專利名稱：污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，更具體地說，是涉及污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理
的方法，該方法適合于不同規(guī)模城市污水處理廠和工業(yè)污水處理廠擴(kuò)容升級，尤其適用于 提高污水處理廠脫氮效率、受制于占地面積的污水廠擴(kuò)容、生活污水深度處理回用以及污 水處理廠的污泥減量。
背景技術(shù)：
迄今為止，生物處理工藝仍是去除廢水中有機(jī)污染物最為經(jīng)濟(jì)、最具環(huán)境效益、應(yīng) 用最為廣泛的城市污水和工業(yè)廢水處理方法，而傳統(tǒng)的基于活性污泥(CAS， Conventional Activated Sludge)的生物處理方法是目前最為主要和常用的處理方法。CAS工藝具有操作 簡單、設(shè)計(jì)成熟、運(yùn)行方式多樣化等特點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于城市污水及多種工業(yè)廢水的處理。 但隨著城市化進(jìn)程的不斷加快、公眾對污水處理廠操作環(huán)境要求的日益提高以及能源供給 的日趨緊張，使CAS工藝相應(yīng)出現(xiàn)了一系列為人們所越來越關(guān)注的問題。這些問題是(l) 由于城市化率的不斷提高，用地緊張情況與日倶增，因而需要在CAS工藝的基礎(chǔ)上，研究開 發(fā)用地更為節(jié)省的新工藝；(2)隨著社會和公眾對污水處理廠處理工藝操作條件和環(huán)境要 求的日趨嚴(yán)格，需要對CAS工藝運(yùn)行過程中所產(chǎn)生和存在的臭味問題、剩余污泥二次污染 問題進(jìn)行深入研究和改進(jìn)；(3)日趨普遍和嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化問題，要求污水處理工藝 不僅具有有機(jī)物的去除功能，同時(shí)要求具有對廢水中氮、磷的去除效果，因而出現(xiàn)了許多具 有生物脫氮除磷功能的廢水生物處理新工藝；(4)隨能源供應(yīng)的日趨緊張，降耗節(jié)能已成 為改進(jìn)CAS工藝運(yùn)行和研究開發(fā)新工藝所必須考慮的重要問題；(5)隨城市人口的快速增 加、人們生活水平的不斷提高，城市污水的排放量亦與日倶增，且廢水中所含污染物的種類 日趨復(fù)雜化，在一定時(shí)期內(nèi)易導(dǎo)致CAS工藝的超負(fù)荷運(yùn)行以及運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定等問題。
為此，許多研究者相繼開展了改進(jìn)CAS工藝以使其適應(yīng)新要求的探索和研究工 作，并提出了多種以CAS為基礎(chǔ)的、具有不同優(yōu)良性能特點(diǎn)和功能的新工藝。
在傳統(tǒng)CAS工藝基礎(chǔ)上，為提高廢水處理效率和脫氮除磷效果，主要發(fā)展出了提 高處理效率的A/B法、具有脫氮除磷功能的A/0、 A/A/0及其類似工藝、SBR工藝及基于SBR 運(yùn)行方式的其它工藝和氧化溝工藝等，以上工藝盡管對有機(jī)物和氨氮去除效果有較大提 高。但是，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，上述工藝的出水BODp氨氮尤其是總氮難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo) 排放(如《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)及更高排放標(biāo)準(zhǔn))；而且，由 于上述工藝主要是通過增加水力停留時(shí)間以延長污泥齡來達(dá)到脫氮除磷效果的提高，存在 運(yùn)行成本高(主要是電能消耗)、占地面積大、基建投資多等問題，屬于不可持續(xù)的污水處 理工藝，不適合我國國情；同時(shí)，這些工藝中曝氣池產(chǎn)生的惡臭將對環(huán)境造成二次污染，剩 余污泥量較多，污泥處置困難(目前已成為類似污水廠的難點(diǎn))，處理費(fèi)用高，造成污水的 綜合運(yùn)行成本增加。因此，以上工藝越來越不符合我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢和要求，其在污 水處理的推廣應(yīng)用將會受到更多限制。 