CN102001791B - 一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，它涉及一种城市污水强化处理方法。它解决了采用现有处理城市污水的技术存在无法同步高效的脱氮除磷、处理效果差、运行费用高和不适用于处理寒冷地区城市污水的问题。方法：一、污水初步沉淀，通过配水井将初沉池出水分成两部分或三部分进行分配；二、厌氧池和缺氧池1的出水混合液与好氧池首端回流污泥同时进入好氧池，好氧池出水进入缺氧池2，缺氧池2出水经跌水进入二沉池，上清液作为处理的净化水排出，将下层的部分污泥回流，其余作为剩余污泥排放。本发明可同步进行高效的脱氮除磷、处理效果好、运行费用低和适用于处理寒冷地区城市污水。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市污水强化处理方法。
背景技术
目前，城市污水处理主要采用生物活性污泥法，生物活性污泥法有很多种处理工艺，常有的工艺方法有，普通曝气法，A-B法，A/O工艺，A2/O脱氮除磷工艺，氧化沟工艺等。A2/O工艺，作为在系统上最简单的同步脱氮除磷工艺，并以其效果稳定、适应性广等优点广泛应用于国内外城市污水生物脱氮除磷污水处理厂中。
但是该工艺将厌氧、缺氧和好氧三种不同的环境条件交替运行和不同种类的微生物菌群如聚磷菌、反硝化菌、硝化菌共存于同一污泥系统中，导致两大矛盾，一方面，硝化菌，反硝化菌和聚磷菌的不同泥龄和碳源之争，同时回流污泥中携带的硝酸盐也抑制了厌氧条件下磷的释放，结果这种相互制约作用，导致该工艺的脱氮除磷效率很难进一步提高，最终导致脱氮和除磷对立的矛盾；另一方面，硝化细菌属于好氧菌，经过硝化液回流到缺氧区，可使其活性受到抑制，反硝化细菌最适环境为缺氧环境，经过好氧区可影响反硝化细菌的活性，摄磷菌在厌氧条件下释磷，好氧条件吸磷，却经过对除磷没有意义的缺氧区，影响摄磷菌性能，三种细菌有各自最适的溶解氧，经过其他区域均会抑制细菌活性，影响脱氮除磷效果。此外，由于厌氧/缺氧/好氧的布置形成，要靠硝化液回流至缺氧区来进行反硝化，不仅限制了TN(总氮含量)的去除率，而且增加动力运行费用。
另外，北方寒冷地区城市污水温度低，导致污水处理系统内微生物活性差，脱氮除磷效果不理想，因此如何研究一种寒冷地区城市污水同步脱氮除磷处理工艺，克服脱氮除磷去除之间的矛盾，使寒冷地区污水达到同时高效的脱氮除磷且稳定运行，这是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决采用现有处理城市污水的技术存在无法同步高效的脱氮除磷、处理效果差、运行费用高和不适用于处理寒冷地区城市污水的问题，而提供的一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法。
基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法按以下步骤进行：一、将污水进行初步沉淀，水力停留时间为0.5～1.0h，然后通过配水井将初沉池出水分成两部分或三部分进行分配；二、厌氧池和缺氧池1的出水混合液与30％～50％好氧池首端回流污泥同时进入好氧池，水力停留时间为4.0～6.0h，好氧池出水进入缺氧池2，水力停留时间为0.5～1.0h，缺氧池2出水经跌水进入二沉池中进行泥水分离，水力停留时间为2.0～3.0h，溶解氧浓度为1.3～1.7mg/L，上清液作为处理的净化水排出，将下层的部分污泥回流，其余作为剩余污泥排放；
其中步骤一中初沉池出水分成两部分进行分配(两部分共为100％)，即在碳源充足的条件下(好氧池出水COD在80～150mg/L)，20％～50％的初沉池出水与厌氧回流污泥同时进入厌氧池，水力停留时间为1.0～1.5h，50％～80％的初沉池出水与100％～300％好氧池回流的硝化液同时进入缺氧池1，水力停留时间为1.0～1.5h；
