一种城镇污水深度净化工艺的制作方法

本发明涉及一种城镇污水深度净化工艺，属于污水处理技术领域。

背景技术：

随着城镇化的加快，村镇人口不断集中，乡镇企业迅速发展，城镇污水排放量不断增加，而城镇基础设施建设远远落后与城镇建设的发展，缺乏必要的污水收集系统和污水处理设施，污水无序乱流，不仅直接污染小城镇自身生态环境，而且造成了周边河湖水体的严重污染。据有关报导，我国70%以上的生活污水将来自城镇及小区，小城镇水污染面积相当大。

目前，在污水处理技术上，已成功应用的工艺有传统活性污泥法、生物膜法、混凝-沉淀法、人工湿地法等生物及土壤等方法或将上述几种工艺相结合运用。但对于我国小城镇污水处理及深度净化，难以满足小城镇污水水力小、水力变化大、水质复杂波动大、基础设施条件差等特点。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在开发一种好氧悬浮载体生物倍增、二沉污泥微曝彻底硝化、气提回流，具有处理出水效果好，占地少的一种一体化小城镇污水处理及深度净化工艺设备。

本发明的技术方案是，提供一种城镇污水深度净化工艺，该工艺使用的设备包括依次连通的调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、硝化沉淀池和深床滤池，在硝化沉淀池内设有曝气系统，硝化沉淀池的底部设有气提系统和硝化污泥回流管；

该工艺包括以下步骤：

(1) 污水经调节池处理后依次进入厌氧池、缺氧池、好氧池进行生化处理，得到净化水A；污水在厌氧池、缺氧池、好氧池内的停留时间分别为2.5-3.5h、5.5-6.5h、11-13h；控制缺氧池、好氧池内的溶氧浓度分别为0.25-0.4mg/L、0.5-1.0mg/L；好氧池内填充悬浮填料，悬浮填料的填充体积为好氧池体积的65-75%；

(2) 净化水A进入硝化沉淀池进行硝化沉淀处理，得到净化水B和硝化污泥；硝化污泥由气提系统经硝化污泥回流管返回至调节池；

(3) 净化水B经深床滤池净化后即完成城镇污水的深度净化。

进一步地，所述硝化沉淀池内的溶氧浓度为0.4-0.5mg/L。

进一步地，所述厌氧池内填充固定填料。

进一步地，所述固定填料为聚烯烃弹性填料。

进一步地，所述厌氧池内安装数个折流板，固定填料均匀分布在折流板之间。

进一步地，所述缺氧池内填充组合填料。

进一步地，所述组合填料由PVC塑料和涤纶纤维组成。

进一步地，所述缺氧池、好氧池内设旋流剪切气泡曝气器，旋流剪切气泡曝气器上的曝气头之间的间距为0.45-0.55m。

进一步地，所述硝化沉淀池内设斜板填料。

进一步地，在斜板填料上方设有数个集水支槽；在硝化沉淀池的四周顶端设有集水槽，每个集水支槽均与集水槽连通，集水槽与深床滤池连通。

本发明中，污水处理的主体设备由多个池集成，每个池中的处理不同，可以看出污水分段进行处理，“池”也可以称为“段”；如厌氧池也可称为厌氧段，好氧池也称好氧段，硝化污泥沉底池（硝化沉淀池）、也可以称为硝化污泥反应段、硝化反应段等等。

污水经调节池后进入生化工艺主体中厌氧段，厌氧池内填充固定填料，污水进入厌氧池后，在固定填料的作用下形成厌氧接触池，其主要作用为污水中微生物更好地完成释磷。

微生物释放磷需要有机碳源作为能源，厌氧条件下进行，为了更好的达到后续脱氮除磷的效果，经厌氧接触池后的污水进入缺氧段，缺氧内填充组合填料，填料为圆形固定支架上编织丝状纤维，使微生物更好地着生上填料上。缺氧段底部布设的曝气器为保障缺氧段反硝化细菌的反硝化作用，维持溶解氧0.25-0.4mg/L，优选0.25-0.30 mg/L。缺氧段的组合填料形成接触氧化池。

反硝化细菌在兼性厌氧下进行反硝化作用，将水质的硝态氮、亚硝态氮异化为氮气，少量同化为微生物自身细胞物质。反硝化细菌同样是以污水中的有机碳源作为能源，在兼性厌氧条件下进行。

