CN111718082A - 一种城镇污水处理***及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种城镇污水处理***，包括依次连通的粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、吸附池、生物池、二沉池、深度过滤设施以及污泥脱水设施，所述吸附池与二沉池分别通过污泥脱水管路与污泥脱水设施相连通，所述二沉池与生物池、吸附池之间还通过污泥回流管道相连通，所述粗格栅与提升泵房之间的管路上设有碱液投加装置，所述细格栅与吸附池的出水口处均安装有在线pH分析仪，所述细格栅和深度过滤设施出水口处安装有在线总镍分析仪。其解决了现有城镇污水处理的出水总镍难以稳定达到国家排放标准的技术问题。同时还提出一种城镇污水处理方法。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种城镇污水处理***及其处理方法。
背景技术
过去十年，我国城镇水污染治理能力大幅提升，但部分地区由于污水管网规划建设滞后、监管不到位等问题，存在着涉镍工业废水接入城镇污水厂处理的情况，随之带来总镍的处理问题。含镍废水的主要处理技术有化学沉淀法、离子交换法、膜分离等，但由于目前含镍城镇污水厂进水总镍浓度相对较低，一般在0.5mg/L以下，同时存在处理水量大、反应效率低、工艺改造成本高等问题，故常规的总镍处理方法在目前的城镇污水厂中均无法使用。目前城镇污水厂的总镍控制重点主要集中在上游管网排查和相关涉镍企业监管方面，如何在设计规模大于5000吨/天的城镇污水处理厂，既科学又经济的控制出水总镍稳定达到0.05mg/L以下的国家排放标准是当前行业的难题。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种城镇污水处理***，其解决了现有城镇污水处理的出水总镍难以稳定达到国家排放标准的技术问题。同时还提出一种城镇污水处理方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种城镇污水处理***，包括依次连通的粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、吸附池、生物池、二沉池、深度过滤设施以及污泥脱水设施，所述吸附池与二沉池分别通过污泥脱水管路与污泥脱水设施相连通，所述二沉池与生物池、吸附池之间还通过污泥回流管道相连通，所述粗格栅与提升泵房之间的管路上设有碱液投加装置，所述细格栅与吸附池的出水口处均安装有在线pH分析仪，所述细格栅和深度过滤设施出水口处安装有在线总镍分析仪。
碱液种类可以选用工业级氢氧化钠或者碳酸氢钠、碳酸钠等同类性质药剂。
进一步的，所述提升泵房与细格栅之间的管路上、各污泥脱水管路上分别设有电磁流量计。
进一步的，所述生物池的出水口处设有重金属捕捉剂和聚合氯化铝液体投加装置。
进一步的，二沉池到吸附池的污泥回流比可在0－50％之间调节，二沉池到生物池的污泥回流比可在50％－150％之间调节。
进一步的，所述吸附池为生物污泥吸附池，污泥浓度为1.0－3.0g/L，所述吸附池的水力停留时间为2.0－5.0h，所述吸附池设有污泥收集区和排泥设施，所述吸附池进水前设置连通生物池的超越管。
进一步的，生物池采用A0、AAO、改良氧化沟、SBR、CASS悬浮型活性污泥处理方法中的任意一种或多种，生物池的污泥浓度为3.5－5.0g/L。
进一步的，所述吸附池和生物池出水口处设置粉状活性炭投加装置。根据进水总镍浓度变化情况，灵活投加。
一种基于同一发明构思的城镇污水处理方法，包括以下步骤：
第一步，通过实时监控细格栅后在线第一pH分析仪所测的数值，当该处pH值低于6.5时，立刻启动粗格栅后的碱液投加装置，根据加碱后细格栅和吸附池出水口处在线pH仪的动态变化实时调整碱液投加量，确保生物池进水pH稳定在7.0－7.5，通过pH调控，既促进来水中镍离子向不溶态镍转变，又可以保护生化池污泥的基本活性，保证吸附池、生物池污泥对总镍的稳定吸附作用；
第二步，通过实时监控细格栅后的进水总镍浓度值变化，当进水总镍浓度逐步升高时，及时提高二沉池到吸附池和生物池的污泥回流比，将吸附池和生物池的污泥浓度迅速提高至设定目标浓度，经过两段污泥***的无差别吸附，确保生物***能够快速高效的对污水中的总镍发挥吸附功能，同时两段污泥吸附***，也能够快速有效的应对极端情况下高浓度总镍的冲击。
第三步，通过定期对吸附池、生物池污泥总镍含量进行检测，实时掌握不同工况条件下污泥对总镍的吸附容量变化，同时根据细格栅和深度过滤设施后在线总镍分析仪的监测数值和日处理水量，科学计算每日吸附池和生物池应当脱出到***外的污泥量，并依据吸附池和生物池排泥设施管路上的在线流量计量装置，确保每日脱除到***外的污泥中吸附的总镍数量与进出水总镍的消减量平衡。
