一種污水處理新工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境保護技術(shù)，具體地說是一種污水處理新工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)2013年中國環(huán)境狀況公報（由國家環(huán)境保護部發(fā)布），61個國控重點湖泊 (水庫）中，富營養(yǎng)、中營養(yǎng)和貧營養(yǎng)的湖泊（水庫）比例分別為27. 8%、57. 4%和14.8%， 主要污染指標為總磷、化學需氧量和高錳酸鹽指數(shù)。其中，太湖：主要污染指標為總磷和化 學需氧量；營養(yǎng)狀態(tài)評價結(jié)果表明，全湖總體為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)；從分布看，西部沿岸區(qū)為 中度富營養(yǎng)狀態(tài)，北部沿岸區(qū)、湖心區(qū)、東部沿岸區(qū)和南部沿岸區(qū)均為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。滇 池：主要污染指標為總磷、化學需氧量和高錳酸鹽指數(shù)；營養(yǎng)狀態(tài)評價結(jié)果表明，全湖總體 為中度富營養(yǎng)狀態(tài)；從分布看，草海和外海均為中度富營養(yǎng)狀態(tài)。巢湖：主要污染指標為總 磷和化學需氧量；營養(yǎng)狀態(tài)評價結(jié)果表明，全湖總體為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)；從分布看，西半湖 為中度富營養(yǎng)狀態(tài)，東半湖為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。王蘇民等人關(guān)于我國湖泊環(huán)境演變及其成 因機制的研究指出：我國眾多湖泊的富營養(yǎng)化主要由人類活動加劇而導致流域營養(yǎng)物質(zhì)輸 入量的過度增加而引起的，尤其是氮和磷的過多輸入。
[0003] 氮、磷元素是引起水體富營養(yǎng)化的兩個重要因子，許多國家對其排放濃度都有著 嚴格限制。我國國家環(huán)境保護部要求城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入重點流域及湖泊、水庫等封 閉、半封閉水域時，必須嚴格執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002)的一 級A標準。隨著氮、磷排放標準的提高，在新建污水處理廠或已有污水處理廠的工藝升級改 造過程中，高效率低能耗的生物脫氮除磷技術(shù)應用尤為重要。
[0004] 長期以來，我國城鎮(zhèn)生活污水C/N比較低，采用傳統(tǒng)的單污泥生物脫氮除磷工藝 (如=A2O和氧化溝）時存在著三個主要問題：（1)碳源不足：厭氧釋磷和反硝化脫氮對碳源 的競爭；（2)泥齡矛盾：硝化菌代謝周期長，而異養(yǎng)菌和聚磷菌代謝周期短；（3)硝化菌和異 氧菌對氧的競爭，只有當有機物降解完全時硝化菌才能成為優(yōu)勢種群。為保證氮、磷達標排 放，通常采用外加碳源、增加回流、增加曝氣量等措施來提高脫氮除磷效果，增加了污水處 理成本和能源的消耗。因此，開發(fā)適應低C/N比污水高效率低能耗的脫氮除磷技術(shù)對促進 污水處理事業(yè)的發(fā)展、改善水環(huán)境質(zhì)量具有重大意義。
[0005] 本課題組在前期研究中，針對低C/N比生活污水處理，研發(fā)了一種新的工藝（鄒海 明，呂錫武，李婷.反硝化除磷-誘導結(jié)晶磷回收工藝試驗[J].華中科技大學學報（自然 科學版），2014, 42 (4) : 127-132.)
