采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理方法及系統(tǒng)，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種將去除有機(jī)物的低碳氮比的污水進(jìn)行脫氮處理、將含有有機(jī)物的無(wú)機(jī)進(jìn)行厭氧發(fā)酵的污水處理方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)城鎮(zhèn)污水中普遍呈現(xiàn)氨氮濃度過(guò)高，導(dǎo)致碳氮比低于4的特征。污水生物脫氮過(guò)程包括氨化、硝化和反硝化三個(gè)過(guò)程。氨化和硝化過(guò)程需要曝氣達(dá)到將有機(jī)氮和氨氮完全轉(zhuǎn)化硝氮的目的，能耗巨大。反硝化過(guò)程需要提供足夠多的有機(jī)物來(lái)使水體中的硝氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。并且以往的處理過(guò)程，部分氮元素是通過(guò)微生物的自身生長(zhǎng)需求吸收氨氮去除的，實(shí)際上沒有離開污水廠部分，而是被轉(zhuǎn)移到污泥中，并在污泥處理過(guò)程中又釋放入消化液中，消化液返送入污水處理流程，增加了處理負(fù)擔(dān)。另一方面，由于污水中碳氮比較低，常規(guī)工藝往往呈現(xiàn)反硝化不完全，難以將污水中的氮元素完全去除，或者因而投加額外的碳源又增加了污水廠的運(yùn)行成本。另外，由于需要污水經(jīng)歷不同的環(huán)境，污水在整個(gè)處理流程中被不斷分配及回流，控制因素過(guò)多，操作過(guò)程極為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了一種采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理方法及系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理方法，其特別之處在于，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn):a).污水的預(yù)處理，首先對(duì)待處理的污水進(jìn)行曝氣作業(yè)，利用污泥中的微生物對(duì)污水中的有機(jī)物和懸浮物進(jìn)行吸附；b).污水的沉降，對(duì)預(yù)處理后的污水進(jìn)行沉淀，以使污水與污泥相分離，沉降后的部分污泥再返送回至污水預(yù)處理階段；c).污水的脫氮，沉降產(chǎn)生的低碳氮比污水進(jìn)入脫氮階段，污水在微曝氣或間歇曝氣的方式下進(jìn)行脫氮，在脫氮過(guò)程中，亞硝化細(xì)菌首先將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，進(jìn)而厭氧氨氧化菌將氨氮和亞硝氮一同轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)污水的脫氮處理。
[0005]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理方法，還包括污泥處理步驟，在污泥處理過(guò)程中，首先將污水預(yù)處理階段排出的污泥進(jìn)行厭氧發(fā)酵，以使污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物氣能源，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠消耗能源的補(bǔ)充；來(lái)至污泥消化池的消化液和來(lái)至脫氮池的污泥在脫氮污泥存儲(chǔ)池中混合后，亞硝化細(xì)菌利用來(lái)至大氣的自然富氧將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，為厭氧氨氧化菌提供基質(zhì)，以保持其活性。
[0006]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理方法，污水在預(yù)處理階段的停留時(shí)間為30min?120min，預(yù)處理階段污泥的泥齡選用I?5天；沉降后進(jìn)入脫氮階段的污水的碳氮比低于2，污水在脫氮階段的停留時(shí)間為6h?24h，脫氮階段的泥齡選為50天至120天；脫氮階段如采用微曝氣，污水中的溶解氧控制在0.5以下，如采用間歇曝氣，溶解氧維持在2以下；污水處理階段排出的污泥厭氧發(fā)酵的時(shí)間為15天至100天。
[0007]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理系統(tǒng)，其特別之處在于:包括預(yù)處理池、預(yù)處理沉淀池、脫氮池、鼓風(fēng)機(jī)、控制器以及探測(cè)器，預(yù)處理池的出口與預(yù)處理沉淀池的進(jìn)口相通，預(yù)處理沉淀池的出水口與脫氮池的進(jìn)口相通；鼓風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)處理池和脫氮池的曝氣，探測(cè)器對(duì)由預(yù)處理池流向預(yù)處理沉淀池的水質(zhì)以及脫氮池流出的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，控制器根據(jù)探測(cè)器對(duì)水質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果控制整個(gè)污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行；
