一種物化生化交互城市污水處理方法

一種物化生化交互城市污水處理方法主要內(nèi)容1.研究背景2.研究?jī)?nèi)容3.工程實(shí)例1.研究背景污水處理技術(shù)總體而言可分為物理處理技術(shù)、物理化學(xué)處理技術(shù)、生物化學(xué)處理技術(shù)和化學(xué)處理技術(shù)，其中以污水的生物化學(xué)處理技術(shù)最為常用。生化處理技術(shù)亦有很多種，主要是根據(jù)微生物的生長(zhǎng)條件和供氧方式的不同狀況進(jìn)行分類。生物處理要達(dá)到脫氮除磷目的就必須在反應(yīng)器的空間或時(shí)間上創(chuàng)造厭氧、缺氧、好氧等區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)不同形式的厭氧-好氧除磷、好氧-缺氧脫氮，所需的水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，有些工藝達(dá)到12小時(shí)以上，基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用均較高。目前國(guó)際上普遍使用生物脫氮除磷工藝，常用的有：常規(guī)的厭氧／缺氧／好氧工藝(A/A/O)、BardenPho、UCT、VIP、SBR、ICEAS、CASS、UNlTANK及各種氧化溝工藝。隨著我國(guó)污水處理排放要求的提高，我國(guó)在污水處理工藝研究上也取得了很大進(jìn)展，除了使用上述處理工藝外，國(guó)內(nèi)還自行研究開(kāi)發(fā)了倒置A/A/O工藝、水解-厭氧-微氧聯(lián)合工藝、高負(fù)荷活性污泥工藝、生物曝氣濾池、高效復(fù)合污水生物處理系統(tǒng)等。水的物理化學(xué)處理方法有很多種，其中化學(xué)混凝處理最常用、最具代表性。由于城市污水水量大，投加混凝劑使得運(yùn)行費(fèi)用較高，產(chǎn)泥量大，因此，過(guò)去單獨(dú)采用化學(xué)混凝工藝處理城市污水較少。近年來(lái)，高效、廉價(jià)藥劑的不斷推出，加上對(duì)除磷效果的要求越來(lái)越高，化學(xué)混凝亦開(kāi)始受到重視。同濟(jì)大學(xué)、中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院等單位對(duì)上海市合流污水進(jìn)行了物化強(qiáng)化一級(jí)處理的中試研究，向污水中投加三氯化鐵，聚合硫酸鋁、硫酸鐵以及和聚丙烯酞胺（PAM）復(fù)配使用，取得了良好的效果，特別是對(duì)總磷的去除效果穩(wěn)定。采用物化和生化相結(jié)合的污水處理工藝目前也有應(yīng)用，其最顯著的特點(diǎn)是流程中投加化學(xué)混凝劑，其余則與普通活性污泥法相同或類似，這類工藝反硝化效果差，主要目的是幫助除磷，污水處理運(yùn)行成本較高。2.研究?jī)?nèi)容針對(duì)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，提出一種靈活多變的可普遍適應(yīng)各種水質(zhì)和處理要求的物化生化交互式城市污水處理方法。提出的一種物化生化交互式城市污水處理方法，采用生化處理單元、物化處理單元組成的交互式反應(yīng)器，其中生化處理單元由預(yù)缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池、后曝氣池依次通過(guò)隔墻的過(guò)水孔相連組成，物化處理單元由絮凝池組成，后曝氣池通過(guò)管道和閥門與絮凝池相連，生化處理單元的預(yù)缺氧池與回流污泥管道相連，生化處理單元的厭氧池與進(jìn)水管道相連，生化處理單元的后曝氣池與沉淀池相連，物化處理單元一端與進(jìn)水管相連，另一端與沉淀池相連，同時(shí)生化處理單元與物化處理單元之間通過(guò)管道和閥門連接；城市污水經(jīng)過(guò)沉砂處理后進(jìn)入物化生化交互式反應(yīng)器，根據(jù)水量及水質(zhì)的不同，選擇生化處理單元、物化處理單元串聯(lián)、并聯(lián)、或同時(shí)生物硝化反硝化運(yùn)行方式，對(duì)污水進(jìn)行生化處理、物化處理，最后反應(yīng)器內(nèi)的混合液進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀的污泥部分回流至預(yù)缺氧池，部分作為剩余污泥排放。其中：（1）當(dāng)進(jìn)水水量為設(shè)計(jì)流量的0.7-1.5倍、進(jìn)水水質(zhì)化學(xué)需氧量為70mg/L-

