城市黑臭污水处理系统与城市黑臭污水处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种城市黑臭污水处理系统，其包括：第一碳分离装置、活性污泥生物池、第二碳分离装置与深度处理单元；所述第一碳分离装置的出口与所述活性污泥生物池的入口相连，所述活性污泥生物池的出口与所述第二碳分离装置的入口相连，所述第二碳分离装置的出口与所述深度处理单元的入口相连。本申请通过在黑臭污水处理系统中设置第一碳分离装置与第二碳分离装置，使黑臭污水中的悬浮物首先去除，再进行黑臭污水的泥水分离，且使黑臭污水的溶解氧得以提高，最终使出水水质得到了提高。本申请还提供了一种城市黑臭污水处理工艺。
【专利说明】
城市黑臭污水处理系统与城市黑臭污水处理工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及城市黑臭污水处理系统与城市黑臭污水 处理工艺。
【背景技术】
[0002] 国务院发布的《水污染防治行动计划》中对黑臭水体治理提出了明确要求:到2020 年，我国地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，城市建成区黑臭水 体总体得到消除。
[0003] 城镇区域黑臭水体不仅给群众带来了极差的感官体验，也是直接影响群众的生活 健康问题。因此，对于黑臭污水，当务之急就是要认清其成因并采取有效治理措施，消除黑 臭污水。
[0004] 水体发生黑臭的主要原因是外源有机物和氨氮消耗水中氧气，当溶解氧下降到一 个过低水平时，大量有机物在厌氧菌的作用下进一步分解，产生硫化氢、胺、氨和其他带异 味易挥发的小分子化合物，从而散发出臭味；同时，在厌氧条件下，沉积物中产生的甲烷、氮 气与硫化氢等难溶于水的气体，在上升过程中携带污泥进入水相，使水体发黑。
[0005] 住建部近期明确指出，城镇区域黑臭水体治理的污水主要指标为C0D、氨氮和0RP。 但是黑臭污水处理技术不能使用化学药剂，以免出现二次污染问题。因此，一级物理/生物 强化技术将是黑臭污水治理的重要技术。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题在于提供一种城市黑臭污水处理系统，本申请提供的城市 黑臭污水处理系统可解决城市黑臭污水的问题，提高出水水质。
[0007] 有鉴于此，本申请提供了一种城市黑臭污水处理系统，包括:第一碳分离装置、活 性污泥生物池、第二碳分离装置与深度处理单元；
[0008] 所述第一碳分离装置的出口与所述活性污泥生物池的入口相连，所述活性污泥生 物池的出口与所述第二碳分离装置的入口相连，所述第二碳分离装置的出口与所述深度处 理单元的入口相连。
[0009] 优选的，所述第二碳分离装置的出口与所述活性污泥生物池的入口相连。
[0010] 优选的，所述深度处理单元的出口与所述活性污泥生物池的入口相连。
[00?1 ]优选的，所述第一碳分离装置的滤带为5~100μπι，滤速为0.5~3.5m/s;所述第二 碳分离装置的滤带为1~50μηι，滤速为0.3~4.5m/s。
[0012] 优选的，所述深度处理单元为斜板沉淀池、斜管沉淀池、高密度沉淀池、超滤系统 或微滤系统。
[0013] 本申请还提供了一种城市黑臭污水处理工艺，包括以下步骤：
[0014] 将城市黑臭污水进入第一碳分离装置进行处理，得到第一黑臭污水；
[0015] 将所述第一黑臭污水进入活性污泥生物池进行生化处理，得到第二黑臭污水；
[0016] 将所述第二黑臭污水进入第二碳分离装置进行泥水分离，得到活性污泥与泥水混 合物；
