CN1281523C - 间歇曝气接触氧化法处理生活污水 - Google Patents

间歇曝气接触氧化法处理生活污水 Download PDF

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Abstract

本发明间歇曝气接触氧化法处理生活污水,涉及一种更有效同时去除生活污水中有机物、氮、磷的高级处理方法。实现该方法的设施由调节池、厌氧池、间歇曝气接触氧化池、沉淀池及连接这些池的管道、水泵等配套设备所组成。间歇曝气接触氧化池池型采用推流式设计,其末端带有专用泥斗。间歇曝气接触氧化池采用多点进水,池中曝气采用可灵活调整的间歇曝气方式,其尾端可选择性加药剂,且其专用泥斗污泥回流至厌氧池而少部分进行处理。该法具有优异的除磷脱氮功能,出水水质稳定运行灵活简便,根据需求还可达到回用标准,可降低污泥产量,降低工程投资和污水处理费用。

Description

间歇曝气接触氧化法处理生活污水
技术领域
本发明间歇曝气接触氧化法处理生活污水,涉及一种更有效同时去除生活污水中有机物、氮、磷的高级处理方法。
背景技术
目前间歇曝气生物技术一般用在SBR(序批式反应器)中。由于SBR法构筑物少,投资省、占地少,曝气时间短,效率高,耐冲击负荷能力强,运行灵活、适应性强,可除磷脱氮,因此发展迅速,目前已发展出多种变型新工艺,如ICEAS、CAST、CASS、DAT-IAT、MSBR、UNITANK等工艺.但与此同时它亦存在不少缺点:(1)自动化控制要求高;(2)间歇排水时由于排水时间短而且排水时要求不搅动沉淀污泥层,因而需专门排水设备(滗水器),而且对滗水器要求很高;(3)后处理设备庞大:如消毒设备很大,接触池容积也很大,排水设施和排水管道也很大;(4)滗水深度一般为1-2m,这部分水头损失白白浪费增加了总扬程。
而传统的A/O法,A2/O法由于回流水量大而且脱氮除磷效果很有限而难于进一步提高。
与上述方法相比,《吉林化工学院学报》第20卷第3期2003年9月报道的“厌氧及二级交互间歇曝气工艺处理生活水方案设计及运行”则具有投资省、运行管理方便、运行费用省、污泥产量低、处理效果好的优点,且脱氮除磷效果也较活性污泥法有明显提高,但仍存在着以下问题:(1)由于排泥极少或者基本不排泥,聚磷菌形成的污泥在池内循环且增长到一定限度后,其最大摄磷量也只能有一定限度,含磷污泥未排出导致系统除磷量也较有限;(2)由于其间歇曝气池是基于活性污泥工艺主体处理废水,因此水质波动较大时对除磷会产生一定量的影响,对于我国部分地区地方标准规定的TP不大于0.5mg/l的要求难以稳定达到;(3)注意到其第一和第二间歇曝气池都需要搅拌机,二沉池为防污泥堆积腐烂也需要搅拌机,整个系统动力设备较多,因此其运行过程也并不简便。
另外我国知识产权局还公布了申请号为“01136287.1”、发明名称为“空气搅拌、污泥回流化学絮凝沉淀污水处理方法”的一项发明专利,其方法是污水强化一级处理方法,具有运行灵活、除磷效果好、运行稳定等特点,但是也存在以下问题:(1)其去除效果为:COD60%~85%、BOD560~80%、TP70%~90%、TN15%~35%左右,这样的出水水质比一般的一级处理确实有较大进步,但是它基本只适合低浓度(BOD5120mg/L)和超低浓度(BOD560mg/L)的污水,浓度稍高或溶解性有机底物含量较多的污水则很难稳定达到国家污水处理与排放要求的,特别对于部分地区难以满足地方污水排放标准;(2)由于生物污泥中含大量菌胶团或细菌,在中性环境下为带负电荷性质的,而化学污泥中或所投加絮凝剂产生的Al3+或Fe3+为带正电荷性质的,生物污泥便会吸附结合Al3+或Fe3+而降低化学絮凝剂的药效;(3)由于其生物絮凝池停留时间才10~30分钟,其中生物量是比较有限的,相对于有限的生物量在池内其营养(BOD5)则为过剩的,因此菌种生长在对数增长期,这样导致生物污泥量增速较快,而其所强调的污泥量的减少主要是化学药剂量减少而使化学污泥量减少,因此其总体污泥量相对于其有机物去除率来说并未减少很多。
发明内容
针对目前间歇曝气生物技术SBR法的自动化控制要求高、需专用排水设备、后处理设备庞大、滗水水头损失多的问题,以及前面所述的“厌氧及二级交互间歇曝气工艺处理生污水”的除磷稳定性不高、系统设备复杂问题,还有申请号为“01136287.1”、发明名称为“空气搅拌、污泥回流化学絮凝沉淀污水处理方法”的发明专利中的有机底物、氨氮去除率不高、加药药效发挥不够、污泥量仍较多的问题,本发明专利工艺采用间隙曝气接触氧化法,连续进水出水,而且进水方式采用多点进水,可以取上面几种工艺之长而去其短。
技术方案
一种生活污水处理方法,其特征在于:本污水处理方法在以下的结构设施系统内进行的,其设施包括调节池连接厌氧池再连接间歇曝气接触氧化池最后连接沉淀池,间歇曝气接触氧化池池型设计为推流式,末端设计可以收集停止曝气时沉淀下的微生物污泥的专用泥斗,并且池尾端可加药剂铝盐、铁盐。其污水处理过程为:调节池污水通过提升泵提升以正常处理水流量90%进入厌氧池,10%进入间歇曝气接触氧化池的前后体积比为2∶1的中间地方,进入厌氧池的污水与间歇曝气接触氧化池末端专用泥斗回流来的流量为10%正常处理水量的污泥混合并产生厌氧反应,之后进入间歇曝气接触氧化池,间歇曝气接触氧化池采用循环间歇曝气方式曝气,池内安装填料,同时生物污泥落至该池末端专用泥斗;较清的水则从泥斗上部与池尾端所加的铝盐或铁盐药剂混合后并产生反应流至沉淀池,反应产生以化学污泥为主的污泥沉至沉淀池泥斗后通过污泥泵抽出进行脱水处理,而自间歇曝气接触氧化池末端专用泥斗剩余的生物污泥则以流量为10%正常处理水量进行回流至厌氧池;沉淀池的澄清出水为处理系统的排放水。
