CN116553774A - 一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法，属于污水处理技术领域。本发明将工业污水顺次进行氧化处理、水解酸化处理，得到预处理的工业污水，之后将生活污水与预处理的工业污水混合进行调节处理，得到混合污水；最后将混合污水顺次进行脱氮除磷处理、泥水分离处理、深度处理、消毒处理即可。本发明通过调整各分点进水量配比，解决混合污水中由于工业污水较多导致的碳源不足问题，保证了A2O工艺的处理效果，同时降低处理能耗和成本。通过深度处理，进一步去除混合污水中难生化降解或不可生化降解地大分子有机物，保证出水水质稳定达标。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法。
背景技术
芬顿工艺技术是利用高级氧化原理来分解污水相关的有害化学物质，其芬顿反应试剂主要由亚铁盐和过氧化氢组成，在一定的pH值条件时，在催化剂三价铁离子的作用下，双氧水被催化分解生成羟基自由基，使污水中难以降解的有机成分污染物发生如加成、取代、断键、开环、电子转移等一系列的有机化学反应，将废水中的有机高分子难以降解的化学物质分解为易被微生物降解的小分子有机物质，目前已成功应用于处理难以降解的高浓度有机废水的处理工艺中，例如采用少量芬顿反应试剂对工业污水进行预处理，将污水中的难以降解高分子有机物氧化一部分，使污水的溶解性、混凝沉淀性和可生化降解性能发生较大改变，这样利于污水后续处理。
A2O工艺是一种常用的二级污水处理工艺，具有同步脱氮除磷的作用，可用于二级污水处理或三级污水处理，具有良好的脱氮除磷效果。污水与回流污泥先进入厌氧池完全混合，回流污泥中的聚磷菌释放出磷，满足细菌对磷的需求；然后污水流入缺氧池，池中的反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝态氮还原为氮气而释放；接下来污水流入好氧池，水中的氨态氮通过硝化反应生成硝态氮，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。
目前，针对二级生物处理基础上进一步深度处理出水中氮的去除，常采用的工艺有深床滤池、活性炭吸附法以及膜分离工艺。
深床滤池滤料层在缺氧环境下运行，通过反硝化反应和颗粒滤料的截留悬浮物的作用，降低出水浊度，能够同时去除SS、TN、TP。活性炭吸附工艺使废水中的污染物质被吸附在活性炭表面而去除的过程，同时可以有效的去除臭味和色度。活性炭吸附技术对于一些难以通过生物法和化学法去除的有机污染物具有较好的处理效果。膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动力下，进行分离、提纯以及浓缩富集的技术。与传统的过滤技术相比，膜分离技术可以在不依靠其它设备的情况下以不同的速度在混合物中分离不同物质。
目前在处理工业污水与生活污水的混合污水时，由于工业污水的水质水量冲击，造成混合污水可生化性较低且碳源不足，生物脱氮除磷处理效果较差，同时由于硝化菌、反硝化菌、聚磷菌在碳源需求上的矛盾与竞争，很难在同一系统中同时高效脱氮和除磷。这些问题严重影响混合污水处理系统出水水质与稳定性。
因此，研究一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法，以解决现有技术中很难在同一系统中同时高效脱氮和除磷，污水处理系统出水水质和稳定性差的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法，包括以下步骤：
(1)将工业污水顺次进行氧化处理、水解酸化处理，得到预处理的工业污水；
(2)将生活污水与预处理的工业污水混合进行调节处理，得到混合污水；
(3)将混合污水顺次进行脱氮除磷处理、泥水分离处理、深度处理、消毒处理即可；
所述脱磷除氮处理在生物反应池中进行，生物反应池采用分点进水方式，进水点分别为厌氧区和缺氧区，其中厌氧区和缺氧区进水配比为3～4:6～7，外回流比为60～100％，内回流比为150～250％。
作为优选，所述步骤(1)中，氧化处理采用芬顿试剂，芬顿试剂中双氧水和亚铁离子的摩尔比为4～6:1，其中双氧水的投加量为15～25mL/L。
作为优选，所述步骤(1)中，水解酸化处理时水力停留时间为6～10h。
作为优选，所述步骤(2)中，调节处理时水力停留时间为6～10h。
作为优选，所述步骤(3)中，泥水分离处理时顺次通过二沉池和高效沉淀池，其中二沉池的水力停留时间为1～2h，高效沉淀池的水力停留时间为10～15min。