第四步，通过第三步中吸附池、生物池污泥吸附总镍的长期监测，确定生物***中污泥对总镍的最大吸附容量，据此科学及时的调整污泥回流比和脱水污泥量，合理调控吸附池和生物池污泥浓度，确保吸附池和生物池的污泥总镍吸附容量长久保持在低浓度水平，有利于持久稳定的发挥污泥对总镍的快速吸附作用。
通过第一至第四步的科学精准调控，第一级两段污泥吸附可以实现对总镍45％－85％，平均70％的去除率，当进水总镍低于0.15mg/L时，通过实施第一至第四步的工艺操作，完全可以实现出水总镍稳定小于0.05mg/L。
第五步，当细格栅后在线总镍分析值大于0.15mg/L或深度过滤设施后出水在线总镍分析仪监测数值有升高趋势时，应立刻启动生物池末端重金属捕捉剂的投加，投加量按照摩尔比n－SH/nNi为2－4，且逐步提高、调整，同时根据污泥的絮凝沉降性，同步选择投加聚合氯化铝，投加量可在40－150mg/L之间选择。在生物池出水口投加，既可以确保重捕剂与总镍有充分的吸附沉淀时间，又能快速发挥二沉池的静止分离作用，再经过深度处理设施过滤拦截微小悬浮物后，即可确保在2－5个小时之内，将出水总镍控制到排放标准以下。该步骤的快速实施，可以在第一级生物吸附总镍的基础上，再实现对总镍剩余量55％－88％，平均75％的去除率。
通过第一至第五步的综合实施，本城镇污水处理方法可以对总镍低于0.5mg/L的城镇污水实现约92.5％的去除率，确保出水总镍浓度稳定满足国家排放标准。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明城镇污水处理方法，根据进水总镍浓度变化，科学精准调控工艺，既最大程度的保障并充分发挥生物污泥***的总镍吸附能力，又通过重捕剂的协同投加，强化物理吸附沉淀，两级联动，灵活实施，稳定控制出水总镍达标。处理原理科学，操作简单、运行管理方便，完全适用进水总镍浓度低于0.5mg/L的大中小型城镇污水处理厂，首次在实践中解决了行业难题。其次，本发明城镇污水处理方法最大化的利用两段生物污泥***对总镍实现吸附去除，与常规总镍处理方法相比，大大降低了处理成本。另外，本发明城镇污水处理方法既可以通过简单的流程改造和增加部分设施仪表，对现有存在出水总镍达标问题的城镇污水处理厂进行工艺优化，也可以直接用在涉及总镍控制问题的新建城镇污水处理厂工艺设计中。
附图说明
图1是本发明中城镇污水处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图1，本实施例提供一种城镇污水处理***，包括依次连通的粗格栅1、提升泵房2、细格栅3、沉砂池4、吸附池5、生物池6、二沉池7、深度过滤设施8以及污泥脱水设施9，所述吸附池5与二沉池7分别通过污泥脱水管路与污泥脱水设施9相连通，所述二沉池7与生物池6、吸附池5之间还通过污泥回流管道相连通，所述粗格栅1与提升泵房2之间的管路上设有碱液投加装置10，所述细格栅3与吸附池5的出水口处均安装有在线pH分析仪11，所述细格栅3的出水口处、深度过滤设施8后安装有在线总镍分析仪12。所述提升泵房2与细格栅3之间的管路上、各污泥脱水管路上分别设有电磁流量计13。所述生物池6的出水口处设有重金属捕捉剂和聚合氯化铝液体投加装置14。所述吸附池5进水前设置连通生物池6的超越管15。
上述碱液投加装置的碱液种类可以选用工业级氢氧化钠或者碳酸氢钠、碳酸钠等同类性质药剂。上述二沉池到吸附池的污泥回流比可在0－50％之间调节，二沉池到生物池的污泥回流比可在50％－150％之间调节。上述所述吸附池为生物污泥吸附池，污泥浓度为1.0－3.0g/L，所述吸附池的水力停留时间为2.0－5.0h，所述吸附池设有污泥收集区和排泥设施，其可以根据实际需要进行调节。上述生物池采用A0、AAO、改良氧化沟、SBR、CASS悬浮型活性污泥处理方法中的任意一种或多种，生物池的污泥浓度为3.5－5.0g/L。上述吸附池和生物池出水口处设置粉状活性炭投加装置。根据进水总镍浓度变化情况，灵活投加。
本***中，粗格栅、碱液投加装置、提升泵房、电磁流量计、细格栅、在线pH分析仪、在线总镍分析仪、沉砂池、吸附池、生物池、重金属捕捉剂和聚合氯化铝投加装置、二沉池、深度过滤设施、污泥脱水设施、活性炭投加装置等设备均为常规设备，本方案只是根据实际的应用对现有设备的整合、组装，使其达到不一样的技术效果。
以实际案例为例：
某污水处理厂工艺采用粗格栅+提升泵房+细格栅+曝气沉砂池+改良AAO氧化沟工艺+二沉池+转盘过滤池，设计处理规模8万吨/天，进水中有约50％的工业废水，其中有约20％的涉镍废水。
