专利名称：一种生活污水的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种生活污水的处理方法，属于环境保护技术领域。
背景技术：
已有技术中，对生活污水进行脱氮除磷处理的方法，采用最多的是厌氧-缺氧-好氧法(以下简称A2/O法)。其主流程如图1所示，进水1K首先进入厌氧池1A，然后进入缺氧池1B，再流入好氧池(有硝化反应)1C，经沉淀池1D沉淀后实现污泥同污水分离，出水1J。如果出水中含磷要达到国家一级标准，需要增加过滤池1E。
脱氮功能在好氧池1C到缺氧池1B有混合液回流1F，约是进水的1～3倍。在好氧池1C中氨氮被氧化为硝酸盐氮，实现硝化反应。硝酸盐氮通过混合液回流1F，回到缺氧池1B，在缺氧和存在碳源基质的条件下，发生反硝化反应，还原成氮气。
除磷功能在沉淀池1D到厌氧池1A间有污泥回流1G。活性污泥在沉淀池1D中沉淀后，通过污泥回流1G返回厌氧池1A，在厌氧和有碳源基质的条件下，释放磷。在流经好氧池1C时，在好氧的条件下，实现磷的过量吸收。在通过剩余污泥排放1H，将剩余污泥排出系统的同时，剩余污泥中含有的磷也就被排出系统。
以A2/O为代表的活性污泥方法，在脱氮除磷上存在的三大缺点1.硝酸盐氮存在的矛盾 在进行磷的释放过程中，硝酸盐的存在会造成磷释放的效果很差，影响了除磷效果。A2/O法中硝酸盐氮无法完全去除，理论去除率为83％。而回流的污泥1G中难以避免地存在硝酸盐氮，这些硝酸盐氮进入厌氧池1A，将影响磷的释放。
2.世代周期与污泥龄在活性污泥法的处理系统中，由于污泥是流动的，所以不同处理段污泥的泥龄是相同的。在脱氮的硝化反应中硝化菌的世代周期很长，所以需要污泥龄长。而除磷要求就造成污泥龄短，排放污泥越多除磷效果越好。但是一个活性污泥系统中泥龄是一样的。于是造成脱氮和除磷的矛盾。
3.对碳源基质的竞争在脱氮反硝化过程中需要碳源基质，除磷过程中磷的释放过程同样需要碳源基质，就造成了对碳源基质的竞争。
因此，在工程实践中A2/O法存在以下问题1、因为脱氮与除磷都需要碳源基质，所以A2/O法对进水水质有一定的要求，即要求进水中含有较多的有效有机物。如果有效有机物不足将影响处理效果，这种问题在我国南方比较突出。
2、由于硝化反应速率慢，所以造成好氧池1C的水力停留时间(以下简称HRT)很长，通常在3.5-6小时，使构筑物土建成本较高。
发明内容
本发明的目的是提出一种污水脱氮除磷处理方法，以解决现有处理方法中存在的矛盾，更好地达到《国家污水综合排放标准》中的一级标准，并缩小土建工程规模，提高脱氮除磷效果，降低进水的水质要求，降低处理能耗，有效地增强系统稳定性。
本发明提出的生活污水的处理方法，包括以下步骤(1)在污水处理系统的厌氧池和好氧池中分别培育活性污泥；(2)生活污水进入厌氧池，停留0.5～1小时，完成厌氧释磷反应，再进入好氧池，停留1.0～3小时，完成好氧吸收磷反应，再进入经过沉淀池沉淀，使泥水分离；(3)占进水体积量30～50％的沉淀污泥通过污泥回流至厌氧池，系统产生的剩余污泥排出系统之外；(4)沉淀后的出水进入好氧生物滤池，曝气停留0.5～1.5小时，曝气的气水比为空气量∶进水量＝1～4∶1，完成硝化反应，即达到排放标准；(5)上述排放水的一部分用于对好氧生物滤池进行反冲洗，反冲强度为5～20L/m2·s。
上述方法还可以包括在步骤(5)的出水中加入碳源基质，再进入缺氧生物滤池，停留0.5～1小时，完成脱氮反应；其中碳源基质的加入量为C＝2.86[NO3-N]+1.71[NO2-N]+DO，其中，C为每升水中加入碳源基质的量，单位毫克；[NO3-N]为每升水中加入的硝酸盐量，单位毫克；[NO2-N]为每升水中加入的亚硝酸盐量，单位毫克；DO为每升水中加入的溶解氧量，单位毫克；用排放水对缺氧生物滤池进行反冲洗，反冲强度为5～20L/m2·s。
上述方法中的碳源基质的制备方法，包括以下步骤(1)将剩余污泥排放至污泥浓缩池，得到上清液，即含有碳源基质；(2)对上述浓缩污泥进行脱水，得到剩滤液，即含有碳源基质。