作为优选，所述步骤(3)中，深度处理在MBR滤池中进行，MBR滤池的水力停留时间为4～6h。
作为优选，所述步骤(3)中，消毒处理时水力停留时间为20～30min。
本发明的有益效果：
(1)通过分析工业污水来源，工业污水水质水量，并查阅大量文献，本发明选择适合的预处理工艺，切实有效地提高工业污水可生化性。
(2)通过调整各分点进水量配比，解决混合污水中由于工业污水较多导致的碳源不足问题，保证了A2O工艺的处理效果，同时降低处理能耗和成本。
(3)通过MBR滤池进行深度处理，进一步去除混合污水中难生化降解或不可生化降解地大分子有机物，保证出水水质稳定达标。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法，包括以下步骤：
(1)将工业污水顺次进行氧化处理、水解酸化处理，得到预处理的工业污水；
(2)将生活污水与预处理的工业污水混合进行调节处理，得到混合污水；
(3)将混合污水顺次进行脱氮除磷处理、泥水分离处理、深度处理、消毒处理即可；
所述脱磷除氮处理在生物反应池中进行，生物反应池采用分点进水方式，进水点分别为厌氧区和缺氧区，其中厌氧区和缺氧区进水配比为3～4:6～7，外回流比为60～100％，内回流比为150～250％。
在本发明中，工业污水在进行氧化处理前优选依次通过细格栅、提升泵房，其中细格栅的栅条间隙为8～12mm，优选为9～11mm，进一步优选为10mm。
在本发明中，所述步骤(1)中，氧化处理采用芬顿试剂，芬顿试剂中双氧水和亚铁离子的摩尔比为4～6:1，优选为4.5～5.5:1，进一步优选为5:1；其中双氧水的投加量为15～25mL/L，优选为17～23mL/L，进一步优选为20mL/L。
在本发明中，所述步骤(1)中，水解酸化处理时水力停留时间为6～10h，优选为7～9h，进一步优选为8h。
在本发明中，生活污水与预处理的工业污水混合前优选依次通过粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池，其中粗格栅的栅条间隙为18～22mm，优选为19～21mm，进一步优选为20mm；细格栅的栅条间隙为4～6mm，优选为5mm；沉砂池的水力停留时间为30～50s，优选为35～45s，进一步优选为40s。
在本发明中，所述步骤(2)中，调节处理时水力停留时间为6～10h，优选为7～9h，进一步优选为8h。
在本发明中，优选根据混合污水的碳氮比、碳磷比调整各个进水点的进水配比和内外回流比，其中当碳氮比≥5，碳磷比≤18时，控制厌氧区和缺氧区进水配比为4:6，外回流比为60～80％，优选为70％；内回流比为150～200％，优选为160～190％，进一步优选为170～180％，当碳氮比＜5，碳磷比＞18时，控制厌氧区和缺氧区进水配比为3:7，外回流比为75～100％，优选为80～90％，进一步优选为90％；内回流比为200～250％，优选为210～240％，进一步优选为220～230％。
在本发明中，混合污水在厌氧区的水力停留时间优选为1～2h，进一步优选为1.2～1.8h；混合污水在缺氧区的水力停留时间优选为3～4h，进一步优选为3.2～3.8h；混合污水在好氧区的水力停留时间优选为10～11h，进一步优选为10.2～10.8h。
在本发明中，所述步骤(3)中，泥水分离处理时顺次通过二沉池和高效沉淀池，其中二沉池的水力停留时间为1～2h，优选为1.2～1.8h，进一步优选为1.4～1.6h；高效沉淀池的水力停留时间为10～15min，优选为11～14min，进一步优选为12～13min。
在本发明中，所述步骤(3)中，深度处理在MBR滤池中进行，MBR滤池的水力停留时间为4～6h，优选为5h。
在本发明中，所述步骤(3)中，消毒处理时水力停留时间为20～30min，优选为22～28min，进一步优选为24～26min。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
工业污水依次通过细格栅、提升泵房，其中细格栅的栅条间隙为10mm，然后进入芬顿氧化池氧化处理，芬顿试剂中双氧水和亚铁离子的摩尔比为5:1，双氧水的投加量为20mL/L，氧化处理的工业污水再进入水解酸化池，水解酸化处理8h后得到预处理的工业污水。
工业污水预处理前后水质指标见表1，从数据上看，预处理工艺提高了工业污水的可生化性。
表1工业污水预处理前后水质指标
| COD(mg/L) | B/C | |
| 预处理前进水 | 473.1 | 0.07 |
| 预处理后出水 | 189.2 | 0.22 |