污水在預(yù)處理池中經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)的曝氣作用，污水中的有機(jī)物和懸浮物被污泥吸附；在預(yù)處理沉淀池中，污泥實(shí)現(xiàn)沉降，污泥與污水相分離后，污水經(jīng)出水口進(jìn)入脫氮池中，污泥經(jīng)預(yù)處理沉淀池的污泥出口被返送回預(yù)處理池中；進(jìn)入脫氮池的污水，經(jīng)微曝氣運(yùn)行或間歇曝氣運(yùn)行的方式進(jìn)行脫氮處理，在亞硝化細(xì)菌和厭氧氨氧化菌的協(xié)同作用下，首先亞硝化細(xì)菌將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，進(jìn)而厭氧氨氧化菌將氨氮和亞硝氮一同轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)污水中溶解性污染物的去除。
[0008]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理系統(tǒng)，污水在預(yù)處理池中的停留時(shí)間在30min?120min之間，預(yù)處理池和預(yù)處理沉淀池中污泥的泥齡選用I?5天；脫氮池中設(shè)置有攪拌裝置，污水在脫氮池中的停留時(shí)間在6h?24h之間，脫氮池中污泥的泥齡選用50天至120天。
[0009]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理系統(tǒng)，包括污泥消化池和脫氮污泥存儲(chǔ)池，污泥消化池的進(jìn)口與預(yù)處理沉淀池的污泥出口相通，以便預(yù)處理沉淀池排出的污泥進(jìn)入污泥消化池中；污泥在污泥消化池中采用厭氧發(fā)酵的方式進(jìn)行穩(wěn)定，并將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物氣能源，污泥消化池中的污泥作為固體廢棄物處置；
污泥消化池的液體出口與脫氮污泥存儲(chǔ)池的進(jìn)口相通，以便含有高濃度氨氮的消化液進(jìn)入脫氮污泥存儲(chǔ)池中；脫氮池的污泥出口與脫氮污泥存儲(chǔ)池的污泥進(jìn)口相通，以便脫氮池中的污泥進(jìn)入脫氮污泥存儲(chǔ)池中。
[0010]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理系統(tǒng)，污泥在污泥消化池中的處理時(shí)間為15天至100天，脫氮污泥存儲(chǔ)池中設(shè)置有攪拌裝置，脫氮污泥存儲(chǔ)池停止攪拌時(shí)產(chǎn)生的污水經(jīng)出水口進(jìn)入預(yù)處理池中；脫氮污泥存儲(chǔ)池產(chǎn)生的污泥用作維持污水廠自身的運(yùn)行，同時(shí)還可作為其它污水廠的接種脫氮污泥。
[0011]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理系統(tǒng)，所述預(yù)處理池的前端還設(shè)置有對(duì)待處理污水的水質(zhì)和水量進(jìn)行調(diào)節(jié)的預(yù)處理池；脫氮池中設(shè)置有將大部分污泥截留在脫氮池中的過(guò)濾膜組件，實(shí)現(xiàn)水體和污泥的完全分離，也保證了脫氮菌的富集。
[0012]本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理系統(tǒng)，由預(yù)處理沉淀池流入脫氮池污水的碳氮比小于2 ;如果脫氮池采用微曝氣處理，污水中的溶解氧控制在0.5以下，如果脫氮池采用間歇曝氣的方法，其中曝氣階段溶解氧維持在2以下。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)及方法，根據(jù)城鎮(zhèn)污水氨氮濃度含量過(guò)高的特點(diǎn)，首先在曝氣的條件下對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)微生物對(duì)污水中有機(jī)物和懸浮物的吸附，使得沉降后的污水具有較低的碳氮比。沉降后的污水在脫氮階段，利用厭氧氨氧化菌具有一定的耐氧性，得以在一個(gè)池中進(jìn)行亞硝化和脫氮過(guò)程，亞硝化細(xì)菌首先將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，進(jìn)而厭氧氨氧化菌將氨氮和亞硝氮一同轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)污水的脫氮處理。
