CN109694159A

CN109694159A - 一种污水的组合处理方法

Info

Publication number: CN109694159A
Application number: CN201811469019.5A
Authority: CN
Inventors: 杨永杰; 韩银传; 王俊华
Original assignee: Tianjin Rong Tai Water Co Ltd
Current assignee: Tianjin Rong Tai Water Co Ltd
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2019-04-30

Abstract

本发明公开了一种污水的组合处理方法，将经过初级处理的污水依次经过改良氧化沟处理单元、磁絮凝沉淀处理单元、浸没式超滤单元，即达到提标后的污水排放标准。本发明处理方法中改良氧化沟处理单元包括悬挂于氧化沟好氧部分池体内的多个高效生物模块，将导流***与曝气***结合使高效生物填料周围形成局部水流循环状态；高效生物填料悬挂于承重结构主体内，实现高效富集水处理微生物，提高生化处理效率；磁絮凝沉淀处理单元加快絮体沉降速度，使水体快速得到净化，出水清澈透明；浸没式超滤单元通过负压抽吸产水，具有装填密度高、耐污染性能好、反洗气体分布均匀等特点，出水稳定。

Description

一种污水的组合处理方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体地说，涉及一种污水的组合处理方法。

背景技术

随着我国城市化进程及工业的加速发展，环保问题，特别是城市污水处理已成为各国研究的热点。然而随着大量的生活与工业污水流入江河、湖泊或地下水中，给水体造成严重污染，对渔业用水、生活用水等产生影响。城市污水污染已成为制约国家发展的重要因素之一，因此国家对污水处理厂的排放标准也愈发严格。

越来越多的城市污水处理厂为响应国家节能减排号召，排放标准由原来的《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B标准提升为一级A或者各地方标准。为达到更高的排放标准，许多污水处理厂由于设计原因，原有的处理单元已无法满足现有要求，所以对污水处理厂的提标改造是非常有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有污水处理厂无法满足提标后排放标准的问题，提供了一种不影响原***运行、占地面积小、运行维护方便、出水效果稳定的组合污水处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种污水的组合处理方法，将经过初级处理的污水依次经过改良氧化沟处理单元、磁絮凝沉淀处理单元，即达到提标后的污水排放标准。

进一步地，改良氧化沟处理单元包括悬挂于氧化沟好氧部分池体内的多个高效生物模块。

进一步地，高效生物模块包采用SS304不锈钢制成的承重结构主体，承重结构主体的上部迎水侧设置有导流***，承重结构主体的底部设有两个或两个以上曝气***，承重结构主体内部悬挂由高效生物填料。

进一步地，导流***安装的迎水角为150°。

进一步地，每个曝气***通过曝气支管与曝气主管相连通。

进一步地，磁絮凝沉淀处理单元包括混合反应池和与混合反应池连通的磁絮凝沉淀池，混合反应池包括依次连通的液碱混合池、PAC混合池、磁粉混合池和PAM混合池，PAM混合池的出水口与磁絮凝沉淀池的进水口相连通，磁絮凝沉淀池的底部污泥出口分别与磁粉回收***和磁粉混合池底部相连通，磁粉回收***还分别与磁粉混合池和污泥处理***相连通。

进一步地，磁粉回收***包括与絮凝沉淀池的底部污泥出口连通的磁粉剪切器，磁粉剪切器上连接有磁分离器，磁分离器分别与磁粉混合池和污泥处理***相连接。

进一步地，更优选地磁絮凝沉淀处理单元后经过浸没式超滤处理单元。

所述提标后的污水排放标准是指各地方出台的地方排放标准，及类Ⅲ、类Ⅳ类水体的排放标准。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1)改良氧化沟处理单元：通过控制生物膜块数量、生物膜块密度、污水的溶解氧含量有效增强生化段对COD、BOD、氨氮、TN的去除效果，还可有效降低提标后碳源的投加量及***的剩余污泥产量。高效生物模块中设置底曝装置以改善氧化沟工艺中易产生污泥沉积的弊端。高效生物模块中设置导流板，使安装模块的局部形成循环的水流状态，以使污水与高效生物模块充分接触反应。高效生物模块采用悬挂方式安装，保证安装不影响氧化沟的正常运行。

2)磁絮凝沉淀单元：此单元絮体沉降速度加快(可达20～40m/h)，使水体快速得到净化，出水清澈透明。磁粉回收***增加沉砂装置使回收率增大到99％以上。沉淀池的改造使得***抗冲击能力变强，***运行更加稳定。

3)浸没式超滤单元：对于只接收生活污水的处理厂通过改良活性污泥处理单元、磁絮凝沉淀单元改造后，出水指标基本可以达到提标后的排放要求，但在接收工业污水的水处理厂中，进水水质较为复杂，且不稳定，为保证***出水稳定建议增加浸没式超滤单元。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明处理方法中改良氧化沟处理单元的平面示意图；

