CN1552644A

CN1552644A - 一种小城镇污水处理工艺

Info

Publication number: CN1552644A
Application number: CNA031291465A
Authority: CN
Inventors: 陈洪斌; 何群彪; 屈计宁; 周增炎; 高廷耀; 唐贤春
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: CN1326787C

Abstract

本发明为一种小城镇污水处理工艺，其处理单元由进水井、强化絮凝沉淀装置、流动床生物氧化装置和二次沉淀池构成，其特征在于：在处理时整个系统为连续流，整个过程分为进水，强化絮凝沉淀，流动床生物氧化和后沉淀四个步骤，主要用于处理小城镇、城市郊区、大型生活小区等污水或水产养殖、农产品加工等废水的处理领域。经过本工艺处理后，出水指标可以达到国家排放标准。

Description

一种小城镇污水处理工艺

技术领域：

本发明涉及一种水处理工艺，特别是一种小城镇污水处理工艺。

背景技术：

近年来，我国全面建设小康社会的步伐加快，城镇人口快速增长，涌现出许多中心城镇或小集镇，城镇周围的水体污染以及富营养化现象日渐突出。

目前，我国的小城镇污水基本处于放任自流的状态，很多地区的小城镇位于水源保护区或水库、湖泊的库区，未经处理的污水任意排放，不仅污染大片水域，降低了水的使用价值，而且氮、磷进入水体后导致藻类大量生长，直接影响到城市或周边城镇的饮水安全性。小城镇、中心城市的城郊结合部等地域广、市镇之间分散，污水以生活类污水为主，富含氮、磷，污水的收集和统一处理十分困难，只能采用集中处理和分散处理相结合的方式，因此，污水处理设施的规模一般较小，为500～20,000m³/d，最好采用投资费用少、运行费用低、操作简单、管理方便的工艺或技术，而现有大多数污水处理技术、尤其是脱氮除磷技术不仅工艺流程长，而且基建投资和运行费用很高，难以应用于小城镇的实际情况。在我国，开发小型污水处理技术具有十分重要的意义。

国内外对中小城镇污水处理的研究与应用主要集中在以下几个方面：

人工湿地：主要是利用湿地内的各种生物(微生物-动物-植物)组成的生态系统来净化污水，能够去除多种污染物，但该技术占地面积庞大，负荷率低，污水的停留时间长，除污染效率受气候等环境因素的影响很大。

稳定塘：利用生态系统的天然自净作用氧化和分解污染物，优点是除污染的效率良好，污泥量少，运行费用低，但是，存在占地面积巨大、负荷率很低，容易受气候等因素的影响等缺点。

强化一级处理：即通过化学絮凝或化学--生物絮凝组合应用去除污水的悬浮状、胶体状污染物、有的还具有一定的除磷效果。该法的缺点是对溶解性污染物尤其是BOD5和NH3-N的去除效果差，出水的有机氮、NH3-N等仍然很高。

蚯蚓生态滤池技术：主要用于污水的二级处理，以去除有机污染物和生物硝化为主，工艺的负荷率较低，占地面积较大；当来水量波动大时出水的稳定性容易受到影响。

可见，目前存在的小城镇污水处理技术存在一定的局限性，很多不具备脱氮除磷的能力，开发一种先进合理、除污染效率高、投资和运行费用少的工艺技术仍然十分必要。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：目前我国的小城镇污水基本处于放任自流的状态，很多地区的小城镇位于水源保护区或水库、湖泊的库区，未经处理的污水任意排放，不仅污染大片水域，降低了水的使用价值，而且氮、磷进入水体后导致藻类大量生长，直接影响到城市或周边城镇的饮水安全性。可是目前存在的小城镇污水处理技术存在一定的局限性，很多不具备脱氮除磷的能力，开发一种先进合理、除污染效率高、投资和运行费用少的工艺技术仍然十分必要。