[0014]污泥處理過(guò)程中，利用預(yù)處理階段排出的污泥有機(jī)物含量高，而脫氮階段排出的污泥富含厭氧氨氧化菌的特點(diǎn)，對(duì)預(yù)處理階段排除的污泥進(jìn)行厭氧發(fā)酵，不僅可產(chǎn)生補(bǔ)充污水處理廠能源消耗的生物氣能源，而且還避免了以往利用菌類的生長(zhǎng)來(lái)消除污水中有機(jī)物所帶來(lái)的能量消耗，節(jié)能效果顯著；通過(guò)將脫氮產(chǎn)生的污泥與厭氧發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的消化液混合，亞利用硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，為厭氧氨氧化菌提供基質(zhì)，以保持其活性。
[0015]本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)及方法，脫氮階段，主要依靠厭氧氨氧化菌的脫氮作用，脫氮階段的氮元素絕大部分被轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，真正離開了水體和污染物。由于微生物的倍增時(shí)間長(zhǎng)，污泥產(chǎn)量極小，微生物穩(wěn)定，主要被儲(chǔ)存，杜絕以往污水處理工藝中污泥消化液返回污水處理過(guò)程，增加處理負(fù)擔(dān)的缺點(diǎn)。進(jìn)水中的有機(jī)污染物進(jìn)入污泥處理階段中，并轉(zhuǎn)化為能源，能夠?yàn)槲鬯畯S帶來(lái)可觀的自身電量消耗。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理系統(tǒng)的原理圖。
[0017]圖中:1調(diào)節(jié)池，2預(yù)處理池，3預(yù)處理沉淀池，4脫氮池，5過(guò)濾膜組件，6污泥消化池，7脫氮污泥存儲(chǔ)池，8鼓風(fēng)機(jī)，9控制器，10探測(cè)器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，給出了本發(fā)明的采用預(yù)處理和微曝氣兩階段式低能耗污水處理系統(tǒng)的原理圖，其包括調(diào)節(jié)池1、預(yù)處理池2、預(yù)處理沉淀池3、脫氮池4、過(guò)濾膜組件5、污泥消化池6、脫氮污泥存儲(chǔ)池7、鼓風(fēng)機(jī)8、控制器9以及探測(cè)器10，所示的調(diào)節(jié)池I位于預(yù)處理池2的前端，生活污水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池I中，調(diào)節(jié)池I對(duì)水質(zhì)和水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少誤會(huì)處理流程水質(zhì)、水量的波動(dòng)，協(xié)調(diào)整個(gè)污水處理系統(tǒng)流量的恒定。
[0020]預(yù)處理池2的出水口與預(yù)處理沉淀池3的進(jìn)口相通，預(yù)處理沉淀池6的出水口與脫氮池4相通，預(yù)處理沉淀池3的污泥出口與預(yù)處理池2和污泥消化池6相通。脫氮池4的污泥出口與脫氮污泥存儲(chǔ)池7相通，污泥消化池6的出水口與脫氮污泥存儲(chǔ)池7相通，以便產(chǎn)生的消化液進(jìn)入脫氮污泥存儲(chǔ)池7中。鼓風(fēng)機(jī)8用于對(duì)預(yù)處理池2和脫氮池4進(jìn)行曝氣作業(yè)，探測(cè)器10對(duì)預(yù)處理池2排出污水的水質(zhì)和脫氮池4的排水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，控制器9根據(jù)探測(cè)器10的檢測(cè)數(shù)據(jù)，控制整個(gè)污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0021]由調(diào)節(jié)池I排除的污水進(jìn)入預(yù)處理池2中，由于經(jīng)調(diào)節(jié)的污水含有大量的有機(jī)物等極易腐敗的污染物，預(yù)處理池2中有機(jī)負(fù)荷會(huì)更高，應(yīng)通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)8向預(yù)處理池2中提供足夠大的曝氣量，避免供氧不足。在污水預(yù)處理階段，主要依靠微生物對(duì)污水中有機(jī)物和懸浮物進(jìn)行吸附，達(dá)到污水的去營(yíng)養(yǎng)化目的，以使經(jīng)預(yù)處理后的污水具有較低的碳氮比。
[0022]為了充分去除預(yù)處理池2中的有機(jī)物和懸浮物，污水在預(yù)處理池中的停留時(shí)間應(yīng)在30分鐘到2小時(shí)之間，預(yù)處理池2中泥齡宜選用1-5天。由預(yù)處理池2排出污水的碳氮比應(yīng)控制在2以內(nèi)，優(yōu)選為小于I。
[0023]由預(yù)處理池2排出的污水進(jìn)入預(yù)處理沉淀池3中，實(shí)現(xiàn)污水與污泥的分離，沉淀后的污水進(jìn)入脫氮池4中，沉淀后的污泥重新進(jìn)入預(yù)處理池2中或排入污泥消化池6中。由于預(yù)處理池2的有機(jī)負(fù)荷高，不可避免會(huì)存在一定