[0017] 将所述泥水混合物进入深度处理单元进行处理，得到排放水。
[0018] 优选的，所述活性污泥进入活性污泥生物池进行生化处理。
[0019] 优选的，所述第一黑臭污水的溶解氧浓度为3~9mg/L，所述泥水混合物的浓度小 于1200mg/L，溶解氧为2~5mg/L。
[0020] 优选的，所述活性污泥生物池采用双污泥处理工艺，所述双污泥处理工艺的污泥 浓度为6000~30000mg/L，所述活性污泥生物池的填料填充率为30 %~70 %。
[0021] 优选的，所述生化处理的时间为1~6h，所述第二黑臭污水的溶解氧浓度为0.5~ 2mg/L〇
[0022]本申请提供了一种城市黑臭污水处理系统，其包括:第一碳分离装置、活性污泥生 物池、第二碳分离装置与深度处理单元;所述第一碳分离装置的出口与所述活性污泥生物 池的入口相连，所述活性污泥生物池的出口与所述第二碳分离装置的入口相连，所述第二 碳分离装置的出口与所述深度处理单元的入口相连。本申请提供的黑臭污水处理系统中， 黑臭污水进入第一碳分离装置，大部分泥、渣、砂以及微塑料等悬浮物得到高效去除的同 时，大部分颗粒态有机物和少部分胶态有机物也随之去除，达到降低了高浓度活性污泥生 物池的污泥负荷，同时第一碳分离装置具有充氧性能，提高了高浓度活性污泥生物池进水 的溶解氧浓度，经过第一碳分离装置处理的黑臭污水进入活性污泥生物池，经过微生物的 生化作用，黑臭污水中的化学吸氧量与氨氮大大降低，然后经过处理的黑臭污水进入第二 碳分离装置进行水泥分离，得到的低浓度泥水混合物进入深度处理单元进行处理，最终得 到了水质较高的出水。本申请通过在黑臭污水处理系统中设置第一碳分离装置与第二碳分 离装置，首先将黑臭污水中的悬浮物去除，再进行泥水分离，同时使黑臭污水中的溶解氧浓 度升高，最终使出水水质提高。
【附图说明】
[0023]图1为本发明黑臭污水处理系统示意图；
[0024]图2为实施例1和2黑臭污水治理的污水治理系统流程图；
[0025]图3为实施例3黑臭污水治理的污水治理系统流程图；
[0026]图4为实施例4和5黑臭污水治理的污水治理系统流程图。
【具体实施方式】
[0027]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0028]本发明实施例公开了一种城市黑臭污水处理系统，包括:第一碳分离装置、活性污 泥生物池、第二碳分离装置与深度处理单元；
[0029]所述第一碳分离装置的出口与所述活性污泥生物池的入口相连，所述活性污泥生 物池的出口与所述第二碳分离装置的入口相连，所述第二碳分离装置的出口与所述深度处 理单元的入口相连。
[0030] 如图1所示，图1为本发明城市黑臭污水处理系统示意图。
[0031] 本申请所述第一碳分离装置与所述第二碳分离装置均为公开号为CN105477923A 的中国专利公开的一种污水处理快速碳分离装置，本申请的碳分离装置与上述专利的快速 碳分离装置没有结构上的改变。所述第一碳分离装置主要是一级物理强化设备，可高效去 除黑臭水体中的泥、渣、砂以及微塑料等悬浮物，其主要由进水口、出水口、悬浮物排出口与 滤带等部分组成。同时，所述第一碳分离装置的滤布在运行中处于快速运转状态，使所处理 污水中溶氧量大大提高，污水中的氧化还原电位(ORP)随之大幅度提高。本申请所述第一碳 分离装置的滤带优选为5~100μπι，在实施例中，所述第一碳分离装置的滤带优选为30~80μ m，示例的，所述第一碳分离装置的滤带优选为30μηι、50μηι与80μηι;所述第一碳分离装置的滤 速优选为〇 . 5~3.5m/s，在实施例中，所述第一碳分离装置的滤速优选为1.5~3m/s，示例 的，所述第一碳分离装置的滤带优选为1.5m/s、2.5m/s、3m/s或3.5m/s。
