一种采用水解-厌氧-缺氧-好氧工艺的城市污水处理方法技术

本发明专利技术提供一种采用水解－厌氧－缺氧－好氧工艺的城市污水处理方法，采用新型的硝化区体积计算公式，另外采用提高污泥浓度、污泥反抽以及在土建设施设计中考虑超大流量等技术措施，并针对进水指标的变化，安排了灵活的工艺流程，从而大幅提高了价格性能比，达到节约占地、节约建设成本、节约运行成本的目的，具有较好的社会效益和经济效益。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保领域，尤其涉及利用水解、厌氧、缺氧、好氧工艺进行城市污水的生物处理，同时达到脱氮除磷的目的。国家环保总局提出需要建立与我国现阶段国情相适应的、经济适用的、工艺技术先进的城市污水处理示范工程，应满足如下条件吨水投资低、运行费用低，吨水运行费用应控制在0.3元以下；在工程中采用国产设备，并且采用总承包实施运营的方式。现有的物化—生化工艺、水解—好氧工艺、曝气生物滤池以及中、高负荷的好氧工艺和厌氧、好氧处理技术等工艺都是有希望的新工艺，但需进一步完善。本专利技术的方法如下一种采用水解—厌氧—缺氧—好氧工艺的城市污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤(1)城市污水预处理污水通过格栅时，去除大块杂物，经进水泵站提升后进入曝气沉砂除油池，去除污水中的砂和浮油；(2)城市污水生物处理(2.1)城市污水进入水解池将城市污水的非溶解态有机物截留并逐步转化为溶解态有机物，提高污水的可生化性，以利于后续处理；(2.2)城市污水进入厌氧选择池回流污泥与污水在此充分混和，活性污泥在极短时间内将污染物吸附，由于DO＜0.3mg/l，聚磷菌将释放磷，进行生物除磷的第一步；(2.3)城市污水进入氧化沟或曝气池交替式(三沟式)氧化沟或曝气池运行方式分四个阶段A，B，C，D；A段污水进入沟I，沟I处于缺氧状态，进行反硝化，去除上阶段硝化产生硝酸盐氮和大量有机物；沟II和沟III进行硝化，有机物氧化，将氮转化为硝酸盐氮，同时，聚磷菌大量吸收磷；沟III开启出水堰，混合液排入二沉池；B段污水进入沟II，沟II进行反硝化，沟I和沟III进行硝化，混合液从沟III进入二沉池；C段污水进入沟III，沟III进行反硝化，沟I、沟II进行硝化，混合液由沟I进入二沉池；D段与B段相同，但混合液从沟I排入二沉池。(3)城市污水进入二沉池在二沉池进行泥水分离，上清液排入河道，污泥经回流泵站一部分抽至厌氧池与入流污水混和，另一部分抽至污泥脱水间脱水。根据本专利技术的方法，其特征在于，在步骤(2)中，针对进水不同的情况，采取在进水BOD低于150mg/l时直接采用A20工艺，在进水BOD超过150mg/l时采取前置水解池的方法，提供了灵活的工艺解决方案。根据本专利技术的方法，其特征在于，在步骤(2.3)中，硝化区体积采用新公式计算V1＝YQ(Lj-Lch)θ/Nw式中，V1硝化区体积Y污泥产率系数Lj硝化区进水BODLch出水BODθ污泥龄Nw污泥浓度按照本工艺的实际情况，Lj取硝化区进水BOD，与原公式取进水BOD相比，硝化区体积有较大的减少；在TN进＝30mg/l、TN出＝12mg/l的情况下，假定N去除量除细胞合成所需(按剩余污泥5％计)外全部转化为硝酸盐氮，硝酸盐氮全部转化为氮气，计算可知，当进水BOD为150mg/l，反硝化区去除40mg/l BOD，硝化区去除90mg/l BOD；即在其他参数不变的情况下，处理量可提高44.4％，相应能耗增加不到20％。根据本专利技术的方法，其特征在于，在步骤(2.3)和步骤(3)中，通过采用一个氧化沟带二个沉淀池的方案，改善了污泥沉降性能，从而提高污泥浓度，污泥浓度可从4.5g/l升高到8g/l，直接提高了处理量。在传统活性污泥法设计中，MLSS最高一般不超过4.5g/l，主要基于以下两点①要提高MLSS，必须相应增加污泥回流比，降低二沉池表面负荷，加长二沉池停留时间，这就要求增大二沉池体积和回流污泥能耗。为使造价和运行费用总价最低，回流比通常限制在150％以内。通常，二沉池回流污泥浓度在4-8g/l，若按最高值8g/l计，回流比为150％时MLSS为4.8g/l。②污水的性质和曝气池工况对MLSS有巨大影响，如果有利于污泥膨胀，污泥指数SVI居高不下，回流污泥浓度大大降低，MLSS也不能过高。本专利技术采用硝化-反硝化工艺，污泥内存在硝化-反硝化菌群，活性污泥形成明显的团粒中心，结构紧密，SVI较低。实际运行中发现，污泥回流比为100％时，由于回流污泥浓度超过13g/l，曝气池污泥浓度MLSS可稳定在4.5g/l-8g/l。同时，前置厌氧选择池，可以有效防止污泥膨胀。因此，污泥浓度完全可以由4.5g/l提高到8g/l。因此，本专利技术中MLSS可取4.5g/l-8g/l。根据本专利技术的方法，其特征在于，在步骤(3)中，污泥反抽10％(高于10％时，出水磷会超标)至进水区进行厌氧水解，降低污泥产量，达到污泥减量化目的。