图2是图1的1-1剖面图；

图3是图1的2-2剖面图；

图4是本发明处理方法中改良氧化沟处理单元脱氮除碳原理图；

图5是本发明处理方法中改良氧化沟处理单元中生物膜填料使用形态图；

图6是本发明处理方法中改良氧化沟处理单元中生物膜填料挂膜效果图；

图7是本发明处理方法中磁絮凝沉淀单元的结构图；

图8是本发明实施例中原工艺流程图；

图9是本发明实施例中提标改造后的工艺流程图。

图中，1.承重结构主体，2.导流***，3.曝气***，4.高效生物填料，5.曝气支管，6.曝气主管，7.液碱混合池，8.PAC混合池，9.磁粉混合池，10.PAM混合池，11.磁絮凝沉淀池，12.磁粉剪切器，13.磁分离器。

具体实施方式

以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明公开了一种污水的组合处理方法，将经过初级处理的生活污水依次经过改良氧化沟处理单元、磁絮凝沉淀单元，即达到污水排放标准。

为使本发明的上述目的、特征优点更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2和图3所示，改良氧化沟处理单元包括悬挂于氧化沟好氧部分池体内的多个高效生物模块。

高效生物模块包采用SS304不锈钢制成的承重结构主体1，承重结构主体1的上部迎水侧设置有导流***2(导流板)，导流***2安装的迎水角为150°(此角度可有效防止水流从高效生物模块上部流过，失去高效生物模块的作用，且有利于水流进入高效生物模块后在底部曝气的作用下形成部分循环流。有利于污水与生物膜架内微生物充分接触)，承重结构主体1的底部设有两个或两个以上曝气***3，每个曝气***3通过曝气支管5与曝气主管6相连通，承重结构主体1内部悬挂有高效生物填料4。

导流***2与曝气***3结合使高效生物填料4周围形成局部水流循环状态；高效生物填料4悬挂于承重结构主体1内，该绳形填料直径80mm，安装间距100mm，实现高效富集水处理微生物，提高生化处理效率；高效生物填料脱氮负荷为0.1-0.5kgTN/(m³/d)。

改良氧化沟处理单元主要针对提标改造中COD、BOD、氨氮、TN指标的去除，是以氧化沟与高效生物模块耦合为核心的生化处理工艺。指在氧化沟处理单元中安装高效生物模块，以强化氧化沟的生物处理效率。高效生物模块内的高效生物填料，具有亲水亲生物性、比表面积大、易挂膜、生物载体强度高、耐腐蚀、脱氮除碳效果好。迎水侧设置导流***、底部设曝气***。高效生物模块安装位置为氧化沟好氧段，安装方式为悬挂式，安装数量取决于提标前后进出水水质。

通过悬挂的方式安装在氧化沟的好氧部，一方面增加氧化沟的生物量，另一方面改善使处理***在传统活性污泥法的基础上具备了生物膜法的优势。

高效生物模块设备的优势：

1、填料的比表面积大，为水处理微生物提供了充足的附着面积，大大提高了单位空间内的微生物浓度。从而提高单位体积处理能力，增强***耐冲击负荷能力。

2、生物附着生长，世代时间长，优质菌群丰富。由于附着生长，水力停留时间和生物停留时间可实现独立控制，生物膜上的微生物不会随水流流失，污泥停留时间(SRT)理论上可被认为无限长，这为生长世代时间较长、增殖速度较慢的微生物，如硝化菌、反硝化菌、聚磷菌以及厌氧氨氧化菌等提供了生长和富集的可能，为生物膜填料技术实现除磷脱氮创造了条件。

3、污泥产量低且出水沉降性好。该技术的SRT较长，为高等生物生存繁衍提供条件。由于原生动物和后生动物通常以微生物为食，从而能有效控制生物膜厚度，减少活性污泥的产生，降低污泥产率。同时，生物膜胞外聚合物(EPS)含量较高可以避免丝状菌的膨胀，污泥沉降性能好，易于固液分离。

4、生物膜对微生物起到了保护作用，能够有效降低水流剪切力和有毒有害物质对微生物活性的影响。对不同水体的适应能力明显强于以悬浮微生物菌体为主的活性污泥法。

5、生物膜层形成溶氧梯度，为同步、短程硝化反硝化提供条件。

同步、短程硝化反硝化的优势：

(1)在硝化阶段可以降低对DO的使用量，节约能耗；

(2)在反硝化阶段减少碳源使用量，降低运行费用；

本发明改良氧化沟处理单元脱氮原理与特征：

该高效脱氮填料具有良好的生物选择性，对专性菌尤其是参加脱氮过程的硝化菌和反硝化菌具有良好的固定化作用。生物膜挂膜完成后，在高效填料的有机和无机符合材质上将会形成均匀的生物膜，形成溶解氧梯度，生物膜外层为好氧菌，中间为缺氧菌，内层为厌氧菌，可形成N个微观意义上的A2/O工艺，发生短程和同步硝化反硝化作用，从而脱氮除碳的效果得到大大提高，总氮的去除效果将会达到85％-90％。

