CN1296297C - 一种城市污水深度净化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种城市生活污水深度净化处理工艺方法，污水被去除油污后，以自流的方式经调节池进入厌氧池和氧化池，然后通过微孔陶瓷滤池、生物沉淀池及炭系曝气池和木炭脱色脱臭池进行深度净化处理，出水质量达到了国家地表水的Ⅲ类水质标准。本发明工艺工艺控制简单，工艺流程巧妙，可有效延长池内生物链长度，延长生物活性炭的不饱和期，使用期限超过10年。处理能力较高，运行稳定可靠，维护管理方便，运行成本大大低于同类出水质量及能力的净化工艺。

Description

一种城市污水深度净化处理工艺

所属技术领域

本发明涉及一种富营养化水体、工业废水或生活污水的处理方法，具体是指一种低浓度废水的处理方法，主要地是指一种城市生活污水深度净化处理工艺。

背景技术

常规的城市污水二级处理工艺主要有：A²/O工艺、氧化沟技术、SBR工艺系列、生物膜法、生物处理+人工湿地工艺等。A²/O工艺，除磷脱氮功能较好，但工艺控制点多，管理要求高，投资大；氧化沟技术，运行稳定，处理效果好，污泥产量小，但负荷低，占地面积较大，易滋生蚊蝇，管理不善也易污染周边的湖泊及环境；SBR工艺系列，包括CASS工艺、ICEAS工艺、UNITANK工艺和MSBR工艺等，其工艺流程简单，占地面积小，可实现除磷脱氮的要求，但有复杂的自控要求，一次性投资较大，系统维护费用较高；生物膜法，污水停留时间短，净化效果较好，占地面积较小，但设备能耗较高，运行费用高；生物处理+人工湿地工艺，运行费用低，操作管理简便，可与周围环境协调布局，但处理效率较低，占地面积较大，应用上有较大的局限性。以上工艺对城市生活污水的处理只能满足国家综合污水排放标准，在我国许多江河湖泊水质恶化，并逐渐丧失自净能力的今天，这一类污水的排放必将加重江河湖泊的负担，造成环境水质的进一步下降。因此，对城市污水处理系统提出更高的控制指标，强化对污水的净化处理，使排入江河湖泊的水质达到国家地表水III类水质标准，已成为国家环保要求的必然。也有单纯采用膜反应器或活性炭等处理装置对生活污水净化处理达到了国家地表水III类水质标准，但其工艺设备复杂，污水处理周期长，处理产量小，设备投资大，能耗高，运行和维护费用高，难以推广使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术所存在的不足，进而提供一种城市污水深度净化处理工艺。该方法工艺路线简单，投资较小，运行维护方便。

本发明的技术解决方案是一种城市污水深度净化处理工艺，包括以下步骤：

1)将待处理污水引入隔油池内分离油污；

2)将分离油污的污水依次引入调节池、厌氧池和氧化池进行分解、氧化和降解；

3)将经过厌氧和氧化处理的污水引入微孔陶瓷滤池分离固体和液体；

4)将步骤3)分离出的污水引入生物沉淀池进一步氧化分解并沉淀杂质，将步骤3)分离出的污泥用泵抽入污泥浓缩罐或与污泥浓缩罐连通的厌氧池；

5)将步骤4)处理过的污水引入炭系曝气池，经过吸附分解水中有机杂质后，再向外部环境排出；

以上步骤中污水的引入和排出采取自流的方式。

本发明的步骤1)中的待处理污水先经过格栅过滤。

在本发明的步骤5)中采用生物活性炭进行曝气，生物活性炭置于炭系曝气池内的上向流室中。

本发明在炭系曝气池上向流室的上部液面内填充有石灰石。污水中的磷与之作用生成磷酸钙沉淀，去除污水中的磷。。

本发明炭系曝气池后另加木炭脱色脱臭池，将步骤5)处理过的水引入木炭脱色脱臭池过滤后，再向外部环境排出。

本发明可以将隔油池上部的油污层引入储油池。

本发明的步骤4)中抽入污泥浓缩罐的污泥送至压滤机压缩后运出。

从理论上讲，采用现有高技术手段将城市污水处理至满足国家地表水水质的排放标准是没有问题的，但往往是投资大，处理量小，运行维护费用高，在实际工程上难以应用。如采用活性炭净化污水的效果已得到广泛认可，但单纯使用活性炭净化装置来处理城市生活污水，其高浓度的污染物会加速活性炭的饱和，使其很快失去净化能力。本发明工艺中活性炭净化装置与厌氧、氧化及微孔陶瓷滤池有机结合，尽可能地优化工艺组合和设备配置，以延长活性炭的使用期限，这无疑直接降低了污水净化处理的成本，提高了处理效率，可以满足城市生活污水深度净化处理的实际需要。

