低污泥產(chǎn)率低能耗的序批式活性污泥法
【專利摘要】一種污水除磷脫氮處理方法，涉及一種污水處理技術(shù)。本發(fā)明公開了一種低能耗低污泥產(chǎn)率的序批式活性污泥法。包括如下步驟：經(jīng)過預(yù)處理的污水和由污泥消化池回流的消化污泥，一同進(jìn)入SBR反應(yīng)池進(jìn)行生化反應(yīng)；SBR反應(yīng)池按時間順序經(jīng)歷進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水和待機(jī)五個基本工序；在排水階段，凈化后的上清液作為出水排出SBR反應(yīng)池，剩余污泥排放至污泥濃縮池；濃縮后的污泥排放至污泥消化池；在污泥消化池，濃縮污泥在厭氧的條件下發(fā)生污泥消化；污泥消化池排出的污泥中，一部分消化污泥回流至SBR反應(yīng)池，另一部分消化污泥排出池外進(jìn)行污泥脫水及處置。
【專利說明】低污泥產(chǎn)率低能耗的序批式活性污泥法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種污水處理技術(shù)，具體涉及一種低污泥產(chǎn)率低能耗的污水處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城鎮(zhèn)和工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水量不斷增加，需要建設(shè)很多中小型廢水處理設(shè)施。同時，日益嚴(yán)重的富營養(yǎng)化問題迫使廢水處理設(shè)施在去除有機(jī)物的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對廢水進(jìn)行脫氮除磷。工業(yè)廢水的成分更加復(fù)雜，芳香烴、鹵代物等有毒有害及難降解有機(jī)物在廢水中的種類和濃度不斷增加，這些污染物的去除問題也日益受到重視。就我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力而言，要利用有限的資金解決日趨嚴(yán)重的水污染問題，就必須要研究開發(fā)和利用效率高、投資少、能耗低的廢水處理實(shí)用技術(shù)。序批式活性污泥工藝，是指按照一定時間順序間歇操作運(yùn)行的污水處理技術(shù)，英文縮寫為SBR(Sequencing Batch Reactor activatedsludge process)。自20世紀(jì)70年代由美國Irvine教授系統(tǒng)研究并加以應(yīng)用以來,該工藝以其工藝簡單，節(jié)省投資，處理效果好等特點(diǎn)而日益為人們所重視。SBR反應(yīng)器的運(yùn)行操作，在時間上是間歇的，按次序排列的，一般可按運(yùn)行次序分為五個階段，即進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥及閑置階段，稱為一個運(yùn)行周期。這種次序操作在一個反應(yīng)池中周而復(fù)始反復(fù)進(jìn)行，污水就不斷地得到處理。SBR反應(yīng)器集調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池于一體，具有投資少、效率高、使用面廣和操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，且能夠有效地脫氮除磷。適合多種不同目的的廢水處理要求，因而是一種適合我國國情的廢水處理技術(shù)，有很好的應(yīng)用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種低污泥產(chǎn)率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，通過污泥厭氧消化技術(shù)和序批式活性污泥法的綜合利用，高效去除污水中的氮和磷，大大降低污泥產(chǎn)率、提高沼氣產(chǎn)量，通過甲烷氣能量的回收利用從而可以提供污水和污泥處理的能耗。具體包括如下步驟:
[0004](I)經(jīng)過預(yù)處理的污水進(jìn)入SBR反應(yīng)池，同時由污泥消化池回流的消化污泥進(jìn)入SBR反應(yīng)池，污水和污泥在SBR反應(yīng)池中形成混合液；混合液按時間順序經(jīng)歷進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水和待機(jī)五個基本工序；在排水階段，凈化后的上清液作為出水排出SBR反應(yīng)池，剩余污泥排放至污泥消化池；
[0005](2)在污泥濃縮池中，濃縮污泥排放至污泥消化池進(jìn)行消化處理，上清液回流至污水預(yù)處理；
[0006](3)濃縮污泥進(jìn)入污泥消化池，在厭氧的條件下發(fā)生污泥消化；在污泥消化池排出的污泥中，一部分消化污泥回流至SBR反應(yīng)池，另一部分消化污泥排出池外進(jìn)行污泥脫水及處置。
[0007]所述步驟I中SBR反應(yīng)池接受由污水預(yù)處理而來的污水，消化污泥在進(jìn)水階段進(jìn)入SBR反應(yīng)池，有機(jī)物在反應(yīng)階段曝氣作用下被活性污泥降解；SBR工藝在時間序列上提供了缺氧(DO = O, NOx > O)、厭氧(DO = O, NOx = O)和好氧(DO > O)的環(huán)境條件,使缺氧條件下實(shí)現(xiàn)反硝化，厭氧條件下實(shí)現(xiàn)磷的釋放和好氧條件下的硝化及磷的過度攝取，從而有效地脫氮除磷；采用鼓風(fēng)曝氣或機(jī)械曝氣的方式，混合液懸浮固體(MLSS)濃度為2000?5000mg/L，90%以上的有機(jī)物在SBR反應(yīng)池中去除；污水和污泥在沉淀階段進(jìn)行泥水分離，上清液和剩余污泥在排水階段被排出SBR池外。污水預(yù)處理可包括粗格柵、細(xì)格柵、沉砂池或除渣池等，用以去除體積較大的懸浮物、漂浮物和比重較大的無機(jī)顆粒和油脂，以減輕SBR工藝的負(fù)擔(dān)。
[0008]所述步驟2是用重力濃縮或者機(jī)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，大大減小污泥消化池的容積。
[0009]所述步驟3是用中溫或者高溫厭氧消化由SBR反應(yīng)池而來的剩余污泥。消化池的生物固體停留時間(污泥齡)為10天?30天。產(chǎn)生的甲烷氣體作為燃料用來發(fā)電、燒鍋爐、驅(qū)動機(jī)械等以回收其中所含的能量，同時提供污水處理廠運(yùn)行的電能和熱能。
