一种污水处理工艺的制作方法

1.本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理工艺。


背景技术：

2.随着城镇经济的发展以及城镇化进程的不断加快，城镇污水量的增加速度和处理难度也在不断加大。污水生物处理技术的研究和应用已有一百多年的历史，由于经济性等优点，目前已成为污水处理的主体技术。膜生物反应器(membrane bio
‑
reactor,mbr)，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，广泛应用在市政污水和工业污水的处理。与许多传统的生物水处理工艺相比，mbr具有以下主要特点：出水水质优质稳定；剩余污泥产量少；占地面积小；易于自动控制；易于从传统工艺进行改造。但是，mbr也有一些缺点，比如膜系统及其基建辅助系统的投资造价较高；运行能耗较高，膜污染需要药剂清洗，及曝气以维持膜的稳定运行。传统mbr工艺多为a/o
‑
mbr，在工艺运行时，常设好氧池、缺氧池、膜池等不同的反应池，因此，需要外加回路进行污泥和污水回流或增加时间、空间序列控制系统，增加了系统的复杂性、动力消耗和运行费用，给实际操作带来不便。
3.水体中氨氮含量过高会引起水质富营养化，导致水体中某些藻类过度繁殖，其它生物生长受到影响，从而破坏了水生生态系统，导致水质恶化并影响到其使用功能。生物脱氮技术中，系统溶解氧及泥水回流量是装置运行的关键参数，直接影响系统生物脱氮的去除效果。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的问题，本发明的第一方面的目的，在于提供一种污水处理工艺。
5.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
6.本发明的第一个方面，提供一种污水处理工艺，通过污水处理装置进行污水处理，所述污水处理装置包括反应池，在所述反应池中设有固定隔板，所述固定隔板将所述反应池分隔为第一反应区和第二反应区，所述第一反应区和所述第二反应区通过所述固定隔板的下方连通，所述第一反应区和所述第二反应区通过所述固定隔板的上方连通；所述第二反应区内设置有固液分离装置，所述固液分离装置下方设置有曝气装置；所述污水处理工艺包括如下步骤：
7.(1)污水首先进入第一反应区，与来自第二反应区的回流液混合，得到混合液，在第一反应区，混合液中的微生物可进行反硝化或同步硝化反硝化反应，污水中的氮和部分有机物得到去除；
8.(2)步骤(1)得到的混合液进入第二反应区，进行有机物的进一步降解以及氨的硝化和磷的吸收，混合液在曝气装置的曝气作用下，一部分回流至第一反应区，一部分进入固液分离装置进行固液分离，固液分离装置中的净化水通过抽水泵排出。
9.优选的，所述固定隔板设有活动隔板。
10.优选的，所述活动隔板铰接在固定隔板的上端，活动隔板上设置有角度固定结构。
11.优选的，所述固液分离装置的表面孔径为0.05～0.20μm。
12.优选的，所述固液分离装置为膜组件；进一步的，所述固液分离装置为中空纤维膜组件。
13.优选的，步骤(1)中所述来自第二反应区的回流液包含活性污泥。
14.优选的，所述活性污泥的浓度为4000～12000mg/l。
15.优选的，步骤(1)中所述第二反应区回流至第一反应区的回流比为3～9；进一步为4～8；更进一步为4～6。
16.优选的，所述回流比通过活动隔板的角度和/或曝气装置的曝气量控制。
17.优选的，所述曝气装置与鼓风机连接。
18.优选的，所述反应池的进水口与进水泵连接。
19.优选的，所述第二反应区设置有浓度传感器。
20.优选的，所述浓度传感器为溶解氧浓度传感器、硝酸盐浓度传感器中的至少一种。
21.优选的，所述污水包括生活污水、印染、食品、制药、造纸、皮革、含油和养殖污水。
22.本发明的有益效果是：
23.本工艺采用一体化mbr简约结构(污水处理装置)，反应装置无需隔断设置不同反应池，也无需外加泥水回路，节省设备和基建等一次性投资费用；通过气升作用提升污水和污泥进行循环，相比用水泵和污泥泵：可以节省动力消耗和成本，环境噪音污染小；不易堵塞，易于管理维护；通过固液分离装置截留微生物，有效提高生物量，从而提高系统有机物和氨氮的去除负荷和去除效率。
24.同时，可以通过在线溶解氧和硝酸盐浓度传感器指导活动隔板和曝气量的调整从而控制回流量和溶氧量。
附图说明
25.图1是根据本发明中污水处理装置的示意图。
26.附图标记：
27.进水泵1、第一反应区2、第二反应区3、中空纤维膜组件31、曝气管32、抽水泵4、鼓风机5、固定隔板6、活动隔板61。
具体实施方式
28.以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
29.本实施例中所使用的材料、试剂等，如无特别说明，为从商业途径得到的试剂和材料。
30.一种污水处理装置，如图1所示，包括反应池，在所述反应池中设有固定隔板6，所述固定隔板6将所述反应池分隔为第一反应区2和第二反应区3，所述第一反应区2和所述第二反应区3通过所述固定隔板的下方连通，所述第一反应区2和所述第二反应区3通过所述固定隔板的上方连通，所述第二反应区3内设有中空纤维膜组件3.1，中空纤维膜组件3.1截留活性污泥和维持所述反应池内较高生物量，所述中空纤维膜组件3.1下方设置有曝气管3.2，使整个第二反应区3处于好氧状态，同时，为第二反应区3的混合液进入第一反应区2提
