專利名稱：一種生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理方法，具體涉及一種生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法。
背景技術(shù)：
城市污水多采用生物化學(xué)方法處理，這種方法成熟有效、經(jīng)濟(jì)可行，與化學(xué)或物理方法相比有獨(dú)特的優(yōu)勢，至今已成為世界各國處理城市生活污水和工業(yè)廢水的主要手段。如連續(xù)流間歇式反應(yīng)器SBR及其變形工藝是在時(shí)間序列上實(shí)現(xiàn)厭氧、缺氧及好氧從而達(dá)到脫氮除磷功能，反應(yīng)和沉淀過程集中在一個(gè)池體中完成，具有處理構(gòu)筑物少，占地小，運(yùn)行靈活等特點(diǎn)，但它也具有一些缺點(diǎn)SBR及其變形工藝都使用潷水器，受潷水器出水量的限制，單池處理水量不可能很大，故該工藝不適用于大型污水處理廠；反應(yīng)器容積利用率低，水頭損失大；系統(tǒng)設(shè)備利用率低，控制復(fù)雜；受時(shí)間影響，不能完全保證厭氧、缺氧及好氧的反應(yīng)條件；出水不連續(xù)，后續(xù)處理困難。
隨著我國對水環(huán)境質(zhì)量要求的提高，修訂后的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對出水氮、磷的要求大大提高，使得已建和待建的城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題，污水處理工藝技術(shù)必須具有除磷脫氮功能。由于單純利用生物法處理城市污水，處理要求越高，增加的處理能耗也越大。采用傳統(tǒng)的二級處理后，生物處理能夠高效將原水中污染物濃度達(dá)到一定水平，但如果需要達(dá)到更高的處理效果，包括脫氮除磷深度處理時(shí)，獲得單位污染負(fù)荷去除能耗越來越大。城市污水屬低濃度有機(jī)廢水，所以未考慮能源回收。若采用常規(guī)厭氧生物處理工藝，難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而常規(guī)好氧工藝及其變革技術(shù)和設(shè)備普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、基建投資大，污水處理成本高、產(chǎn)泥量多、運(yùn)行復(fù)雜、抗沖擊負(fù)荷能力差，不易操作控制與管理，無法達(dá)到節(jié)省能耗的目的。
上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是純生物化學(xué)處理能耗比較高，不具備運(yùn)行切換模式；出水沒有深度處理，單純的生化處理很難達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。如果需要達(dá)到更高的處理效果，包括脫氮除磷深度處理時(shí)，獲得單位污染負(fù)荷去除能耗越來越大；不能普遍適用各種水質(zhì)和處理要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，目的在于針對城市污水普遍存在的低有機(jī)物濃度、低碳氮比、高氮磷濃度的處理難題，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，充分利用生物處理和生態(tài)處理的優(yōu)勢互補(bǔ)來處理污水，降低污水處理的成本。
本發(fā)明的一種生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，順序包括下述步驟(1)污水進(jìn)入生化反應(yīng)器進(jìn)行生化處理，得到混合液；(2)混合液在生化反應(yīng)器沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離后，出上清液；(3)上清液進(jìn)入湖濱凈化帶或者進(jìn)入生化反應(yīng)器補(bǔ)氧之后再進(jìn)入湖濱凈化帶進(jìn)行處理，湖濱凈化帶植有挺水植物、浮水植物和/或沉水植物，湖濱凈化帶的水底湖床鋪墊吸附粒料和酶促填料，在湖床底懸置掛膜骨料；(4)凈化處理后的出水排入自然水體。
所述的生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，其特征在于所述生化反應(yīng)器內(nèi)生物處理為強(qiáng)化絮凝反應(yīng)，得到混合液；或者進(jìn)行厭氧條件下的水解和磷的釋放，然后進(jìn)行缺氧/好氧反應(yīng)以完成硝化與反硝化脫氮及磷的吸收，得到混合液；混合液泥水分離后，上清液直接進(jìn)入湖濱凈化帶處理。
所述的生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，所述生化反應(yīng)器內(nèi)生物處理可以為兼性生物反應(yīng)，得到的混合液泥水分離后，上清液進(jìn)入生化反應(yīng)器的多功能反應(yīng)區(qū)補(bǔ)氧，再進(jìn)入湖濱凈化帶處理。
所述的生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，其特征在于在湖濱凈化帶湖床底0.4m水深內(nèi)，懸置掛膜骨料；湖濱凈化帶可以為3個(gè)凈化區(qū)，3個(gè)凈化區(qū)可以串聯(lián)或者并聯(lián)運(yùn)行。
