一种物化生化交互城市污水处理方法

一种物化生化交互城市污水处理方法主要内容1.研究背景2.研究内容3.工程实例1.研究背景污水处理技术总体而言可分为物理处理技术、物理化学处理技术、生物化学处理技术和化学处理技术，其中以污水的生物化学处理技术最为常用。生化处理技术亦有很多种，主要是根据微生物的生长条件和供氧方式的不同状况进行分类。生物处理要达到脱氮除磷目的就必须在反应器的空间或时间上创造厌氧、缺氧、好氧等区域，以实现不同形式的厌氧-好氧除磷、好氧-缺氧脱氮，所需的水力停留时间较长，有些工艺达到12小时以上，基建费用和运行费用均较高。目前国际上普遍使用生物脱氮除磷工艺，常用的有：常规的厌氧／缺氧／好氧工艺(A/A/O)、BardenPho、UCT、VIP、SBR、ICEAS、CASS、UNlTANK及各种氧化沟工艺。随着我国污水处理排放要求的提高，我国在污水处理工艺研究上也取得了很大进展，除了使用上述处理工艺外，国内还自行研究开发了倒置A/A/O工艺、水解-厌氧-微氧联合工艺、高负荷活性污泥工艺、生物曝气滤池、高效复合污水生物处理系统等。水的物理化学处理方法有很多种，其中化学混凝处理最常用、最具代表性。由于城市污水水量大，投加混凝剂使得运行费用较高，产泥量大，因此，过去单独采用化学混凝工艺处理城市污水较少。近年来，高效、廉价药剂的不断推出，加上对除磷效果的要求越来越高，化学混凝亦开始受到重视。同济大学、中国市政工程华北设计研究院等单位对上海市合流污水进行了物化强化一级处理的中试研究，向污水中投加三氯化铁，聚合硫酸铝、硫酸铁以及和聚丙烯酞胺（PAM）复配使用，取得了良好的效果，特别是对总磷的去除效果稳定。采用物化和生化相结合的污水处理工艺目前也有应用，其最显著的特点是流程中投加化学混凝剂，其余则与普通活性污泥法相同或类似，这类工艺反硝化效果差，主要目的是帮助除磷，污水处理运行成本较高。2.研究内容针对城市污水普遍存在的低有机物浓度、低碳氮比、高氮磷浓度的处理难题，提出一种灵活多变的可普遍适应各种水质和处理要求的物化生化交互式城市污水处理方法。提出的一种物化生化交互式城市污水处理方法，采用生化处理单元、物化处理单元组成的交互式反应器，其中生化处理单元由预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池、后曝气池依次通过隔墙的过水孔相连组成，物化处理单元由絮凝池组成，后曝气池通过管道和阀门与絮凝池相连，生化处理单元的预缺氧池与回流污泥管道相连，生化处理单元的厌氧池与进水管道相连，生化处理单元的后曝气池与沉淀池相连，物化处理单元一端与进水管相连，另一端与沉淀池相连，同时生化处理单元与物化处理单元之间通过管道和阀门连接；城市污水经过沉砂处理后进入物化生化交互式反应器，根据水量及水质的不同，选择生化处理单元、物化处理单元串联、并联、或同时生物硝化反硝化运行方式，对污水进行生化处理、物化处理，最后反应器内的混合液进入沉淀池进行泥水分离，沉淀的污泥部分回流至预缺氧池，部分作为剩余污泥排放。其中：（1）当进水水量为设计流量的0.7-1.5倍、进水水质化学需氧量为70mg/L-

800mg/L,生化需氧量为30mg/L-400mg/L，悬浮固体为150mg/L-300mg/L，凯氏氮为20mg/L-60mg/L，总磷为2mg/L-8mg/L时，反应器采用串联运行方式，反应器中预缺氧池、厌氧池，缺氧池、好氧池、后曝气池、絮凝池、沉淀池通过管道依次相连。(2)当进水流量大于设计流量的1.5倍，进水水质化学需氧量为70mg/L-

400mg/L，生化需氧量为30mg/L-200mg/L，悬浮固体为150mg/L-300mg/L，凯氏氮为10mg/L-40mg/L，总磷为1mg/L-5mg/L时，反应器采用并联运行方式，反应器生化处理单元的厌氧池，缺氧池、好氧池依次相连，并与物化处理单元的絮凝池通过管道并联。(3)当进水流量为设计流量的0.7-1.0倍，进水水质化学需氧量为100mg/L-

300mg/L,生化需氧量为50mg/L-150mg/L，悬浮固体为150mg/L-300mg/L，凯氏氮为20mg/L-60mg/L，总磷为2mg/L-4mg/L时，采用同时生物硝化反硝化运行方式，反应器中厌氧池、后曝气池、沉淀池依次相连。采用串联运行方式时，其控制条件如下：使城市污水全部依次进入生化处理单元中的厌氧池