经缺氧段接触氧化池处理后，原水进入好氧段，好氧段内填充悬浮填料，填料为圆饼状，内为微生物适应支架，填充密度为为整个好氧段容积70%左右，污水进入好氧段后，在底部曝气作用下，悬浮填料随曝气扰动紊动，填料内附着的生物不断转化，同时控制曝气溶氧在0.5mg/L以上，生物相全面接触溶氧，气泡细小，生物相好氧处理速率加大，处理效能加大，使好氧段形成生物倍增状态。

好氧段的微生物对污水中的有机碳源进行快速水解、酸化等作用，将有机碳源分解、吸收，同时好氧段好氧微生物中的释磷菌超负荷吸磷，使好氧段出水完成除磷功能。通过上述参数控制，可使生化池（厌氧池+缺氧池+好氧池）内微生物达到生物倍增。

好氧段运作中，污水中有机碳源不能完全满足好氧段的食物来源，通过好氧段后续的硝化沉池底部的气提系统将硝化后的碳源补充至污水中的有机碳源。

硝化沉池底部的曝气系统实行微曝气，控制溶氧0.5mg/L以下，优选0.4-0.5mg/L，加速好氧段流入的污泥分解，好氧段下部的气提系统将分解的污泥气提至厌氧段，补充碳源。

在整个生化系统中，通过微动力进行。

本发明的污水处理过程可以按以下内容进一步理解：小城镇污水经进水管进入调节池，与回流硝化泥液进行混合，在底部曝气系统的搅动下，充分进行基质混合反应；混合液体通过紧邻调节池边的厌氧段通道进入厌氧段，厌氧段内设置多个小格，每个小格设有折流板，折流板间填充有固定填料，污水进入厌氧段后经折流板上下折流前进，逐个通过每格进行分反应，具有良好的水力流态，进水中难降解有机物在此进行水解酸化，提高污水的可生化性；厌氧段尾端的污水在厌氧段与缺段段交接处一端进入缺氧段，另一端则为回流缺氧段混合液进行厌氧释磷反应的厌缺回流通道；污水经缺氧段与好氧段交界处一端进入好氧段，好氧段内填充悬浮填料，形成生物浮动床，由于悬浮生物浮动床在池底曝气装置的推动下，与污水完全混合、碰撞、剪切，使曝气装置传输的气泡更加细小，提高氧利用率，完成有机污染物的氧化、氨氮的硝化及吸磷等反应，另一端则是好氧段硝化液回流至缺氧段的好缺回流通道，进入缺氧段，缺氧段内设置有组合填料，回流的硝化液在此进行反硝化脱氮，其出水一部分回流至厌氧段，大大降低硝态氮对厌氧释磷反应的不良影响；进入好氧段的污水，在悬浮填料的作用下，快速增殖，做到生物倍增；经好氧段的污水通过污水管进入硝化沉淀池，污水管的端点位于硝化沉淀装置中央的底部，端口为喇叭状，有利于出水；出水分散于污水管道四周，并通过设置在装置内环绕的斜板上升，再经集水支槽收集汇至集水槽，再通过排水管排出；生化污水经斜板后，污水中污泥顺着斜板沉淀下来，并经装置底部倾角向装置底中央汇流；布设在底部中央的曝气系统，通过微量供气，加速沉底的污泥硝化；汇流至装置底部中央的硝化泥液通过设置在曝气装置下气提系统将硝化泥液回流至前序调节池、缺氧段；气源分别为曝气系统供气与气提系统供气，单独控制。硝化沉淀池出水再经深床滤池滤层进行深度脱氮除磷，保证出水，使出水达到国家排放标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。

结构原理：小城镇污水处理及深度净化工艺设备由几道工序调节池、厌氧段、缺氧段、好氧段、硝化沉淀池、深床滤池组合而成，去掉过水管道，减少占地；硝化回流泥液从硝化沉淀池底部经曝气系统管道气提回流至整体系统前序工艺调节池与缺氧池，进行硝化与反硝化，并补充系统碳源；整套工艺中除厌氧段外其他工序均布设曝气系统，通过鼓风机进行供气，减少不必要的动力设备，其调节池、缺氧段、好氧段及硝化沉淀池均进行搅拌及曝气氧传质作用，深床滤池进行反洗搅拌及脱氮。

