污水处理方法及系统与流程

本发明涉及一种污水处理方法及系统。

背景技术：

根据工程经验投加混凝剂能够去除80％-95％的总磷，混凝沉淀工艺能够将出水最终总磷浓度降至1.0mg/L，若将出水最终总磷浓度降至0.5mg/L以下，则需要增加过滤处理设施，即为混凝沉淀和过滤的组合工艺。向进水管路投加混凝剂，经混凝池、絮凝池絮凝和沉淀池沉淀后，再经过滤系统过滤，出水最终总磷浓度低于0.5mg/L，出水悬浮物浓度低于10mg/L。但以上组合工艺只能够满足总磷和悬浮物达标排放。

我国城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级A排放标准对污水处理厂出水总磷和总氮排放浓度均有严格要求。单一功能的混凝沉淀和过滤组合工艺，并不能满足总氮去除要求。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种污水处理方法及系统，能够处理总磷和总氮浓度较高的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均下降。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种污水处理方法，所述方法包括：在进水的污水中分别投加混凝剂和碳源，所述污水的初始总磷浓度和初始总氮浓度均不符合达标排放的浓度；将混凝沉淀工艺和反硝化深床滤池工艺组合处理已投加所述混凝剂和碳源的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均下降。

其中，所述混凝剂为铝盐混凝剂或铁盐混凝剂。

其中，所述碳源包括甲醇、醋酸、醋酸钠或酒精。

其中，所述处理后的污水的最终总磷浓度下降至0.5mg/L以下，所述处理后的污水的最终悬浮物浓度降低至10mg/L以下。

其中，所述处理后的污水的最终总氮浓度下降至15mg/L以下。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种污水处理系统，所述系统包括：混凝沉淀工艺子系统，用于通过混凝沉淀工艺对投加有混凝剂的污水进行处理，以降低所述污水的初始总磷浓度，其中，所述污水的初始总磷浓度和初始总氮浓度均不符合达标排放的浓度；反硝化深床滤池工艺子系统，用于通过反硝化深床滤池工艺对投加有碳源的污水进行处理，以降低所述污水的初始总氮浓度。

其中，所述反硝化深床滤池工艺子系统位于所述混凝沉淀工艺子系统的下游。

其中，所述系统还包括：混凝剂投加子系统，用于在所述污水进入所述混凝沉淀工艺子系统之前投加混凝剂；碳源投加子系统，用于在所述污水进入所述反硝化深床滤池工艺子系统之前投加混凝剂。

其中，所述混凝剂投加子系统和所述碳源投加子系统均位于所述混凝沉淀工艺子系统的上游，或者，所述混凝剂投加子系统位于所述混凝沉淀工艺子系统的上游，所述碳源投加子系统位于所述混凝沉淀工艺子系统的下游，且位于所述反硝化深床滤池工艺子系统的上游。

其中，所述混凝剂为铝盐混凝剂或铁盐混凝剂；所述碳源包括甲醇、醋酸、醋酸钠或酒精。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过混凝沉淀工艺和反硝化深床滤池工艺，组合处理已投加混凝剂和碳源的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均比处理前有所下降，通过这种方式，能够处理总磷和总氮浓度较高的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均下降，并能够进一步使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度达到排放标准的浓度。

附图说明

图1是本发明污水处理方法一实施方式的流程图；

图2是本发明污水处理系统一实施方式的结构示意图；

图3是本发明污水处理系统另一实施方式的结构示意图；

图4是本发明污水处理系统又一实施方式的结构示意图；

图5是本发明污水处理系统又一实施方式的结构示意图；

图6是本发明污水处理系统又一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

参阅图1，图1是本发明污水处理方法一实施方式的流程图，该方法包括：

步骤S101：在进水的污水中分别投加混凝剂和碳源，污水的初始总磷浓度和初始总氮浓度均不符合达标排放的浓度；

步骤S102：通过混凝沉淀工艺和反硝化深床滤池工艺，组合处理已投加混凝剂和碳源的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均下降。

