CN104261561A - 低污泥产率低能耗的序批式活性污泥法 - Google Patents

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Abstract

一种污水除磷脱氮处理方法，涉及一种污水处理技术。本发明公开了一种低能耗低污泥产率的序批式活性污泥法。包括如下步骤：经过预处理的污水和由污泥消化池回流的消化污泥，一同进入SBR反应池进行生化反应；SBR反应池按时间顺序经历进水、曝气、沉淀、排水和待机五个基本工序；在排水阶段，净化后的上清液作为出水排出SBR反应池，剩余污泥排放至污泥浓缩池；浓缩后的污泥排放至污泥消化池；在污泥消化池，浓缩污泥在厌氧的条件下发生污泥消化；污泥消化池排出的污泥中，一部分消化污泥回流至SBR反应池，另一部分消化污泥排出池外进行污泥脱水及处置。

Description

低污泥产率低能耗的序批式活性污泥法
技术领域
本发明属于一种污水处理技术，具体涉及一种低污泥产率低能耗的污水处理方法。
背景技术
随着我国城镇和工业的迅速发展，废水量不断增加，需要建设很多中小型废水处理设施。同时，日益严重的富营养化问题迫使废水处理设施在去除有机物的基础上进一步对废水进行脱氮除磷。工业废水的成分更加复杂，芳香烃、卤代物等有毒有害及难降解有机物在废水中的种类和浓度不断增加，这些污染物的去除问题也日益受到重视。就我国的经济实力而言，要利用有限的资金解决日趋严重的水污染问题，就必须要研究开发和利用效率高、投资少、能耗低的废水处理实用技术。序批式活性污泥工艺，是指按照一定时间顺序间歇操作运行的污水处理技术，英文缩写为SBR(Sequencing Batch Reactor activated sludge process)。自20世纪70年代由美国lrvine教授***研究并加以应用以来，该工艺以其工艺简单，节省投资，处理效果好等特点而日益为人们所重视。SBR反应器的运行操作，在时间上是间歇的，按次序排列的，一般可按运行次序分为五个阶段，即进水、反应、沉淀、排水排泥及闲置阶段，称为一个运行周期。这种次序操作在一个反应池中周而复始反复进行，污水就不断地得到处理。SBR反应器集调节池、曝气池和沉淀池于一体，具有投资少、效率高、使用面广和操作灵活的优点，且能够有效地脱氮除磷。适合多种不同目的的废水处理要求，因而是一种适合我国国情的废水处理技术，有很好的应用前景。
发明内容
本发明目的在于提供一种低污泥产率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，通过污泥厌氧消化技术和序批式活性污泥法的综合利用，高效去除污水中的氮和磷，大大降低污泥产率、提高沼气产量，通过甲烷气能量的回收利用从而可以提供污水和污泥处理的能耗。具体包括如下步骤：
(1)经过预处理的污水进入SBR反应池，同时由污泥消化池回流的消化污泥进入SBR反应池，污水和污泥在SBR反应池中形成混合液；混合液按时间顺序经历进水、曝气、沉淀、排水和待机五个基本工序；在排水阶段，净化后的上清液作为出水排出SBR反应池，剩余污泥排放至污泥消化池；
(2)在污泥浓缩池中，浓缩污泥排放至污泥消化池进行消化处理，上清液回流至污水预处理；
(3)浓缩污泥进入污泥消化池，在厌氧的条件下发生污泥消化；在污泥消化池排出的污泥中，一部分消化污泥回流至SBR反应池，另一部分消化污泥排出池外进行污泥脱水及处置。
所述步骤1中SBR反应池接受由污水预处理而来的污水，消化污泥在进水阶段进入SBR反应池，有机物在反应阶段曝气作用下被活性污泥降解；SBR工艺在时间序列上提供了缺氧(DO＝0，NOx＞0)、厌氧(DO＝0，NOx＝0)和好氧(DO＞0)的环境条件，使缺氧条件下实现反硝化，厌氧条件下实现磷的释放和好氧条件下的硝化及磷的过度摄取，从而有效地脱氮除磷；采用鼓风曝气或机械曝气的方式，混合液悬浮固体(MLSS)浓度为2000～5000mg/L，90％以上的有机物在SBR反应池中去除；污水和污泥在沉淀阶段进行泥水分离，上清液和剩余污泥在排水阶段被排出SBR池外。污水预处理可包括粗格栅、细格栅、沉砂池或除渣池等，用以去除体积较大的悬浮物、漂浮物和比重较大的无机颗粒和油脂，以减轻SBR工艺的负担。
所述步骤2是用重力浓缩或者机械浓缩或者气浮浓缩的方法，将剩余污泥的含水率降至97％以下，大大减小污泥消化池的容积。
所述步骤3是用中温或者高温厌氧消化由SBR反应池而来的剩余污泥。消化池的生物固体停留时间(污泥龄)为10天～30天。产生的甲烷气体作为燃料用来发电、烧锅炉、驱动机械等以回收其中所含的能量，同时提供污水处理厂运行的电能和热能。
与现有的城市污水除磷脱氮处理方法相比，本发明具有以下优点：
1.本发明采用回流消化污泥至SBR反应池的方法，使污水中更多的有机物是在污泥消化池中被厌氧降解，因而产生更多的沼气。
2.本发明是SBR工艺的变形，具有良好的除磷脱氮效果。
3.通过发电等方式回收产生的甲烷气能量，可以满足污水及污泥处理设施的运行的所需的电能的70％以上，因而是低能耗的污水处理方法。
4.因为厌氧污泥消化产生的沼气大大高于常规的污水处理方法，所以本发明的污泥产率也大大低于常规城市污水处理方法，具有污泥产率低的特点。
附图说明
图1是本发明低能耗低污泥产率的序批式活性污泥法工艺示意图。
具体实施方式
本发明提供一种低污泥产率低能耗的序批式活性污泥法。以下结合图1列举实例对本发明进行说明。
进水为典型城市污水，进水水量为1万吨/天。城市污水首先经过格栅等预处理设施去除比重较大的悬浮物，然后和由污泥消化池回流的消化污泥进入SBR反应池，污水和污泥在SBR反应池中形成混合液。进水阶段保持溶解氧低于0.2mg/L，污水和污泥在潜水搅拌器的作用下，充分混合接触；聚磷菌在SBR反应池中将细胞中的磷释放出来。在反应阶段前期，在充水比在0.3的情况下，以提供反硝化反应所需的硝态氮。采用鼓风曝气和机械搅拌的方式使SBR反应池中的污水和污泥充分搅动混合，以利于反硝化反应的进行。在反应阶段后期，维持好氧反应器的溶解氧在2mg/L左右，保证污水中有机物的生物降解和硝化反应的顺利进行；为增强除磷效果，同时投加三氯化铁混凝剂，降低处理出水中的总磷和悬浮固体浓度。在沉淀阶段，混合液中悬浮的活性污泥在SBR反应池中沉淀下来与水分离。在排水阶段，澄清后的污水作为处理水排出***，剩余污泥排放至污泥浓缩池，浓缩后的浓缩污泥进入污泥消化池进行厌氧污泥消化。污泥消化采用中温厌氧消化(35℃左右)。在污泥消化池中，污泥中的有机物在厌氧条件下，被细菌降解为以甲烷为主的沼气和稳定的污泥(消化污泥)；部分消化污泥回流至SBR反应池，部分消化污泥经脱水后按国家要求进行污泥处置。
本发明实例处理的出水水质可达到城镇污水厂一级排放标准A。在典型城市污水进水水质的情况下，本发明由甲烷气回收的电能能够提供70％以上的污水处理电耗，污泥产率为0.09kgVSS/kgBOD，大大低于常规活性污泥处理方法(0.14-0.28kgVSS/kgBOD)。