[0006] 該工藝的特點是采用雙污泥形式（即DPAO和硝化細菌處于兩個獨立的污泥系統(tǒng)， 充分地發(fā)揮反硝化脫氮除磷和硝化反應的各自特點），在缺氧環(huán)境下，DPAO可在反硝化脫 氮的同時吸收磷，提高了碳源的利用效率。該工藝可緩解傳統(tǒng)脫氮除磷工藝的三個突出矛 盾：（1)碳源不足：厭氧釋磷和反硝化脫氮對碳源的競爭；（2)泥齡矛盾：硝化菌代謝周期 長，而異養(yǎng)菌和聚磷菌代謝周期短；（3)硝化菌和異氧菌對氧的競爭，只有當有機物降解完 全時硝化菌才能成為優(yōu)勢種群。盡管該工藝處理低C/N比生活污水時取得了很好的效果， 然而該工藝需要構(gòu)筑物多（厭氧池1個、好氧硝化池1個，缺氧池1個，后置曝氣池1個，沉 淀池3個），運行耗能大，難以真正地應用到實際污水處理之中。
[0007] 迄今為止能低能耗、高效率處理低C/N比生活污水仍然是一個難以解決的技術(shù)問 題。
[0008] 因此發(fā)明一種處理低C/N比生活污水，效率高、能耗低的新工藝對于環(huán)境保護（特 別是水體富營養(yǎng)化的防控）、降低水處理成本是水處理界十分重要的任務。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種處理低C/N比生活污水，效率高、能耗低的新工藝。
[0010] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0011] (1)打開進水閥門2,生活污水從管道1進入反應器11，開啟攪拌器3,厭氧反應 2h；
[0012] (2)厭氧反應完成后靜止0.5h，打開閥門4,上清液自流至反應器12;
[0013] (3)開啟曝氣裝置5提供溶解氧，攪拌器6,進行好氧硝化4h;
[0014] (4)硝化反應完成后靜止0. 5h，打開閥門7,啟動水栗8,將上清液提升至反應器 11 ;
[0015] (5)開啟攪拌器3,缺氧反應2h;
[0016] (6)缺氧反應完成后靜止0. 5h，打開閥門13,從管道14排出處理后的水。
[0017] 步驟⑶所述溶解氧濃度，大于2mg/L。
[0018] 本發(fā)明的要點是：
[0019] 將現(xiàn)有的以空間分隔為主體的工藝進行改造，創(chuàng)建了以時間和空間相結(jié)合的新工 藝，整個工藝只需要兩個構(gòu)筑物，在運行過程中只需要一個提升栗，大大降低了能耗。
[0020] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比，其突出的創(chuàng)造性在于以下兩點：
[0021] (1)采用時間序列，將厭氧池、厭氧沉淀池、缺氧池和缺氧沉淀池設(shè)置在一個構(gòu)筑 物內(nèi)，將好氧硝化池和好氧硝化沉淀池設(shè)置在另一個構(gòu)筑物內(nèi)，去掉了后置曝氣池，大大降 低了建造成本；
[0022] (2)污水從反應器11自流至反應器12,不需要能耗，整個工藝只需要一臺提升栗 將污水從反應器12提升至反應器11，因此能耗大大降低，此外操作簡便。
[0023] 本發(fā)明的具體實施措施為：
[0024] (1)打開進水閥門2,生活污水從管道1進入反應器11，開啟攪拌器3,攪拌速率 200r/min，厭氧反應2h;
[0025] (2)厭氧反應完成后靜止0? 5h，打開閥門4,上清液自流至反應器12 ;
[0026] (3)開啟曝氣裝置5提供溶解氧，溶解氧大于2.Omg/L，攪拌器6,攪拌速率200r/ min，進行好氧硝化4h;
[0027] (4)硝化反應完成后靜止0. 5h，打開閥門7,啟動水栗8,將上清液提升至反應器 11，流量I. 〇L/min;
[0028] (5)開啟攪拌器3,攪拌速率200r/min，缺氧反應2h;
[0029] (6)缺氧反應完成后靜止0. 5h，打開閥門13,從管道14排出處理后的水。
[0030] 本發(fā)明適用于城鎮(zhèn)生活污水、綜合污水等，具有廣泛的應用性。
[0031] 本發(fā)明與國內(nèi)外現(xiàn)有同類技術(shù)相比，其創(chuàng)造性在于以下幾點：
[0032] 1、采用雙污泥形式，成功解決傳統(tǒng)脫氮除磷工藝的三個突出矛盾：（1)碳源不足： 厭氧釋磷和反硝化脫氮對碳源的競爭；（2)泥齡矛盾：硝化菌代謝周期長，而異養(yǎng)菌和聚磷 菌代謝周期短；(3)硝化菌和異氧菌對氧的競爭，只有當有機物降解完全時硝化菌才能成 為優(yōu)勢種群。
[0033] 2、將時間分隔和空間分隔結(jié)合起來，避免了構(gòu)筑物多，建造成本高的不利局面。
[0034] 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0035] 1、污水處理效果好。
[0036] 2、不需要外加碳源。
[0037]3、能量消耗低，水處理成本低。
[0038] 4、工藝建造成本低，操作方法。
[0039] 5、保護環(huán)境，利于水環(huán)境質(zhì)量改善。
【附圖說明】
[0040] 圖1為本發(fā)明的污水處理運行過程示意圖。
[0041] 圖中標號如下：1、進水管；2、進水閥門；3、攪拌器；4、出水閥門；5、曝氣裝置；6、 攪拌器；7、出水閥門；8、提升栗；9、排泥閥門；10、排泥閥門；11、反應器；12、反應器；13、排 水閥門；14、排水管道。