近十年來在國內(nèi)推廣應(yīng)用的濕地處理技術(shù)，具有操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，其在特定區(qū)域及處理小流量廢水應(yīng)用上具有一定的可行性，但占地面積大、長時(shí)間運(yùn)行后容 易造成土地鹽堿化，難以廣泛推廣和應(yīng)用。 近年來，隨著膜技術(shù)成熟及成本降低，在活性污泥法基礎(chǔ)上結(jié)合膜技術(shù)而發(fā)展起 來的膜生物反應(yīng)器(MBR)技術(shù)，具有出水水質(zhì)好、處理效果高等特點(diǎn)，但在實(shí)際運(yùn)行中，由 于膜的污染導(dǎo)致膜通量下降，因而需要定期清洗和更換膜片，運(yùn)行管理復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高， 在中小規(guī)模廢水處理廠及中水回用上有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值，但在大規(guī)模生活和市政污水 處理處理上難以大面積推廣應(yīng)用。 生物曝氣濾池(Biological Aerated Filter, BAF)是80年代末在歐美發(fā)展起來 的一種新型污水處理技術(shù)。其獨(dú)特的填料式設(shè)計(jì)，借鑒了生物濾池和生物接觸氧化法的優(yōu) 點(diǎn)，不同的填料尺寸對應(yīng)不同的廢水處理要求，綜合了過濾、吸附和生物代謝等多種廢水處 理工藝，使其具有水力負(fù)荷高、抗沖擊能力強(qiáng)、污泥產(chǎn)量少、無污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)。生物曝氣濾 池主要應(yīng)用于廢水的深度處理，適應(yīng)于處理低有機(jī)負(fù)荷廢水，可用于去除污水中的有機(jī)物， 也可通過硝化和反硝化除氮。但是，普通曝氣生物濾池由于選用陶粒、玻璃、陶瓷等材料作 為濾料，故在運(yùn)行中遇到的最大難題是反沖洗較為困難；在傳統(tǒng)的生物處理中過高的氨氮 將對微生物產(chǎn)生抑制作用，故普通生物處理工藝對于超過一定濃度有機(jī)污水和較高濃度氨 氮污水很難達(dá)到理想的處理效果；同時(shí)，傳統(tǒng)的生物處理工藝普遍存在著投資大、運(yùn)行費(fèi)用 高、占地面積大、操作管理復(fù)雜、處理效率低等不足之處。 為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足支出，本發(fā)明專利采用一種新型的高效曝氣生物濾池(簡 稱HABF工藝)，HABF反應(yīng)器實(shí)際上是綜合傳統(tǒng)活性污泥法與生物膜法優(yōu)點(diǎn)的雙生物反應(yīng) 器，在HABF反應(yīng)器中投加占曝氣池有效容積10-60%的比重接近水的懸浮載體，該載體是 一種具有網(wǎng)狀大孔結(jié)構(gòu)的高分子合成材料，具有反應(yīng)性、親水性、通透性、高比表面積等特 點(diǎn)，并具有空間懸臂及網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，能與微生物、酶形成共價(jià)鍵結(jié)合；載體材料表面所生 長的生物量通常為15-28g/L，是普通生物膜法的1. 5-2. 0倍，是傳統(tǒng)活性污泥法的5-10倍， 并且微生物與載體結(jié)合牢固，不易脫落，不易流失，高負(fù)載的生物量保證了 HABF反應(yīng)器去 除污染物的高效和穩(wěn)定；同時(shí)，在HABF反應(yīng)器中，在馴化活性污泥的基礎(chǔ)上通過接種培養(yǎng) 不同特效菌種，提高目標(biāo)污染物的降解效果。 HABF工藝是懸浮生長活性污泥法和附著生長的生物膜法相結(jié)合的一種工藝，其通 過在CAS工藝曝氣池中投加一定數(shù)量的輕質(zhì)量漂浮載體填料，使污水處理的機(jī)理和效能發(fā) 生質(zhì)的變化。在此工藝中，微生物生存的基礎(chǔ)環(huán)境有CAS工藝中的氣、液兩相轉(zhuǎn)變?yōu)闅?、液?固三相，這種轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸飫?chuàng)造了良好的條件和更豐富的存在形式，形成了一個更復(fù)雜的 復(fù)合式生態(tài)系統(tǒng)。