專利名稱：一種采用水解－厭氧－缺氧－好氧工藝的城市污水處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領域，尤其涉及利用水解、厭氧、缺氧、好氧工藝進行城市污水的生物處理，同時達到脫氮除磷的目的。
國家環(huán)?？偩痔岢鲂枰⑴c我國現(xiàn)階段國情相適應的、經濟適用的、工藝技術先進的城市污水處理示范工程，應滿足如下條件噸水投資低、運行費用低，噸水運行費用應控制在0.3元以下；在工程中采用國產設備，并且采用總承包實施運營的方式。
現(xiàn)有的物化—生化工藝、水解—好氧工藝、曝氣生物濾池以及中、高負荷的好氧工藝和厭氧、好氧處理技術等工藝都是有希望的新工藝，但需進一步完善。
本發(fā)明的方法如下一種采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法，其特征在于，包括以下步驟(1)城市污水預處理污水通過格柵時，去除大塊雜物，經進水泵站提升后進入曝氣沉砂除油池，去除污水中的砂和浮油；(2)城市污水生物處理(2.1)城市污水進入水解池將城市污水的非溶解態(tài)有機物截留并逐步轉化為溶解態(tài)有機物，提高污水的可生化性，以利于后續(xù)處理；(2.2)城市污水進入厭氧選擇池回流污泥與污水在此充分混和，活性污泥在極短時間內將污染物吸附，由于DO＜0.3mg/l，聚磷菌將釋放磷，進行生物除磷的第一步；(2.3)城市污水進入氧化溝或曝氣池交替式(三溝式)氧化溝或曝氣池運行方式分四個階段A，B，C，D；A段污水進入溝I，溝I處于缺氧狀態(tài)，進行反硝化，去除上階段硝化產生硝酸鹽氮和大量有機物；溝II和溝III進行硝化，有機物氧化，將氮轉化為硝酸鹽氮，同時，聚磷菌大量吸收磷；溝III開啟出水堰，混合液排入二沉池；B段污水進入溝II，溝II進行反硝化，溝I和溝III進行硝化，混合液從溝III進入二沉池；C段污水進入溝III，溝III進行反硝化，溝I、溝II進行硝化，混合液由溝I進入二沉池；D段與B段相同，但混合液從溝I排入二沉池。
(3)城市污水進入二沉池在二沉池進行泥水分離，上清液排入河道，污泥經回流泵站一部分抽至厭氧池與入流污水混和，另一部分抽至污泥脫水間脫水。
根據本發(fā)明的方法，其特征在于，在步驟(2)中，針對進水不同的情況，采取在進水BOD低于150mg/l時直接采用A20工藝，在進水BOD超過150mg/l時采取前置水解池的方法，提供了靈活的工藝解決方案。
根據本發(fā)明的方法，其特征在于，在步驟(2.3)中，硝化區(qū)體積采用新公式計算V1＝YQ(Lj-Lch)θ/Nw式中，V1硝化區(qū)體積Y污泥產率系數(shù)Lj硝化區(qū)進水BODLch出水BODθ污泥齡Nw污泥濃度按照本工藝的實際情況，Lj取硝化區(qū)進水BOD，與原公式取進水BOD相比，硝化區(qū)體積有較大的減少；在TN進＝30mg/l、TN出＝12mg/l的情況下，假定N去除量除細胞合成所需(按剩余污泥5％計)外全部轉化為硝酸鹽氮，硝酸鹽氮全部轉化為氮氣，計算可知，當進水BOD為150mg/l，反硝化區(qū)去除40mg/l BOD，硝化區(qū)去除90mg/l BOD；即在其他參數(shù)不變的情況下，處理量可提高44.4％，相應能耗增加不到20％。
根據本發(fā)明的方法，其特征在于，在步驟(2.3)和步驟(3)中，通過采用一個氧化溝帶二個沉淀池的方案，改善了污泥沉降性能，從而提高污泥濃度，污泥濃度可從4.5g/l升高到8g/l，直接提高了處理量。在傳統(tǒng)活性污泥法設計中，MLSS最高一般不超過4.5g/l，主要基于以下兩點①要提高MLSS，必須相應增加污泥回流比，降低二沉池表面負荷，加長二沉池停留時間，這就要求增大二沉池體積和回流污泥能耗。為使造價和運行費用總價最低，回流比通常限制在150％以內。通常，二沉池回流污泥濃度在4-8g/l，若按最高值8g/l計，回流比為150％時MLSS為4.8g/l。
