CN1673119A - 重污染河水生物净化工艺 - Google Patents

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Abstract

一种重污染河水生物净化工艺，采用两级水处理工艺，其中一级为曝气生物滤池工艺，二级为二氧化氯氧化消毒工艺。重污染河水经调节沉淀池由水泵注入曝气生物滤池底部，经过池内部长柄滤头进入滤料层，同时由罗茨风机向滤料层进行曝气充氧，出水经反冲洗水池进入氧化消毒池；二氧化氯发生器所产生的ClO2与曝气生物滤池出水同时进入氧化消毒池，经消毒池氧化杀菌后的出水达到了一般工业用水水质要求。本发明具有工程投资省，占地少，运行费用低，处理水能达到工业用水水质，可作为工业生产用水，使失去使用价值的重污染河水得以再利用，处理过程中产生的污泥为优质生态肥料。

Description

重污染河水生物净化工艺
1、技术领域：
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种重污染河水生物净化工艺。
2、背景技术：
我国一些城市近郊或流进市区的河流大多污染严重，基本失去水的环境功能和使用功能，而另一方面城市缺水严重，如何对这些重污染河水直接进行处理，使其资源化并应用于工业生产，为我国缺水城市(特别是北方城市)工业发展开辟新的水源，将是水处理工作者努力解决的一项重要研究课题。常规给水处理工艺，即混凝→澄清→过滤→消毒工艺去除对象主要是原水中的悬浮物、胶体杂质和细菌。由于大量工业废水排放而导致重污染的河水，其有机化合物和无机营养元素(N、P等)含量高，常规水处理工艺难以去除这些污染物质，使得这些污染河水失去利用价值。近年来发展起来的生物活性炭工艺、立体填料生物接触氧化工艺、膜技术等工艺在处理微污染水源水方面有较大研究进展和示范工程应用。但这些工艺均存在工艺流程较复杂、投资及运行费用高、占地面积大等不足，同时其处理对象仅限于微污染原水，对于处理重污染河水来说则显得无能为力。
3、发明内容：
本发明的目的是解决现有技术处理重污染河水不足而提供的一种新的重污染河水生物净化工艺，处理重污染河水，使其达到工业应用的水质要求，从而实现重污染河水资源化，应用于工业生产，解决城市工业发展中的缺水难题。
本发明所提供的重污染河水生物净化工艺，先采用一级生物净化后二级氧化消毒的工艺，其工艺流程示意图如说明书附图所示，具体工艺如下：重污染河水经调节沉淀池1由水泵2注入曝气生物滤池3的底部，经过池内部长柄滤头进入滤料层，同时由罗茨风机4向滤料层进行曝气充氧，出水经反冲洗水池5进入氧化消毒池9；二氧化氯发生器7所产生的ClO2与曝气生物滤池出水经管道混合器8同时进入氧化消毒池9。经消毒池氧化杀菌后的出水达到了一般工业用水水质要求；曝气生物滤池3的反冲洗采用气水联合反冲洗，方法是：先用罗茨风机4提供的压缩空气进行5min反冲洗，再启动反冲洗水泵6，气水同时反冲洗5min，最后用水反水冲洗5min～8min，反冲洗用水采用曝气生物滤池3的处理出水；反冲洗脱落的生物膜、污泥等杂质随反冲洗排水回流至调节沉淀池1，沉淀之污泥经浓缩池10、板框压滤机11成肥泥饼外运，浓缩池浓缩液、板框压滤机压滤液回调节沉淀池1。
曝气生物滤池滤料层充填高孔隙率、高比表面积、粒径为3mm-5mm粉煤灰陶粒滤料，其规格为粒径3mm-5mm，堆积密度0.89g/cm3，破碎率0.07％，比表面积4.8m2/g，孔隙率35％，磨损率5.3％，盐酸可溶率0.5％。
应用本工艺处理重污染河水的工艺参数为：气水比0.5～1.0，反冲洗周期为3d～5d，气、水联合反冲洗，反冲洗强度均为5L/(m2·s)～8L/(m2·s)，反冲洗时间为10min～15min，温度15℃～30℃，pH值7.0～8.5，污泥负荷0.2kgCODMn/(kgMLSS·d)～0.6kgCODMn/(kgMLSS·d)，滤速1.5m3/(h·m2)～4.5m3/(h·m2)，ClO2投加量1.8g/m3。在此工艺参数下，其对重污染河水中的浊度、高锰酸盐指数(即CODMn)、氨氮、细菌的平均去除率分别达到95％、90％、95％和99.5％以上，出水水质达到了地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的基本项目目标限值中的I级标准，可直接作为工业生产用水，实现了重污染河水资源化。