懸浮載體表面的生物膜與液相中的懸浮污泥共同發(fā)揮作用，各自發(fā)揮自 己的降解優(yōu)勢。大量吸附生長在生物填料上的生物膜使生物反應(yīng)器中的活性生物量大大增 加，在提高系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力的同時(shí)，使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的脫氮能力。 HABF工藝中，附著生長在懸浮載體中的長泥齡生物膜為生長緩慢的硝化菌提供了 非常有利的生存環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)有效的硝化效果，而懸浮生長的活性污泥的泥齡相對較短，主 要起去除有機(jī)物的作用，由此避免了 CAS工藝中為了實(shí)現(xiàn)硝化作用而需較長的泥齡并因此 而易出現(xiàn)污泥膨脹的問題。因而，這種懸浮態(tài)和附著態(tài)微生物共池生長的工藝因其污泥負(fù) 荷要遠(yuǎn)低于單純的CAS工藝，因而其處理效率更高，且運(yùn)行更穩(wěn)定。在相同的污泥負(fù)荷條 件下，該工藝具有更高容積負(fù)荷率，因而占地更小。此外，HABF反應(yīng)器中懸浮狀態(tài)和懸浮載
4體表面附著狀態(tài)的微生物處于好氧狀態(tài)，主要發(fā)揮去除有機(jī)物和將氨氮氧化為硝氮和亞硝 氮的作用，而載體內(nèi)部所生長的微生物，因受到氧轉(zhuǎn)移的限制，形成中間兼氧區(qū)和內(nèi)部厭氧 區(qū)，因而利于兼性反硝化細(xì)菌的生長而起到反硝化脫氮的作用。同時(shí)，由于懸浮載體填料中 所生長的長世代期微生物其生物固體平均停留時(shí)間與水力停留時(shí)間相分離，因而可使長世 代期硝化菌和亞硝化菌得以繁衍、增殖。 在HABF工藝中，為提高污水處理廠運(yùn)行穩(wěn)定性和目標(biāo)污染物的降解效果，可根據(jù) 具體工藝運(yùn)行情況，在馴化活性污泥的基礎(chǔ)上通過接種培養(yǎng)不同特效菌種。所接種的微生 物屬于工程菌一類，內(nèi)含專用微生物與復(fù)合酶，該特效菌種通過對自然微生物進(jìn)行強(qiáng)化與 改性而成，提高了微生物的活性及適應(yīng)性，可在有效降解污水中難降解有機(jī)物(如芳烴、 蒽、萘)和氨氮的基礎(chǔ)上，同時(shí)去除其中的色度和SS。 如前所述，特殊懸浮填料的使用是HABF工藝的核心部分，其具有以下特征懸浮 填料在無曝氣時(shí)浮于水的表面，無須固定支架支撐，這使反應(yīng)池的安裝和維修變得方便；當(dāng) 曝氣時(shí)，生長了生物膜的填料密度因與水接近，填料依靠曝氣的攪拌作用，處于流化狀態(tài)， 這不僅使污水與填料上的生物膜廣泛而頻繁多次地接觸，而且填料在流化過程中切割分散 氣泡，使布?xì)廒呌诰鶆?，提高了氧的利用率，由此產(chǎn)生的固、液、氣三相的充分接觸混合和碰 撞，增大了傳質(zhì)面積，提高了傳質(zhì)速率，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程，因此，在達(dá)到一定污染物去除率情 況下，污水在池內(nèi)的停留時(shí)間更短，同時(shí)，即使有沖擊負(fù)荷，也可以很快地恢復(fù)處理效果；另 外，懸浮填料受到氣流、水流的沖刷，老化的膜能自動脫落，保證了膜的活性，促進(jìn)了新陳代 謝，而且在反應(yīng)池中隨水流化在填料上，還可能大量生長絲狀菌，既可以利用絲狀菌高效降 解有機(jī)物的功能，使出水改善，又無污泥膨脹之虞；此外，由于填料比重與水接近，只需很小 的氣量即可使其均勻懸浮于水中，其使用時(shí)無需填料支架，只需在曝氣池設(shè)置柵網(wǎng)攔截將 載體限制在設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)，或靠曝氣水流將其回流至池前端，可節(jié)省投資，且投配、更新更方 便。因此，操作簡單，工作量也較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，而提供了一種新型的污水處 理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法，其核心采用HABF工藝。 