根据本专利技术的方法，其特征在于，在工艺系统设计中采用工艺模块组合技术，各工艺模块之间可以不同组合，模块内水力条件按设计流量1～3倍设计，这一点主要是考虑当前部分地区进水指标偏低甚至超低的情况，通过采用工艺模块组合设计技术，既要保证在当前阶段处理大流量，又保证了系统在远期的可适应性。根据本专利技术的方法，其特征在于，在工艺设计中采用污泥制肥技术，将脱水污泥制成肥料出售，达到提升污水处理量、节约成本的目的。工艺流程原理本专利技术工艺流程采用水解—厌氧—缺氧—好氧，通过硝化—反硝化去除BOD、总氮、总磷等污染物。基本原理如下水解过程水解(酸化)工艺通过控制水力停留时间HRT(2.5h-4h)，将反应控制在厌氧反应的水解、酸化阶段完成之前，利用水解和产酸微生物，将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于降解的小分子有机物，使得污水在后续好氧处理单元以较少的能耗和较短的停留时间下，得到处理。水解反应器的停留时间仅为2.5h，但COD、BOD5和SS的去除率高达45.7％、42.3％、93％。同时，提高了污水的可生化性，后续处理的活性污泥法曝气池容积可减少50％左右。厌氧过程不同于完全厌氧过程，在厌氧池内不供氧，DO＜0.3mg/l使活性污泥中的好氧微生物处于压抑状态，聚磷菌释放贮存在体内的磷。缺氧过程DO＜0.5mg/l，由于兼性脱氮菌的作用，利用进水中的BOD作氢供给体(有机碳源)，将上一周期硝化产生硝酸盐氮及亚硝酸盐氮还原成氮气，达到脱氮目的，同时有机物分解，也称脱氮过程。反应式 好氧过程在DO＞2mg/l和低BOD负荷的条件下，氧化氨氮，也称硝化过程，反应式为在此过程中，聚磷菌利用产生的能量大量吸附磷，贮存在体内。理论上，在反硝化过程中，1mg硝酸盐氮转换为氮气需2.86mg BOD。入流污水在厌氧选择池中，在兼性菌的作用下，部分水解酸化，改变了污水的可生化性，快速降解BOD大量增加，有利于后续处理。附图是本工艺的流程图。权利要求1.一种采用水解—厌氧—缺氧—好氧工艺的城市污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤(1)城市污水预处理污水通过格栅时，去除大块杂物，经进水泵站提升后进入曝气沉砂除油池，去除污水中的砂和浮油；(2)城市污水生物处理(2.1)城市污水进入水解池将城市污水的非溶解态有机物截留并逐步转化为溶解态有机物，提高污水的可生化性，以利于后续处理；(2.2)城市污水进入厌氧选择池回流污泥与污水在此充分混和，活性污泥在极短时间内将污染物吸附，由于DO＜0.3mg/l，聚磷菌将释放磷，进行生物除磷的第一步；(2.3)城市污水进入氧化沟或曝气池交替式(二、三、四沟式)氧化沟或曝气池运行方式分四个阶段A，B，C，D；A段污水进入沟I，沟I处于缺氧状态，进行反硝化，去除上阶段硝化产生硝酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用水解－厌氧－缺氧－好氧工艺的城市污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）城市污水预处理：污水通过格栅时，去除大块杂物，经进水泵站提升后进入曝气沉砂除油池，去除污水中的砂和浮油；（２）城市污水生物处理：（２．１）城市 污水进入水解池将城市污水的非溶解态有机物截留并逐步转化为溶解态有机物，提高污水的可生化性，以利于后续处理；（２．２）城市污水进入厌氧选择池回流污泥与污水在此充分混和，活性污泥在极短时间内将污染物吸附，由于ＤＯ＜０．３ｍｇ／ｌ，聚 磷菌将释放磷，进行生物除磷的第一步；（２．３）城市污水进入氧化沟或曝气池交替式（二、三、四沟式）氧化沟或曝气池运行方式分四个阶段：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ；Ａ段：污水进入沟Ⅰ，沟Ⅰ处于缺氧状态，进行反硝化，去除上阶段硝化产生硝酸盐氮和大量 有机物；沟Ⅱ和沟Ⅲ进行硝化，有机物氧化，将氮转化为硝酸盐氮，同时，聚磷菌大量吸收磷；沟Ⅲ开启出水堰，混合液排入二沉池；Ｂ段：污水进入沟Ⅱ，沟Ⅱ进行反硝化，沟Ⅰ和沟Ⅲ进行硝化，混合液从沟Ⅲ进入二沉池；Ｃ段：污水进入沟Ⅲ，沟Ⅲ进行反 硝化，沟Ⅰ、沟Ⅱ进行硝化，混合液由沟Ⅰ进入二沉池；Ｄ段：与Ｂ段相同，但混合液从沟Ⅰ排入二沉池；（３）城市污水进入二沉池：在二沉池进行泥水分离，上清液排入河道，污泥经回流泵站一部分抽至厌氧选择池与入流污水混和，另一部分抽至污泥脱水 间脱水。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪，
申请(专利权)人：深圳市龙岗区平湖污水处理厂，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]