为解决已有技术中的上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种小城镇污水处理工艺，所述的这种小城镇污水处理工艺其处理单元由进水井、强化絮凝沉淀装置、流动床生物氧化装置和二次沉淀池构成，其特征在于在处理时整个系统为连续流，整个过程分为进水，强化絮凝沉淀，流动床生物氧化和后沉淀四个步骤，在进水步骤中，外部的各种污水先经过格栅除去漂浮物，然后流入所述的进水井，在强化絮凝沉淀步骤中所述的进水井中的污水经提升泵进入所述的强化絮凝沉淀装置，所述的强化絮凝沉淀装置由絮凝反应区和沉淀区两部分构成，外部的溶药箱中的絮凝剂经计量泵加入污水中，具体地，所述的絮凝剂投加点设置在所述的提升泵之前的管道，或设置在所述的提升泵之后的管道，也可以直接投加到絮凝反应区，所述的絮凝剂为高分子絮凝剂，由所述的计量泵投加，投放量为40～100mg/L，在所述的絮凝反应区中污水与絮凝剂通过搅拌而充分混合反应，具体的，所述的絮凝反应区可以设置空气搅拌装置并采用空气搅拌方式，也可以在所述的絮凝反应区中设置机械搅拌装置并采用机械搅拌方式。所述的絮凝反应区还接受来自所述的二次沉淀池的活性污泥，回流率为10～50％，污水经过絮凝反应后进入所述的沉淀区，所述的沉淀区采用重力沉淀的方式，污水经过沉淀后，沉淀区的上部分为清液，自然流入所述的流动床生物氧化装置进行后续处理，下部分为沉淀的污泥，经管道向外排放，在所述的流动床生物氧化步骤中，向所述的流动床生物氧化装置内加入悬浮状生物填料，所述的悬浮状生物填料可以自由流动于所述的流动床生物氧化装置的任何位置，填料的材质属于塑料材料，聚丙烯或聚乙烯，所述的悬浮状生物填料比表面积大于150m²/m³，填料的投加量一般为10～50％，通过曝气促使所述的悬浮状生物填料自由流动，所述的流动床生物氧化装置内可以通设置穿孔管、扩散板来进行充氧，也可以采用微孔曝气方式进行充氧，通过微生物的氧化作用分解清液中残余的污染物，所述的流动床生物氧化装置可以分隔成两个区，缺氧区和好氧区，彼此有独立的曝气控制装置，也可以不分区，全池均匀曝气，所述的流动床生物氧化装置的出水端设有回流泵，出水回流到进水端进行反硝化，在所述的后沉淀步骤中，经所述的流动床生物氧化装置处理过的出水在所述的二次沉淀池中进行沉淀，沉淀后的的清水向前排出，所述的二次沉淀池沉淀的污泥经管道排出。

本发明与已有技术相对照，效果是积极且明显的。本发明有以下特色和优点：

1.首次将强化絮凝和短时生物氧化技术耦合用于小城镇污水处理领域，尤其是以流动床生物氧化技术去除小城镇污水的多种污染物，总的停留时间很短，比常规工艺缩短30％左右，因而极大地节省了占地面积；装置的除污染种类多，出水的水质好，具有良好的先进性和新颖性。

2.采用短程生物硝化—反硝化及生物与化学方法组合除磷，出水的TP小于1mg/1，NH₃-N小于15mg/l，能够达到国家排放一级标准；COD_cr、BOD₅和SS也完全可以达到或超过二级排放标准。污染物的去除效率高，出水能够用于多种需水领域。

3.将生物膜法与活性污泥法结合于同一个构筑物除污染，克服了单纯活性污泥法处理的污泥膨胀和流失弊端；悬浮填料具有良好的流动性，挂膜和脱膜十分容易，不会出现填料的堵塞现象，能够维持很高的生物量。

4.本工艺处理小城镇污水，操作上十分灵活，可根据需要而调节工艺流程；具有良好的抗冲击性，运行稳定可靠，管理十分简单。

5.本发明应用范围广，适应不同的处理规模。可用于小城镇污水、大型生活小区的污水、城镇混合污水、水产、农产品加工等的污水处理等领域；可根据不同的处理水量而建设和加工设备，具有很强的灵活性。

6.投资费用和运行费用很低。投资费用比常规处理技术节约20～30％，运行费用节约40％左右。

本发明的目的、特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明：

图1是本发明一种小城镇污水处理工艺的一个优选实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明是一种小城镇污水处理工艺，所述的这种小城镇污水处理工艺其处理单元由进水井、强化絮凝沉淀装置、流动床生物氧化装置和二次沉淀池构成，其特征在于在处理时整个系统为连续流，整个过程分为进水，强化絮凝沉淀，流动床生物氧化和后沉淀四个步骤：

1、进水

本发明的进水可以是小城镇生活污水、工业与生活的混合污水、大型生活小区污水、市郊结合部的污水等。污水经过排水管道进入处理装置前经格栅拦截大的漂浮物、塑料袋、动植物残渣等，然后流入进水井。

2、强化絮凝沉淀

污水在进入絮凝沉淀装置的反应区之前经过提升泵提升，此后污水进入各处理单元均采用自流方式。

絮凝药剂采用无机高分子絮凝剂如聚合氯化铝、聚合氯化铁，还可以采用其它复盐高分子絮凝剂，投加剂量一般为40～100mg/L，具体可根据污水的悬浮物含量或磷的浓度而调整。如果形成的矾花细小，可少量投加聚丙烯酰胺类有机大分子，一般为0.2～1.0mg/L。絮凝药剂的投加点十分灵活，可在提升泵前投加，也可投加到提升泵的出水管内，利用水射方式投加与混合，还可以直接在絮凝反应区的进水端投加，空气搅拌混合，搅拌所需要的空气来自鼓风机，空气搅拌采用渐减曝气的方式；采用机械搅拌，则混合的速度梯度(G)控制200～400N.s/m²，矾花生长的G控制30～80N.s/m²。