本發(fā)明目的可以通過如下一種或幾種措施來實(shí)現(xiàn)在待擴(kuò)容升級的原活性污泥池 或生物膜池內(nèi)添加大孔載體，或?qū)⑸锬こ貎?nèi)原有載體部分或完全更換成懸浮大孔載體； 在待擴(kuò)容升級的采用活性污泥法或生物膜法污水處理廠的二沉池后或周圍擴(kuò)建池容，新池 內(nèi)裝填懸浮大孔載體；在采用如上方法改造后的池內(nèi)接種工程菌或在原有活性污泥處理系 統(tǒng)內(nèi)投加工程菌進(jìn)行生物強(qiáng)化處理。 應(yīng)用HABF工藝的池內(nèi)采用上下攔網(wǎng)對懸浮大孔載體進(jìn)行固定使其限制在一定空 間內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)的分級，攔網(wǎng)具體材料為尼龍網(wǎng)、不銹鋼或玻璃鋼等；池內(nèi)采用管式 微孔曝氣管進(jìn)行曝氣。 HABF池中所使用的懸浮大孔載體為改性海綿，采用網(wǎng)泡法生成，主體材質(zhì)為聚 氨酯；其中所接種微生物為工程菌，工程菌群的原始菌種由美國的BIONETIX公司(網(wǎng)址 www. bionetix-international. ca)提供，并根據(jù)具體污水水質(zhì)進(jìn)行富集、馴化和培養(yǎng)。
該方法適合于不同規(guī)模城市污水處理廠和工業(yè)污水處理廠擴(kuò)容升級，尤其適用于提高污水處理廠脫氮效率、受制于占地面積的污水廠擴(kuò)容、生活污水深度處理回用以及污 水處理廠的污泥減量。 與其它方法相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是通過本發(fā)明中的措施調(diào)整改造后，污水處理廠的 氨氮和COD的處理效果可得到較大提高，其出水可直接外排或經(jīng)適當(dāng)深度處理后回用，原 有污水處理廠的處理容量可增加1-2倍，而且可提高污水處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，整體改 造工藝簡單緊湊、投資省、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、污泥產(chǎn)量少且運(yùn)行管理方便。
具體實(shí)施例方式
下面列舉6個實(shí)施例，結(jié)合附圖
，對本發(fā)明加以進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不只限于這
6個實(shí)施例。 實(shí)施例1 馬草河是涼水河的主要支流，屬北運(yùn)河水系，總長13. 6公里，是豐臺區(qū)南部重要 的排水河道，其主要補(bǔ)給來水為北京某城市市政污水處理廠二沉池出水，為保證進(jìn)入河水 質(zhì)滿足河道景觀用水要求，擬對該市政污水處理廠二沉池出水進(jìn)行深度處理。為保證選取 工藝的合理性，采用HABF工藝在現(xiàn)場進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)。HABF中試裝置為自制的類似生物接觸 氧化工藝的反應(yīng)槽，規(guī)格為2100mmX1000mmX1000mm(長X寬X高)，有效水深為900mm， 有效容積為1. 9m 分兩格運(yùn)行，反應(yīng)槽中間采用折流板防止短流，采用底部進(jìn)水、上部堰口 集水的推流式進(jìn)水方式；反應(yīng)槽裝填1. 5m3懸浮大孔載體，本實(shí)驗(yàn)接種型號為BCP35型工程 菌。實(shí)驗(yàn)接種工程菌后悶曝3天，然后以100L/h的流量連續(xù)運(yùn)行3天，隨后以200L/h的 流量進(jìn)行馴化，馴化階段反應(yīng)槽內(nèi)溶解氧維持在4mg/L左右，大約13天后出水水質(zhì)明顯改 善，氨氮與COD去除率均達(dá)到30%以上，此后逐步提高進(jìn)水流量到500L/h，控制水力停留時(shí) 間為3. 5-4. Oh，實(shí)驗(yàn)期間溫度保持在18-26°C 。實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行3個月，進(jìn)水COD平均濃度為 62. 8mg/L，出水COD平均濃度為12. 2mg/L ;進(jìn)水為NH3_N平均濃度為12. 5mg/L，出水NH3_N 平均濃度為0. 61mg/L ;進(jìn)水為濁度(NTU)平均濃度為104. 6mg/L，出水濁度(NTU)平均濃度 為6. lmg/L ;進(jìn)水為TP平均濃度為0. 88mg/L，出水TP平均濃度為0. 25mg/L。
