本发明属于水处理技术领域,尤其涉及一种垂直分区缺氧-好氧-泥水分离一体式污水处理方法。
背景技术
目前使用最普遍的污水生物处理方法是活性污泥法。活性污泥法又根据使用的目的发展出各种衍生的工艺，但其基本工艺不外是缺氧-好氧工艺，或厌氧-缺氧-好氧工艺。在这些工艺中，活性污泥是一种含有大量微生物的泥状絮体，污水中的污染物质就是利用活性污泥中的微生物进行分解同化而被去除的。工艺的后端还必须有一个泥水分离单元，使清水排出并将活性污泥留下。现有工艺的各个单元都是平面布置的，其缺点是：(1)占地面积大；(2)污泥或混合液需要外加动力回流，能耗高；(3)工艺的污泥浓度低、活性差，因而抗冲击负荷能力弱，出水水质不稳定。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种垂直分区缺氧-好氧-泥水分离一体式污水处理方法。
本发明的技术方案为：提供一种垂直分区缺氧-好氧-泥水分离一体式污水处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将原水引入生物反应池底部的缺氧反应区，与从好氧反应区顶部回流过来的硝化液一起进行反硝化反应；
步骤二：经过反硝化反应后，混合液上升到缺氧反应区上部的好氧反应区进行硝化反应；
步骤三：好氧反应区的硝化液进入反应池顶部的泥水分离装置进行泥水分离，清水作为处理水排出反应池之外，被分离的污泥返回至好氧反应区继续进行硝化反应；同时，部分硝化液回流至缺氧反应区与原水混合进行反硝化反应；
步骤四：当生物反应池中的污泥浓度达到一定浓度值时，将部分污泥通过排泥管排出。
优选地，所述泥水分离装置为好氧三相分离器。
优选地，在缺氧反应区底部设置间歇曝气器对混合液进行搅拌混合，使得污染物与缺氧反应区内的微生物充分接触；根据实际水质工况设定间歇曝气的时间间隔，确保缺氧区处于缺氧状态。
优选地，距离生物反应池底部1-4m高度位置设有第一曝气器，所述第一曝气器所在水平位置以上至生物反应池顶部水面的空间构成好氧反应区，所述第一曝气器所在水平位置以下至生物反应池底部的空间构成缺氧反应区。
优选地，所述硝化液通过硝化液回流装置回流；所述硝化液回流装置包括位于生物反应池顶部的硝化液回流斗以及一端连接硝化液回流斗，另一端连通至缺氧反应区底部的硝化液回流管。
优选地，所述缺氧反应区与好氧反应区之间沿水平方向设有分区隔板，所述分区隔板上开有若干孔洞，使混合液能够在缺氧反应区和好氧反应区之间上下流动。
优选地，缺氧反应区底部设有水下推流装置或搅拌装置，通过连续开启运行或间歇运行水下推流装置或搅拌装置，对混合液进行搅拌。
优选地，所述泥水分离装置为微滤膜组件。本发明的有益效果为：(1)硝化液通过曝气的气升动力即可从好氧反应区转移到缺氧反应区，不需要外加动力，具有明显的节能效果；(2)顶部的泥水分离装置将污泥直接拦截在反应器内，省去了常规活性污泥法的污泥回流系统，可以保持更高的污泥浓度，提高污水处理效率，减少污水的水力停留时间。(3)通过间歇曝气实现缺氧区的搅拌，使反应物混合更均匀。(4)设置分区隔板可以使缺氧区和好氧区的功能得到更明晰的划分，便于工艺设计和时间运行。(5)缺氧区设置水下推流装置或搅拌装置，可以使活性污泥与污水充分混合，避免死区，提高反应效率。
具体实施方式
本发明的技术方案为：提供一种垂直分区缺氧-好氧-泥水分离一体式污水处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将原水引入生物反应池底部的缺氧反应区，与从好氧反应区顶部回流过来的硝化液一起进行反硝化反应；
步骤二：经过反硝化反应后，混合液上升到缺氧反应区上部的好氧反应区进行硝化反应；
步骤三：好氧反应区的硝化液进入反应池顶部的泥水分离装置进行泥水分离，清水作为处理水排出反应池之外，被分离的污泥返回至好氧反应区继续进行硝化反应；同时，部分硝化液回流至缺氧反应区与原水混合进行反硝化反应；