②污水的性質和曝氣池工況對MLSS有巨大影響，如果有利于污泥膨脹，污泥指數(shù)SVI居高不下，回流污泥濃度大大降低，MLSS也不能過高。
本發(fā)明采用硝化-反硝化工藝，污泥內存在硝化-反硝化菌群，活性污泥形成明顯的團粒中心，結構緊密，SVI較低。實際運行中發(fā)現(xiàn)，污泥回流比為100％時，由于回流污泥濃度超過13g/l，曝氣池污泥濃度MLSS可穩(wěn)定在4.5g/l-8g/l。同時，前置厭氧選擇池，可以有效防止污泥膨脹。因此，污泥濃度完全可以由4.5g/l提高到8g/l。因此，本發(fā)明中MLSS可取4.5g/l-8g/l。
根據本發(fā)明的方法，其特征在于，在步驟(3)中，污泥反抽10％(高于10％時，出水磷會超標)至進水區(qū)進行厭氧水解，降低污泥產量，達到污泥減量化目的。
根據本發(fā)明的方法，其特征在于，在工藝系統(tǒng)設計中采用工藝模塊組合技術，各工藝模塊之間可以不同組合，模塊內水力條件按設計流量1～3倍設計，這一點主要是考慮當前部分地區(qū)進水指標偏低甚至超低的情況，通過采用工藝模塊組合設計技術，既要保證在當前階段處理大流量，又保證了系統(tǒng)在遠期的可適應性。
根據本發(fā)明的方法，其特征在于，在工藝設計中采用污泥制肥技術，將脫水污泥制成肥料出售，達到提升污水處理量、節(jié)約成本的目的。工藝流程原理本發(fā)明工藝流程采用水解—厭氧—缺氧—好氧，通過硝化—反硝化去除BOD、總氮、總磷等污染物?；驹砣缦滤膺^程水解(酸化)工藝通過控制水力停留時間HRT(2.5h-4h)，將反應控制在厭氧反應的水解、酸化階段完成之前，利用水解和產酸微生物，將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機物降解為易于降解的小分子有機物，使得污水在后續(xù)好氧處理單元以較少的能耗和較短的停留時間下，得到處理。水解反應器的停留時間僅為2.5h，但COD、BOD5和SS的去除率高達45.7％、42.3％、93％。同時，提高了污水的可生化性，后續(xù)處理的活性污泥法曝氣池容積可減少50％左右。
厭氧過程不同于完全厭氧過程，在厭氧池內不供氧，DO＜0.3mg/l使活性污泥中的好氧微生物處于壓抑狀態(tài)，聚磷菌釋放貯存在體內的磷。
缺氧過程DO＜0.5mg/l，由于兼性脫氮菌的作用，利用進水中的BOD作氫供給體(有機碳源)，將上一周期硝化產生硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮還原成氮氣，達到脫氮目的，同時有機物分解，也稱脫氮過程。反應式
好氧過程在DO＞2mg/l和低BOD負荷的條件下，氧化氨氮，也稱硝化過程，反應式為在此過程中，聚磷菌利用產生的能量大量吸附磷，貯存在體內。理論上，在反硝化過程中，1mg硝酸鹽氮轉換為氮氣需2.86mg BOD。入流污水在厭氧選擇池中，在兼性菌的作用下，部分水解酸化，改變了污水的可生化性，快速降解BOD大量增加，有利于后續(xù)處理。
附圖
是本工藝的流程圖。
權利要求
1.一種采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法，其特征在于，包括以下步驟(1)城市污水預處理污水通過格柵時，去除大塊雜物，經進水泵站提升后進入曝氣沉砂除油池，去除污水中的砂和浮油；(2)城市污水生物處理(2.1)城市污水進入水解池將城市污水的非溶解態(tài)有機物截留并逐步轉化為溶解態(tài)有機物，提高污水的可生化性，以利于后續(xù)處理；(2.2)城市污水進入厭氧選擇池回流污泥與污水在此充分混和，活性污泥在極短時間內將污染物吸附，由于DO＜0.3mg/l，聚磷菌將釋放磷，進行生物除磷的第一步；(2.3)城市污水進入氧化溝或曝氣池交替式(二、三、四溝式)氧化溝或曝氣池運行方式分四個階段A，B，C，D；A段污水進入溝I，溝I處于缺氧狀態(tài)，進行反硝化，去除上階段硝化產生硝酸鹽氮和大量有機物；溝II和溝III進行硝化，有機物氧化，將氮轉化為硝酸鹽氮，同時，聚磷菌大量吸收磷；溝III開啟出水堰，混合液排入二沉池；B段污水進入溝II，溝II進行反硝化，溝I和溝III進行硝化，混合液從溝III進入二沉池；C段污水進入溝III，溝III進行反硝化，溝I、溝II進行硝化，混合液由溝I進入二沉池；D段與B段相同，但混合液從溝I排入二沉池；(3)城市污水進入二沉池在二沉池進行泥水分離，上清液排入河道，污泥經回流泵站一部分抽至厭氧選擇池與入流污水混和，另一部分抽至污泥脫水間脫水。