本发明的有益效果如下:
1、采用间歇式曝气的接触氧化法,间歇时间可以灵活调控,使其产生最佳的好氧缺氧交替状态运行模式,可同时高效去除有机底物、氮、磷;并可在间歇曝气接触氧化池末端选择加药剂和不加药剂,对不同时期水质水量变化情况和不同出水要求其运行灵活性、稳定性明显提高。而前述的“厌氧及二级交互间歇曝气工艺处理生活污水方案设计及运行”并未考滤到选择加药剂的情况,未有此工艺灵活、稳定。
2、由于采用多点进水且间歇曝气,对池中发生硝化与反硝化反应的要求考虑得十分周到,勿需大水量的回流和添加反硝化所需的碳源即可顺利且较彻底的完成硝化与反硝化过程,生活污水脱氮率高,很适合我国生活污水低C/N比的特点。这一点是前述“空气搅拌、污泥回流化学絮凝沉淀污水处理方法”无法做到,而前述“厌氧及二级交互间歇曝气工艺处理生活污水方案设计及运行”也没添加反硝化菌所需要的碳源故氨氮去除率虽高但总氮去除率并不很高。
3、由于在间歇曝气接触氧化池较尾端硝态氮去除较彻底,从而回流入厌氧池的污泥可免除硝酸盐等的氧化作用,从而有助于聚磷菌的厌氧释磷,在生物除磷阶段即可除掉绝大部分磷,提高整体的除磷效果并节省药剂用量。
4、本工艺在间歇曝气接触氧化池尾端可选择加药剂除磷。这对于某些地区排放标准规定严格的磷酸盐浓度低于0.5mg/L的处理要求可轻易达到,处理效果稳定、可靠、药剂消耗量低、构筑物及设备少、运行简便。而且经过调节加药量及增加最后出水消毒设施,出水可稳定达到水质回用要求。
5、本工艺污泥实际上经过了两次沉淀,第一次在间歇曝气接触氧化池内曝气间歇时完成生物污泥沉至池底后随水流推流进入专用泥斗;第二次在后续沉淀池内完成主要是加药后产生的化学污泥沉淀,极大减轻了后续沉淀池的负荷,可免除污泥在沉淀地内出现堆积腐烂、厌氧上浮或反硝化脱氮上浮现象影响出水水质的情况,保证出水水质稳定;另外生物污泥和化学污泥分开进行沉淀,生物污泥可继续回流,在泥斗上方投加药剂时铝盐等絮凝剂较少与生物污泥反应,只与磷酸盐反应,提高药剂利用率。而前述的“厌氧及二级交互间歇曝气工艺处理生活污水方案设计及运行”中的二沉池则需设专用搅拌机才能防污泥堆积腐烂;“空气搅拌、污泥回流化学絮凝沉淀污水处理方法”中氢氧化铝或氢氧化铁容易与带负电荷的生物污泥反应结合消耗絮凝剂。
6、本工艺中间歇曝气接触氧化池水力停留时间为3~6.5小时,之前的厌氧池水力停留时间为1~2.5小时,沉淀池水力停留时间为1~2小时,从间歇曝气接触氧化池泥斗回流至厌氧池的污泥量为正常处理水量的10%,剩余污泥泥量很少、降低工程造价和运行费用;当需要加药剂时,则污泥进行处理主要处理沉淀池内的污泥,亦可较大程度降低运行费用。
7、本间歇曝气接触氧化池综合利用了平流式沉淀池的原理,在推流式反应池的末端设置泥斗,在不曝气时污泥边推流边沉降沉入污泥斗,使曝气时不对其产生大的影响,从而可将污泥进行回流或处理,减轻后续沉淀池负荷,泥斗容积也不必过大。这一点与普通的反应池设置一般的泥斗是不同的,它比普通反应池设置一般的泥斗沉降效率高,并且泥斗利用率高、体积小、容易设置。
8、由于本发明的上述独特优点,使本发明的污水处理效果和效率明显优于现有的其它类似污水处理方法。因此实施本发明可显著提高污水处理效果,特别是能同时高效去除有机物和除磷脱氮,可用于二级强化工艺或三级处理工艺(可达到中水处理回用标准),提高运行灵活性与稳定性,降低污泥产量,运行简便,降低工程投资和污水处理费用。
附图说明
附图1为本工艺方法在不用加药剂情况流程方框图。
附图2为本工艺方法加药剂流程方框图,出水可达到中水回用标准。
附图3为本工艺流程大致示意图。
附图4为间歇式曝气接触氧化池的大致示意图。
附图1和附图2中的实线箭头表示水流向,虚线箭头表示污泥流向。
附图3中生活污水经格栅池①隔除浮渣后在调节池②内调节水量和水质,经提升泵提升90%的正常处理水流量的污水进厌氧池③,10%的正常处理水流量的污水进入间歇式曝气接触氧化池的⑤池。污水在③池与⑤池中泥斗回流的流量为10%正常处理水流量的生物污泥混合进行并发生厌氧释放磷反应,然后自流入间歇式曝气接触氧化池,间歇式曝气接触氧化池按体积比2∶1分为两级④和⑤池,其中装有组合式填料,经过间歇式曝气,在该池前端即④池大幅去除CODcr、BOD5、发生好氧摄磷反应及发生硝化反应,在后端即⑤池发生反硝化反应、除磷反应,经停曝在后面专用泥斗沉淀和沉淀池沉淀后磷酸盐的浓度可达到低于1mg/L,若需达到低于0.5mg/L,可选择加入铝盐或铁盐絮凝剂,并且出水可达到中水回用的要求。
附图4为间歇式曝气接触氧化池的大致示意图,整体上为推流式,且可以做成两级,前后体积比例约2∶1,在第二级的首端泵入10%正常处理水量的调节池原水,可使反硝化反应在停止曝气的时间内顺利完成,勿需进行回流及补充外加营养。
具体实施方式
实例1
某酒店生活污水量300吨/天(12.5吨/小时),污水水质为CODcr=339.4mg/L,BOD5=207.3mg/L,TP=4.16mg/L,NH3-N=45.3mg/L。按照上述工艺方法建造一座污水处理设施,水力停留时间设计为:
格栅调节池8小时,净容积100立方;
厌氧池为2小时,净容积25立方;
间歇曝气接触氧化池为6小时,净容积75立方,其尾端加少量聚合氯化铝除磷;
沉淀池2.5小时,净容积31.3立方。
则总水力停留时间为18.5小时,总容积为232立方。
处理后水质:
CODcr=23.0mg/L,BOD5=9.1mg/L,TP=0.36mg/L,NH3-N=4.2mg/L。
总投资为12万元左右,综合造价400元/吨水。但其出水可作为中水回用,运行费用可以抵消大部分。