本发明提出的污水脱氮除磷处理方法，在实践中具有以下优点1、对进水水质要求不高，尤其适用于我国南方。南方城市生活污水有机物含量不高，但磷含量较高。采用本发明提出的污水脱氮除磷处理方法，脱氮除磷效果受进水水质影响小，将提高处理效果。
2、缩减停留时间HRT，A2/O法的HRT在7.5～10.5小时，本发明方法HRT在4~5.5小时，土建池容缩小45％。而其他方法，HRT多在18小时以上。所以本发明方法缩短了HRT。
3、由于曝气生物滤池(以下简称BAF)具有过滤功能，无需沉淀池，出水水质稳定，出水固体悬浮物(以下简称SS)低，也就截留了SS中含的磷，除磷效果更佳。
4、BAF溶氧效率高，硝化效果理想，受温度影响小。尤其是曝气量小，曝气能耗降低。本发明方法没有A2/O法中的混合液回流，也就降低了回流能耗。所以，在达到相同处理标准的情况下，处理成本低于A2/O法。
图1是已有技术的生活污水脱氮除磷处理方法。图中，1A是厌氧池；1B是缺氧池；1C是好氧池；1D是沉淀池；1E是过滤池；1F是混合液回流；1G是污泥回流；1H是剩余污泥；1K是进水；1J是出水。
图2是本发明方法的处理流程图。图中，2A是厌氧池；2B是好氧池；2C是沉淀池；2D是好氧生物滤池；2E是缺氧生物滤池；2F是清水池；2G是进水；2H是出水；2I是污泥回流；2J是剩余污泥；2K是碳源基质；2L是反冲进水；2M是反冲出水。
具体实施例方式
本发明提出的污水脱氮除磷处理方法，其流程如图2所示，首先在污水处理系统的厌氧池2A和好氧池2B中分别培育活性污泥；生活污水进入厌氧池2A，停留0.5～1小时，完成厌氧释磷反应，再进入好氧池2B，停留1.0～3小时，完成好氧吸收磷反应。再进入经过沉淀池2C沉淀，使泥水分离；占进水体积量30～50％的沉淀污泥2I通过污泥回流至厌氧池，剩余污泥2J排出系统之外；沉淀后的出水进入好氧曝气生物滤池2D，曝气停留0.5～1.5小时，曝气的气水比为空气量∶进水量＝1～4∶1，完成硝化反应，即达到排放标准；上述排放水的一部分用于对好氧生物滤池进行反冲洗，反冲强度为5～20L/m2·s。
本发明方法是将活性污泥法同生物膜法相结合的方法，也就是将无硝化反应除磷法(以下简称A/O法)同曝气生物滤池(以下简称BAF)脱氮法相结合的方法。A/O法中，A(anaerobic)为厌氧，O(Oxic)为好氧，是单元组合最简单的生物除磷工艺，是一种成熟工艺，1979年第一个生产性装置在美国建成投产。本发明利用曝气生物滤池(以下简称BAF)，对A/O法除磷后的出水进行硝化和反硝化处理，达到除氮的目的。BAF内有填料，填料上生长着微生物，形成生物膜。由于生物膜附着于载体上，污泥龄得以大大提高，满足硝化反应对泥龄长的要求。同时BAF具有过滤功能，可以截留水中固体悬浮物(以下简称SS)。BAF具有众多有点，如占地小、处理效率高、溶氧效率高、处理效果稳定、出水SS低等特点，非常适合污水的硝化反应。好氧的条件下，经过A/O法出水中的氨氮经过BAF中微生物的硝化作用氧化成硝酸盐氮，即可达到国家相应排放标准。此后，在缺氧和存在碳源基质的条件下，硝酸盐氮经过BAF中微生物的反硝化反应，还原成氮气。
本发明方法中的除磷过程为生活污水的进水2G进入厌氧池2A，再进入好氧池2B，经过沉淀池2C泥水分离；一部分污泥通过污泥回流2I回到厌氧池2A，剩余污泥2J，排出系统之外，达到除磷的目的。出水进入好氧生物滤池2D，过滤了最终出水中的SS，去除SS中含有的磷。
脱氮过程经过A/O法除磷的出水，先进入好氧生物滤池2D，发生硝化反应，将氨氮转化为硝酸盐氮。再进入缺氧生物滤池2E，将硝酸盐氮还原为氮气达到脱氮的目的。出水经清水池2F储存，最终出水2H。由于生物滤池一段时间后截留污染物增多，需要进行反冲。所以在清水池设反冲泵，反冲进水2L进入生物滤池2D和2E，反冲出水2M进入前端工序2A、2B或2C。
碳源基质可以采用剩余污泥2J脱水时产生的剩滤液；或浓缩的上清液；或直接的外界碳源如甲醇等。