【具體實施方式】
[0042] 下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0043] 實例 1
[0044] 采用實驗室配置的模擬生活污水（組成見表1)使用該新工藝進行處理。
[0045]
[0046] 實驗采用反應器11和反應器12,由杭州之江水處理設(shè)備廠加工制作，處理水量 60L/d〇
[0047] 進水COD濃度 239. 2 ~259. 5mg/L(平均值 250. 4mg/L)、出水 15. 2 ~21. 6mg/L(平 均值18. 9mg/L)、去除率91. 2~93.8% (平均值92.5%);進水TN濃度39. 6~43. 8mg/ L(平均值 42.lmg/L)、出水 8. 5 ~9. 6mg/L(平均值 8. 99mg/L)、去除率 77. 3 ~79. 9 % (平均值78. 6% );進水中NH/-N濃度38. 2~41. 8mg/L(平均值40. 02mg/L)、出水3. 6~ 4. 7mg/L(平均值4. 25mg/L)、去除率88. 2~90. 9% (平均值89. 39% );磷進水濃度8. 72~ 11. 40mg/L(平均值10. 24mg/L)、出水磷濃度0? 31~0? 49mg/L(平均值0? 42mg/L)、去除率 95.0~97.2% (平均值95.88% );進水中勵3，濃度0.52~0.6111^/1(平均值0.5811^/ L)、出水4. 31~5. 12mg/L(平均值4. 87mg/L)，滿足國家《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》 (GB18918-2002) -級A排放標準。通過30天的連續(xù)流穩(wěn)定運行表明：本發(fā)明的新工藝對 低C/N(5.9)比生活污水處理是可行的。
[0048] 實例 2
[0049] 采用實際生活污水（相關(guān)指標值見表2)使用該新工藝進行處理。
[0050]
[0051] 經(jīng)過30天的穩(wěn)定運行，出水中COD、TP、NH/-N和TN的平均濃度分別為39. 52mg/ L、0. 47mg/L、4. 67mg/L、9. 22mg/L，滿足國家《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》（GB18918-2002) 一級A排放標準。
[0052] 由上述實例可以看出，無論是模擬生活污水還是實際生活污水，本發(fā)明對于生活 污水處理，尤其是對低C/N比生活污水的處理，具有良好的處理效果。
[0053] 上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，并不用來限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則之內(nèi)， 所做的任何等同替代、修改和變化，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種污水處理的新工藝，步驟如下： (1) 打開進水閥門2,生活污水從管道1進入反應器11，開啟攪拌器3,厭氧反應2h ; (2) 厭氧反應完成后靜止0. 5h，打開閥門4,上清液自流至反應器12 ; (3) 開啟曝氣裝置5提供溶解氧，攪拌器6,進行好氧硝化4h ; (4) 硝化反應完成后靜止0. 5h，打開閥門7,啟動水栗8,將上清液提升至反應器11 ; (5) 開啟攪拌器3,缺氧反應2h ; (6) 缺氧反應完成后靜止0.5h，打開閥門13,從管道14排出處理后的水。2. 根據(jù)權(quán)利要求（1)所述污水處理新工藝，其特征在于：步驟（3)所述溶解氧濃度，大 于 2mg/L。
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)境保護技術(shù)，一種污水處理的新工藝。已有工藝處理污水構(gòu)筑物多、能耗大、成本高、操作麻煩。本發(fā)明步驟如下：打開進水閥門2，生活污水從管道1進入反應器11，開啟攪拌器3，厭氧反應2h；厭氧反應完成后靜止0.5h，打開閥門4，上清液自流至反應器12；開啟曝氣裝置5提供溶解氧，攪拌器6，進行好氧硝化4h；硝化反應完成后靜止0.5h，打開閥門7，啟動水泵8，將上清液提升至反應器11；開啟攪拌器3，缺氧反應2h；缺氧反應完成后靜止0.5h，打開閥門13，從管道14排出處理后的水，出水滿足國家《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A排放標準。本發(fā)明的優(yōu)點是：污水處理效果好；不需要外加碳源；能量消耗低，水處理成本低；工藝建造成本低，操作方法；保護環(huán)境，利于水環(huán)境質(zhì)量改善。
【IPC分類】C02F3/30
【公開號】CN105084541
【申請?zhí)枴緾N201510512052
【發(fā)明人】鄒海明
【申請人】安徽科技學院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月19日