實(shí)施例2 河北某鋼鐵公司冷軋車間正常運(yùn)行時(shí)平均排放水量為200-300m3/d，最大排水量 為500mVd。冷軋車間的稠油廢水和稀油廢水分別經(jīng)除油等預(yù)處理后混合進(jìn)入后端的接觸 氧化生物處理工藝，生物處理出水經(jīng)斜板沉淀后直接外排。由于進(jìn)入水質(zhì)波動較大，生物處 理工藝運(yùn)行一直不穩(wěn)定，外排廢水COD、氨氮和色度超標(biāo)嚴(yán)重。采用接種工程菌(BCP35M， BCP11)對原接觸氧化生物處理系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)化，并補(bǔ)充適量的微量元素，經(jīng)過40天左右的 接種、養(yǎng)生和馴化后，改造后的生物處理系統(tǒng)出水可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，近6個月的運(yùn)行數(shù)據(jù)表 明，經(jīng)改造后的接觸氧化池進(jìn)水COD濃度為1020. Omg/L至1490. Omg/L，出水COD濃度為 78. 0mg/L至98. Omg/L ;進(jìn)水NHfN濃度為46. lmg/L至112. 6mg/L，出水NH3-N濃度為3. 8mg/ L至12. 6mg/L ;進(jìn)水色度為70倍至120倍，出水色度為30倍至50倍。
實(shí)施例3 浙江某化工公司污水處理廠主要消納、處理整個集團(tuán)公司的廢水，廢水水質(zhì)復(fù)雜， 處理難度大。目前污水處理廠采用的工藝為A-O-O工藝，自建成運(yùn)行以來，該污水處理廠出 水COD、 BOD、 SS、 pH等指標(biāo)穩(wěn)定，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級標(biāo)準(zhǔn)(《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996))，但氨氮的處理效率較低而且運(yùn)行不穩(wěn)定，出水超標(biāo)。由于廢水排放量大， 氨氮超標(biāo)倍數(shù)高，給該公司帶來了每年約300-500萬元的巨額超標(biāo)罰款。更為嚴(yán)重的是，該 公司污水處理廠如果超標(biāo)排放，污水直接排入烏溪江，勢必會嚴(yán)重污染錢塘江上游支流。對 此，該公司高度重視，決心對污水處理廠進(jìn)行技術(shù)改造，在自身挖潛的同時(shí)，一直在積極尋 找高效的、穩(wěn)妥的、經(jīng)濟(jì)的、耐沖擊的適合巨化污水處理的工藝。 通過調(diào)研分析，從污水水質(zhì)性質(zhì)來看，氨氮是該污水中的主要污染物，廢水中C/ N比嚴(yán)重失調(diào)，而且廢水中氯離子、鈣離子含量較高，同時(shí)還含有一定量的乙烯、氯乙烯等 毒性物質(zhì)，廢水處理難度大。擬采用HABF工藝對現(xiàn)有二段好氧池即接觸氧化池進(jìn)行改 造，為保證改造工程的可靠性，設(shè)計(jì)中試實(shí)驗(yàn)裝置在現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。HABF中試裝置為自制 的類似生物接觸氧化工藝的反應(yīng)槽，由三個同規(guī)格的反應(yīng)槽串聯(lián)組成，單座反應(yīng)槽規(guī)格為 2100mmX1000mmX1000mm(長X寬X高)，有效水深為900mm，有效容積為1.9m 分兩格 運(yùn)行，反應(yīng)槽中間采用折流板防止短流，采用底部進(jìn)水、上部堰口集水的推流式進(jìn)水方式； 反應(yīng)槽裝填4. 5m3懸浮大孔載體，本實(shí)驗(yàn)接種微生物為工程菌(BCP35M， BCP22， BCP11)。實(shí) 驗(yàn)接種工程菌后悶曝3天，然后以100L/h的流量連續(xù)運(yùn)行7天，隨后以200L/h的流量進(jìn) 行馴化，馴化階段反應(yīng)槽內(nèi)溶解氧維持在4mg/L左右，大約25天后出水水質(zhì)明顯改善，氨 氮與C0D去除率均達(dá)到30X以上，此后逐步提高進(jìn)水流量到500L/h，控制水力停留時(shí)間 為8. 0-10. Oh，實(shí)驗(yàn)期間溫度保持在20-28°C 。實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行5個月，進(jìn)水COD平均濃度為 82. 8mg/L，出水COD平均濃度為52. 2mg/L ;進(jìn)水NH3_N平均濃度為78. 5mg/L，出水NH3_N平 均濃度為2. 61mg/L。