步骤一中初沉池出水分成三部分进行分配(三部分共为100％)，即在碳源不足的条件下(好氧池出水COD在40～80mg/L)，20％～50％的初沉池出水与厌氧回流污泥同时进入厌氧池，水力停留时间为1.0～1.5h，30％～50％的初沉池出水与100％～300％好氧池回流的硝化液同时进入缺氧池1，水力停留时间为1.0～1.5h，20％～30％的初沉池出水与好氧池出水混合液共同进入缺氧池2，水力停留时间为0.5～1.0h；
步骤二中将下层的部分污泥回流，为5％～30％回流到厌氧池，30％～50％回流到好氧池首端。
本发明的优点：1、将污水将一定比例分配到厌氧池和缺氧池1，增大了污水在厌氧池和缺氧池1的停留时间，若按常规工艺的停留时间设计，则可减小厌氧池和缺氧池1的容积，节省建设费用；
2、将污水将一定比例分配到厌氧池和缺氧池1，有效解决了常规工艺中碳源矛盾，使厌氧段释磷过程及缺氧段反硝化过程中碳源充足，提高脱氮除磷效果；回流到厌氧池的污泥回流采用5％～30％的较低回流比，即可达到除磷的目的；回流到好氧池首端的污泥回流采用30％～50％，硝化液回流采用100％～300％，即可达到良好的脱氮作用；
3、将污水将一定比例分配到厌氧池和缺氧池1，有效解决了常规工艺中污泥龄的矛盾，可通过配水比例控制适合脱氮和除磷的不同泥龄，提高脱氮除磷效果；
4、增加了从二沉池污泥回流到好氧池首端的回流系统，减小了硝化细菌在低溶解氧环境下的停留时间，使硝化细菌不经过厌氧及缺氧过程即回流到好氧池，保证了硝化细菌的好氧条件，培养了专性硝化细菌，保持了硝化细菌的高效能，提高了好氧池的硝化效果；
5、在好氧池后设一缺氧池2，可进一步进行反硝化，解决了利用硝化液回流进行反硝化限制TN去除率的问题，减少硝酸盐浓度，提高TN去除率；
6、在好氧池后设一缺氧池2，降低硝酸盐浓度，减少厌氧污泥回流携带的硝酸盐对厌氧释磷的影响，提高磷的去除效果；
7、在好氧池后设一缺氧池2，进一步进行反硝化，可减少好氧池到缺氧池1的硝化液回流比，即可保证脱氮作用，又可以降低动力运行费用；
8、在缺氧池增设填料，可固定反硝化细菌，使反硝化细菌处于缺氧条件，不受溶解氧的影响，可增加反硝化细菌数量与反硝化效果；
9、在好氧池增设填料，用于固定微生物，形成生物膜-活性污泥复合工工艺，增加系统中生物量，提高脱氮除磷效果；
10、好氧池内设隔墙分级，相邻墙体对向开孔，使之形成推流处理形式，使混合液上下波动均匀混合，增加处理效果。
11、本方法采用强化传质、投加组合式纤维填料、增投二沉池到好氧池首端的污泥回流等措施强化生物处理，有效提高寒冷地区城市污水处理效果，稳定运行，解决低温污水同步脱氮除磷效果差的问题。
附图说明
图1为具体实施方式一中基于多点进水调控的寒冷地区城市污水的强化处理的工艺原理示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1所示，本实施方式基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法按以下步骤进行：一、将污水进行初步沉淀，水力停留时间为0.5～1.0h，然后通过配水井将初沉池出水分成两部分或三部分进行分配；二、厌氧池和缺氧池1的出水混合液与30％～50％好氧池首端回流污泥同时进入好氧池，水力停留时间为4.0～6.0h，好氧池出水进入缺氧池2，水力停留时间为0.5～1.0h，缺氧池2出水经跌水进入二沉池中进行泥水分离，水力停留时间为2.0～3.0h，溶解氧浓度为1.3～1.7mg/L，上清液作为处理的净化水排出，将下层的部分污泥回流，其余作为剩余污泥排放；
其中步骤一中初沉池出水分成两部分进行分配(两部分共为100％)，即在碳源充足的条件下(好氧池出水COD在80～150mg/L)，20％～50％的初沉池出水与厌氧回流污泥同时进入厌氧池，水力停留时间为1.0～1.5h，50％～80％的初沉池出水与100％～300％好氧池回流的硝化液同时进入缺氧池1，水力停留时间为1.0～1.5h；
步骤一中初沉池出水分成三部分进行分配(三部分共为100％)，即在碳源不足的条件下(好氧池出水COD在40～80mg/L)，20％～50％的初沉池出水与厌氧回流污泥同时进入厌氧池，水力停留时间为1.0～1.5h，30％～50％的初沉池出水与100％～300％好氧池回流的硝化液同时进入缺氧池1，水力停留时间为1.0～1.5h，20％～30％的初沉池出水与好氧池出水混合液共同进入缺氧池2，水力停留时间为0.5～1.0h；