步骤四：当生物反应池中的污泥浓度达到一定浓度值时，将部分污泥通过排泥管排出。
所述泥水分离装置为好氧三相分离器或污泥过滤器，所述污泥过滤器为微滤膜组件或超滤膜组件或滤布组件。
在缺氧反应区底部设置间歇曝气器对混合液进行搅拌混合，使得污染物与缺氧反应区内的微生物充分接触，提高反硝化反应效率，但连续曝气会破坏缺氧环境，为确保缺氧区处于缺氧状态，可根据实际水质工况设定间歇曝气的时间间隔，如曝气1分钟-停9分钟，或曝气2分钟-停10分钟。
距离生物反应池底部1-4m高度位置设有第一曝气器，所述第一曝气器所在水平位置以上至生物反应池顶部水面的空间构成好氧反应区，所述第一曝气器所在水平位置以下至生物反应池底部的空间构成缺氧反应区。
所述硝化混合液通过硝化液回流装置回流；所述硝化液回流装置包括位于生物反应池顶部的硝化液回流斗以及一端连接硝化液回流斗，另一端连通至缺氧反应区底部的硝化液回流管。
所述缺氧反应区与好氧反应区之间沿水平方向设有分区隔板，所述分区隔板上开有若干孔洞，使混合液能够在缺氧反应区和好氧反应区之间上下流动。
缺氧反应区底部设有水下推流装置或搅拌装置，通过连续开启运行或间歇运行水下推流装置或搅拌装置，对混合液进行搅拌。
以下为本发明的几个实施例：
实施例1
用碳钢制作一个矩形生物反应池，水平截面3m*4m，有效水深8m；在池面安装一个好氧三相分离器，通过好氧三相分离器的溢流槽出水；第一曝气器安装在水面以下5m处，间歇曝气器安装在池底；在好氧三相分离器两侧各安装一个硝化液回流斗，硝化液回流斗通过管道连接直通生物反应池底部。
实施例2
采用实施例1制作的矩形生物反应器处理200吨生活污水/天，进水水质指标为：cod315mg/l,氨氮35mg/l,tn43mg/l,tp3.8mg/l.第一曝气器常开，间歇曝气器按开1分钟停15分钟运行，好氧区污泥浓度控制在6g/l左右，持续运行5个月，平均出水水质指标为：cod26mg/l,氨氮1.6mg/l,tn8.6mg/l,tp0.3mg/l；平均电耗为0.22kwh/吨水；吨水设施占地面积仅0.06m2。
实施例3
用碳钢制作一个矩形生物反应池，水平截面3m*3m，有效水深7m；在池面安装一个好氧三相分离器，通过好氧三相分离器的溢流槽出水；第一曝气器安装在水面以下4.5m处；在第一曝气器下方设置一水平隔板，隔板上均匀地开有直径10cm的圆孔共100个，并在池底一侧中部安装一个水下推流器；在好氧三相分离器两侧各安装有一个硝化液回流斗，硝化液回流斗通过管道连接直通生物反应池底部。
实施例4
采用实施例3制作的矩形生物反应器处理120吨生活污水/天，进水水质指标为：cod355mg/l,氨氮40mg/l,tn48mg/l,tp3.6mg/l.好氧区污泥浓度控制在6.5g/l左右，连续运行6个月，平均出水水质指标为：cod25mg/l,氨氮1.1mg/l,tn6.5mg/l,tp0.2mg/l；平均电耗为0.23kwh/吨水；吨水设施占地面积仅0.075m2。
实施例5
用碳钢制作一个矩形生物反应池，水平截面3m*4m，有效水深8m；在池面安装一个处理量为200吨水/天的微滤膜组件，通过外置水泵抽吸出水；第一曝气器安装在水面以下5m处，间歇曝气器安装在池底；在微滤膜组件两侧各安装一个硝化液回流斗，硝化液回流斗通过管道连接直通生物反应池底部。
实施例6
采用实施例5制作的矩形生物反应器处理200吨生活污水/天，进水水质指标为：cod305mg/l,氨氮36mg/l,tn44mg/l,tp3.2mg/l.第一曝气器常开，间歇曝气器按开1分钟停12分钟运行，好氧区污泥浓度控制在8g/l左右，持续运行3个月，平均出水水质指标为：cod20mg/l,氨氮0.5mg/l,tn5.0mg/l,tp0.2mg/l；平均电耗为0.24kwh/吨水；吨水设施占地面积仅0.06m2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。