所述的生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，第一凈化區(qū)的挺水植物可以為美人蕉、菖蒲、香蒲，浮水植物可以為浮萍，可以無沉水植物；第二凈化區(qū)的挺水植物可以為香蒲、美人蕉，浮水植物可以為睡蓮、菱、慈菇，沉水植物可以為苦草、伊樂藻；第三凈化區(qū)的挺水植物可以為水竹、美人蕉、菖蒲，浮水植物可以為睡蓮，沉水植物可以為伊樂藻、金魚藻。
本發(fā)明充分利用生化處理和生態(tài)處理的特點(diǎn)優(yōu)勢互補(bǔ)來處理污水。整個(gè)系統(tǒng)僅生化反應(yīng)器需要消耗處理能耗，湖濱凈化帶不需要提供人為處理能耗，由于生化反應(yīng)器單元出水可以通過水力進(jìn)入湖濱凈化帶，故湖濱凈化帶連額外的提升能耗都不需要，僅增加一些占地及基建投資。整個(gè)系統(tǒng)處理城市污水需要考慮前后兩個(gè)單元的處理效果，以達(dá)到高效低耗的目的。對生化反應(yīng)器出水以二級排放標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，而湖濱凈化帶出水以一級B排放標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)進(jìn)行負(fù)荷分配，既可以有效降低生化反應(yīng)器的能耗，還可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。這樣既節(jié)省了處理能耗，還可以提高湖濱凈化帶的利用效率，延長湖濱凈化帶使用年限。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)能有效去除有機(jī)污染物、懸浮固體、總氮及部分磷酸鹽，可使出水COD≤50mg/L，5日生化需氧量BOD5≤20mg/L，懸浮固體SS≤20mg/L，總氮TN≤15mg/L，NH3-N≤8mg/L(溫度≤12℃)等指標(biāo)均可達(dá)到或優(yōu)于國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級標(biāo)準(zhǔn)(A標(biāo)準(zhǔn))要求。
(2)集中了生物處理的高效性與生態(tài)處理的低能耗性的優(yōu)勢，降低了污水處理的成本，普遍適用各種水質(zhì)和處理要求。


圖1湖濱凈化帶單元布置示意圖；圖2湖濱凈化帶串聯(lián)運(yùn)行示意圖；圖3湖濱凈化帶并聯(lián)運(yùn)行示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為湖濱凈化帶單元布置，其中水體1、底泥2、挺水植物3、浮水植物4、沉水植物5、掛膜骨料6、吸附粒料和酶促填料7。
圖2所示為湖濱凈化帶串聯(lián)運(yùn)行示意圖；生化反應(yīng)器的出水進(jìn)入第一凈化區(qū)，通過第二凈化區(qū)，從第三凈化區(qū)輸出。
圖3所示為湖濱凈化帶并聯(lián)運(yùn)行示意圖；生化反應(yīng)器的出水同時(shí)進(jìn)入第一凈化區(qū)、第二凈化區(qū)和第三凈化區(qū)，并從3個(gè)凈化區(qū)輸出。
本發(fā)明充分考慮生化反應(yīng)器/湖濱凈化帶功能互補(bǔ)，進(jìn)行負(fù)荷的最優(yōu)化匹配，以達(dá)到系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控及穩(wěn)定節(jié)能運(yùn)行，采用了適合于供全年調(diào)控的三種實(shí)施方案實(shí)施例1，污水平均水溫17.8℃，平均pH值為7.37，COD平均值為235mg/L，SS平均值為212mg/L，氨氮平均值為30mg/L，TN平均值為35mg/L，TP平均值為3.89mL，步驟為(1)污水進(jìn)入生化反應(yīng)器的生化反應(yīng)區(qū)進(jìn)行兼性生化處理，得到混合液；(2)混合液在生化反應(yīng)器沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離后，出上清液；(3)上清液進(jìn)入生化反應(yīng)器的多功能反應(yīng)區(qū)補(bǔ)氧，污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間為9h，污泥濃度維持在3.5g上下，平均污泥齡為10d；補(bǔ)氧之后進(jìn)入湖濱凈化帶處理，湖濱凈化帶3個(gè)凈化區(qū)采用串聯(lián)運(yùn)行方式；(4)凈化處理后的出水排入自然水體，出水時(shí)COD平均值為42mg/L，去除率為82.1％；SS平均值為17mg/L，去除率為92％；氨氮平均值為3.4mg/L，去除率為88.7％；TN平均值為12mg/L，去除率為65.7％；TP平均值在1.0以下，去除率為74.2％以上。
實(shí)施例2，污水平均水溫22℃，平均pH值為7.32，COD平均值為145mg/L，SS平均值為129mg/L，氨氮平均值為18mg/L，TN平均值為22.7mg/L，TP平均值為1.8m L，步驟為(1)污水進(jìn)入生化反應(yīng)器的生化反應(yīng)區(qū)進(jìn)行多功能反應(yīng)區(qū)進(jìn)行厭氧條件下的水解和磷的釋放，其后進(jìn)入生化反應(yīng)區(qū)進(jìn)行缺氧/好氧反應(yīng)以完成硝化與反硝化脫氮及磷的吸收，得到混合液；(2)混合液在生化反應(yīng)器沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離后，出上清液；污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間為7.6h，污泥濃度維持在3.5g/L左右，平均污泥齡為18d，反應(yīng)器的溶解氧濃度控制在0.6mg/L-1.0mglL；(3)上清液直接進(jìn)入湖濱凈化帶處理，湖濱凈化帶3個(gè)凈化區(qū)采用串聯(lián)運(yùn)行方式。