本发明的有益效果：①一体化小城镇污水处理及深度净化工艺设备将土建结构单元模块化组成一体化设备的形式，减少现场施工时间，缩短施工周期。②厌氧、缺氧采用固定填料挂膜，好氧段采用悬浮填料挂膜，能够做到生物倍增，提高处理效果，减小池容。③硝化沉淀池斜板沉淀，缩短污泥沉淀时间，底部微曝气，加速污泥硝化，鼓风气提输送至前序厌氧工艺为其提供碳源，减少动力设备；④深床滤池深度脱氮除磷、净化水质，保证出水效果。⑤一体化小城镇污水处理及深度净化工艺设备结构简单，流程可靠，处理出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准。

附图说明

图1表示图1是本发明的平面结构示意图。

图2表示图1中A-A的剖面图。

图3表示图2中B-B的剖面图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本实施例公开了一种一体化的城镇污水处理工艺及深度净化工艺设备，该设备的结构如图1和图2所示，包括依次连通的进水管1、调节池2、厌氧池3、缺氧池4、好氧池5、硝化沉淀池6、深床滤池7和出水管10。

调节池2边缘上部设置有进水管1，底部设置有硝化污泥回流管8与曝气系统配气管92，调节池2内布设曝气装置9。

厌氧池3内含有折流板31，折流板31间填充固定填料32。

缺氧池4内设置有组合填料41，底部布设曝气装置9。

好氧池5内设置有悬浮填料51，具体为大孔隙聚氨酯填料，底部布设曝气装置9。

好氧池5、缺氧池4底部的曝气装置9采用旋流剪切气泡曝气器。

厌氧池3与缺氧池4设置有厌缺过水通道33和厌缺回流通道43；所述的缺氧池4与好氧池5设置有好缺过水通道42和好缺回流通道53。

硝化沉淀池6内含有斜板填料61，斜板填料61上部设置集水支槽62，外部设置集水槽63；所述硝化沉淀池6与好氧池5相接处设置有污水管52，好氧池5内的污水经污水管52流入硝化沉淀池6，污水管52的另一端位于硝化沉淀池6的中央，端部设置成喇叭口65；所述硝化沉淀池6底部设置有曝气装置9、气提系统91和硝化泥液回流管8，气提系统91使硝化泥液从硝化泥液回流管8回流至调节池2。

深床滤池7内设置有填料层71，填料层71与底部清水间73用滤板滤头72隔开，清水间73一侧分别设置反冲洗水管74与反冲洗气管75，另一侧设置有出水管10；所述深床滤池7与硝化沉淀池6通过沉淀出水口64相接。

本实施例中的厌氧池布设固定填料，填料以耐腐、耐温、耐老化的聚烯烃类弹性填料（直径180mm，填料高度2.4米，填料间距400mm），填料底部距池底0.5米；缺氧池布设组合填料，填料以PVC塑料+涤纶纤维组合而成（直径150mm，填料高度2.4米，填料间距400mm），填料底部距池底0.5米；好氧池装填立体空心悬浮填料，填料材料以聚乙烯为主（直径120mm×8mm，填充容积为好氧池容积的70%），池子底部布设曝气装置，间距0.5米。

本实施例处理某乡村集镇污水处理厂进水水量450m³/d，水质浓度：COD≥250mg/L，BOD≥100mg/L，悬浮物（SS）≥120mg/L，总氮（TN）≥40mg/L，氨氮（NH₃-N）≥8mg/L，总磷（TP）≥2mg/L。

采用本工艺设备后的运行参数为：

①调节池污水停留时间12h，温度5~35℃之间，DO≤0.2，PH值6~8；

②厌氧池水力停留时间3h，温度5~35℃之间，DO≤0.05，PH值6~8；

③缺氧池水力停留时间6h，温度5~35℃之间，0.25≤DO≤0.4，PH值6~8；

④好氧池水力停留时间12h，温度5~35℃之间，DO≥0.5，pH值6~8；

⑤硝化沉淀段水力停留时间2h，温度5~35℃之间，DO≤0.5，PH值6~8，气提控制：每间隔2h气提15min（DO表示溶氧，单位为mg/L）。

经处理后的出水水质：COD＜50mg/L，BOD＜20mg/L，SS＜10mg/L，TN＜5mg/L，NH₃-N＜1mg/L，TP＜0.5mg/L，PH值6~8。