混凝沉淀的基本原理是：在混凝剂的作用下，使污水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。混凝法的基本原理是在污水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在污水里形成胶团，与污水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。混凝沉淀不但可以去除污水中粒径为10^-3～10^-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。

污水在未加混凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮颗粒的本身质量很轻，受水的分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动。颗粒都带有同性电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，有阻碍各胶体的聚合。一种胶体的胶粒带电越多，其电位就越大；扩散层中反离子越多，水化作用也越大，水化层也越厚，因此扩散层也越厚，稳定性越强。污水中投入混凝剂后，胶体因电位降低或消除，破坏了颗粒的稳定状态(称脱稳)。脱稳的颗粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。未经脱稳的胶体也可形成大得颗粒，这种现象称为絮凝。

反硝化深床滤池是生物过滤滤池的一种形式，即指在气水冲洗滤池滤料表面培养生物膜，使常规工艺条件下滤池在保持传统快滤池过滤能力的同时，借助微生物的降解作用较好的去除水中微量有机物。

在本实施方式中，在没有处理前，污水的初始总磷浓度和初始总氮浓度均很高，不符合国家的达标排放标准，先加入两个工艺处理所必须要添加的试剂：混凝剂和碳源。通过混凝沉淀工艺可以很好地去除污水中的总磷和悬浮物，以及一小部分含氮富营养物质，但是，经混凝沉淀工艺处理后的总氮浓度依然还很高。进水中投加的碳源被吸附在滤料表面的反硝化细菌利用，将污水中的硝基氮转化为氮气，完成反硝化脱氮和滤除悬浮物。将混凝沉淀工艺和反硝化深床滤池工艺进行组合，能够对污水进行化学除磷、反硝化脱氮和滤除悬浮物的深度处理。

本发明实施方式通过混凝沉淀工艺和反硝化深床滤池工艺，组合处理已投加混凝剂和碳源的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均比处理前有所下降，通过这种方式，能够处理总磷和总氮浓度较高的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均下降，并能够进一步使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度达到排放标准的浓度。

其中，混凝剂为铝盐混凝剂或铁盐混凝剂。碳源包括甲醇、醋酸、醋酸钠或酒精。

在一实施方式中，处理后的污水的最终总磷浓度下降至0.5mg/L以下，处理后的污水的最终悬浮物浓度降低至10mg/L以下。进一步，处理后的污水的最终总氮浓度下降至15mg/L以下。

参见图2，图2是本发明污水处理系统一实施方式的结构示意图，该系统能够执行上述方法中的步骤，相关内容的详细说明请参见上述方法部分，在此不再赘叙。

该系统包括：混凝沉淀工艺子系统101和反硝化深床滤池工艺子系统102。

混凝沉淀工艺子系统101用于通过混凝沉淀工艺对投加有混凝剂的污水进行处理，以降低污水的初始总磷浓度，其中，污水的初始总磷浓度和初始总氮浓度均不符合达标排放的浓度；

反硝化深床滤池工艺子系统102用于通过反硝化深床滤池工艺对投加有碳源的污水进行处理，以降低污水的初始总氮浓度。

本发明实施方式通过混凝沉淀工艺和反硝化深床滤池工艺，组合处理已投加混凝剂和碳源的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均比处理前有所下降，通过这种方式，能够处理总磷和总氮浓度较高的污水，使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度均下降，并能够进一步使处理后的污水的最终总磷浓度和最终总氮浓度达到排放标准的浓度。

其中，反硝化深床滤池工艺子系统102位于混凝沉淀工艺子系统101的下游。也就是说，污水先在混凝沉淀工艺子系统101进行处理，然后在反硝化深床滤池工艺子系统102进行处理，通过这种方式，能够先将污水中的绝大部分的总磷物质和总悬浮物物质去除，防止这些物质有碍后续总氮物质的处理效果。

