一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法
2023-05-28 21:00:46
專利名稱：一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種汙水處理方法。
背景技術：
我國現有建成運行的汙水處理廠，尤其是城市汙水廠，大多數採用的是傳統活性汙泥法及其變形工藝，但是傳統的活性汙泥處理工藝存在著對氨氮去除不理想，水處理效果差的問題，且在活性汙泥處理過程中需要定期排放出大量的剩餘汙泥，這些剩餘汙泥中飽含著各種汙染物，需要對剩餘汙泥處理後才能排放出去，增加了汙水處理的成本，由於活性汙泥法不宜採用過高的有機負荷，因而池容積需要較大，活性汙泥法的佔地面積較大。
曝氣生物濾池法是充分借鑑汙水處理接觸氧化法和普通快濾池的設計思路，即將生物接觸氧化與過濾結合在一起，以達到汙水處理的目的，目前世界上已有數千座汙水池廠採用了這種技術，應用範圍也由最初城市汙水、微汙染飲用水、生活雜排水等的處理，發展到食品、釀造、造紙等各種工業有機汙水處理。由於曝氣生物濾池本身的性質特點，目前汙水廠多採用二級或三級曝氣生物濾池工藝，也有用前置或後置反硝化工藝，但是普遍存在著處理流程長、效果差的問題，其中現有的前置反'硝化工藝處理城市汙水時，往往由於進水中
C/N不足而需要外加碳源進行反硝化作用，增加了水處理的運行成本。
發明內容
本發明為了解決現有的水處理方法處理流程長，處理效果差，佔地面積大以及汙水處理成本高的問題，而提供了一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法。
本發明的城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法按照以下步驟進行一、城市汙水依次經過粗格柵、中格柵、轉鼓式細格柵、旋流沉砂池和水解酸化沉澱池進行預處理；二、預處理後的出水和清水池回流來的硝化液一起進入缺氧生物濾池，控制缺氧生物濾池的TN容積負荷為l 2.5kg/m3*d，上升流速為10~12m/h，水力停留時間為0.2 0.8h，硝化液的回流比為100 150%，缺氧生物濾池中的濾料是生物陶粒，濾料的粒徑為6 8mm，濾料層厚度為2 2.5m;三、缺氧生物濾池出水進入曝氣生物濾池進水的配水廊道中，配水廊道中汙水的流速為1.7 2m/s;將質量濃度為28%~32%的FeCl3溶液以9~llmL/s的流速加入配水廊道中，FeCl3溶液與配水廊道中的汙水混合進行後置反硝化化學除磷；四、配水廊道的出水進入曝氣生物濾池，控制曝氣生物濾池NH3-N容積負荷為0.2 0.3kg/m3*d， BOD容積負荷為2 2.5kg/m、d，濾速為2 6m/h，曝氣生物濾池中的濾料為生物陶粒，濾料的粒徑為4 6mm，濾料層厚度為2.5 3.2m;五、曝氣生物濾池處理的出水進入到清水池中，清水池中50% 60%的出水作為硝化液回流至缺氧生物濾池中，剩餘的出水進入紫外消毒設備，在紫外線劑量為17 20mJ/cn^的條件下進行滅菌；即實現了城市汙水的處理。
本發明的曝氣生物濾池和缺氧生物濾池的反洗周期為24 48h，曝氣生物濾池和缺氧生物濾池的反洗方法按以下步驟進行(一)、曝氣生物濾池和缺氧生物濾池在氣洗強度30 50L，m人s"條件下氣洗10min; (二)、曝氣生物濾池和缺氧生物濾池汽洗後在氣洗強度為30 50L，m、s'1和水洗強度為10 20L*m、S"的條件下氣水洗10min;(三)、曝氣生物濾池和缺氧生物濾池汽水洗後在水洗強度為10 20L，m人s"的條件下水洗10min。曝氣生物濾池在反洗20~30分鐘後恢復最佳狀態，缺氧生物濾池在反洗50~80min後恢復最佳狀態。
本發明的城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法首先對汙水進行預處理，汙水經過粗格柵、中格柵、轉鼓式細格柵、旋流沉砂池，去除汙水中粒徑較大的懸浮物，然後經過水解酸化沉澱池的活性汙泥層中的兼性菌的作用，對汙水中部分顆粒狀的有機物進行吸收和降解，將複雜有機物轉化成小分子易降解的有機物。經過預處理的出水和曝氣生物濾池流出的硝化回流液一起進入缺氧生物濾池，在缺氧的狀態下，反硝化菌在濾料上成長為優勢菌種，利用預處理的水中的有機質作為電子供體，清水池流出回流液中的N03-N作為電子受體，進行電子的轉移，最終轉化為氣態氮，進入空氣中，達到脫氮的目的，其中缺氧生物濾池和曝氣生物濾池的反洗周期24~48h，經過反衝洗後的生物濾池可繼續使用。