實(shí)施例4 山東某生物開發(fā)有限公司以玉米為原料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)淀粉，日排放污水量1300mVd， 原有污水處理工藝為"UASB(厭氧)+SBR(好氧)"。UASB厭氧工藝運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果較 好，在進(jìn)水COD為8000-12000mg/L時(shí)，出水COD —般為800mg/L左右；SBR的出水COD為 300-400mg/L，NH3_N為80_160mg/L，無法達(dá)到當(dāng)?shù)氐奈鬯欧艠?biāo)準(zhǔn)。通過在SBR工藝后段新 增HABF工藝，并接種少量BCP35工程菌進(jìn)行強(qiáng)化，經(jīng)過60天左右調(diào)試運(yùn)行后，HABF工藝進(jìn) 水COD濃度為198. Omg/L至241. Omg/L，出水COD濃度為36. Omg/L至47. Omg/L ;進(jìn)水NH3_N 濃度為86. Omg/L至132. Omg/L，出水NH3_N濃度為1. lmg/L至3. 8mg/L，完全滿足當(dāng)?shù)氐呐?放標(biāo)準(zhǔn)(COD小于60mg/L， NH3_N小于1 Omg/L)。
實(shí)施例5 我國大部分油田開采都采用注水方式，生產(chǎn)噸原油約耗水2 3噸，并且隨開采時(shí) 間的增加，原油含水量逐年升高，后期可達(dá)90%以上。含有大量注水的原油通過集輸系統(tǒng)進(jìn) 入聯(lián)合站，經(jīng)脫水、脫鹽處理后，產(chǎn)生大量含油廢水。廢水中含有原油、各種鹽類、有機(jī)物、無 機(jī)物、微生物、各類化學(xué)添加劑等，污染成分復(fù)雜，處理難度大。 采油廢水中的主要污染物為油水分離過程中剩余的礦物油和生產(chǎn)過程中投加的 高分子聚合物、表面活性劑及無機(jī)鹽，同時(shí)還含有一些懸浮物和泥沙。 一般的采油廢水通常 采用隔油、浮選、過濾等物理化學(xué)方法大幅度削減礦物油及COD，達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后地下回注 或通過二級生化處理工藝(如活性污泥、生物濾池、生物接觸氧化等方法)達(dá)到國家一級排 放標(biāo)準(zhǔn)后排放。 遼寧某油田是我國特大型油田之一，每年原油開采、生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量采油廢水，該油田污水處理廠在生產(chǎn)過程中也排放一定數(shù)量的生產(chǎn)廢水，各污水處理廠內(nèi)現(xiàn)有 一套污水處理設(shè)備，但出水難以達(dá)到規(guī)定的國家排放標(biāo)準(zhǔn)。該廢水如不經(jīng)處理直接排放或 未達(dá)標(biāo)排放，必定對本地區(qū)及下游地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，導(dǎo)致地面水系和地下水 系質(zhì)量急劇下降，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)丶跋掠蔚貐^(qū)的工農(nóng)業(yè)發(fā)展。根據(jù)國家環(huán)保要求，生產(chǎn)廢水 必須經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)才能排放。 受該油田勘探局下屬實(shí)業(yè)公司委托，采用HABF工藝對該公司下屬污水處理站不 達(dá)標(biāo)廢水進(jìn)行深度處理中試實(shí)驗(yàn)，以論證HABF工藝處理該廢水的可行性，并為后續(xù)工程設(shè) 計(jì)提供工藝參數(shù)。 該油田下屬的一座污水站目前日處理污水量13000mVd，現(xiàn)有的污水處理設(shè)施采 用"隔油+氣浮+厭氧罐+好氧罐+穩(wěn)定塘"工藝，外排出水COD約為150mg/L，難以穩(wěn)定 達(dá)標(biāo)，改擴(kuò)建工程要保證出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中 的一級A標(biāo)準(zhǔn)。