專利名稱：零能耗的城市污水強化吸附ab處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種污水處理技術(shù)，具體是涉及一種城市污水的零能耗的吸附-生物降解的處理方法。
背景技術(shù)：
AB工藝是吸附-生物降解(Adsorption-Biodegradation)工藝的簡稱。這項污水生物處理技術(shù)是由德國某工業(yè)大學衛(wèi)生工程學院的賓克(Botho Bohnke)教授在傳統(tǒng)的二級生物處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上于70年代中期所開創(chuàng)的污水生物處理工藝。早期污水處理工藝，存在的去除難降解有機物和除氮脫磷效率低下，及投資和運行費用過高等問題，在對兩段活性污泥法和高負荷活性污泥法進行大量研究的基礎(chǔ)上，賓克開發(fā)出了 AB法污水處理工藝。 AB工藝由污水預(yù)處理段、A段和B段等3段組成。預(yù)處理段只設(shè)格柵、沉砂池或曝氣沉砂池等簡易處理設(shè)備，不設(shè)初次沉淀池。A段由吸附池和中間沉淀池組成，B段則由曝氣池和二次沉淀池所組成。AB法系在傳統(tǒng)兩級活性污泥法和高負荷活性污泥法的基礎(chǔ)上開發(fā)的，屬超高負荷活性污泥法。A段的負荷高，為增殖速度快的微生物種群提供了良好的環(huán)境條件， A段對污染物的去除，主要是依靠生物污泥的吸附作用。這樣，某些重金屬和難降解有機物質(zhì)以及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)，都能通過A段得到一定的去除，因此大大減輕B段的負荷。 自上世紀80年代起，國內(nèi)逐步開始將AB法應(yīng)用到城市污水處理和工業(yè)廢水處理工程中，已建成相當數(shù)量的AB法工藝的城市污水處理廠，成效顯著，取得了十分可觀的社會效益和環(huán)境效益。AB法與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，在處理效率、運行穩(wěn)定性、工程投資和運行費用等方面均有明顯的優(yōu)點。近年來，一些新的污水處理技術(shù)被用于AB法的改進和改良，引起人們的廣泛關(guān)注。特別是歐洲最佳污水處理廠-奧地利strass污水處理廠，在AB法的基礎(chǔ)上應(yīng)用了高效曝氣系統(tǒng)、B段前置反硝化、厭氧氨氮氧化技術(shù)和高效沼氣發(fā)電技術(shù)，使得該廠的污水處理的能耗能夠自給自足，成為新一代“綠色”污水處理廠的典范。美國專利(USpatent application no. 20080223783)發(fā)明了一種由好氧膜生物反應(yīng)器和厭氧污泥消化組成的污水處理系統(tǒng)。剩余污泥由好氧膜生物反應(yīng)器排放后，進入污泥消化池進行厭氧消化。同時，厭氧污泥循環(huán)回流到好氧膜生物反應(yīng)器。該處理方法具有高效和低污泥產(chǎn)率的特點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法。其特征在于， 通過將消化污泥回流到吸附池，提高吸附池污泥的有機物吸附量，從而使污水中的大部分有機物被污泥吸附并運載到厭氧污泥消化單元經(jīng)厭氧消化轉(zhuǎn)變?yōu)檎託猓缓笸ㄟ^沼氣能量的回收利用從而可以提供污水和污泥處理的能耗(電能和熱能)。具體包括如下步驟(1)經(jīng)過預(yù)處理的污水和由中間沉淀池而來的回流污泥d —起進入吸附池，同時由厭氧污泥消化單元回流的消化污泥全部或部分進入吸附池，污水和污泥經(jīng)曝氣或攪拌形成混合液a。
(2)混合液a進入中間沉淀池后，經(jīng)澄清的污水作為混合液b進入曝氣池；污泥從中間沉淀池底部排出，其中部分作為回流污泥d進入吸附池，其余部分作為剩余污泥f排放至污泥濃縮單元。(3)混合液b和由二次沉淀池而來的回流污泥e—起流入曝氣池，同時由厭氧污泥消化單元回流的消化污泥部分或全部進入曝氣池，污水和污泥經(jīng)曝氣形成混合液C。(4)混合液c進入二次沉淀池后，經(jīng)澄清的污水作為出水排出系統(tǒng)；污泥從二次沉淀池底部排出，其中大部分作為回流污泥e進入曝氣池，其余部分作為剩余污泥g排放至污泥濃縮單元。(5)在污泥濃縮單元，濃縮污泥排放至厭氧污泥消化單元進行消化處理，被去除的污泥中的水分(如上清液)回流至污水預(yù)處理。(6)厭氧污泥消化單元在厭氧條件下消化污泥，產(chǎn)生以甲烷為主的沼氣和消化污泥；在污泥消化單元的排出污泥中，一部分消化污泥全部回流至吸附池或者曝氣池，或者按比例分別回流至吸附池和曝氣池，其余部分消化污泥按國家要求進行污泥脫水及處置。所述步驟1是吸附池接受由污水預(yù)處理而來的污水，同時回流的消化污泥進一步提高生物污泥的吸附能力；吸附池中的溶解氧濃度控制在低于1. Omg/L，除曝氣設(shè)施外可設(shè)置機械攪拌器或水下推流器，以加強攪拌混合作用。