本发明的有益效果：1，分析现有城市生活污水的组成和成份，有针对性设计净化处理工艺，分离出体积较大的有机污染物和污水中的油脂，减轻了后续工序净化处理的难度，不仅工艺成本较低，也提高了净化效率。而适时地采用微孔陶瓷滤池和活性炭净化装置，既确保了出水的质量，又使微孔陶瓷和生物活性炭的使用期限延长，延长了以上装置的运行周期。2，深入研究各种城市污水处理工艺的技术特点，按其优势进行工艺组合，在污水净化处理的不同阶段，相应选择不同的工序步骤，最大程度地发挥各种微生物相互配合的生物净化作用，发挥不同池和不同深度环境内微生物优势群落的净化功能，延长了池内生物链长度(水生生物、原生动物、微生物等)，出水质量提高，达到了国家地表水III类水质标准，较好地实现了污水深度净化处理的目标。3，整个工艺过程中污水基本以自流的方式进行水质的深度净化处理，装备有完善的半自动清洗管道和污泥回用装置，所用动力较少，工艺控制简单。4，工艺方法及所用设备简单，处理能力较高，抗负荷能力强，运行稳定可靠，维护管理方便。5，占地面积较小，地形环境适应性强，既可大规模集中处理，也可制成分散型，作中、小规模处理，一次性投资较低，净化处理耗能小，效率较高，运行成本大大低于同类出水质量及能力的净化工艺。

附图说明

图1是本发明工艺流程示意图

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

1.格栅井

污水由小区生活污水排水管网集中，污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂浮物，由格栅栏截并及时去除，格栅井中放置有污水泵，将经过格栅过滤的污水抽提至隔油池。格栅孔格尺寸为10×10毫米至30×30毫米。

格栅井的设置一是清除了污水中较大体积的各类固体物质，减少下一工序的负担；二是可保证污水泵能正常运行，不会堵塞泵口；三是由污水泵将污水提升至本处理工艺中的水平高度(地势)最高的隔油池中，使污水在由高至低的自流环境中完成深度净化的过程。

2.隔油池

也相当于是一个沉淀池，利用油轻于水的特性，通过对水的静置停放，使油飘浮于污水的水面上层，在隔油池液面高度附近设置有集油管口，专门收集生活污水中的污油，使污油流至储油池内，并可对动植物油进行预处理。污水经过去除油污，其化学成份得到改善，高分子污染物减少，污水中的COD、BOD₅等指标明显下降。隔油池的设置使后续的深度净化处理工序更为简单，处理成本下降，保证了生化处理工艺的正常运行。隔油池液面下方的污水自流进入调节池。

3.调节池

采用现有的常规调节池，对污水进行水质水量的调节，以便后续处理连续化。调节池的污水自流进入厌氧池。

4.厌氧池

采用现有的常规厌氧池，厌氧池由厌氧消化池和厌氧生物滤池组成，污水在厌氧微生物作用下，将部分有机物降解为小分子物质，处理后的污水从池上部排出，自流进入氧化池。

5.氧化池

氧化池分为一段生物氧化池、二段生物氧化池。在好氧条件下填料上生长的好氧微生物膜将生活污水中的有机物吸附，然后吸收、分解、氧化，使有机物得以降解，自然老化的生物膜脱落，随着出水自流进入微孔陶瓷滤池。

经过一、二段生物接触氧化的净化处理，有机物在好氧菌的作用下得到较为彻底的分解，最终形成CO₂、H₂O、NH₃、SO₄ ²等各种无机物，其中NH₃-N在硝化菌等作用下发生硝化反应转化成硝态氮。

6.微孔陶瓷滤池

由微孔陶瓷板和管材组成，池中设气水组合反冲系统，在压力气体的作用下，气水组合疏通微孔。在此滤池中进行固液分离，污泥分离在池中，一部分由污泥泵泵至厌氧池，剩余污泥进入污泥浓缩罐。此段出水水质优于国家《污水综合排放标准》中的一级标准。微孔陶瓷膜浸在水中，以定期反冲，可长期保持良好的净化分离功能。滤池有两个出口，一个出口在滤池内的液面高度附近，它连通生物沉淀池。另一出口一般设在滤池的底部，它经污泥泵及管道与污泥浓缩罐连接，主要定期排出微孔陶瓷滤池分离出污泥。

污泥浓缩罐用于浓缩污泥以减少污泥体积。污泥浓缩罐上有管道连通厌氧池，这样就在厌氧池、氧化池、微孔陶瓷滤池和污泥浓缩罐之间构成了一条循环回路。

污泥浓缩罐上装备有完善的半自动清洗管道和污泥回用装置可对整个工艺流程中的各管道进行清洗，并将浓缩的污泥注入压滤机，由压滤机对污泥进行脱水压缩处理，以减少污泥体积和重量，便于外运。