2020年1月1日至2020年1月31日，该厂进水总镍在0.188－0.454mg/L之间波动，平均值约0.304mg/L，进水pH在5.8－6.8之间，日平均处理水量约60000吨。该厂当即投加质量浓度约5％的氢氧化钠溶液，经提升泵房及管道混合后，将生物池进水pH调节至7.2左右，并立刻调大生物池末端重捕剂投加量，按照摩尔比n－SH/n Ni约等于3.5投加，同步投加100mg/L有效含量10％的聚合氯化铝；同时通过调大回流比，保持AAO池污泥浓度达到4.5g/L；经污泥总镍含量分析，得知二沉池回流污泥的镍含量在1032－1545mg/Kg之间，而回流污泥的浓度约为17.5g/L，按出水总镍达到0.05mg/L的基准排放值计算，每日进出水总镍的消减量至少应达到15240g，对应脱水后污泥(含水率≤80％)的量约为60－80吨，而每日剩余污泥脱水量应保持在686－915m3的范围内。按照上述方法严格控制后，该厂生物池出水总镍在0.078－0.142mg/L之间波动，平均值约为0.105mg/L，表明生物吸附总镍的去除率约为65.6％，而转盘过滤池出水总镍浓度值在0.012－0.043mg/L之间，平均约0.032mg/L，证明协同投加重捕剂段的总镍去除率达到了69.5％，而该实例中工艺***对镍总的去除率达到了89.5％，且控制效果非常稳定。
证明本发明方法在生产实践中是完全切实可行的。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种城镇污水处理***，其特征在于：包括依次连通的粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、吸附池、生物池、二沉池、深度过滤设施以及污泥脱水设施，所述吸附池与二沉池分别通过污泥脱水管路与污泥脱水设施相连通，所述二沉池与生物池、吸附池之间还通过污泥回流管道相连通，所述粗格栅与提升泵房之间的管路上设有碱液投加装置，所述细格栅与吸附池的出水口处均安装有在线pH分析仪，所述细格栅的出水口处、深度过滤设施后安装有在线总镍分析仪。
2.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理***，其特征在于：所述提升泵房与细格栅之间的管路上、各污泥脱水管路上分别设有电磁流量计。
3.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理***，其特征在于：所述生物池的出水口处设有重金属捕捉剂和聚合氯化铝液体投加装置。
4.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理***，其特征在于：二沉池到吸附池的污泥回流比可在0－50％之间调节，二沉池到生物池的污泥回流比可在50％－150％之间调节。
5.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理***，其特征在于：所述吸附池为生物污泥吸附池，污泥浓度为1.0－3.0g/L，所述吸附池的水力停留时间为2.0－5.0h，所述吸附池设有污泥收集区和排泥设施，所述吸附池进水前设置连通生物池的超越管。
6.根据权利要求5所述的一种城镇污水处理***，其特征在于：生物池采用A0、AAO、改良氧化沟、SBR、CASS悬浮型活性污泥处理方法中的任意一种或多种，生物池的污泥浓度为3.5－5.0g/L。
7.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理***，其特征在于：所述吸附池和生物池出水口处设置粉状活性炭投加装置。
8.一种根据权利要求1至7任一权利要求所述的一种城镇污水处理***的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，通过实时监控细格栅后在线第一pH分析仪所测的数值，当该处pH值低于6.5时，立刻启动粗格栅后的碱液投加装置，根据加碱后细格栅和吸附池出水口处在线pH仪的动态变化实时调整碱液投加量，确保生物池进水pH稳定在7.0－7.5，通过pH调控，既促进来水中镍离子向不溶态镍转变，又可以保护生化池污泥的基本活性，保证吸附池、生物池污泥对总镍的稳定吸附作用；
第二步，通过实时监控细格栅后的进水总镍浓度值变化，当进水总镍浓度逐步升高时，及时提高二沉池到吸附池和生物池的污泥回流比，将吸附池和生物池的污泥浓度迅速提高至设定目标浓度，经过两段污泥***的无差别吸附，确保生物***能够快速高效的对污水中的总镍发挥吸附功能，同时两段污泥吸附***，也能够快速有效的应对极端情况下高浓度总镍的冲击。
9.根据权利要求8所述的一种城镇污水处理方法，其特征在于：当细格栅后在线总镍分析值大于0.15mg/L或深度过滤设施后出水在线总镍分析仪监测数值有升高趋势时，立刻启动生物池末端重金属捕捉剂的投加，投加量按照摩尔比n－SH/nNi为2－4，逐步提高、调整，同时根据污泥的絮凝沉降性，同步选择投加聚合氯化铝，投加量在40－150mg/L。
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