采用以HABF為主體的工藝在現(xiàn)場進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)，HABF生物反應(yīng)槽為自制， 由三級串聯(lián)組成，單個反應(yīng)槽規(guī)格為1200mmX1000mmX1000mm(長X寬X高)，有效水深 為900mm，有效容積為1. 0m3，分為兩格，中間采用折流板防止短流，采用底部進(jìn)水、上部堰口 集水的推流式進(jìn)水方式；反應(yīng)槽共裝填2. 4m3懸浮大孔載體，本實(shí)驗(yàn)所接種微生物為工程菌 (BCP35M)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)水為現(xiàn)有好氧罐出水。實(shí)驗(yàn)接種工程菌后悶曝3天，然后以100L/h的流 量連續(xù)運(yùn)行3天，隨后以200L/h的流量進(jìn)行馴化，馴化階段反應(yīng)槽內(nèi)溶解氧維持在4mg/L 左右，大約15天后出水水質(zhì)明顯改善，氨氮與COD去除率均達(dá)到30 %以上，此后逐步提高 進(jìn)水流量到500L/h，控制水力停留時(shí)間為5. 0-6. Oh，實(shí)驗(yàn)期間溫度保持在24-32°C 。實(shí)驗(yàn) 穩(wěn)定運(yùn)行3個月，進(jìn)水為COD、石油類、氯離子和全鹽量平均濃度在386. 7mg/L、36. 4mg/L、 2786. 6mg/L和14756. 8mg/L， HABF生物反應(yīng)槽出水COD、石油類、氯離子和全鹽量平均濃度 在18. 7mg/L、2. 2mg/L、2647. 6mg/L和12687. 8mg/L，完全達(dá)到相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例6 山東某藥業(yè)有限公司化學(xué)合成藥生產(chǎn)車間目前日排放污水量約5000mVd，現(xiàn)有 的污水處理采用"水解酸化+CASS+接觸氧化"工藝，總出水COD為200-300mg/L， NH3_N為 120-200mg/L，無法達(dá)到相關(guān)出水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996中的一級排放標(biāo)準(zhǔn))。采用以 HABF為主體工藝在現(xiàn)場進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn)，HABF生物反應(yīng)槽為自制，由6級串聯(lián)組成，單個反 應(yīng)槽規(guī)格為①700mmX1500mm，平均有效水深為1200mm，有效容積2760L，采用底部進(jìn)水、上 部出水的推流式進(jìn)水方式；反應(yīng)槽共裝填2. 0m3懸浮大孔載體，本實(shí)驗(yàn)接種微生物為工程菌 (BCP35M、BCP11、BCP22)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)水為現(xiàn)有接觸氧化池出水。實(shí)驗(yàn)接種工程菌后悶曝3天，然 后以50L/h的流量連續(xù)運(yùn)行3天，隨后以100L/h的流量進(jìn)行馴化，馴化階段溶解氧維持在 4mg/L左右，大約20天后出水水質(zhì)明顯改善，氨氮與COD去除率均達(dá)到30%以上，此后逐步 提高進(jìn)水量到150L/h，控制水力停留時(shí)間為16-20h，實(shí)驗(yàn)期間溫度保持在20 3(TC。實(shí)驗(yàn) 穩(wěn)定運(yùn)行3個月，進(jìn)水COD和NH3-N平均濃度為246. 7mg/L和164. 3mg/L， HABF反應(yīng)罐出水 COD和NH3-N平均濃度為84. 6mg/L和6. 4mg/L。 由上述實(shí)例可以看到，無論是中試實(shí)驗(yàn)還是工程應(yīng)用，本發(fā)明對于不同水質(zhì)的廢 水進(jìn)行深度處理或?qū)υ泄に囘M(jìn)行升級改造，均具有良好的處理效果，最終出水可達(dá)到或 超過污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)，出水完全可以外排甚至可以滿 足相關(guān)回用水的水質(zhì)要求，實(shí)現(xiàn)廢水資源化，達(dá)到企業(yè)節(jié)能減排的目的。