本發明的前置反硝化的水處理方法與傳統的活性汙泥法相比較，本發明的水處理方法能有效的去除汙水中氨氮，氨氮的含量低於5mg/L，處理效果好；本發明的生物濾池法採用的生物濾料粒徑小、比表面積大，在容積負荷很高的情況下，濾池面積也可以很小，與傳統的活性汙泥法相比較佔地面積減少了40%左右；本發明的生物濾池法使用的缺氧生物濾池和曝氣生物濾池經過反衝洗後的可繼續使用，降低了汙水處理的成本。
本發明的前置反硝化生物濾池的水處理方法與現有的生物濾池水處理方法相比較，本發明的採用後置化學除磷的方法，在曝氣生物濾池進水配水廊道處設化學除磷加藥點，加入FeC13溶液，且比前端加藥用藥量低，大大的降低了運行成本，解決了曝氣生物濾池除磷效果差的問題，提高了水處理效率；而且在不外加碳源的前提下，仍能達到的脫氮效果，汙水經過本發明的方法處理後氨氮的排放濃度在5mg/L以下，SS的排放濃度在10mg/L以下，總磷的排放濃度在0.5mg/L以下，達到了國家規定的《城鎮汙水處理廠綜合排放標準》一級A標準的要求，本發明的方法水處理效果好；本發明的前置反硝化生物濾池的水處理方法中曝氣生物濾池處理的出水進入到清水池中，清水池中50% 60%的出水作為硝化液回流至缺氧生物濾池，為缺氧生物濾池的反硝化作用提供NO、達到脫氮的目的，縮短了工藝流程，降低了水處理成本。
本發明的方法工藝簡單，佔地面積小，脫氮除磷效果好，在能耗和基建費用較低的情況下出水水質穩定，達到了國家規定的《城鎮汙水處理廠綜合排放標準》一級A標準的要求。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法按照以下步驟進行 一、城市汙水依次經過粗格柵、中格柵、轉鼓式細格柵、旋流沉砂池和水解酸化沉澱池進行預處理；二、預處理後的出水和清水池回流來的硝化液一起進入缺氧生物濾池，控制缺氧生物濾池的TN容積負荷為l 2.5kg/m3*d，上升流速為10~12m/h，水力停留時間為0.2 0.8h，硝化液的回流比為100 150%，缺氧生物濾池中的濾料是生物陶粒，濾料的粒徑為6 8mm，濾料層厚度為2 2.5m;三、缺氧生物濾池出水進入曝氣生物濾池進水的配水廊道中，配水廊道中汙水的流速為1.7 2m/s;將質量濃度為28% 32%的FeCV溶液以9~llmL/s的流速加入曝氣生物濾池進水的配水廊道中，FeCl3溶液與配水廊道中的汙水混合進行後置化學除磷；四、配水廊道的出水進入曝
6氣生物濾池，控制曝氣生物濾池NHrN容積負荷為0.2 0.3kg/m3，d， BOD容積負荷為2~2.5kg/m3 d，濾速為2 6m/h，曝氣生物濾池中的濾料為生物陶粒，濾料的粒徑為4 6mm，濾料層厚度為2.5 3.2m;五、曝氣生物濾池處理的出水進入到清水池中，清水池中50% 60%的出水作為硝化液回流至缺氧生物濾池中，剩餘的出水進入紫外消毒設備，在紫外線劑量為17 20mJ/cm2的條件下進行滅菌；即實現了城市汙水的處理。
汙水經過本實施方式處理後氨氮的排放濃度在5mg/L以下，SS的排放濃度在10mg/L以下，總磷的排放濃度在0.5mg/L以下，達到了《城鎮汙水處理廠綜合排放標準》 一級A標準。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中粗格柵的間隙為10cm;中格柵的柵前水深為0.8m，間隙為5cm，過柵流速為0.57m/s;旋流沉沙池的池容積為118m3，表面負荷為116.38m3/m2 'h，水力停留時間為40 s。其他步驟及工藝與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中控制水解酸化沉澱池的最大水力負荷為4.7 5.8mVm、h，汙泥濃度為12~23g/L，水力停留時間為2.6 2.9h。其他步驟及工藝與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三不同的是步驟二中控制缺氧生物濾池的TN容積負荷為1.9 2.3kg/m3*d，水力停留時間為0.4 0.7h，回流比為110 130%。其他步驟及工藝與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一、二或四不同的是步驟二中缺氧生物濾池中的濾料的粒徑為5 7mm，濾料層厚度為2.1 2.4m。其他步驟及工藝與具體實施方式
