一种河道污水源头治理的方法与流程

本发明涉及污水处理技术，尤其涉及一种河道污水源头治理的方法。

背景技术：

随着我国经济的飞速发展，我国水环境问题日益突出，城乡水环境遭遇到空前的威胁。已有调查表明长江三角洲地区农村水环境生态90％以上已丧失了基本功能，城乡河道因污染和生态系统严重退化，河道水质已基本处于V类和劣V类水质，多数河道水体污染严重、富营养化，最主要的污染指标是高锰酸盐指数和氨氮，此外河水大多变黑变臭、病原菌超标，造成了严峻的环境生态形势，严重影响了广大农村的生态、生产和生活安全。亟需相关专业人员开发出符合我国现状的先进水处理技术，全面高效地处理城镇生活污水，并能够达到排放、灌溉或杂用要求，以缓解水资源紧张、水环境污染的现状。

传统的污水处理工艺如A²/O、氧化沟、SBR等工艺的建设投资较高、占地面积较大、运行和管理维护难度大，尤其在乡村难以找到足够的相关技术人员来维持污水处理设施的正常运行，导致城镇和乡村的污水处理率较低，对周边环境造成不利影响，恶化了我国总体的水环境质量。因此，开发一种高效一体化生活污水处理技术，使得处理后水达到相关回用标准，具有重大且现实的意义，可望为我国分散点源的处理提供有效方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种河道污水源头治理的方法，操作简单，处理成本较低，出水达到《地表水环境质量标准》IV类及以上标准。

本发明提供了如下技术方案：

一种河道污水源头治理的方法，包括：

(1)通过管道将河道内排污口的污水引入到河流水下隐井垃圾收集器内，过滤除去污水中的悬浮物，污水的pH值在5～10范围之外时调节其pH调节至6～9；

(2)将步骤(1)处理后的污水泵入膜生物反应器中，在膜生物反应器中停留3～10小时，经生物处理后通过泵抽吸渗透过膜；

(3)将步骤(2)处理后的污水通过树脂吸附系统进行吸附，吸附饱和的树脂解析再生后循环使用，吸附出水达到排放要求。

本发明的处理方法采用膜生物处理技术(MBR)与树脂吸附技术相协同处理河道内排污口的污水。膜生物处理出水的CODcr和氨氮一般不能达到排放标准，若想进一步降低出水的CODcr和氨氮，投入成本过高，本发明采用树脂吸附进一步降低膜生物处理出水的CODcr和氨氮，使最终处理出水达到《地表水环境质量标准》IV类以上标准，并且吸附饱和的树脂经解析后可循环利用，大大降低了污水的处理成本。

作为优选，所述的河流水下隐井垃圾收集器包括2层筒体，外筒顶部为盖板，内筒容积为100～500L，内筒壁上开设有过滤孔，过滤孔的孔径为2～5mm，孔间距为10～20mm。

步骤(1)中，采用自行的河流水下隐井垃圾收集器过滤除去污水中的悬浮物。河流水下隐井垃圾收集器主要有2层筒体组成，内外筒均有非金属材料制成。外筒顶部为盖板，便于内筒的清理。内筒筒壁布满小孔。进一步优选，内筒底部至内筒壁高200mm处不打孔。便于生活污水中泥沙的沉积，内筒每隔5～7天进行清理。

经过滤后，若污水的pH值在5～10范围之外时，需将污水泵入污水缓冲罐内调节其pH值为6～9，以使其利于后续的生物处理。

作为优选，所述的膜生物反应器为一体式膜生物反应器，包括依次相连的厌氧池、膜生物反应池和清水池。厌氧池内有厌氧污泥，可生物降解污水中的氨氮和CODcr，膜生物反应池内进行好氧反应，进一步降解污水中的氨氮和CODcr并对污水进行过滤，清水池对后续的树脂吸附起到缓冲作用，并能达到连续处理的目的。一体式膜生物反应器大大降低了处理系统的占地面积。