800mg/L,生化需氧量為30mg/L-400mg/L，懸浮固體為150mg/L-300mg/L，凱氏氮為20mg/L-60mg/L，總磷為2mg/L-8mg/L時(shí)，反應(yīng)器采用串聯(lián)運(yùn)行方式，反應(yīng)器中預(yù)缺氧池、厭氧池，缺氧池、好氧池、后曝氣池、絮凝池、沉淀池通過(guò)管道依次相連。(2)當(dāng)進(jìn)水流量大于設(shè)計(jì)流量的1.5倍，進(jìn)水水質(zhì)化學(xué)需氧量為70mg/L-

400mg/L，生化需氧量為30mg/L-200mg/L，懸浮固體為150mg/L-300mg/L，凱氏氮為10mg/L-40mg/L，總磷為1mg/L-5mg/L時(shí)，反應(yīng)器采用并聯(lián)運(yùn)行方式，反應(yīng)器生化處理單元的厭氧池，缺氧池、好氧池依次相連，并與物化處理單元的絮凝池通過(guò)管道并聯(lián)。(3)當(dāng)進(jìn)水流量為設(shè)計(jì)流量的0.7-1.0倍，進(jìn)水水質(zhì)化學(xué)需氧量為100mg/L-

300mg/L,生化需氧量為50mg/L-150mg/L，懸浮固體為150mg/L-300mg/L，凱氏氮為20mg/L-60mg/L，總磷為2mg/L-4mg/L時(shí)，采用同時(shí)生物硝化反硝化運(yùn)行方式，反應(yīng)器中厭氧池、后曝氣池、沉淀池依次相連。采用串聯(lián)運(yùn)行方式時(shí)，其控制條件如下：使城市污水全部依次進(jìn)入生化處理單元中的厭氧池

、缺氧池、好氧池，與化學(xué)藥劑反應(yīng)，在生化處理單元中停留4-8小時(shí)；然后進(jìn)入物化處理單元中的絮凝池，與絮凝劑充分混合，在物化處理單元停留0.5-1小時(shí)；最后混合液進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀時(shí)間為2-4小時(shí)，沉淀污泥回流至預(yù)缺氧池進(jìn)行內(nèi)源反硝化去除硝態(tài)氮，回流比為25-100%，去除硝態(tài)氮并經(jīng)過(guò)缺氧穩(wěn)定后的污泥進(jìn)入?yún)捬醭?。采用并?lián)方式運(yùn)行時(shí)，其控制條件如下：將污水分為2股，一股污水進(jìn)入生化處理單元中的厭氧池、缺氧池、好氧池

，與化學(xué)藥劑反應(yīng)，進(jìn)水流量為總進(jìn)水量的50％-80%，從好氧池末端出水，在生化處理單元中停留4-6小時(shí)；一股污水進(jìn)入物化處理單元，與絮凝劑充分混合，絮凝時(shí)間為0.5-1.5小時(shí)，進(jìn)水量為總進(jìn)水量的20％-50%；兩股污水經(jīng)處理后混合進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，沉淀時(shí)間為1.5-3小時(shí)，部分污泥回流至預(yù)缺氧池，污泥回流比為25-

80%，部分回流污泥回流至化學(xué)絮凝池，污泥回流比為0-25％。本發(fā)明中，采用同時(shí)硝化反硝化運(yùn)行方式時(shí)，其控制條件為：使污水全部從厭氧池進(jìn)入，經(jīng)后曝氣池曝氣，再進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，同時(shí)硝化反硝化運(yùn)行時(shí)間6-10小時(shí)，沉淀時(shí)間為3-5小時(shí)，絮凝池一同作為后曝氣池進(jìn)行曝氣，污泥回流至預(yù)缺氧池，污泥回流比為50%-100%，溶解氧為0.6mg/L-1.0mg/L。本發(fā)明中，所述絮凝劑為聚硅鐵、聚硅鋁等之一種，投加量為20mg/L-