2D和2E可以分成若干个小单元。在2D和2E出水管上增加管道泵，当一个单元反冲时，利用其他小单元的正常出水，作为反冲水。此时，2F可以省去。
为了提高除磷效果，可以增设深井初沉池或浓缩发酵池等附属构筑物，将进水中的脂肪类有机物，通过发酵等作用，转变为有效碳源基质，以提高除磷效果。
本发明提出的污水脱氮除磷处理方法，解决了现有活性污泥脱氮除磷方法的三大矛盾1、硝酸盐氮存在的矛盾 由于前端的无硝化除磷A/O法，在操作中保证泥龄相当短，硝化细菌无法存在，所以在除磷的过程中无法产生硝酸盐氮，即不可能对厌氧释磷造成影响。A2/O法中硝酸盐氮无法完全去除，难免进入厌氧池1A，将影响磷的释放。
2、世代周期与污泥龄前端A/O法单元同其后BAF生物膜法单元的泥龄是不同的。前端A/O法属活性污泥法，可以在操作上保证污泥龄短，满足除磷对污泥龄短的要求；后端BAF生物膜法属生物膜法，污泥龄长，满足脱氮硝化反应的要求。因此解决了污泥龄的矛盾。
3、对碳源基质的竞争进水中的碳源基质首先满足厌氧释磷的需要，而在反硝化时所需的碳源基质为可以采用剩余污泥2J脱水时产生的剩滤液；或浓缩的上清液；或直接的外界碳源如甲醇等。这就解决了脱氮除磷同时需要碳源基质的矛盾，所以本发明方法对进水水质要求不高。而A2/O法碳源基质都需要从进水中提供，进水水质要求较高。
实施例2A的水力停留时间为0.5-1.0小时，2B的水力停留时间为1.0-2.5小时，2C为普通沉淀池，2D滤速为3-6m/h，2E滤速为3-6m/h。前端A/O法，污泥龄为2-6天，总污泥浓度为2000-4000mg/L。
权利要求
1.一种生活污水的处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)在污水处理系统的厌氧池和好氧池中分别培育活性污泥；(2)生活污水进入厌氧池，停留0.5～1小时，完成厌氧释磷反应，再进入好氧池，停留1.0～3小时，完成好氧吸收磷反应，再进入经过沉淀池沉淀，使泥水分离；(3)占进水体积量30～50％的沉淀污泥通过污泥回流至厌氧池，剩余污泥排出系统之外；(4)沉淀后的出水进入好氧生物滤池，曝气停留0.5～1.5小时，曝气的气水比为空气量∶进水量＝1～4∶1，完成硝化反应，即达到排放标准；(5)用排放水对好氧生物滤池进行反冲洗，反冲强度为5～20L/m2·s。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在上述步骤(5)的出水中加入碳源基质，再进入缺氧生物滤池，停留0.5～1小时，完成脱氮反应；其中碳源基质的加入量为C＝2.86[NO3-N]+1.71[NO2-N]+DO，其中，C为每升水中加入碳源基质的量，单位毫克；[NO3-N]为每升水中加入的硝酸盐量，单位毫克；[NO2-N]为每升水中加入的亚硝酸盐量，单位毫克；DO为每升水中加入的溶解氧量，单位毫克；用排放水对缺氧生物滤池进行反冲洗，反冲强度为5～20L/m2·s。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于其中所述的碳源基质的制备方法包括以下步骤(1)将剩余污泥排放至污泥浓缩池，得到上清液，即含有碳源基质；(2)对上述浓缩污泥进行脱水，得到剩滤液，即含有碳源基质。
全文摘要
本发明涉及一种生活污水的处理方法，属于环境保护技术领域。首先在污水处理系统的厌氧池和好氧池中分别培育活性污泥；生活污水进入厌氧池，完成厌氧释磷反应，再进入好氧池，完成好氧吸收磷反应。再进入经过沉淀池沉淀，使泥水分离；沉淀污泥通过污泥回流至厌氧池，剩余污泥排出系统之外；沉淀后的出水进入好氧生物滤池，完成硝化反应，即达到排放标准；部分排放水用于对好氧生物滤池进行反冲洗。本发明方法的优点是，对进水水质要求不高，尤其适用于我国南方；缩减土建池容；出水水质稳定，除磷效果更佳；曝气能耗降低。
文档编号C02F3/30GK1686864SQ200510070860
公开日2005年10月26日 申请日期2005年5月20日 优先权日2005年5月20日
发明者班宏伟 申请人:班宏伟