(4)凈化處理后的出水排入自然水體，出水時(shí)COD平均值為28mg/L，去除率為73.8％；SS平均值為18mg/L，去除率為88.4％；氨氮平均值為2.6mg/L，去除率為85.0％；TN平均值為8.4mg/L，去除率為63.0％；TP平均值在0.5以下，去除率為72.2％以上。
實(shí)施例3，污水平均水溫26.5℃，平均pH值為7.32，COD平均值為90mg/L，SS平均值為79mg/L，氨氮平均值為12mg/L，TN平均值為12.7mg/L，TP平均值為1.4mL，步驟為(1)污水進(jìn)入生化反應(yīng)器的多功能反應(yīng)區(qū)進(jìn)行強(qiáng)化絮凝反應(yīng)，得到混合液；(2)混合液在生化反應(yīng)器沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離后，出上清液；污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間為7.6h，污泥濃度維持在2.5g/L左右，平均污泥齡為20d，反應(yīng)器的溶解氧濃度控制在1.0mg/L；(3)上清液直接進(jìn)入湖濱凈化帶處理，湖濱凈化帶采用并聯(lián)運(yùn)行方式。
(4)凈化處理后的出水排入自然水體，出水時(shí)COD平均值為18mg/L，去除率為79％；SS平均值為16mg/L，去除率為80％；氨氮平均值為3.6mg/L，去除率為71.0％；TN平均值為12.7mg/L，去除率為77.9％；TP平均值在0.5以下，去除率為64.3％以上。
權(quán)利要求
1.一種生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，順序包括下述步驟(1)污水進(jìn)入生化反應(yīng)器進(jìn)行生化處理，得到混合液；(2)混合液在生化反應(yīng)器沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離后，出上清液；(3)上清液進(jìn)入湖濱凈化帶或者進(jìn)入生化反應(yīng)器補(bǔ)氧之后再進(jìn)入湖濱凈化帶進(jìn)行處理，湖濱凈化帶植有挺水植物、浮水植物和/或沉水植物，湖濱凈化帶的水底湖床鋪墊吸附粒料和酶促填料，在湖床底懸置掛膜骨料；(4)凈化處理后的出水排入自然水體。
2.如權(quán)利要求1所述的生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，其特征在于所述生化反應(yīng)器內(nèi)生物處理為強(qiáng)化絮凝反應(yīng)，得到混合液；或者進(jìn)行厭氧條件下的水解和磷的釋放，然后進(jìn)行缺氧/好氧反應(yīng)以完成硝化與反硝化脫氮及磷的吸收，得到混合液；混合液泥水分離后，上清液直接進(jìn)入湖濱凈化帶處理。
3.如權(quán)利要求1所述的生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，其特征在于所述生化反應(yīng)器內(nèi)生物處理為兼性生物反應(yīng)，得到的混合液泥水分離后，上清液進(jìn)入生化反應(yīng)器的多功能反應(yīng)區(qū)補(bǔ)氧，再進(jìn)入湖濱凈化帶處理。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，其特征在于在湖濱凈化帶湖床底0.3-0.5m水深內(nèi)，懸置掛膜骨料；湖濱凈化帶為3個(gè)凈化區(qū)，3個(gè)凈化區(qū)串聯(lián)或者并聯(lián)運(yùn)行。
5.如權(quán)利要求4所述的生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，其特征在于第一凈化區(qū)的挺水植物為美人蕉、菖蒲、香蒲，浮水植物為浮萍，無沉水植物；第二凈化區(qū)的挺水植物為香蒲、美人蕉，浮水植物為睡蓮、菱、慈菇，沉水植物為苦草、伊樂藻；第三凈化區(qū)的挺水植物為水竹、美人蕉、菖蒲，浮水植物為睡蓮，沉水植物為伊樂藻、金魚藻。
全文摘要
一種生物/生態(tài)湖濱帶污水處理方法，屬于污水處理方法，克服現(xiàn)有技術(shù)不足，充分利用生物處理和生態(tài)處理優(yōu)勢互補(bǔ)來處理污水，降低污水處理成本。本發(fā)明步驟為(1)在生化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行生物處理，得到混合液；(2)混合液在生化反應(yīng)器沉淀區(qū)進(jìn)行泥水分離后，出上清液；(3)上清液進(jìn)入湖濱凈化帶處理，湖濱凈化帶植有挺水植物、浮水植物和/或沉水植物，湖濱凈化帶水底湖床鋪墊吸附粒料與酶促填料，在湖床底0.4m水深懸置掛膜骨料；(4)凈化處理后的出水排入自然水體。本發(fā)明能有效去除有機(jī)污染物、懸浮固體、總氮及部分磷酸鹽；集中生物處理的高效性與生態(tài)處理的低能耗性，降低了污水處理成本，普遍適用各種水質(zhì)處理。
文檔編號C02F3/02GK101054253SQ200710051329
公開日2007年10月17日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者章北平, 任擁政, 楊昌柱, 肖波, 楊群, 何運(yùn)良, 劉年豐, 楊欣, 程偉, 魯鈮, 管向偉 申請人:華中科技大學(xué)