權(quán)利要求
本發(fā)明提供一種污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用途。具體而言采用如下一種或幾種方法在待擴(kuò)容升級的原活性污泥池或生物膜池內(nèi)添加懸浮大孔載體，或?qū)⑸锬こ貎?nèi)原有載體部分或完全更換成懸浮大孔載體；在待擴(kuò)容升級的采用活性污泥法或生物膜法污水處理廠的二沉池后或周圍擴(kuò)建池容，新池內(nèi)裝填懸浮大孔載體；在采用如上方法改造后的池內(nèi)接種工程菌或在原有活性污泥處理系統(tǒng)內(nèi)投加工程菌進(jìn)行生物強(qiáng)化處理。
2. 按照權(quán)利要求1所述的污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用途，其特征在 于在待擴(kuò)容升級的原活性污泥池或生物膜池內(nèi)添加懸浮大孔載體，或?qū)⑸锬こ貎?nèi)原有 載體部分或完全更換成懸浮大孔載體。
3. 按照權(quán)利要求1所述的污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用途，其特征在 于在待擴(kuò)容升級的采用活性污泥法或生物膜法污水處理廠的二沉池后或周圍擴(kuò)建池容， 新池內(nèi)裝填懸浮大孔載體。
4. 按照權(quán)利要求1所述的污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用途，其特征在 于在待擴(kuò)容升級活性污泥處理系統(tǒng)內(nèi)直接投加工程菌進(jìn)行生物強(qiáng)化處理。
5. 按照權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用 途，其特征在于在新調(diào)整或改造的池內(nèi)直接接種工程菌馴化或接種同類活性污泥馴化并 投加工程菌進(jìn)行生物強(qiáng)化處理。
6. 按照權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用 途，其特征在于使用高效懸浮大孔載體，該載體為改性海綿，采用網(wǎng)泡法生成，主體材質(zhì)為 聚氨酯；其中所接種微生物為工程菌，工程菌群的原始菌種由美國的BIONETIX公司提供， 并根據(jù)具體污水水質(zhì)進(jìn)行富集、馴化和培養(yǎng)。
7. 按照權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用 途，其特征在于池內(nèi)采用上下攔網(wǎng)對懸浮大孔載體進(jìn)行固定使其限制在一定空間內(nèi)，以實(shí) 現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)的分級，攔網(wǎng)具體材料為尼龍網(wǎng)、不銹鋼或玻璃鋼等。
8. 按照權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用 途，其特征在于池內(nèi)采用的曝氣系統(tǒng)為管式微孔曝氣器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種污水處理廠擴(kuò)容升級和深度處理的方法及用途。具體如下在原活性污泥池或生物膜池內(nèi)添加懸浮載體，或?qū)⑸锬こ貎?nèi)原有載體部分或完全更換成懸浮載體；在原污水處理廠的二沉池后或周圍擴(kuò)建池容，池內(nèi)裝填載體；在采用如上方法改造后的池內(nèi)接種工程菌或在原有活性污泥處理池內(nèi)直接投加工程菌進(jìn)行生物強(qiáng)化處理。改造后污水處理廠出水可直接外排或經(jīng)適當(dāng)深度處理后回用，處理容量可增加1-2倍，運(yùn)行穩(wěn)定性提高，工程改造簡單緊湊、投資省、占地面積小、污泥產(chǎn)量少且運(yùn)行管理方便。該方法適合于不同規(guī)模污水處理廠擴(kuò)容升級，尤其適用于污水廠脫氮效率提高和污泥減量、受制于占地面積的污水廠擴(kuò)容、生活污水深度處理及回用。
文檔編號C02F3/10GK101746884SQ20081018047
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者宗成坤, 曾華 申請人:曾華