、缺氧池、好氧池，与化学药剂反应，在生化处理单元中停留4-8小时；然后进入物化处理单元中的絮凝池，与絮凝剂充分混合，在物化处理单元停留0.5-1小时；最后混合液进入沉淀池进行泥水分离，沉淀时间为2-4小时，沉淀污泥回流至预缺氧池进行内源反硝化去除硝态氮，回流比为25-100%，去除硝态氮并经过缺氧稳定后的污泥进入厌氧池。采用并联方式运行时，其控制条件如下：将污水分为2股，一股污水进入生化处理单元中的厌氧池、缺氧池、好氧池

，与化学药剂反应，进水流量为总进水量的50％-80%，从好氧池末端出水，在生化处理单元中停留4-6小时；一股污水进入物化处理单元，与絮凝剂充分混合，絮凝时间为0.5-1.5小时，进水量为总进水量的20％-50%；两股污水经处理后混合进入沉淀池进行泥水分离，沉淀时间为1.5-3小时，部分污泥回流至预缺氧池，污泥回流比为25-

80%，部分回流污泥回流至化学絮凝池，污泥回流比为0-25％。本发明中，采用同时硝化反硝化运行方式时，其控制条件为：使污水全部从厌氧池进入，经后曝气池曝气，再进入沉淀池进行泥水分离，同时硝化反硝化运行时间6-10小时，沉淀时间为3-5小时，絮凝池一同作为后曝气池进行曝气，污泥回流至预缺氧池，污泥回流比为50%-100%，溶解氧为0.6mg/L-1.0mg/L。本发明中，所述絮凝剂为聚硅铁、聚硅铝等之一种，投加量为20mg/L-

80mg/L。本发明中，物化生化交互式反应器由预缺氧池、厌氧池、缺氧池、好氧池、后曝气池、絮凝池及沉淀池组成。预缺氧池用于回流污泥的缺氧反硝化反硝化碳源主要来自污泥组分，或由部分城市污水加入；厌氧池用于在系统生化除磷时进行厌氧释磷；缺氧池用于系统的反硝化脱氮；好氧池用于系统有机物降解、氨氮硝化、磷的吸收等好氧反应过程；后曝气池在前端流程采用同时硝化反硝化工艺时，用于短时间的高强度曝气，促进沉淀作用；絮凝池在系统生化物化串联运行时，作为辅助物化处理单元，加强系统的除磷效果，也可作为生化单元运行，强化后曝气作用，在系统为生化物化并联运行时，作为单独的物化处理单元，承担部分污水的物化处理任务。本发明的特点是反应系统的综合性和灵活性。本发明通过物化生化交互式反应能有效去除有机污染物、总凯氏氮、悬浮固体及部分磷酸盐。经本发明方法处理后，可使出水COD≤60mg/L，BOD≤20mg/L，悬浮固体SS≤20mg/L，总氮≤20mg/L，氨氮≤8mg/L。3.工程实例实施例1:正常水质、水量时选择串联运行方式，具体步骤为：将某地经沉砂处理后的城市污水引入交互式反应器，进水进入厌氧池

，好氧池中的混合液通过过墙推流泵回流至缺氧池：回流污泥进入预缺氧池，污水依次流过厌氧池、缺氧池

、好氧池

、后曝气池,从絮凝池流出反应器，经过沉淀池出水。进水平均水温22℃，平均pH值为7.37。污水在反应器内的水力停留时间为9h，平均污泥回流比为100%，平均混合液回流比为200%，污泥浓度维持在3.5g/L上下，平均污泥龄为10d。经检测，进水时COD平均值为335mg/L，出水时平均值为42mg/L，去除率为87.5%;进水SS平均值为212mg/L，出水平均值为17mg/L，去除率为92%；进水时氨氮平均值为30mg/L，出水平均值为3.4mg/L，去除率为88.7%；进水总氮平均值为35mg/L，出水时平均值为12mg/L，去除率为65.7％。进水时TP平均值为3.89mg/L，不投加絮凝剂时，出水时平均值为1.1mg/L，去除率为71.7%；在化学絮凝池投加聚硅铁絮凝剂20mg/L时，平均出水中的TP浓度小于0.5mg/L。实施例2:对于合流制污水管道在暴雨时，或者分流制管道由于管网渗漏等原因造成暴雨期水量增大时运行物化与生化工艺并联的模式。此时除了污水通过单元厌氧池、缺氧池、好氧池（按好氧方式运行）处理后出水至二沉池（使生物处理系统保持有机负荷不变）,超负荷部分污水分流至后曝气池和絮凝池

，经物化强化处理后合并进入二沉池。将某地经沉砂处理后的城市污水引入交互式反应器，进水平均水温26.5℃，平均pH值为7.44。污水在生化处理单元的水力停留时间为5.6h，平均污泥回流比为100%，平均混合液回流比为150%，污泥浓度维持在3.0mg/L左右，平均污泥龄为15d。物化处理单元水力停留时间为0.4h，平均污泥回流比为25％。经检测，进水时COD平均值为123mg/L，出水时平均值为38mg/L，去除率为69%;进水SS