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容1.研究背景2.研究內容3.工程實例1.研究背景污水處理技術總體而言可分為物理處理技術、物理化學處理技術、生物化學處理技術和化學處理技術，其中以污水的生物化學處理技術最為常用。生化處理技術亦有很多種，主要是根據(jù)微生物的生長條件和供氧方式的不同狀況進行分類。生物處理要達到脫氮除磷目的就必須在反應器的空間或時間上創(chuàng)造厭氧、缺氧、好氧等區(qū)域，以實現(xiàn)不同形式的厭氧-好氧除磷、好氧-缺氧脫氮，所需的水力停留時間較長，有些工藝達到12小時以上，基建費用和運行費用均較高。目前國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。隨著我國污水處理排放要求的提高，我國在污水處理工藝研究上也取得了很大進展，除了使用上述處理工藝外，國內還自行研究開發(fā)了倒置A/A/O工藝、水解-厭氧-微氧聯(lián)合工藝、高負荷活性污泥工藝、生物曝氣濾池、高效復合污水生物處理系統(tǒng)等。水的物理化學處理方法有很多種，其中化學混凝處理最常用、最具代表性。由于城市污水水量大，投加混凝劑使得運行費用較高，產(chǎn)泥量大，因此，過去單獨采用化學混凝工藝處理城市污水較少。近年來，高效、廉價藥劑的不斷推出，加上對除磷效果的要求越來越高，化學混凝亦開始受到重視。同濟大學、中國市政工程華北設計研究院等單位對上海市合流污水進行了物化強化一級處理的中試研究，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）復配使用，取得了良好的效果，特別是對總磷的去除效果穩(wěn)定。采用物化和生化相結合的污水處理工藝目前也有應用，其最顯著的特點是流程中投加化學混凝劑，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，污水處理運行成本較高。2.研究內容針對城市污水普遍存在的低有機物濃度、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各種水質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器，其中生化處理單元由預缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池、后曝氣池依次通過隔墻的過水孔相連組成，物化處理單元由絮凝池組成，后曝氣池通過管道和閥門與絮凝池相連，生化處理單元的預缺氧池與回流污泥管道相連，生化處理單元的厭氧池與進水管道相連，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水管相連，另一端與沉淀池相連，同時生化處理單元與物化處理單元之間通過管道和閥門連接；城市污水經(jīng)過沉砂處理后進入物化生化交互式反應器，根據(jù)水量及水質的不同，選擇生化處理單元、物化處理單元串聯(lián)、并聯(lián)、或同時生物硝化反硝化運行方式，對污水進行生化處理、物化處理，最后反應器內的混合液進入沉淀池進行泥水分離，沉淀的污泥部分回流至預缺氧池，部分作為剩余污泥排放。其中：（1）當進水水量為設計流量的0.7-1.5倍、進水水質化學需氧量為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，反應器采用串聯(lián)運行方式，反應器中預缺氧池、厭氧池，缺氧池、好氧池、后曝氣池、絮凝池、沉淀池通過管道依次相連。(2)當進水流量大于設計流量的1.5倍，進水水質化學需氧量為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，反應器采用并聯(lián)運行方式，反應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管道并聯(lián)。(3)當進水流量為設計流量的0.7-1.0倍，進水水質化學需氧量為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，采用同時生物硝化反硝化運行方式，反應器中厭氧池、后曝氣池、沉淀池依次相連。采用串聯(lián)運行方式時，其控制條件如下：使城市污水全部依次進入生化處理單元中的厭氧池

、缺氧池、好氧池，與化學藥劑反應，在生化處理單元中停留4-8小時；然后進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；最后混合液進入沉淀池進行泥水分離，沉淀時間為2-4小時，沉淀污泥回流至預缺氧池進行內源反硝化去除硝態(tài)氮，回流比為25-100%，去除硝態(tài)氮并經(jīng)過缺氧穩(wěn)定后的污泥進入?yún)捬醭?。采用并?lián)方式運行時，其控制條件如下：將污水分為2股，一股污水進入生化處理單元中的厭氧池、缺氧池、好氧池

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

80%，部分回流污泥回流至化學絮凝池，污泥回流比為0-25％。本發(fā)明中，采用同時硝化反硝化運行方式時，其控制條件為：使污水全部從厭氧池進入，經(jīng)后曝氣池曝氣，再進入沉淀池進行泥水分離，同時硝化反硝化運行時間6-10小時，沉淀時間為3-5小時，絮凝池一同作為后曝氣池進行曝氣，污泥回流至預缺氧池，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器由預缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池、后曝氣池、絮凝池及沉淀池組成。預缺氧池用于回流污泥的缺氧反硝化反硝化碳源主要來自污泥組分，或由部分城市污水加入；厭氧池用于在系統(tǒng)生化除磷時進行厭氧釋磷；缺氧池用于系統(tǒng)的反硝化脫氮；好氧池用于系統(tǒng)有機物降解、氨氮硝化、磷的吸收等好氧反應過程；后曝氣池在前端流程采用同時硝化反硝化工藝時，用于短時間的高強度曝氣，促進沉淀作用；絮凝池在系統(tǒng)生化物化串聯(lián)運行時，作為輔助物化處理單元，加強系統(tǒng)的除磷效果，也可作為生化單元運行，強化后曝氣作用，在系統(tǒng)為生化物化并聯(lián)運行時，作為單獨的物化處理單元，承擔部分污水的物化處理任務。本發(fā)明的特點是反應系統(tǒng)的綜合性和靈活性。本發(fā)明通過物化生化交互式反應能有效去除有機污染物、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.工程實例實施例1:正常水質、水量時選擇串聯(lián)運行方式，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器，進水進入?yún)捬醭?/p>

，好氧池中的混合液通過過墻推流泵回流至缺氧池：回流污泥進入預缺氧池，污水依次流過厭氧池、缺氧池

、好氧池

、后曝氣池,從絮凝池流出反應器，經(jīng)過沉淀池出水。進水平均水溫22℃，平均pH值為7.37。污水在反應器內的水力停留時間為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，進水時COD平均值為335mg/L，出水時平均值為42mg/L，去除率為87.5%;進水SS平均值為212mg/L，出水平均值為17mg/L，去除率為92%；進水時氨氮平均值為30mg/L，出水平均值為3.4mg/L，去除率為88.7%；進水總氮平均值為35mg/L，出水時平均值為12mg/L，去除率為65.7％。進水時TP平均值為3.89mg/L，不投加絮凝劑時，出水時平均值為1.1mg/L，去除率為71.7%；在化學絮凝池投加聚硅鐵絮凝劑20mg/L時，平均出水中的TP濃度小于0.5mg/L。實施例2:對于合流制污水管道在暴雨時，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運行物化與生化工藝并聯(lián)的模式。此時除了污水通過單元厭氧池、缺氧池、好氧池（按好氧方式運行）處理后出水至二沉池（使生物處理系統(tǒng)保持有機負荷不變）,超負荷部分污水分流至后曝氣池和絮凝池

，經(jīng)物化強化處理后合并進入二沉池。將某地經(jīng)沉砂處理后的城市污水引入交互式反應器，進水平均水溫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間為0.4h，平均污泥回流比為25％。經(jīng)檢測，進水時COD平均值為123mg/L，出水時平均值為38mg/L，去除率為69%;進水SS