供动力；所述第一反应区2为厌氧和缺氧状态；活动隔板61可动地设置在固定隔板6上，活动隔板61用于增大或减小所述第二反应区3的混合液进入第一反应区2的溢流速度。
31.所述活动隔板61铰接在固定隔板6的上端，活动隔板61上设置有角度固定结构。调节活动隔板61的角度，并使用角度固定结构固定住活动隔板61，从而改变活动隔板61的高度，调节反应池的物料循环量。当活动隔板61处于竖直状态时(活动隔板与固定隔板上方的延长线的角度为0
°
)，活动隔板61处于最高的高度，混合液较难越过活动隔板61从第二反应区3流入第一反应区2，溢流速度较慢，当活动隔板61处于倾斜状态时(0
°
～90
°
，不包括0
°
)，活动隔板61的高度降低，易于水流越过活动隔板61，物料循环加快。
32.所述曝气管3.2与外设的鼓风机5连接，所述中空纤维膜组件3.1与外设的抽水泵4连接，处理后的污水穿过中空纤维膜组件3.1排出，所述反应池的进水口与进水泵1连接。
33.所述中空纤维膜组件的表面孔径大小为0.10μm。
34.所述第二反应区3设置有浓度传感器，便于根据浓度传感器反馈的数据指导活动隔板61和曝气量的调整。浓度传感器包括溶解氧浓度传感器、硝酸盐浓度传感器。
35.一种利用图1所示的污水处理装置进行污水处理的工艺，包括如下步骤：
36.(1)污水首先通过进水泵进入第一反应区，与来自第二反应区的回流液混合，得到的混合液通过固定隔板的下方进入第二反应区；
37.(2)鼓风机通过曝气管进行曝气，进入第二反应区的混合液在曝气作用下，一部分混合液通过固定隔板的上方回流至第一反应区形成逆时针循环，一部分混合液进入固液分离装置进行固液分离，形成局部高微生物浓度区域，固液分离装置中分离的净化水通过抽水泵排出；
38.所述来自第二反应区的回流液包含活性污泥；
39.所述活性污泥的浓度为4000～12000mg/l；
40.所述第二反应区回流至第一反应区的回流比为3～9；
41.所述回流比通过活动隔板的角度和/或曝气装置的曝气量控制；
42.污水处理过程中，通过在线溶解氧和硝酸盐浓度传感器指导活动隔板和曝气量的调整回流量和溶氧量。
43.实施例1
44.一种利用图1所示的污水处理装置进行污水处理的工艺，包括如下步骤：
45.(1)将污水按6m3/d(某大学内生活污水，进水水质情况如表1所示)首先通过进水泵进入第一反应区，与来自第二反应区的回流液(含活性污泥，污泥浓度为8000mg/l)混合，得到的混合液通过固定隔板的下方进入第二反应区；
46.(2)鼓风机通过曝气管进行曝气，进入第二反应区的混合液在曝气作用下，一部分混合液通过固定隔板的上方回流至第一反应区形成逆时针循环(活动隔板处于竖直状态时(活动隔板与固定隔板上方的延长线的角度为0
°
))，使得第二反应区回流至第一反应区的回流比为2；一部分混合液进入中空纤维膜组件进行固液分离，形成局部高微生物浓度区域，分离的净化水通过抽水泵排出；水力停留时间5h后，出水水质如表1所示：cod去除率为93.55％，toc去除率为82.03％，tn去除率为24.73％，氨氮去除率为98.03％，tp去除率为44.44％。
47.实施例2
48.本实施例的处理工艺与实施例1相同，区别仅在于：步骤(2)中活动隔板与固定隔板上方的延长线的角度为15
°
，使得第二反应区回流至第一反应区的回流比为5；出水水质如表1所示：cod去除率为89.82％，toc去除率为67.74％，tn去除率为59.73％，氨氮去除率为99.07％，tp去除率为70.13％。
49.实施例3
50.本实施例的处理工艺与实施例1相同，区别仅在于：步骤(2)中活动隔板与固定隔板上方的延长线的角度为30
°
，第二反应区回流至第一反应区的回流比为10；出水水质如表1所示：cod去除率为84.31％，toc去除率为57.04％，tn去除率为8.94％，氨氮去除率为64.79％，tp去除率为10.53％。
51.表1实施例1～3中进水和出水的理化指标
[0052][0053][0054]
实施例1～3的结果表明，当活动隔板开度为0
°
时，第二反应区回流至第一反应区的回流比为2，影响系统脱氮，出水总氮不达标；
[0055]
当活动隔板开度为15
°
时，第二反应区回流至第一反应区的回流比为5，系统脱氮运行理想，出水氨氮、总氮指标均达标；
[0056]
当活动隔板开度为30
°
时，第二反应区回流至第一反应区的回流比为10，影响系统脱氮，出水氨氮、总氮均不达标。
[0057]
实施例4
[0058]
本实施例的处理工艺与实施例2相同，区别仅在于：本实施例中第一反应区还包括搅拌器，结果如表2所示：cod去除率为92.81％，toc去除率为78.71％，tn去除率为41.77％，氨氮去除率为86.58％，tp去除率为53.18％；可见，增加搅拌器后，其污水处理效果与实施例2(无搅拌器)相当，但吨水单位电耗明显高于实施例2(无搅拌器)。
[0059]
表2实施例2和实施例4中进水和出水的理化指标
[0060][0061]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。