表1两种硝化反硝化过程比较

如表1，短程硝化是指NH₃ ^-生成亚硝酸根，不再生产硝酸根；而由亚硝酸根直接生成N₂，称为短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH₃ ^---NO₂ ^---N₂，即可以从水中氨氮去除的一种工艺。

同步硝化反硝化是指在好氧的情况下，生物反应器中同时发生了硝化和反硝化的过程。本发明改良氧化沟单元结合了活性污泥法与生物滤池的优点，可以在反应器内形成液、固、气三相共存体系，为了同时硝化反硝化创造了良好的环境。

生物填料技术依据生物接触氧化技术原理，在填料附近形成局部厌氧层，并且在水体一侧因为溶解氧的作用，形成局部好氧层。大面积的生物膜会使池体内形成较大面积的同步硝化反硝化。通过控制膜组件内部的水流循环，使池体内形成全新的池体微环境，可在不增加回流量的情况下增加氨氮的去除率。

本发明改良氧化沟处理单元除碳原理与特征：

高效脱氮填料对COD的去除效果也十分明显。填料附着的兼性微生物如产酸菌，可以将被生物膜截留下来的有机物质大量水解，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质。并通过悬浮污泥和生物膜污泥的协同作用，使出水COD值得到进一步的降低。生物膜填料生物膜设备底部设有曝气管，通过抱起作用，可实现对单位生物膜设备的定位供氧作用，通过调整供氧量，可以有效的增强生物膜的生长作用，并通过曝气搅拌作用，加速生物的更新换代，保持生物膜良好的脱氮除碳的作用。脱氮除碳原理图如4所示。

该高效生物填料由加强丝和挂膜软丝组成，挂膜软丝为化学纤维与无机化学纤维复合材质，表面做亲水、亲生物处理。该生物填料易挂膜、比表面积大、生物载体强度增强、耐腐蚀、脱氮除碳效果好。生物膜挂膜完成后，在高效填料的有机和无机复合材质上将会形成均匀的生物膜，形成溶解氧梯度，生物膜外层为好氧菌，中间为缺氧菌，内层为厌氧菌，可形成N个微观意义上的A₂/O工艺，发生短程和同步硝化反硝化作用，从而脱氮除碳的效果得到大大提高。使用形态如图5所示。投入使用后，污水中悬浮污泥会迅速着床在挂膜软丝上，快速形成生物膜结构，如图6所示。

磁絮凝沉淀处理单元结构如图7所示：

磁絮凝沉淀处理单元包括混合反应池和与混合反应池连通的磁絮凝沉淀池11，混合反应池包括依次连通的液碱混合池7、PAC混合池8、磁粉混合池9和PAM混合池10，PAM混合池10的出水口与磁絮凝沉淀池11的进水口相连通，磁絮凝沉淀池11的底部污泥出口分别与磁粉回收***和磁粉混合池9底部相连通，磁粉回收***还分别与磁粉混合池9和污泥处理***相连通。

磁粉回收***包括与磁絮凝沉淀池11的底部污泥出口连通的磁粉剪切器12，磁粉剪切器12上连接有磁分离器13，磁分离器13分别与磁粉混合池9和污泥处理***相连接。

所述磁絮凝沉淀处理单元中的磁絮凝沉淀池采用中间导流筒进水，导流筒下设反射板以防止水流冲起底泥，沉淀池内布置斜管区以加强沉淀效果。

经过改良氧化沟处理单元处理后的污水经过进水口进入混合反应池进行絮凝反应，然后进入磁絮凝沉淀池11，磁絮凝沉淀池11上清液溢流出水，沉积在底部的磁泥混合液一部分回流至磁粉混合池9，另一部分经剩余污泥泵提升至磁粉回收***，经分离后剩余污泥重力排入污泥处理***，磁粉进入磁粉混合池9。

本发明中磁絮凝沉淀处理单元引入磁性加载物，使絮凝产生的絮体与加载物有效结合，加强了絮凝效果，同时，絮体的比重增大(磁种比重4.2-5.0)，使得絮体沉降速度加快，水体快速得到净化。