生活污水依次通过粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池，其中粗格栅的栅条间隙为20mm，细格栅的栅条间隙为5mm，沉砂池的水力停留时间为40s，之后与预处理的工业污水混合进入调节池，调节池中水力停留时间为8h，得到混合污水。
混合污水采用分点进水方式进入A2O生物反应池，进水点分别为厌氧区和缺氧区，其中混合污水的碳氮比＜5，碳磷比＞18，具体的进水配比和内外回流比为：混合污水的30％和沉淀池回流的污泥首先进入厌氧区，其中沉淀池的污泥回流至厌氧区的外回流比为100％，在厌氧区的活性污泥中的聚磷菌主要发生释磷作用；厌氧区混合液出流与混合污水的70％以及好氧区回流的混合液一起进入缺氧区，其中好氧区回流的混合液进入缺氧区的内回流比为250％，在缺氧区，反硝化菌通过反硝化作用将好氧区回流混合液中的硝态氮还原为氮气；缺氧区的混合液出流进入好氧区，好氧区的混合液出流一部分回流至缺氧区，另一部分进入沉淀池，在好氧区，聚磷菌摄取混合污水中的磷，同时硝化菌将混合污水中的氨氮转化为硝态氮。其中，厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为1.6h、3.2h、10.8h，污泥龄为20d，MLSS为2800mg/L。
脱氮除磷处理后的混合污水依次经过二沉池、高效沉淀池进行泥水分离，其中二沉池的水力停留时间为90min，高效沉淀池分为混合池和絮凝池，其中混合池的混合时间为1.5min，絮凝池的水力停留时间为10min。
泥水分离后的混合污水再依次进入MBR滤池、臭氧接触池、消毒出水池，其中MBR滤池对混合污水进行深度处理，水力停留时间为4h，臭氧接触池对混合污水进行消毒处理，水力停留时间为26min，最后消毒处理后即可排放至消毒出水池中。
实施例2
工业污水依次通过细格栅、提升泵房，其中细格栅的栅条间隙为8mm，然后进入芬顿氧化池氧化处理，芬顿试剂中双氧水和亚铁离子的摩尔比为4:1，双氧水的投加量为15mL/L，氧化处理的工业污水再进入水解酸化池，水解酸化处理6h后得到预处理的工业污水。
工业污水预处理前后水质指标见表2，从数据上看，预处理工艺提高了工业污水的可生化性。
表2工业污水预处理前后水质指标
| COD(mg/L) | B/C | |
| 预处理前进水 | 427.2 | 0.11 |
| 预处理后出水 | 170.9 | 0.25 |
生活污水依次通过粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池，其中粗格栅的栅条间隙为18mm，细格栅的栅条间隙为6mm，沉砂池的水力停留时间为50s，之后与预处理的工业污水混合进入调节池，调节池中水力停留时间为6h，得到混合污水。
混合污水采用分点进水方式进入A2O生物反应池，进水点分别为厌氧区和缺氧区，，其中混合污水的碳氮比≥5，碳磷比≤18，具体的进水配比和内外回流比为：混合污水的40％和沉淀池回流的污泥首先进入厌氧区，其中沉淀池的污泥回流至厌氧区的外回流比为80％，在厌氧区的活性污泥中的聚磷菌主要发生释磷作用；厌氧区混合液出流与混合污水的60％以及好氧区回流的混合液一起进入缺氧区，其中好氧区回流的混合液进入缺氧区的内回流比为200％，在缺氧区，反硝化菌通过反硝化作用将好氧区回流混合液中的硝态氮还原为氮气；缺氧区的混合液出流进入好氧区，好氧区的混合液出流一部分回流至缺氧区，另一部分进入沉淀池，在好氧区，聚磷菌摄取混合污水中的磷，同时硝化菌将混合污水中的氨氮转化为硝态氮。其中，厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为1h、4h、10h，污泥龄为20d，MLSS为2500mg/L。
脱氮除磷处理后的混合污水依次经过二沉池、高效沉淀池进行泥水分离，其中二沉池的水力停留时间为120min，高效沉淀池分为混合池和絮凝池，其中混合池的混合时间为2min，絮凝池的水力停留时间为13min。
泥水分离后的混合污水再依次进入MBR滤池、臭氧接触池、消毒出水池，其中MBR滤池对混合污水进行深度处理，水力停留时间为6h，臭氧接触池对混合污水进行消毒处理，水力停留时间为30min，最后消毒处理后即可排放至消毒出水池中。
实施例3
工业污水依次通过细格栅、提升泵房，其中细格栅的栅条间隙为12mm，然后进入芬顿氧化池氧化处理，芬顿试剂中双氧水和亚铁离子的摩尔比为6:1，双氧水的投加量为25mL/L，氧化处理的工业污水再进入水解酸化池，水解酸化处理10h后得到预处理的工业污水。
工业污水预处理前后水质指标见表3，从数据上看，预处理工艺提高了工业污水的可生化性。
表3工业污水预处理前后水质指标