[0032] 按照本发明，所述第一碳分离装置的出口与所述活性污泥生物池的入口相连，所 述活性污泥生物池为本领域技术人员熟知的活性污泥生物池，对此本申请没有特别的限 制。经过第一碳分离装置的黑臭污水在所述活性污泥生物池中经过微生物的生化作用，使 黑臭污水中的化学需氧量与氨氮大大降低。在所述活性污泥生物池中不进行排泥，活性污 泥通过内源消化与增殖达到消长平衡状态。
[0033] 本申请所述活性污泥生物池的出口与所述第二碳分离装置的入口相连，所述第二 碳分离装置中进行初步的泥水分离，得到活性污泥与低浓度泥水混合物。本申请所述第二 碳分离装置的出口还与所述活性污泥生物池的入口相连，在所述第二碳分离装置中得到的 活性污泥直接排入所述活性污泥生物池，所述低浓度泥水混合物则排入深度处理单元。本 申请所述第二碳分离装置的滤带优选为1~50μηι，在实施例中，所述滤带优选为10~30μηι， 示例的，所述第二碳分离装置的滤带为1〇μπι、20μπι或30μπι。所述第二碳分离装置的滤速优选 为0.3~4.5m/s，在实施例中，所述滤速优选为1~4. Om/s，更优选为2.5~3.5m/s。
[0034]所述第二碳分离装置的出口与所述深度处理单元的入口相连，自第二碳分离装置 排出的低浓度泥水混合物进入深度处理单元进行进一步处理。所述深度处理单元能够进一 步提高出水水质。所述深度处理单元为本领域技术人员熟知的深度处理单元，优选的，所述 深度处理单元可采用斜板沉淀池、斜管沉淀池、高密度沉淀池、超滤系统或微滤系统。作为 优选方案，所述深度处理单元的出口与所述活性污泥生物池的入口相连，以使深处处理单 元处理后的污泥再次进行活性污泥生物池进行生化处理。
[0035] 本申请还提供了一种黑臭污水处理工艺，包括以下步骤：
[0036]将黑臭污水进入第一碳分离装置进行处理，得到第一黑臭污水；
[0037] 将所述第一黑臭污水进入活性污泥生物池进行生化处理，得到第二黑臭污水；
[0038]将所述第二黑臭污水进入第二碳分离装置进行泥水分离，得到活性污泥与泥水混 合物；
[0039]将所述泥水混合物进入深度处理单元进行处理，得到排放水。
[0040] 本申请的黑臭污水依次经过第一碳分离装置、活性污泥生物池、第二碳分离装置 与深度处理单元后，得到了水质较好的出水。
[0041] 本申请首先将黑臭污水进行第一碳分离装置中进行悬浮物等的去除，在此过程 中，黑臭污泥中的大部分泥、渣、砂以及微塑料等悬浮物得到高效去除，大部分颗粒态有机 物和少部分胶体态有机物随之去除，大大降低了高浓度活性污泥生物池的污泥负荷。所述 第一碳分离装置具有充氧性能，提高了高浓度活性污泥生物池进水的溶解氧浓度，降低了 高浓度活性污泥生物池的运行能耗。所述黑臭污水经过第一碳分离装置后得到的第一黑臭 污水的溶解氧浓度优选为3~9mg/L，在实施例中，所述溶解氧浓度更优选为4~7mg/L。所述 黑臭污水经过所述第一碳分离装置后，其能去除原黑臭污水中60%以上的悬浮物。
[0042]按照本发明，经过第一碳分离装置处理的黑臭污水进入活性污泥生物池中，经过 微生物的生化作用，使黑臭污水中的COD以及氨氮大大降低。本申请所述活性污泥生物池优 选采用双污泥处理工艺，所述双污泥处理工艺为本领域技术人员熟知的处理工艺，即悬浮 态活性污泥与附着型生物膜法结合处理工艺。本申请双污泥处理工艺的污泥浓度优选为 6000~30000mg/L，在实施例中，所述双污泥处理工艺的污泥浓度优选为7500~28000mg/L， 更优选为9000~18000mg/L;所述活性污泥生物池内填充有填料，所述填料的填充率优选为 30 %~70 %，在实施例中，所述填料的填充率优选为40 %~55 %，更优选为45 %~50 %。在 此过程中，黑臭污水停留的时间优选为1~6h，在实施例中，所述黑臭污水的停留时间更优 选为2.5~4.5h。经过所述污泥生物池的第二黑臭污水的溶解氧浓度优选为0.5~2mg/L。