80mg/L。本發(fā)明中，物化生化交互式反應(yīng)器由預(yù)缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池、后曝氣池、絮凝池及沉淀池組成。預(yù)缺氧池用于回流污泥的缺氧反硝化反硝化碳源主要來(lái)自污泥組分，或由部分城市污水加入；厭氧池用于在系統(tǒng)生化除磷時(shí)進(jìn)行厭氧釋磷；缺氧池用于系統(tǒng)的反硝化脫氮；好氧池用于系統(tǒng)有機(jī)物降解、氨氮硝化、磷的吸收等好氧反應(yīng)過(guò)程；后曝氣池在前端流程采用同時(shí)硝化反硝化工藝時(shí)，用于短時(shí)間的高強(qiáng)度曝氣，促進(jìn)沉淀作用；絮凝池在系統(tǒng)生化物化串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，作為輔助物化處理單元，加強(qiáng)系統(tǒng)的除磷效果，也可作為生化單元運(yùn)行，強(qiáng)化后曝氣作用，在系統(tǒng)為生化物化并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，作為單獨(dú)的物化處理單元，承擔(dān)部分污水的物化處理任務(wù)。本發(fā)明的特點(diǎn)是反應(yīng)系統(tǒng)的綜合性和靈活性。本發(fā)明通過(guò)物化生化交互式反應(yīng)能有效去除有機(jī)污染物、總凱氏氮、懸浮固體及部分磷酸鹽。經(jīng)本發(fā)明方法處理后，可使出水COD≤60mg/L，BOD≤20mg/L，懸浮固體SS≤20mg/L，總氮≤20mg/L，氨氮≤8mg/L。3.工程實(shí)例實(shí)施例1:正常水質(zhì)、水量時(shí)選擇串聯(lián)運(yùn)行方式，具體步驟為：將某地經(jīng)沉砂處理后的城市污水引入交互式反應(yīng)器，進(jìn)水進(jìn)入?yún)捬醭?/p>

，好氧池中的混合液通過(guò)過(guò)墻推流泵回流至缺氧池：回流污泥進(jìn)入預(yù)缺氧池，污水依次流過(guò)厭氧池、缺氧池

、好氧池

、后曝氣池,從絮凝池流出反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)沉淀池出水。進(jìn)水平均水溫22℃，平均pH值為7.37。污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間為9h，平均污泥回流比為100%，平均混合液回流比為200%，污泥濃度維持在3.5g/L上下，平均污泥齡為10d。經(jīng)檢測(cè)，進(jìn)水時(shí)COD平均值為335mg/L，出水時(shí)平均值為42mg/L，去除率為87.5%;進(jìn)水SS平均值為212mg/L，出水平均值為17mg/L，去除率為92%；進(jìn)水時(shí)氨氮平均值為30mg/L，出水平均值為3.4mg/L，去除率為88.7%；進(jìn)水總氮平均值為35mg/L，出水時(shí)平均值為12mg/L，去除率為65.7％。進(jìn)水時(shí)TP平均值為3.89mg/L，不投加絮凝劑時(shí)，出水時(shí)平均值為1.1mg/L，去除率為71.7%；在化學(xué)絮凝池投加聚硅鐵絮凝劑20mg/L時(shí)，平均出水中的TP濃度小于0.5mg/L。實(shí)施例2:對(duì)于合流制污水管道在暴雨時(shí)，或者分流制管道由于管網(wǎng)滲漏等原因造成暴雨期水量增大時(shí)運(yùn)行物化與生化工藝并聯(lián)的模式。此時(shí)除了污水通過(guò)單元厭氧池、缺氧池、好氧池（按好氧方式運(yùn)行）處理后出水至二沉池（使生物處理系統(tǒng)保持有機(jī)負(fù)荷不變）,超負(fù)荷部分污水分流至后曝氣池和絮凝池

，經(jīng)物化強(qiáng)化處理后合并進(jìn)入二沉池。將某地經(jīng)沉砂處理后的城市污水引入交互式反應(yīng)器，進(jìn)水平均水溫26.5℃，平均pH值為7.44。污水在生化處理單元的水力停留時(shí)間為5.6h，平均污泥回流比為100%，平均混合液回流比為150%，污泥濃度維持在3.0mg/L左右，平均污泥齡為15d。物化處理單元水力停留時(shí)間為0.4h，平均污泥回流比為25％。經(jīng)檢測(cè)，進(jìn)水時(shí)COD平均值為123mg/L，出水時(shí)平均值為38mg/L，去除率為69%;進(jìn)水SS