作为优选，膜生物反应池内设有膜组件，膜组件的膜为油水分离性质的超滤平板膜，膜的孔径为0.01～1μm。

作为优选，所述的膜组件下方设置有曝气装置，以气水比为20～30∶1的体积比进行曝气。

作为优选，膜生物反应池中产生的废气采用活性炭进行吸附，膜生物反应池采用少量多次的方式进行排泥，排泥量以排泥后膜生物反应池内污泥浓度不低于3000～8000mg/L。

作为优选，将膜生物反应池中的污泥排入厌氧池中。活性污泥排入厌氧池中逐步培养成活性污泥。

作为优选，步骤(2)中，控制膜生物反应器的出水CODcr为30～40mg/L，氨氮为10～20mg/L。

作为优选，膜生物反应器的出水以0.5～2BV/h的速度通过树脂吸附系统，所述的树脂吸附系统中树脂为氢型或钠型强酸性阳离子交换树脂。

BV/h是流速的单位，表示每小时通过的流体相当于树脂体积的倍数。

所述的树脂吸附系统为树脂吸附塔。吸附饱和后的树脂经过解析再生后可循环使用，降低污水处理的成本。

吸附饱和的树脂可经“碱解析-水洗-酸活化”再生，作为优选，吸附饱和的树脂采用质量分数为1～10％的氢氧化钠溶液解析，氢氧化钠溶液与树脂的体积比为1～5∶1，解析后的树脂用水洗涤，直至出水为中性。使用碱溶液解析，可避免使用有机溶剂作为解析液而造成的复杂的解析液处理步骤。

作为优选，碱解析-水洗后的树脂用硫酸进行活化，硫酸的质量分数为5～20％，硫酸与树脂的体积比为1～6∶1。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的处理方法采用自行设计的河流水下隐井垃圾收集器、膜生物处理技术与树脂吸附技术相协同处理生活污水。膜生物处理出水的CODcr和氨氮一般不能达到排放标准，本发明采用树脂吸附进一步降低膜生物处理出水的CODcr和氨氮，使最终处理出水达到《地表水环境质量标准》IV类以上标准，并且吸附饱和的树脂经解析后可循环利用，大大降低了污水的处理成本。

附图说明

图1为本发明生活污水处理方法的流程图；

图2为河流水下隐井垃圾收集器的结构示意图。

具体实施方式

某河道源头污水，污水量约为200m³/d，经测定CODcr约为300mg/L，NH₃-N约30mg/L。

如图1所示，本发明的处理方法的流程为：

(1)悬浮物去除：在污水管道入河口处，采用管道统一把欲排入河道的居民污水收集起来泵至河流水下隐井垃圾收集器内，过滤去除其中的悬浮物，调节pH值；

(2)膜生物处理：采用自吸泵将步骤(1)得到的污水送入一体化膜生物反应器(MBR)进行生物处理；膜生物反应器为一体式膜生物反应器，包括依次相连的厌氧池、膜生物反应池和清水池；

膜生物反应池中设有膜组件，膜组件的膜为油水分离性质的超滤平板膜，膜的孔径为0.01～1μm，膜组件下方设置有曝气装置；

其中，MBR膜生物反应池产生的剩余活性污泥少量多次排入厌氧池逐步培养成厌氧污泥，或者直接排入河道用于修复河道的微生物生态系统，MBR膜生物反应池产生的微量废气用活性炭吸附；

(3)膜生物处理出水经过树脂吸附塔吸附后，出水排入河道。

河流水下隐井垃圾收集器1的结构如图2所示，包括外筒2和套设在外筒2内的内筒3。外筒1的顶部为与外筒1侧壁铰接可打开的盖板4，盖板4的设置便于清理内筒3。

内筒3的容积为100～500L，其筒壁上开设有过滤孔5，过滤孔5的孔径为2mm，孔间距为15mm。过滤孔开设在距内筒筒底至少200mm的筒壁上，便于生活污水中泥沙的沉积，内筒每隔5～7天进行清理。

外筒2和内筒3的材质为聚丙烯(PP)。

河流水下隐井垃圾收集器1设有入水管6和出水管7，水管6一端与内筒3连通，另一端与生活污水的排水管8的出口对接，将生活污水引入内筒3中进行过滤；出水管7的一端与外筒2相通，另一端与一体化膜生物反应器相通，过滤后的生活污水通入一体化膜生物反应器中。