[0043] 本申请所述第二黑臭污水然后进入第二碳分离装置进行泥水分离，得到活性污泥 与泥水混合物。作为优选方案，所述活性污泥再次进行活性污泥生物池再次进行生化处理， 所述泥水混合物则进入深度处理单元进行处理。所述泥水混合物的浓度小于1200mg/L，在 实施例中，所述泥水混合物的浓度小于700mg/L，更优选小于400mg/L。所述泥水混合物的溶 解氧优选为2~5mg/L。
[0044] 按照本发明，上述泥水混合物进入深度处理单元处理进行处理，即得到排放水与 污泥。作为优选方案，所述污泥再次进入活性污泥生物池进行生化处理。
[0045] 本申请提供了一种黑臭污水处理系统，其包括:第一碳分离装置、活性污泥生物 池、第二碳分离装置与深度处理单元;所述第一碳分离装置的出口与所述活性污泥生物池 的入口相连，所述活性污泥生物池的出口与所述第二碳分离装置的入口相连，所述第二碳 分离装置的出口与所述深度处理单元的入口相连。本申请提供了一种黑臭污水治理的系 统，其占地面积小，运行效率高;运行流程简单，操作管理方便;能够实现无剩余污泥排放的 目的，大大降低运行成本;克服斜板/管沉淀池和高密度沉淀池在污水厂运行的难题，提高 了出水水质。本申请还提供了一种利用所述黑臭污水处理系统进行黑臭污水处理的工艺。 [0046]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的黑臭污水处理系统及工 艺进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0047] 实施例1
[0048]在北京管头村选择黑臭水体进行工程应用，根据以下几个步骤进行污水处理，最 终达标排放。
[0049]步骤1:将黑臭污水进入滤带为5μπι，滤速为0.5m/s的第一碳分离装置中进行处理， 其中黑臭污水中95%以上的悬浮物去除，得到溶解氧浓度为9mg/L的第一黑臭污水；
[0050] 步骤2:将所述第一黑臭污水进入高浓度活性污泥生物池进行双污泥活性处理Ih， 得到溶解氧浓度为〇 . 5~2 m g / L的第二黑臭污水，双污泥活性处理工艺的污泥浓度为 30000mg/L，池内填充填料，填料的填充率为30 % ;
[0051]步骤3:将所述第二黑臭污水进入滤带Ιμπι，滤速为4.5m/s的第二碳分离装置进行 初步的泥水分离，得到的活性污泥完全排入高浓度活性污泥生物池，而生产的低浓度泥水 混合物排入深度处理单元;所述低浓度泥水混合物浓度为15mg/L，溶解氧为5mg/L;
[0052]步骤4:将第二碳分离装置生产的低浓度泥水混合物进入深度处理单元进行进一 步处理，得到处理后的出水;其中，所述深度处理单元主要采用斜板沉淀，水力停留时间为 lh〇
[0053]北京管头村黑臭污水原水质和处理后的出水水质如表1所示。
[0054]表1本实施例污水进出水的水质数据表
[0056] 实施例2
[0057] 步骤1:黑臭污水进入滤带100μπι，滤速为3.5m/s的第一碳分离装置中进行处理，其 中黑臭污泥中60%以上的悬浮物去除，得到溶解氧浓度为3mg/L的第一黑臭污水；
[0058] 步骤2:将所述第一黑臭污水进入高浓度活性污泥生物池进行双污泥活性处理6h， 得到溶解氧浓度为〇 . 5~2 m g / L的第二黑臭污水，双污泥活性处理工艺的污泥浓度为 6000mg/L，池内填充填料，填料的填充率为70% ;