污水預(yù)處理可包括粗格柵、細格柵、 沉砂池等，用以去除體積較大的懸浮物、漂浮物和比重較大的無機顆粒和油脂，以減輕后續(xù)工藝的負擔。所述步驟2是利用中間沉淀池將污泥和污水分離，30% 100%的污泥回流至吸附池，剩余污泥f排放至污泥濃縮單元進行濃縮。所述步驟3是通過鼓風曝氣或機械曝氣的方式，控制曝氣池中污水和污泥的混合液溶解氧濃度來進行有機物降解和硝化及反硝化等反應(yīng)；混合液懸浮固體(MLSQ濃度為 1000 5000mg/L，水力停留時間約為2 6小時，90%以上的有機物被去除?？稍O(shè)置隔板將曝氣池分隔成不同的區(qū)(如缺氧區(qū)、好氧區(qū))，并可設(shè)置機械攪拌器或水下推流器，以加強攪拌混合作用。所述步驟4是用二次沉淀池將污泥和污水分離，30% 100%的污泥回流至曝氣池，剩余污泥g排放至污泥濃縮單元進行濃縮。所述步驟5是用重力濃縮或者機械濃縮或者氣浮濃縮的方法，將剩余污泥的含水率降至97%以下，大大減小厭氧消化單元的容積。所述步驟6是用中溫或者高溫厭氧消化由污泥濃縮單元而來的污泥。消化池的生物固體停留時間(污泥齡)為10天 30天。產(chǎn)生的甲烷氣體做為燃料用來發(fā)電、燒鍋爐、 驅(qū)動機械等以回收其中所含的能量，同時提供污水處理廠運行的電能和熱能。與現(xiàn)有的城市污水方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.本發(fā)明采用回流消化污泥至吸附池的方法，使污水中更多的有機物被污泥吸附后被運載到厭氧污泥消化單元中厭氧降解，因而產(chǎn)生更多的甲烷氣。2.本發(fā)明是AB(Adsorption-Biodegradation)工藝的變形，具有運行穩(wěn)定、耐沖擊負荷的特點。3.通過發(fā)電等方式回收的甲烷氣能量，可以完全滿足整個污水處理廠的運行的所需的電能，因而是零能耗的污水處理方法。
4.因為厭氧污泥消化產(chǎn)生的沼氣大大高于常規(guī)的污水處理方法，所以本發(fā)明的污泥產(chǎn)率也大大低于常規(guī)城市污水處理方法，具有污泥產(chǎn)率低的特點。


圖1是本發(fā)明零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種零能耗的城市污水生物處理方法。以下結(jié)合圖1列舉實例對本發(fā)明進行說明。污水進水水量為10萬噸/天。城市污水首先經(jīng)過粗、細格柵等預(yù)處理的去除比重較大的懸浮物，然后和厭氧污泥消化單元回流的消化污泥，一起進入吸附池，采用鼓風曝氣和機械攪拌的方式使吸附池中的污水和污泥充分攪動混合，以利于污水中的有機物被污泥吸附去除。污泥和污水的混合液a流入中間沉淀池，經(jīng)重力沉淀，澄清的污水流入曝氣池，50-100%的污泥回流到吸附池，以提供足夠的生物污泥。通過隔板將曝氣池分成缺氧區(qū)和好氧區(qū)，維持缺氧區(qū)溶解氧濃度低于0. 5mg/L,以利于脫氮反應(yīng)；好氧區(qū)中維持溶解氧在 2mg/L左右，保證污水中有機物的生物降解和硝化反應(yīng)的順利進行；好氧區(qū)的出水以200% 回流到厭氧區(qū)，以提供脫氮反應(yīng)的硝酸鹽；同時在曝氣池中投加25mg/L的絮凝劑!^ecl3，通過化學除磷進一步去除污水中的磷。曝氣池出水的混合液e進入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來與水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。在二次沉淀池中，50% 100%的污泥回流至曝氣池的缺氧區(qū)，剩余污泥g排放至污泥濃縮單元進行濃縮。剩余污泥在污泥濃縮單元通過重力濃縮的方式，使?jié)饪s污泥的含水率低于97%。濃縮污泥排放至厭氧污泥消化池進行處理。污泥消化采用中溫厭氧消化(35°C 左右)。在污泥消化池中，污泥中的有機物在厭氧條件下，被細菌降解為以甲烷為主的沼氣和穩(wěn)定的污泥(消化污泥)。部分消化污泥回流至吸附池，部分消化污泥經(jīng)脫水后按國家要求進行污泥處置。表1給出了在典型城市污水的情況下(處理水量為10萬噸/天)，本發(fā)明實例處理的出水水質(zhì)、由污泥厭氧消化回收的能量和污水污泥處理消耗的能量。由此表可見，出水水質(zhì)達到城鎮(zhèn)污水廠一級排放標準B。在典型城市污水進水水質(zhì)的情況下，本發(fā)明由甲烷氣回收的電能能完全夠提供污水處理廠的電耗(112. 5% )，并可獲得0. 24kffh/m3的熱能盈余。并且，本發(fā)明的污泥產(chǎn)率為0. MkgVSS/kgBOD，僅為AB處理方法(0. 30kgVSS/kgB0D)的一半。以上數(shù)據(jù)說明，本發(fā)明工藝每處理一噸污水能產(chǎn)生0. 04kffh的電能和0. 24kffh的熱能，是一種新型的污水資源化處理和利用。表 1.