Claims (1)

1、一种生活污水处理方法,其特征在于:本污水处理方法在以下的结构设施系统内进行的,其设施包括调节池连接厌氧池再连接间歇曝气接触氧化池最后连接沉淀池,以及连接上述这些池的管道和泵配套设备,间歇曝气接触氧化池池型设计为推流式,末端设计可以收集停止曝气时沉淀下的微生物污泥的专用泥斗,并且池尾端可加药剂铝盐、铁盐,本污水处理方法为:调节池污水通过提升泵提升以正常处理水流量90%进入厌氧池,10%进入间歇曝气接触氧化池的前后体积比为2∶1的中间地方,进入厌氧池的污水与间歇曝气接触氧化池末端专用泥斗回流来的流量为10%正常处理水量的污泥混合并产生厌氧反应,之后进入间歇曝气接触氧化池,间歇曝气接触氧化池采用循环间歇曝气方式曝气,池内安装填料,在停止曝气时污水在池中沉淀,同时生物污泥落至该池末端专用泥斗;较清的水则从泥斗上部与池尾端所加的铝盐或铁盐药剂混合后并产生反应流至沉淀池,反应产生以化学污泥为主的污泥沉至沉淀池泥斗后通过污泥泵抽出进行脱水处理,而自间歇曝气接触氧化池末端专用泥斗剩余的生物污泥则以流量为10%正常处理水量进行回流至厌氧池;沉淀池的澄清出水为处理系统的排放水。
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