生活污水依次通过粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池，其中粗格栅的栅条间隙为22mm，细格栅的栅条间隙为4mm，沉砂池的水力停留时间为30s，之后与预处理的工业污水混合进入调节池，调节池中水力停留时间为10h，得到混合污水。
混合污水采用分点进水方式进入A2O生物反应池，进水点分别为厌氧区和缺氧区，其中混合污水的碳氮比＜5，碳磷比＞18，具体的进水配比和内外回流比为：混合污水的30％和沉淀池回流的污泥首先进入厌氧区，其中沉淀池的污泥回流至厌氧区的外回流比为75％，在厌氧区的活性污泥中的聚磷菌主要发生释磷作用；厌氧区混合液出流与混合污水的70％以及好氧区回流的混合液一起进入缺氧区，其中好氧区回流的混合液进入缺氧区的内回流比为200％，在缺氧区，反硝化菌通过反硝化作用将好氧区回流混合液中的硝态氮还原为氮气；缺氧区的混合液出流进入好氧区，好氧区的混合液出流一部分回流至缺氧区，另一部分进入沉淀池，在好氧区，聚磷菌摄取混合污水中的磷，同时硝化菌将混合污水中的氨氮转化为硝态氮。其中，厌氧区、缺氧区、好氧区的水力停留时间分别为2h、3h、11h，污泥龄为20d，MLSS为3500mg/L。
脱氮除磷处理后的混合污水依次经过二沉池、高效沉淀池进行泥水分离，其中二沉池的水力停留时间为70min，高效沉淀池分为混合池和絮凝池，其中混合池的混合时间为1min，絮凝池的水力停留时间为10min。
泥水分离后的混合污水再依次进入MBR滤池、臭氧接触池、消毒出水池，其中MBR滤池对混合污水进行深度处理，水力停留时间为5h，臭氧接触池对混合污水进行消毒处理，水力停留时间为20min，最后消毒处理后即可排放至消毒出水池中。
由以上实施例可知，本发明提供了一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法，本发明将工业污水顺次进行氧化处理、水解酸化处理，得到预处理的工业污水，之后将生活污水与预处理的工业污水混合进行调节处理，得到混合污水；最后将混合污水顺次进行脱氮除磷处理、泥水分离处理、深度处理、消毒处理即可。本发明通过调整各分点进水量配比，解决混合污水中由于工业污水较多导致的碳源不足问题，保证了A2O工艺的处理效果，同时降低处理能耗和成本。通过深度处理，进一步去除混合污水中难生化降解或不可生化降解地大分子有机物，保证出水水质稳定达标。
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 (7)
1.一种提高可生化性并优化碳源分配的混合污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将工业污水顺次进行氧化处理、水解酸化处理，得到预处理的工业污水；
(2)将生活污水与预处理的工业污水混合进行调节处理，得到混合污水；
(3)将混合污水顺次进行脱氮除磷处理、泥水分离处理、深度处理、消毒处理即可；
所述脱磷除氮处理在生物反应池中进行，生物反应池采用分点进水方式，进水点分别为厌氧区和缺氧区，其中厌氧区和缺氧区进水配比为3～4:6～7，外回流比为60～100％，内回流比为150～250％。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，氧化处理采用芬顿试剂，芬顿试剂中双氧水和亚铁离子的摩尔比为4～6:1，其中双氧水的投加量为15～25mL/L。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，水解酸化处理时水力停留时间为6～10h。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，调节处理时水力停留时间为6～10h。
5.根据权利要求2或4所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，泥水分离处理时顺次通过二沉池和高效沉淀池，其中二沉池的水力停留时间为1～2h，高效沉淀池的水力停留时间为10～15min。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，深度处理在MBR滤池中进行，MBR滤池的水力停留时间为4～6h。
7.根据权利要求4或6所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，消毒处理时水力停留时间为20～30min。
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