一、二或四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟三中將質量濃度為29%~31%的FeCl3溶液以9 11mL/s的流速加入曝氣生物濾池進水的配水廊道中。其他步驟及工藝與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一、二、四或六不同的是步驟三中FeCV溶液和配水廊道中的汙水採用空氣攪拌的方法進行混合。其他步驟及工藝與具體實施方式
一、二、四或六相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟四中控制曝氣生物濾池的NH3-N容積負荷為0.22 0.28kg/m3*d， BOD容積負荷為2.1 2.4 kg/m3*d，濾速為2.5 4.5m/h。其他步驟及工藝與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一、二、四、六或八不同的 是步步驟四中曝氣生物濾池的濾料的粒徑為3 5mm，濾料層厚度為2.7 3m。 其他步驟及工藝與具體實施方式
一、二、四、六或八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
九不同的是步驟五中紫外線 劑量為18 19mJ/cn^的條件下進行滅菌。其他步驟及工藝與具體實施方式
九 相同。
具體實施方式
十一本實施方式一種城市汙水前置反硝化生物濾池的水處 理方法按照以下步驟進行 一、城市汙水經過粗格柵、中格柵、轉鼓式細格柵、 旋流沉砂池和水解酸化沉澱池進行預處理；二、預處理後的出水和和清水池回 流來的硝化液一起進入缺氧生物濾池，控制缺氧生物濾池的TN容積負荷為 1.8kg/m3*d，上升流速為1 lm/h，水力停留時間為0.5h，硝化液的回流比為120%， 缺氧生物濾池中的濾料是生物陶粒，濾料的粒徑為6 8mm，濾料層厚度為2 2.5m;三、缺氧生物濾池出水進入曝氣生物濾池進水的配水廊道中，配水廊道 中汙水的流速為1.8m/s;將質量濃度為30%的FeCl3溶液以10mL/s的流速加 入配水廊道中，FeCl3溶液與配水廊道中的汙水混合進行後置化學除磷；四、 配水廊道的出水進入曝氣生物濾池，控制曝氣生物濾池的NH3-N容積負荷為 0.27 kg/m3*d， BOD容積負荷為2.25kg/m3*d，濾速為5m/h，曝氣生物濾池中 的濾料為生物陶粒，濾料的粒徑為4 6mm，濾料層厚度為2.5 3.2m;五、 曝氣生物濾池處理的出水進入到清水池中，清水池中55%的出水作為硝化液回 流至缺氧生物濾池中，剩餘的出水進入到紫外消毒設備中，在紫外線劑量為 17 20mJ/cm2的條件下進行滅菌；即實現了汙水的處理。
汙水經過本實施方式處理後氨氮的排放濃度為4mg/L， SS的排放濃度為 8mg/L以下，總磷的排放濃度為0.4mg/L，達到了國家規定的《城鎮汙水處理 廠綜合排放標準》 一級A標準的要求。
權利要求
1、一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法，其特徵在於城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法按照以下步驟進行一、城市汙水依次經過粗格柵、中格柵、轉鼓式細格柵、旋流沉砂池和水解酸化沉澱池進行預處理；二、預處理後的出水和清水池回流來的硝化液一起進入缺氧生物濾池，控制缺氧生物濾池的TN容積負荷為1～2.5kg/m3·d，上升流速為10～12m/h，水力停留時間為0.2～0.8h，硝化液的回流比為100～150％，缺氧生物濾池中的濾料是生物陶粒，濾料的粒徑為6～8mm，濾料層厚度為2～2.5m；三、缺氧生物濾池出水進入曝氣生物濾池進水的配水廊道中，配水廊道中汙水的流速為1.7～2m/s；將質量濃度為28％～32％的FeCl3溶液以9～11mL/s的流速加入曝氣生物濾池進水的配水廊道中，FeCl3溶液與配水廊道中的汙水混合進行後置化學除磷；四、配水廊道的出水進入曝氣生物濾池，控制曝氣生物濾池NH3-N容積負荷為0.2～0.3kg/m3·d，BOD容積負荷為2～2.5kg/m3·d，濾速為2～6m/h，曝氣生物濾池中的濾料為生物陶粒，濾料的粒徑為4～6mm，濾料層厚度為2.5～3.2m；五、曝氣生物濾池處理的出水進入到清水池中，清水池中50％～60％的出水作為硝化液回流至缺氧生物濾池中，剩餘的出水進入紫外消毒設備，在紫外線劑量為17～20mJ/cm2的條件下進行滅菌；即實現了城市汙水的處理。