權(quán)利要求
1.一種零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法。其特征在于，通過將消化污泥回流到吸附池，提高吸附池污泥的有機物吸附量，從而使污水中的大部分有機物被污泥吸附并運載到厭氧污泥消化單元經(jīng)厭氧消化轉(zhuǎn)變?yōu)檎託?，然后通過沼氣能量的回收利用從而可以提供污水和污泥處理的能耗(電能和熱能)。具體包括如下步驟(1)經(jīng)過預(yù)處理的污水和由中間沉淀池而來的回流污泥d—起進入吸附池，同時由厭氧污泥消化單元回流的消化污泥全部或部分進入吸附池，污水和污泥經(jīng)曝氣或攪拌形成混合液a。(2)混合液a進入中間沉淀池后，經(jīng)澄清的污水作為混合液b進入曝氣池；污泥從中間沉淀池底部排出，其中部分作為回流污泥進入吸附池，其余部分作為剩余污泥f排放至污泥濃縮單元。(3)混合液b和由二次沉淀池而來的回流污泥e—起流入曝氣池，同時由厭氧污泥消化單元回流的消化污泥部分或全部進入曝氣池，污水和污泥經(jīng)曝氣形成混合液C。(4)混合液c進入二次沉淀池后，經(jīng)澄清的污水作為出水排出系統(tǒng)；污泥從二次沉淀池底部排出，其中大部分作為回流污泥e進入曝氣池，其余部分作為剩余污泥g排放至污泥濃縮單元。(5)在污泥濃縮單元，濃縮污泥排放至厭氧污泥消化單元進行消化處理，被去除的污泥中的水分(如上清液)回流至污水預(yù)處理。(6)厭氧污泥消化單元在厭氧條件下消化污泥，產(chǎn)生以甲烷為主的沼氣和消化污泥； 在污泥消化單元的排出污泥中，一部分消化污泥全部回流至吸附池或者曝氣池，或者按比例分別回流至吸附池和曝氣池，其余部分消化污泥按國家要求進行污泥脫水及處置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法，其特征在于，所述步驟6消化污泥回流至吸附池或者曝氣池，或者按比例分別回流至吸附池和曝氣池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法，其特征在于，所述步驟1吸附池接受的消化污泥來自步驟6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法，其特征在于，所述步驟2中間沉淀池接受的混合液a來步驟1，污水和污泥在池中進行分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法，其特征在于，所述步驟3曝氣池接受的混合液b來自步驟2，接受的消化污泥來自步驟6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法，其特征在于，所述步驟4 二次沉淀池將污泥和污水進行分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法，其特征在于，所述步驟5是用重力濃縮或者機械濃縮或者氣浮濃縮的方法，降低污泥的含水率。
全文摘要
一種城市污水的資源化處理方法，涉及一種污水處理技術(shù)。本發(fā)明公開了一種零能耗的城市污水強化吸附AB處理方法。包括如下步驟經(jīng)過預(yù)處理的城市污水和由厭氧污泥消化單元回流的消化污泥，一同進入吸附池進行生化吸附反應(yīng)；吸附池的出水進入中間沉淀池進行泥水分離，澄清后的污水流入曝氣池；在曝氣池中，污水和污泥進行有機物生物降解和硝化等生化反應(yīng)；曝氣池出水的混合液進入二次沉淀池進行泥、水分離；中間沉淀池和二次沉淀池的剩余污泥經(jīng)污泥濃縮后排放至厭氧污泥消化單元進行消化處理。厭氧污泥消化單元在厭氧條件下消化污泥，一部分消化污泥回流至吸附池或者曝氣池；另一部分消化污泥經(jīng)脫水后進行污泥處置。
文檔編號C02F11/12GK102225825SQ20111011715
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者余靜 申請人:余靜