，后置好氧池向兼氧池内回流比为10％-20％；后置好氧池向缺氧池内回流比为150％-250％。
以下详细介绍本发明的深度处理步骤：
后置好氧池流出的污水流入深度处理单元，深度处理单元包括依次串联设置平流沉淀池和高效沉淀池，污水从平流沉淀池流入，从高效沉淀池流出。
平流沉淀池由平流池沉淀区和吸泥装置组成。平流池沉淀区利用平流沉淀池水利停留时间及污泥沉降性能进行自然沉降，形成上清液后经出水堰进入后续环节。平流沉淀池沉淀后的污泥中含有大量的过量磷以及硝酸盐，平流沉淀池底部污泥通过滑道和吸泥装置将污泥外回流至兼氧池，不仅能提高了生化处理过程的污泥浓度，在该区利用微生物的选择性进行预先反应，有助于后续厌氧池和缺氧池的反应。优选的，平流沉淀池向兼氧池外回流比为50％-100％，目的是为了保证前端生化处理相对稳定的MLSS，维持合适的污泥负荷。
高效沉淀池由高效池混凝区、高效池絮凝区和高效池斜板沉淀区组成。污水从平流沉淀池流出后进入高效池混凝区，高效池混凝区为高效沉淀池的入口，在高效池混凝区内投加PAC(铁盐或铝盐)促进污水中的微小悬浮物颗粒发生混凝反应，使污水中的原本处于稳定状态的胶体颗粒失去原有的状态相互聚结的过程。污水经过高效池混凝区后进入高效池絮凝区，在絮凝区投加PAM(聚丙烯酰胺)强化絮凝，使失去稳定状态的胶体颗粒，通过药剂吸附桥架作用及胶体颗粒的网捕作用聚集在一起形成更大的絮团进行沉降。污水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，其它BOD、COD、TP、和色度等指标均与悬浮物浓度相关，因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成份就高，而有机物本身就含磷，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD、COD和TP增加。通过絮凝沉降水体当中的悬浮物得到有效的去除，从而保证后续出水各指标稳定达标。高效池斜板沉淀区：该区域主要作用为利用斜板提高水流均匀分配，使絮凝絮体在重力作用下进行沉淀，沉淀区设置有刮泥机通过刮泥装置将污泥收集外排，同时保持沉淀区底部污泥层高度处于相对平均。
本发明复合型污水处理方法，生化处理步骤和深度处理步骤的主要工艺参数如表1所示。
表1
如图2至5所示，为本发明复合型污水处理方法中生化处理步骤进水和出水各组分对照图。如图6至9所示，为使用本发明复合型污水处理方法进水和出水各组分对照图。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.复合型污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
预处理：待处理污水流入预处理单元去除污水中大颗粒以及细小悬浮物；
生化处理：预处理后的污水依次通过兼氧池、缺氧池、厌氧池、好氧池、后置缺氧池和后置好氧池进行生化处理，然后从后置好氧池流出；后置好氧池内设置内回流装置，内回流装置将后置好氧池内部分混合液同时内回流至兼氧池和缺氧池；
深度处理：从后置好氧池流出的污水再流入深度处理单元进行深度处理；深度处理单元包括依次串联设置平流沉淀池和高效沉淀池，污水从平流沉淀池流入，从高效沉淀池流出；污水在平流沉淀池内发生沉淀，形成污泥；平流沉淀池内设置外回流装置，外回流装置将平流沉淀池内部分污泥外回流至兼氧池。
2.根据权利要求1所述的复合型污水处理方法，其特征在于：生化处理步骤中，当后置缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，预处理后的部分污水同时进入后置缺氧池或对后置缺氧池进行碳源投加。
3.根据权利要求1所述的复合型污水处理方法，其特征在于：在生化处理步骤的好氧池内投放悬浮填料，形成MBBR生物处理工艺。
4.根据权利要求1所述的复合型污水处理方法，其特征在于：高效沉淀池包括依次串联设置的高效池混凝区、高效池絮凝区和高效池斜板沉淀区；在高效池混凝区投加PAC，在高效絮凝区投加PAM。
5.根据权利要求1所述的复合型污水处理方法，其特征在于：生化处理步骤中，当缺氧池的进水浓度BOD5/TN＜4时，对缺氧池进行碳源投加。
6.根据权利要求1所述的复合型污水处理方法，其特征在于：平流沉淀池向兼氧池外回流比为50％-100％。
7.根据权利要求1所述的复合型污水处理方法，其特征在于：后置好氧池向兼氧池内回流比为10％-20％；后置好氧池向缺氧池内回流比为150％-250％。
8.根据权利要求1所述的复合型污水处理方法，其特征在于：在生化处理步骤的兼氧池底设置水下推流器，水下推流器推流方向与污水流动方向相反。
9.根据权利要求1所述的复合型污水处理方法，其特征在于：在后置缺氧池中设置曝气装置，当后置缺氧池出水污染物TN指标≤5mg/L，出水污染物COD指标≥25mg/L时，启动曝气装置增加好氧区的有效容积；当后置缺氧池出水污染物COD指标≤10mg/L，出水污染物TN指标介于8-9mg/L之间时，关闭曝气装置达到后置缺氧功能。
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