Claims (4)

1.一种低污泥产率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，通过污泥厌氧消化技术和污水序批式活性污泥法的综合利用，高效去除污水中的氮和磷，大大降低污泥产率、提高沼气产量，通过甲烷气能量的回收利用从而可以提供污水和污泥处理的能耗。具体包括如下步骤：
(1)经过预处理的污水进入SBR反应池，同时由污泥消化池回流的消化污泥进入SBR反应池，污水和污泥在SBR反应池中形成混合液；混合液按时间顺序经历进水、曝气、沉淀、排水和待机五个基本工序；在排水阶段，净化后的上清液作为出水排出SBR反应池，剩余污泥排放至污泥浓缩池；
(2)在污泥浓缩池中，浓缩污泥排放至污泥消化池进行消化处理，上清液回流至污水预处理；
(3)浓缩污泥进入污泥消化池，在厌氧的条件下发生污泥消化；在污泥消化池排出的污泥中，一部分消化污泥回流至SBR反应池，另一部分消化污泥排出池外进行污泥脱水及处置。
2.根据权利要求1所述的低污泥产率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，所述步骤3中消化污泥由污泥消化池回流至SBR反应池；SBR反应池排出的剩余污泥，在厌氧的条件下在污泥消化池中发生厌氧消化，产生沼气。
3.根据权利要求1所述的低污泥产率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，所述步骤1中SBR反应池接受的消化污泥来自步骤2；污水和消化污泥在进水阶段进入SBR反应池，有机物在反应阶段曝气作用下被活性污泥降解，污水和污泥在沉淀阶段进行泥水分离，上清液和剩余污泥在排水阶段被排出SBR池外。
4.根据权利要求1所述低污泥产率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，所述步骤2是用重力浓缩或者机械浓缩或者气浮浓缩的方法，降低污泥的含水率。
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