2、 根據權利要求1所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法， 其特徵在於步驟一中粗格柵的間隙為10cm;中格柵的柵前水深為0.8m，間隙 為5cm，過柵流速為0.57m/s;旋流沉沙池的池容積為1181113，表面負荷為116.38 m3/m2*h，水力停留時間為40s。
3、 根據權利要求1或2所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理 方法，其特徵在於步驟一中控制水解酸化沉澱池的最大水力負荷為 4.7 5.8m3/m2'h，汙泥濃度為17~23g/L，水力停留時間為2.6 2.9h。
4、 根據權利要求3所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法， 其特徵在於步驟二中控制缺氧生物濾池的TN容積負荷為1.9~2.3kg/m3*d，水 力停留時間為0.4 0.7h，硝化液的回流比為110 130%。
5、 根據權利要求1、 2或4所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處 理方法，其特徵在於步驟二缺氧生物濾池中濾料的粒徑為5 7mm，濾料層厚度為2.1 2.4m。
6、 根據權利要求5所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法， 其特徵在於步驟三中將質量濃度為29% 31°/。的FeCb溶液以9 11mL/s的流速 加入曝氣生物濾池進水的配水廊道中。
7、 根據權利要求l、 2、 4或6所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾池 的處理方法，其特徵在於步驟三中FeCl3溶液和配水廊道中的汙水採用空氣攪 拌的方法進行混合。
8、 根據權利要求7所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法， 其特徵在於步驟四中控制曝氣生物濾池的NHrN容積負荷為0.22 0.28 kg/m3*d， BOD容積負荷為2.1~2.4kg/m3*d，濾速為2.5~4.5m/h。
9、 根據權利要求l、 2、 4、 6或8所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾 池的處理方法，其特徵在於步驟四曝氣生物濾池中濾料的粒徑為3 5mm，濾 料層厚度為2.7 3m。
10、 根據權利要求9所述的一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方 法，其特徵在於步驟五中紫外線劑量為18 19mJ/ci^的條件下進行滅菌。
全文摘要
一種城市汙水前置反硝化生物濾池的處理方法，本發明涉及一種水處理方法。本發明解決了現有的水處理方法流程長，處理效果差，佔地面積大以及汙水處理成本高的問題。本發明的步驟一、城市汙水的預處理；二、預處理後的出水與硝化回流液一起進入反硝化濾池中進行反硝化處理；三、後置投加三氯化鐵溶液進行化學除磷；四、反硝化後出水進入曝氣生物濾池進行硝化處理；五、紫外殺菌；即實現了汙水的處理。本發明的方法工藝簡單，縮短了工藝流程，佔地面積小，水處理效果好，在能耗和基建費用較低的情況下出水水質穩定，達到了國家規定的《城鎮汙水處理廠綜合排放標準》一級A標準的要求。
文檔編號C02F9/14GK101475292SQ200910071318
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月21日 優先權日2009年1月21日
發明者叢惠琴, 張凌瀚, 李雨霏, 杉 林, 王煨冬, 王英偉, 胡宏博, 韓洪軍, 馬文成 申請人:哈爾濱工業大學