本工艺的关键是利用曝气生物滤池内部充填的高比表面积的粉煤灰陶粒滤料及其附着生长的生物膜为处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、膜及膜和填料的物理吸咐作用以及反应器内食物多级捕食作用，实现污染物和细菌在同一单元反应器内去除。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化、反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮除磷的目的。
本发明具有工程投资省，占地少，运行费用低，处理水能达到工业用水水质，可作为工业生产用水，实现了重污染河水的资源化，处理过程中产生的污泥为优质生态肥料，从而克服了上述给水处理技术的缺陷，为我国缺水城市(特别是北方城市)工业发展开辟了新的水源。以日处理150000m3工业水厂为例，若按传统的混凝→澄清→过滤→消毒工艺处理重污染河水，为使处理水质达标，还需外加活性炭吸附工艺，其工程总投资约1.2亿元人民币，占地120亩，直接运行费用约0.8元/m3，且污泥处置、活性炭恢复再生较困难。若采用本发明，采用一级曝气生物滤池生物净化处理与二级二氧化氯氧化杀菌相结合的工艺技术，可使工程投资降为0.9亿元人民币，占地仅需80亩，运行费用约0.65元/m3，处理的泥饼为优质绿色生态肥料。本发明与传统的混凝→澄清→过滤→消毒工艺相比具有如下优点：
①工程投资省，仅为后者的75％。
②占地少，仅为后者的67％。
③运行费用低，即运行管理成本低，仅为后者的81％。
④出水水质好，可直接作为工业生产用水，使失去使用价值的重污染河水得以再利用，实现了废水资源化。
⑤处理过程中产生的污泥为优质生态肥料，可作为农田肥料或改良土壤，发展生态农业。
4、附图说明：
附图：重污染河水生物净化工艺流程示意图
图中数字：1-调节沉淀池；2-水泵；3-曝气生物滤池；4-罗茨风机；5-反冲洗水池；6-反冲洗水泵；7-二氧化氯发生器；8氧化消毒池；9-污泥浓缩池；10-板框压滤机。
5、具体实施方式：
平面尺寸为R＝8000mm，高度H0＝6500mm的圆形曝气生物滤池中，充填有高度为H＝4000mm的陶粒滤料，配水室高度h1＝1000mm，承托层高度h2＝300mm，清水区高度h3＝800mm，超高h4＝400mm，当污泥负荷0.35kgCODMn/(kgMLSS·d)，滤速2.5m3/(h·m2)，二氧化氯投加量1.6g/m3，气水比5∶1时，可将3000m3/d的重污染河水的浊度从113.OFTU降至4.0FTU，CODMn从65.4mg/L降至3.9mg/L，氨氮从2.4mg/L降至0.16mg/L，细菌个数从1.6×104个降至1.0×102个。表1为采用本工艺处理重污染河水的几个实施例。
                        表1采用生物净化法处理重污染河水效果实施例
实施例       浊度(FTU)        CODMn/(mg/L)         氨氮(mg/L)             细菌(个)
进水 出水 去除率(％) 进水 出水 去除率(％) 进水 出水 去除率％ 进水 出水 去除率(％)
 1  113  4  96.5  65.4  3.9  94.0  2.4  0.16  93.6 1.6×104 1.0×102  99.4
 2  134  3  97.8  150.6  4.3  97.1  7.3  0.19  97.4 2.6×104 2.2×102  99.2
 3  55  3  94.5  46.4  3.6  92.2  6.5  0.15  97.6 2.0×104 1.5×102  99.3
 4  72  2  97.2  55.3  2.5  95.5  9.7  0.49  94.9 1.7×104 1.3×102  99.2
 5  86  5  94.2  44.3  5.3  88.0  1.7  未检出  100 2.3×104 1.1×102  99.5

Claims (1)

1、重污染河水生物净化工艺，主要由一级曝气生物滤池生物净化和二级氧化消毒工艺所组成，具体工艺步骤如下：重污染河水经调节沉淀池由水泵注入曝气生物滤池底部，经过池内部长柄滤头进入滤料层，同时由罗茨风机向滤料层进行曝气充氧，出水经反冲洗水池进入氧化消毒池；二氧化氯发生器所产生的ClO2与曝气生物滤池出水同时进入氧化消毒池，经消毒池氧化杀菌后的出水达到了一般工业用水水质要求；曝气生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗脱落的生物膜、污泥等杂质随反冲洗排水回流至调节沉淀池，沉淀之污泥经浓缩池、板框压滤机成肥泥饼外运。
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