步骤二中将下层的部分污泥回流，为5％～30％回流到厌氧池，30％～50％回流到好氧池首端。
本实施方式步骤一中进行初步沉淀是为了去除大颗粒杂质。
本实施方式步骤一中初沉池出水分成两部分或三部分进行分配，初沉池出水与厌氧回流污泥同时进入厌氧池是在进行厌氧释磷，初沉池出水与好氧池回流的硝化液同时进入缺氧池1是将硝酸盐反硝化成氮气释放，初沉池出水与好氧池出水混合液共同进入缺氧池2，可以使缺氧池2有充足营养物质进一步进行反硝化。
本实施方式步骤二中溶解氧浓度为1.3～1.7mg/L，可防止厌氧释磷。
本实施方式中BOD污泥负荷为0.1～0.2kgBOD5/kgMLSS.d。
本实施方式中采用多点循环控制方式，即除好氧池回流的硝化液进入缺氧池1，二沉池污泥除有一部分回流到厌氧池外，还有一部分回流到好氧池首端，其中二沉池回流到厌氧及好氧池首端的污泥可采用同一套回流装置，进入两个回流管路，即共计两套回流系统，三套回流管路。
本实施方式以城市污水为处理对象，主要去除有机物、氮和磷。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中污水进行初步沉淀，水力停留时间为0.6～0.9h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中污水进行初步沉淀，水力停留时间为0.8h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中厌氧池和缺氧池1的出水混合液与35％～45％好氧池首端回流污泥同时进入好氧池，水力停留时间为4.5～5.5h，好氧池出水进入缺氧池2，水力停留时间为0.6～0.9h，缺氧池2出水经跌水进入二沉池中进行泥水分离，水力停留时间为2.2～2.8h，保溶解氧为1.4～1.6mg/L。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中厌氧池和缺氧池1的出水混合液与40％好氧池首端回流污泥同时进入好氧池，水力停留时间为5.0h，好氧池出水进入缺氧池2，水力停留时间为0.8h，缺氧池2出水经跌水进入二沉池中进行泥水分离，水力停留时间为2.5h，保溶解氧为1.5mg/L。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤二中缺氧池1和缺氧池2增设组合式纤维填料，由软性纤维束、高分子聚合塑料环片及中心绳组成，载体外形为圆形，外直径为80mm，厚3mm。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
本实施方式中增设填料，可固定反硝化细菌，使反硝化细菌处于缺氧条件，不受溶解氧的影响，可增加反硝化细菌数量与硝化效果。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤二中在好氧池增投组合式纤维填料，由软性纤维束、高分子聚合塑料环片及中心绳组成，载体外形为圆形，外直径为80mm，厚3mm。它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
本实施方式中增设填料，可固定微生物，形成生物膜-活性污泥复合工艺，强化系统的脱氮除磷效果。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中厌氧池采用水下搅拌方式进行混合搅拌；缺氧池1及缺氧池2采用水下搅拌及弱曝气方式；好氧池设置曝气装置，且好氧池设隔墙分级，使之形成推流处理形式，使混合液上下波动均匀混合。它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
本实施方式用以强化污水的传质过程，使污水在整个系统中处于湍流运动，控制Re≥1200，或采用搅拌装置，控制搅拌功率≥0.5W/m3。
Claims (8)