河流水下隐井垃圾收集器1安装在河流的岸边9。

实施例1

(1)悬浮物去除：在污水缓冲罐内调节污水的pH值至6，然后采用河流水下隐井垃圾收集器去除污水中的悬浮物；

(2)膜生物处理：采用自吸泵将步骤(1)得到的污水送入一体化膜生物反应器(MBR)进行生物处理；

控制曝气装置以气水比为20∶1的体积比进行曝气；

膜生物反应池的排泥量以排泥后膜生物反应池内污泥浓度不低于3000mg/L；

污水在膜生物反应器中的停留时间为3h；

经测定，膜生物处理出水的CODcr降至40mg/L，NH₃-N约20mg/L；

(3)将步骤(2)得到的污水再以0.5BV/h的速度经强酸性阳离子交换树脂塔处理；

经测定，吸附出水的CODcr降至20mg/L，NH₃-N降至10mg/L，达到《地表水环境质量标准》IV类及以上标准。

实施例2

(1)悬浮物去除：在污水缓冲罐内调节污水的pH值至9，然后采用河流水下隐井垃圾收集器去除污水中的悬浮物；

(2)膜生物处理：采用自吸泵将步骤(1)得到的污水送入一体化膜生物反应器(MBR)进行生物处理；

控制曝气装置以气水比为30∶1的体积比进行曝气；

膜生物反应池的排泥量以排泥后膜生物反应池内污泥浓度不低于5000mg/L；

污水在膜生物反应器中的停留时间为10h；

经测定，膜生物处理出水的CODcr降至31mg/L，NH₃-N约18mg/L；

(3)将步骤(2)得到的污水再以2BV/h的速度经强酸性阳离子交换树脂塔处理；

经测定，吸附出水的CODcr降至15mg/L，NH₃-N降至9mg/L，达到《地表水环境质量标准》IV类及以上标准。

实施例3

(1)悬浮物去除：在污水缓冲罐内调节污水的pH值至7，然后采用河流水下隐井垃圾收集器去除污水中的悬浮物；

(2)膜生物处理：采用自吸泵将步骤(1)得到的污水送入一体化膜生物反应器(MBR)进行生物处理；

控制曝气装置以气水比为30∶1的体积比进行曝气；

膜生物反应池的排泥量以排泥后膜生物反应池内污泥浓度不低于8000mg/L；

污水在膜生物反应器中的停留时间为5h；

经测定，膜生物处理出水的CODcr降至36mg/L，NH₃-N约19mg/L；

(3)将步骤(2)得到的污水再以2BV/h的速度经强酸性阳离子交换树脂塔处理；

经测定，吸附出水的CODcr降至17mg/L，NH₃-N降至10mg/L，达到地表水环境质量IV类及以上标准。

实施例4

吸附饱和树脂的再生

(1)将吸附饱和的树脂用质量分数为8％的氢氧化钠溶液进行解析，氢氧化钠溶液体与树脂的体积比为3∶1；

(2)解析后的树脂用水洗涤，直至出水为中性；

(3)洗涤后的树脂用质量分数为10％的硫酸进行活化，硫酸与树脂的体积比为3∶1。

实施例5

吸附饱和树脂的再生

(1)将吸附饱和的树脂用质量分数为20％的氢氧化钠溶液进行解析，氢氧化钠溶液体与树脂的体积比为1∶1；

(2)解析后的树脂用水洗涤，直至出水为中性；

(3)洗涤后的树脂用质量分数为20％的硫酸进行活化，硫酸与树脂的体积比为1∶1。

实施例6

吸附饱和树脂的再生

(1)将吸附饱和的树脂用质量分数为1％的氢氧化钠溶液进行解析，氢氧化钠溶液体与树脂的体积比为5∶1；

(2)解析后的树脂用水洗涤，直至出水为中性；

(3)洗涤后的树脂用质量分数为5％的硫酸进行活化，硫酸与树脂的体积比为6∶1。