进一步，参见图3和图4，该系统还包括：混凝剂投加子系统103和碳源投加子系统104。

混凝剂投加子系统103用于在污水进入混凝沉淀工艺子系统之前投加混凝剂；

碳源投加子系统104用于在污水进入反硝化深床滤池工艺子系统之前投加混凝剂。

参见图3，混凝剂投加子系统103和碳源投加子系统104均位于混凝沉淀工艺子系统101的上游，参见图4，或者，混凝剂投加子系统103位于混凝沉淀工艺子系统101的上游，碳源投加子系统104位于混凝沉淀工艺子系统101的下游，且位于反硝化深床滤池工艺子系统102的上游。

对于大型污水处理厂来说，混凝剂投加子系统103和碳源投加子系统104采用复合环路自动控制手段精确投加混凝剂和碳源；对于小型污水处理厂来说，混凝剂和碳源可根据经验手动投加，也就是说，可以不必专门配置混凝剂投加子系统103和碳源投加子系统104。

其中，混凝剂为铝盐混凝剂或铁盐混凝剂；碳源包括甲醇、醋酸、醋酸钠或酒精。

参见图5和图6，在一具体实施方式中，污水处理系统包括：混凝沉淀工艺子系统1、反硝化深床滤池工艺子系统2、混凝剂投加子系统3以及碳源投加子系统4，其中，混凝剂投加子系统1具体包括混凝池11、絮凝池12以及沉淀池13。在图5中，混凝剂投加子系统3以及碳源投加子系统4均在混凝沉淀工艺子系统1的上游，在图6中，混凝剂投加子系统3在混凝沉淀工艺子系统1的上游，碳源投加子系统4在混凝沉淀工艺子系统1的下游、反硝化深床滤池工艺子系统2的上游，为了使碳源混合均匀，在碳源投加子系统4的下游设置有混合池5。

该系统结合混凝沉淀和反硝化深床滤池的技术特点，如图5，混凝剂投加子系统3和碳源投加子系统4向混凝沉淀工艺子系统1进水管路中同时投加混凝剂和碳源，或如图5，混凝剂投加子系统3向混凝沉淀工艺子系统1进水管路中投加混凝剂，再在反硝化深床滤池工艺子系统2之前设置混合池5，碳源投加子系统4向该混合池5中投加碳源。

投加的铝盐或铁盐等混凝剂将溶解性总磷转化为含磷颗粒，与进水中悬浮物结合在一起，并在絮凝作用下形成粒径更大的絮体，经过沉淀池13沉淀和反硝化深床滤池工艺子系统2的反硝化深床滤池过滤，组合工艺出水最终悬浮物浓度降低至10mg/L以下，最终总磷排放浓度降至0.5mg/L以下。混凝沉淀工艺子系统1进水管路或反硝化深床滤池工艺子系统2前端混合池5中投加碳源，如甲醇、醋酸、醋酸钠和酒精等，吸附在反硝化深床滤池滤料表面的反硝化细菌利用碳源作为电子供体和污水中的硝基氮作为电子受体，反硝化作用将硝基氮转化为无害难溶于水的氮气，并通过气体释放技术水反冲将氮气排出。

混凝沉淀工艺子系统1沉淀的淤泥和反硝化深床滤池工艺子系统2反冲废水进入废水池混合后被泵送至污水处理厂前端工艺处理。

上述系统具有如下优点：

第一、混凝沉淀和反硝化深床滤池组合工艺能够将出水最终总磷降至0.5mg/L以下。

第二、能够同时具备化学除磷、反硝化脱氮和滤除悬浮物三大功能。

第三、组合工艺投加混凝剂后经沉淀和过滤处理后，出水悬浮物浓度更低、水质更好。

第四、组合工艺能够处理总磷和总氮浓度较高的污水。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。