1.一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，其特征在于基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法按以下步骤进行：一、将污水进行初步沉淀，水力停留时间为0.5～1.0h，然后通过配水井将初沉池出水分成两部分或三部分进行分配；二、厌氧池和缺氧池1的出水混合液与30％～50％好氧池首端回流污泥同时进入好氧池，水力停留时间为4.0～6.0h，好氧池出水进入缺氧池2，水力停留时间为0.5～1.0h，缺氧池2出水经跌水进入二沉池中进行泥水分离，水力停留时间为2.0～3.0h，溶解氧浓度为1.3～1.7mg/L，上清液作为处理的净化水排出，将下层的部分污泥回流，其余作为剩余污泥排放；
其中步骤一中初沉池出水分成两部分进行分配，两部分共为100％，即在碳源充足的条件下，好氧池出水COD在80～150mg/L，20％～50％的初沉池出水与厌氧回流污泥同时进入厌氧池，水力停留时间为1.0～1.5h，50％～80％的初沉池出水与100％～300％好氧池回流的硝化液同时进入缺氧池1，水力停留时间为1.0～1.5h；
或步骤一中初沉池出水分成三部分进行分配，三部分共为100％，即在碳源不足的条件下，好氧池出水COD在40～80mg/L，20％～50％的初沉池出水与厌氧回流污泥同时进入厌氧池，水力停留时间为1.0～1.5h，30％～50％的初沉池出水与100％～300％好氧池回流的硝化液同时进入缺氧池1，水力停留时间为1.0～1.5h，20％～30％的初沉池出水与好氧池出水混合液共同进入缺氧池2，水力停留时间为0.5～1.0h；
步骤二中将下层的部分污泥回流，为5％～30％回流到厌氧池，30％～50％回流到好氧池首端。
2.根据权利要求1所述的一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，其特征在于步骤一中污水进行初步沉淀，水力停留时间为0.6～0.9h。
3.根据权利要求1所述的一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，其特征在于步骤一中污水进行初步沉淀，水力停留时间为0.8h。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，其特征在于步骤二中厌氧池和缺氧池1的出水混合液与35％～45％好氧池首端回流污泥同时进入好氧池，水力停留时间为4.5～5.5h，好氧池出水进入缺氧池2，水力停留时间为0.6～0.9h，缺氧池2出水经跌水进入二沉池中进行泥水分离，水力停留时间为2.2～2.8h，保溶解氧为1.4～1.6mg/L。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，其特征在于步骤二中厌氧池和缺氧池1的出水混合液与40％好氧池首端回流污泥同时进入好氧池，水力停留时间为5.0h，好氧池出水进入缺氧池2，水力停留时间为0.8h，缺氧池2出水经跌水进入二沉池中进行泥水分离，水力停留时间为2.5h，保溶解氧为1.5mg/L。
6.根据权利要求5所述的一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，其特征在于步骤二中缺氧池1和缺氧池2增设组合式纤维填料，由软性纤维束、高分子聚合塑料环片及中心绳组成，载体外形为圆形，外直径为80mm，厚3mm。
7.根据权利要求6所述的一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，其特征在于步骤二中在好氧池增设组合式纤维填料，由软性纤维束、高分子聚合塑料环片及中心绳组成，载体外形为圆形，外直径为80mm，厚3mm。
8.根据权利要求7所述的一种基于多点进水调控的寒冷地区城市污水强化处理方法，其特征在于步骤二中厌氧池采用水下搅拌方式进行混合搅拌；缺氧池1及缺氧池2采用水下搅拌及弱曝气方式；好氧池设置曝气装置，且好氧池设隔墙分级，使之形成推流处理形式，使混合液上下波动均匀混合。
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