[0010]與現(xiàn)有的城市污水除磷脫氮處理方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.本發(fā)明采用回流消化污泥至SBR反應(yīng)池的方法，使污水中更多的有機(jī)物是在污泥消化池中被厭氧降解，因而產(chǎn)生更多的沼氣。
[0012]2.本發(fā)明是SBR工藝的變形，具有良好的除磷脫氮效果。
[0013]3.通過發(fā)電等方式回收產(chǎn)生的甲烷氣能量，可以滿足污水及污泥處理設(shè)施的運(yùn)行的所需的電能的70%以上，因而是低能耗的污水處理方法。
[0014]4.因?yàn)閰捬跷勰嘞a(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(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明低能耗低污泥產(chǎn)率的序批式活性污泥法工藝示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明提供一種低污泥產(chǎn)率低能耗的序批式活性污泥法。以下結(jié)合圖1列舉實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0017]進(jìn)水為典型城市污水，進(jìn)水水量為I萬噸/天。城市污水首先經(jīng)過格柵等預(yù)處理設(shè)施去除比重較大的懸浮物，然后和由污泥消化池回流的消化污泥進(jìn)入SBR反應(yīng)池，污水和污泥在SBR反應(yīng)池中形成混合液。進(jìn)水階段保持溶解氧低于0.2mg/L，污水和污泥在潛水?dāng)嚢杵鞯淖饔孟?，充分混合接觸；聚磷菌在SBR反應(yīng)池中將細(xì)胞中的磷釋放出來。在反應(yīng)階段前期，在充水比在0.3的情況下，以提供反硝化反應(yīng)所需的硝態(tài)氮。采用鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械攪拌的方式使SBR反應(yīng)池中的污水和污泥充分?jǐn)噭踊旌希岳诜聪趸磻?yīng)的進(jìn)行。在反應(yīng)階段后期，維持好氧反應(yīng)器的溶解氧在2mg/L左右，保證污水中有機(jī)物的生物降解和硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行；為增強(qiáng)除磷效果，同時投加三氯化鐵混凝劑，降低處理出水中的總磷和懸浮固體濃度。在沉淀階段，混合液中懸浮的活性污泥在SBR反應(yīng)池中沉淀下來與水分離。在排水階段，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)，剩余污泥排放至污泥濃縮池，濃縮后的濃縮污泥進(jìn)入污泥消化池進(jìn)行厭氧污泥消化。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(jī)物在厭氧條件下，被細(xì)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SBR反應(yīng)池，部分消化污泥經(jīng)脫水后按國家要求進(jìn)行污泥處置。
[0018]本發(fā)明實(shí)例處理的出水水質(zhì)可達(dá)到城鎮(zhèn)污水廠一級排放標(biāo)準(zhǔn)A。在典型城市污水進(jìn)水水質(zhì)的情況下，本發(fā)明由甲烷氣回收的電能能夠提供70%以上的污水處理電耗，污泥產(chǎn)率為0.09kgVSS/kgB0D，大大低于常規(guī)活性污泥處理方法(0.14-0.28kgVSS/kgB0D)。
【權(quán)利要求】
1.一種低污泥產(chǎn)率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，通過污泥厭氧消化技術(shù)和污水序批式活性污泥法的綜合利用，高效去除污水中的氮和磷，大大降低污泥產(chǎn)率、提高沼氣產(chǎn)量，通過甲烷氣能量的回收利用從而可以提供污水和污泥處理的能耗。具體包括如下步驟: (1)經(jīng)過預(yù)處理的污水進(jìn)入SBR反應(yīng)池，同時由污泥消化池回流的消化污泥進(jìn)入SBR反應(yīng)池，污水和污泥在SBR反應(yīng)池中形成混合液；混合液按時間順序經(jīng)歷進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水和待機(jī)五個基本工序；在排水階段，凈化后的上清液作為出水排出SBR反應(yīng)池，剩余污泥排放至污泥濃縮池； (2)在污泥濃縮池中，濃縮污泥排放至污泥消化池進(jìn)行消化處理，上清液回流至污水預(yù)處理； (3)濃縮污泥進(jìn)入污泥消化池，在厭氧的條件下發(fā)生污泥消化；在污泥消化池排出的污泥中，一部分消化污泥回流至SBR反應(yīng)池，另一部分消化污泥排出池外進(jìn)行污泥脫水及處置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低污泥產(chǎn)率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，所述步驟3中消化污泥由污泥消化池回流至SBR反應(yīng)池；SBR反應(yīng)池排出的剩余污泥，在厭氧的條件下在污泥消化池中發(fā)生厭氧消化，產(chǎn)生沼氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低污泥產(chǎn)率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，所述步驟I中SBR反應(yīng)池接受的消化污泥來自步驟2 ;污水和消化污泥在進(jìn)水階段進(jìn)入SBR反應(yīng)池，有機(jī)物在反應(yīng)階段曝氣作用下被活性污泥降解，污水和污泥在沉淀階段進(jìn)行泥水分離，上清液和剩余污泥在排水階段被排出SBR池外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述低污泥產(chǎn)率低能耗的序批式活性污泥法，其特征在于，所述步驟2是用重力濃縮或者機(jī)械濃縮或者氣浮濃縮的方法，降低污泥的含水率。
【文檔編號】C02F11/04GK104261561SQ201410500540
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】余靜, 李彬彬, 蔣一凡 申請人:揚(yáng)州大學(xué)