7.生物沉淀池

分为沉淀槽1和沉淀槽2。在沉淀槽2内填充有特制塑料球填料，其表面积很大，在接触材料上繁殖有大量的微生物，充分发挥好氧微生物的分解作用，以进一步降低废水中的有机物，同时将未转化的氨态氮继续氧化为硝态氮。

调节池、厌氧池、氧化池、微孔陶瓷滤池和生物沉淀池均可采用现有的常规设计，这一环节可以处理有机物浓度高，可生化性较差的污水。经过前一系列工序的处理其污水中的污染物大部被去除，出水水质明显提高，进而进行深度净化处理。

8.炭系曝气池

分为曝气池1和曝气池2，均可采用现有的活性炭曝气装置结构。在曝气池1内进一步氧化剩余的氨态氮，并提高水中的氧气含量。曝气池2属于炭系曝气池的上向流室，即该池的进水口设在池的下部，出水口设在池的上部，使水流由下而上的流动中进行曝气。在曝气池2内填充有生物活性炭。在微曝气条件下，有机物被分解为H₂、CO₂、N₂，洗涤剂类的各种高分子阴离子表面活性剂在生物活性炭中也被消化分解。生物活性炭具有特殊的结构和有机营养成分，能使微生物和原生动物和谐有序的大量繁殖。同时也有利于原生动物的生长活动，形成良好的生物链群，长期消化和分解水中的有机物质，使水质净化澄清。对于城市生活污水的处理，本发明工艺中生物活性炭的使用期限在10年以上。在曝气池2的上部，即生物活性炭的上层，填充有石灰石。污水经过上向流室上部填充的石灰石时，污水中的磷与之作用生成磷酸钙沉淀，去除污水中的磷。

经过活性炭曝气处理工序后水质有明显的提高，可以达到或超过国家地表水III类水质的质量标准。

在炭系曝气池内也可以填充普通活性炭等，同样也可进行水的深度净化处理，得到国家地表水III类水质，但由于普通活性炭容易因吸附饱和而丧失活性，故应经常更换。

9.木炭脱色脱臭池

为了进一步改善处理后出水的观感指标，还可对水进行脱色除臭处理，木炭脱色脱臭池采用现有的木炭过滤池结构，分为导流槽和木炭脱色脱臭槽。导流槽引导水从下往上流入木炭脱色脱臭槽，防止堵塞。木炭脱色脱臭槽由木炭充填。从炭系曝气池中流出的微量SS在最后的木炭脱色脱臭槽中被去除，同时经木炭的脱色脱臭处理后，得到高度清澈干净的水质。

本发明在设计上可根据不同的地形环境布置工艺流程，从隔油池直至木炭脱色脱臭池，使污水基本上是以自流的形式完成深度净化处理过程，得到清澈干净的水质，这样所用动力较少，工艺控制方便，运行及维护费用较低。

本工艺设计的主要技术经济指标(2000m³/d规模计算)

项目	指标	备注
			处理能力(m3/d)	2000
占地面积(m2)	1200	0.6m2/t
			总装机容量(Km)	109.8
常用功率(kw)	55.5
			单位电耗(元/m3)	0.33
单位药剂费(元/m3)	0.05
			人工费(元/m3)	0.01	1人(600元/月)
处理费用(元/m3)	0.39	处理每吨污水运行成本

本发明的工艺技术应用于湖北中医学院新校区校园内污水处理工程。处理前污水中COD和BOD分别为200-300mg/L和120-200mg/L，处理后的出水质量达到国家《地表水环境质量标准》GB3838-2002中III类水质标准。

Claims (4)

1.一种城市污水深度净化处理工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)将待处理污水引入隔油池内分离油污；

2)将分离油污的污水依次引入调节池、厌氧池和氧化池进行分解、氧化和降解；

3)将经过厌氧和氧化处理的污水引入微孔陶瓷滤池分离固体和液体；

4)将步骤3)分离出的污水引入生物沉淀池进一步氧化分解并沉淀杂质，将步骤3)分离出的污泥用泵抽入污泥浓缩罐或与污泥浓缩罐连通的厌氧池；

5)将步骤4)处理过的污水引入炭系曝气池，经过吸附分解水中有机杂质后，再向外部环境排出；

以上步骤中污水的引入和排出均采取自流的方式。

2.根据权利要求1所述的一种城市污水深度净化处理工艺，其特征在于：在步骤5)中采用生物活性炭进行曝气，生物活性炭置于炭系曝气池内的上向流室中。

3.根据权利要求1所述的一种城市污水深度净化处理工艺，其特征在于：在炭系曝气池上向流室的上部液面内填充有石灰石。

4.根据权利要求1所述的一种城市污水深度净化处理工艺，其特征在于：炭系曝气池后另加木炭脱色脱臭池，将步骤5)处理过的水引入木炭脱色脱臭池过滤后，再向外部环境排出。