[0059]步骤3:将所述第二黑臭污水进入滤带50μπι，滤速为0.3m/s的第二碳分离装置进行 初步的泥水分离，得到的活性污泥完全排入高浓度活性污泥生物池，而生产的低浓度泥水 混合物排入深度处理单元;所述低浓度泥水混合物浓度小于1200mg/L，溶解氧为2mg/L;
[0060] 步骤4:将第二碳分离装置生产的低浓度泥水混合物进入深度处理单元进行进一 步处理，得到处理后的出水，其中，所述深度处理单元主要采用斜管沉淀池，水力停留时间 为lh。
[0061] 北京管头村黑臭污水原水质和处理后的出水水质如表2所示，
[0062] 表2污水进出水的水质数据表
[0064] 实施例3
[0065] 步骤1:将黑臭污水进入滤带为50μπι，滤速为2m/s的第一碳分离装置中进行处理， 其中黑臭污水中70%以上的悬浮物去除，得到溶解氧浓度为5mg/L的第一黑臭污水；
[0066] 步骤2:将所述第一黑臭污水进入高浓度活性污泥生物池进行双污泥活性处理3h， 得到溶解氧浓度为〇 . 5~2 m g / L的第二黑臭污水，双污泥活性处理工艺的污泥浓度为 7500mg/L，池内填充填料，填料的填充率为50% ;
[0067]步骤3:将所述第二黑臭污水进入滤带30μπι，滤速为2.5m/s的第二碳分离装置进行 初步的泥水分离，得到的活性污泥完全排入高浓度活性污泥生物池，而生产的低浓度泥水 混合物排入深度处理单元;所述低浓度泥水混合物浓度小于700mg/L，溶解氧为2mg/L;
[0068]步骤4:将第二碳分离装置生产的低浓度泥水混合物进入深度处理单元进行进一 步处理，得到处理后的出水;其中，所述深度处理单元采用高密度沉淀池，水力停留时间为 〇.5h，絮凝剂为聚铝酸盐。
[0069]北京管头村黑臭污水原水质和处理后的出水水质如表3所示。
[0070]表3污水进出水的水质数据表
[0072] 实施例4
[0073]步骤1:将黑臭污水进入滤带为30μπι，滤速为1.5m/s的第一碳分离装置中进行处 理，其中黑臭污水中78%以上的悬浮物去除，得到溶解氧浓度为7mg/L的第一黑臭污水； [0074] 步骤2 :将所述第一黑臭污水进入高浓度活性污泥生物池进行双污泥活性处理 2.8h，得到溶解氧浓度为0.5~2mg/L的第二黑臭污水，双污泥活性处理工艺的污泥浓度为 15600mg/L，池内填充填料，填料的填充率为45 % ;
[0075]步骤3:将所述第二黑臭污水进入滤带20μπι，滤速为3.5m/s的第二碳分离装置进行 初步的泥水分离，得到的活性污泥完全排入高浓度活性污泥生物池，而生产的低浓度泥水 混合物排入深度处理单元;所述低浓度泥水混合物浓度小于400mg/L，溶解氧为3mg/L;
[0076] 步骤4:将第二碳分离装置生产的低浓度泥水混合物进入深度处理单元进行进一 步处理，得到处理后的出水;其中，所述深度处理单元主要采用超滤系统，超滤膜采用聚酰 胺材质，滤径范围为〇. 001~〇. 〇2um，无反冲洗系统，间歇运行，运行20min，水力停留时间为 2min〇
[0077] 北京管头村黑臭污水原水质和处理后的出水水质如表4所示。
[0078]表4污水进出水的水质数据表
[0080] 实施例5
[0081] 步骤1:将黑臭污水进入滤带为80μπι，滤速为3m/s的第一碳分离装置中进行处理， 其中黑臭污水中65%以上的悬浮物去除，得到溶解氧浓度为4mg/L的第一黑臭污水；
[0082] 步骤2 :将所述第一黑臭污水进入高浓度活性污泥生物池进行双污泥活性处理 3.5h，得到溶解氧浓度为0.5~2mg/L的第二黑臭污水，双污泥活性处理工艺的污泥浓度为 2800mg/L，池内填充填料，填料的填充率为40 % ;