本发明中磁絮凝沉淀单元具有以下特点：

①沉淀速度快，絮体静置沉降速度≥40m/h。

②表面负荷高[高达20～40m³/(m²·h)]，占地面积小。

③有效优化药剂投加量，减少药剂投加量最高达15％。

④污泥浓度高，最高可达3％以上。

⑤污泥处理简易：采用机械脱水，药剂投加量少，操作维护简单，无异味。

⑥当进水SS≤400mg/L时，出水悬浮物≤5mg/L，总磷≤0.5mg/L。

⑦当进水SS≤400mg/L时，进水SS波动不影响出水效果。

⑧改性磁种可循环使用，回收率高。

对于生活污水处理厂经过生化改造、增加磁絮凝***后，出水指标基本可以达到提标后的排放要求，但在接受工业污水的水处理厂，进水指标一般较高，且不稳定，为保证***出水稳定一般建议增加滤布滤池单元。当水处理厂考虑中水需求时，增加浸没式超滤，使出水更好且更稳定。

浸没式超滤(SMF)工艺是一种新型膜技术。是超低压中空纤维膜技术与连续膜过滤技术相结合而派生出来的一种新型的膜过滤处理工艺。它使用开放式中空纤维膜组件，将膜直接置于充满待处理水的膜池之中，通过泵的负压抽吸和大气压力，使水透过膜表面，从中空纤维膜内侧抽出，达到过滤净化的目的。

超滤膜特点：

浸没式超滤膜的过滤孔径一般小于0.2μm，其出水SS可确保达到5mg/L，其出水浊度可达到0.1NTU以下。相比于常规过滤形式，浸没式超滤膜处理工艺有如下特点：

1、高抗污染的聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料，抗氧化，耐污染，容易清洗膜通量大，出水稳定，使用寿命长。

2、设备控制简单，***可自动连续运行，远程控制。

3、独特的在线气水双洗方法，优异的膜通量恢复率。

4、***结构简单紧凑，适用于大型水处理工程。

5、特别适合利用原有滤池进行膜法改造、扩建，节省项目投资，提高处理规模和水质。

6、采用负压抽吸方式出水，***超低压运行，较压力式膜节省电能60％以上。

7、可采用常用工业化学药剂进行***清洗，节省运行成本。

8、产水水质优良，水回收率高，有效节省水资源。

浸没式超滤产水效果如下：

实施例

XX水厂提标改造项目实例(处理量：6万吨/天)

原工艺流程图如图8所示，提标改造后工艺流程图如图9所示。

主要改造内容：

(1)改良活性污泥处理工艺：在氧化沟内增加高效生物模块、碳源投加***，由于氧化沟积泥严重又增加了潜水推流器。

(2)增加磁絮凝沉淀***

(3)增加浸没式超滤***

改造后各工艺单元进出水及加药量参数表：

设计进水水质:

项目	COD	BOD<sub>5</sub>	SS	TN	NH<sub>3</sub>-N	TP
							设计进水水质(mg/L)	400	200	220	45	35	3.5

设计出水水质:

上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种污水的组合处理方法，其特征在于，将经过初级处理的污水依次经过改良氧化沟处理单元、磁絮凝沉淀处理单元、浸没式超滤单元，即达到提标后的污水排放标准。

2.根据权利要求1所述的污水的组合处理方法，其特征在于，所述改良氧化沟处理单元包括悬挂于氧化沟好氧部分池体内的多个高效生物模块。

3.根据权利要求2所述的污水的组合处理方法，其特征在于，所述高效生物模块包采用SS304不锈钢制成的承重结构主体，承重结构主体的上部迎水侧设置有导流***，承重结构主体的底部设有两个或两个以上曝气***，承重结构主体内部悬挂由高效生物填料。

4.根据权利要求3所述的污水的组合处理方法，其特征在于，所述导流***安装的迎水角为150°。

5.根据权利要求3所述的污水的组合处理方法，其特征在于，每个曝气***通过曝气支管与曝气主管相连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的污水的组合处理方法，其特征在于，所述磁絮凝沉淀处理单元包括混合反应池和与混合反应池连通的磁絮凝沉淀池，混合反应池包括依次连通的液碱混合池、PAC混合池、磁粉混合池和PAM混合池，PAM混合池的出水口与磁絮凝沉淀池的进水口相连通，磁絮凝沉淀池的底部污泥出口分别与磁粉回收***和磁粉混合池底部相连通，磁粉回收***还分别与磁粉混合池和污泥处理***相连通。

7.根据权利要求6所述的污水的组合处理方法，其特征在于，所述磁粉回收***包括与絮凝沉淀池的底部污泥出口连通的磁粉剪切器，磁粉剪切器上连接有磁分离器，磁分离器分别与磁粉混合池和污泥处理***相连接。

8.根据权利要求1-5或7任一项所述的污水的组合处理方法，其特征在于，所述磁絮凝沉淀处理单元后经过浸没式超滤处理单元。