2.根據權利要求1所述的采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法，其特征在于，在步驟(2)中，針對進水不同的情況采取在進水BOD5低于150mg/l時不通過水解池，在進水BOD5超過150mg/l時采取前置水解池的方法，提供了靈活的工藝解決方案。
3.根據權利要求1所述的采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法，其特征在于，在步驟(2.3)中，硝化區(qū)體積采用新公式計算V1＝YQ(Lj-Lch)θ/Nw式中，V1硝化區(qū)體積Y污泥產率系數(shù)Lj硝化區(qū)進水BODLch出水BODθ污泥齡Nw污泥濃度按照本工藝的實際情況，Lj取硝化區(qū)進水BOD，與原公式取進水BOD相比，硝化區(qū)體積有較大的減少；在TN進＝30mg/l、TN出＝12mg/l的情況下，假定N去除量除細胞合成所需(按剩余污泥5％計)外全部轉化為硝酸鹽氮，硝酸鹽氮全部轉化為氮氣，計算可知，當進水BOD為150mg/l，反硝化區(qū)去除40mg/l BOD，硝化區(qū)去除90mg/l BOD；即在其他參數(shù)不變的情況下，處理量可提高44.4％，相應能耗增加不到20％。
4.根據權利要求1所述的采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法，其特征在于，在步驟(2.3)和步驟(3)中，通過采用一個氧化溝帶二個沉淀池的方案，改善了污泥沉降性能，從而提高污泥濃度，污泥濃度可從4.5g/l升高到8g/l，直接提高了處理量。
5.根據權利要求1所述的采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法，其特征在于，在步驟(3)中，污泥反抽10％(高于10％時，出水磷會超標)至進水區(qū)進行厭氧水解，降低污泥產量，達到污泥減量化目的。
6.根據權利要求1所述的采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法，其特征在于，在工藝系統(tǒng)設計中采用工藝模塊組合技術，各工藝模塊之間可以不同組合，模塊內水力條件按設計流量1～3倍設計，這一點主要是考慮當前部分地區(qū)進水指標偏低甚至超低的情況，通過采用工藝模塊組合設計技術，既要保證在當前階段處理大流量，又保證了系統(tǒng)在遠期的可適應性。
7.根據權利要求1所述的采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法，其特征在于，在工藝設計中采用污泥制肥技術，將脫水污泥制成肥料出售，達到提升污水處理量、節(jié)約成本的目的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用水解—厭氧—缺氧—好氧工藝的城市污水處理方法,采用新型的硝化區(qū)體積計算公式,另外采用提高污泥濃度、污泥反抽以及在土建設施設計中考慮超大流量等技術措施,并針對進水指標的變化,安排了靈活的工藝流程,從而大幅提高了價格性能比,達到節(jié)約占地、節(jié)約建設成本、節(jié)約運行成本的目的,具有較好的社會效益和經濟效益。
文檔編號C02F3/30GK1382648SQ0212135
公開日2002年12月4日 申請日期2002年6月17日 優(yōu)先權日2002年6月17日
發(fā)明者張洪 申請人:深圳市龍崗區(qū)平湖污水處理廠