[0083]步骤3:将所述第二黑臭污水进入滤带ΙΟμπι，滤速为4.5m/s的第二碳分离装置进行 初步的泥水分离，得到的活性污泥完全排入高浓度活性污泥生物池，而生产的低浓度泥水 混合物排入深度处理单元;所述低浓度泥水混合物浓度小于300mg/L，溶解氧为4mg/L; [0084]步骤4:将第二碳分离装置生产的低浓度泥水混合物进入深度处理单元进行进一 步处理，得到处理后的出水;其中，所述深度处理单元主要采用微滤系统，微滤膜材质采用 聚酰胺，滤径范围为〇. 025~ΙΟμπι，无反冲洗系统，间歇运行，运行40min，停2min。
[0085]北京管头村黑臭污水原水质和处理后的出水水质如表5所示。
[0086]表5污水进出水的水质数据表
[0088] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行 若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0089] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种城市黑臭污水处理系统，包括:第一碳分离装置、活性污泥生物池、第二碳分离 装置与深度处理单元； 所述第一碳分离装置的出口与所述活性污泥生物池的入口相连，所述活性污泥生物池 的出口与所述第二碳分离装置的入口相连，所述第二碳分离装置的出口与所述深度处理单 元的入口相连。2. 根据权利要求1所述的城市黑臭污水处理系统，其特征在于，所述第二碳分离装置的 出口与所述活性污泥生物池的入口相连。3. 根据权利要求1或2所述的城市黑臭污水处理系统，其特征在于，所述深度处理单元 的出口与所述活性污泥生物池的入口相连。4. 根据权利要求1或2所述的城市黑臭污水处理系统，其特征在于，所述第一碳分离装 置的滤带为5~1 ΟΟμπι，滤速为0 · 5~3 · 5m/s;所述第二碳分离装置的滤带为1~50μηι，滤速为 0.3~4.5m/s〇5. 根据权利要求1或2所述的城市黑臭污水处理系统，其特征在于，所述深度处理单元 为斜板沉淀池、斜管沉淀池、高密度沉淀池、超滤系统或微滤系统。6. -种城市黑臭污水处理工艺，包括以下步骤： 将城市黑臭污水进入第一碳分离装置进行处理，得到第一黑臭污水； 将所述第一黑臭污水进入活性污泥生物池进行生化处理，得到第二黑臭污水； 将所述第二黑臭污水进入第二碳分离装置进行泥水分离，得到活性污泥与泥水混合 物； 将所述泥水混合物进入深度处理单元进行处理，得到排放水。7. 根据权利要求6所述的城市黑臭污水处理工艺，其特征在于，所述活性污泥进入活性 污泥生物池进行生化处理。8. 根据权利要求6所述的城市黑臭污水处理工艺，其特征在于，所述第一黑臭污水的溶 解氧浓度为3~9mg/L，所述泥水混合物的浓度小于1200mg/L，溶解氧为2~5mg/L。9. 根据权利要求6所述的城市黑臭污水处理工艺，其特征在于，所述活性污泥生物池采 用双污泥处理工艺，所述双污泥处理工艺的污泥浓度为6000~30000mg/L，所述活性污泥生 物池的填料填充率为30%~70%。10. 根据权利要求6所述的城市黑臭污水处理工艺，其特征在于，所述生化处理的时间 为1~6h，所述第二黑臭污水的溶解氧浓度为0.5~2mg/L。
【文档编号】C02F9/14GK106007189SQ201610491467
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】张源凯, 查亦飞, 罗涛
【申请人】尚川（北京）水务有限公司