回流污泥直接投加到絮凝反应区的进水端。

絮凝后的泥水混合液进入沉淀区进行分离。沉淀区的形状多样，可以是圆柱状，也可以做成长方体形状，布水方式采用堰流或中心筒布水。悬浮物沉降到池底，定期排放；上清液进入流动床生物氧化装置。

加药装置包括溶药储存箱和计量泵。

3、流动床生物氧化

流动床生物氧化装置采用钢结构或钢混结构，长方体状或圆柱状，投加密度和水相近的悬浮状生物填料，投配率一般为10～50％。填料由半软性材质加工而成，密度一般为0.9～1.0g/cm³，呈球状、柱状、环状、海绵状或其它不规则形状，比表面积超过150m²/m³，能够停留于池内的任何位置。装置内有悬浮状的活性污泥和附着于填料生长的生物膜，污泥浓度可达5g/l以上，污水的停留时间3～5小时。

处理装置分为前后两段：

(1)前段为缺氧区，采用隔墙或隔板与后段分开；缺氧区控制溶解氧不大于0.5mg/l；进水端有污水回流管，好氧处理出水回流至此进行反硝化。

(2)后段为好氧区，在正常强度的空气搅动作用下，填料处于流动状态，溶解氧充足，一般控制为2～4mg/l，污泥总量包括生物载体填料附着的生物量和悬浮状生长的活性污泥，浓度控制5g/L以上。

生物氧化装置采用穿孔管或其它曝气方式，出水端设置栅栏，防止填料流出。

当小城镇污水对总氮没有去除要求时，流动床生物氧化装置的两个区均匀充氧，各处均为好氧状态，生化出水不回流，装置主要用于去除NH₃-N和BOD₅。

4、后沉淀

二次沉淀池采用钢结构或钢混结构，装置的形状为圆柱状或长方体状，池底呈斗状，作为积泥区，定期排泥。沉淀污泥的一部分回流到絮凝沉淀装置的反应区，回流率根据来水的水质而变化；剩余污泥经过浓缩和脱水后外运。二沉池的出水直接外排。

小城镇污水经过本装置处理后可以合格排放。

Claims

1，一种小城镇污水处理工艺，其处理单元由进水井、强化絮凝沉淀装置、流动床生物氧化装置和二次沉淀池构成，其特征在于：在处理时整个系统为连续流，整个过程分为进水，强化絮凝沉淀，流动床生物氧化和后沉淀四个步骤，在进水步骤中，外部的各种污水先经过格栅除去漂浮物，然后流入所述的进水井，在强化絮凝沉淀步骤中，所述的进水井中的污水经提升泵进入所述的强化絮凝沉淀装置，所述的强化絮凝沉淀装置由絮凝反应区和沉淀区两部分构成，外部的溶药箱中的絮凝剂经计量泵加入污水中，在所述的絮凝反应区中污水与絮凝剂通过搅拌而充分混合反应，所述的絮凝反应区还接受来自二次沉淀池的回流活性污泥，污水经过絮凝反应后进入所述的沉淀区，污水经过沉淀后，沉淀区的上部分为清液，自然流入所述的流动床生物氧化装置进行后续处理，下部分为沉淀的污泥，经管道向外排放，在所述的流动床生物氧化步骤中，向所述的流动床生物氧化装置中加入悬浮状生物填料，通过曝气促使所述的悬浮状生物填料自由流动，通过微生物的氧化作用分解清液中残余的污染物，在所述的后沉淀步骤中，经所述的流动床生物氧化装置处理过的出水在所述的二次沉淀池中进行沉淀，沉淀后的清水向前排出，所述的二次沉淀池沉淀的污泥经管道排出。

2，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的絮凝剂投加点设置在所述的提升泵之前的管道。

3，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的絮凝剂投加点设置在所述的提升泵之后的管道，或直接投加到絮凝反应区。

4，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的絮凝反应区设置有空气搅拌装置，且所述的絮凝反应区内采用空气搅拌方式。

5，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的絮凝反应区设置有机械搅拌装置，且所述的絮凝反应区内采用机械搅拌方式。

6，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的絮凝剂为高分子絮凝剂，由所述的计量泵投加，投放量为40～100mg/L。

7，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的二次沉淀池的活性污泥的回流率为10～50％。

8，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的悬浮状生物填料自由流动于所述的流动床生物氧化装置中的任何位置，填料的材质采用塑料材料，聚乙烯或聚丙烯材料。

9，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的悬浮状生物填料比表面积大于150m²/m³，填料的投加量为池容的10～50％。

10，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的流动床生物氧化装置内设置有穿孔管、扩散板，用来进行充氧。

11，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的流动床生物氧化装置采用微孔曝气方式进行充氧。

12，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的流动床生物氧化装置分隔成缺氧区和好氧区，所述的缺氧区和好氧区均设置有独立的曝气控制装置。

13，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的流动床生物氧化装置整体均匀曝气。

14，如权利要求1所述的小城镇污水处理工艺，其特征在于：所述的流动床生物氧化装置的出水端设有回流泵，出水回流到进水端进行反硝化。