申请日2015.07.24
公开(公告)日2017.08.25
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开的是一种高寒地区生活污水处理工艺，并公开了该工艺的装置。本发明中该工艺包括以下步骤：(1)污水连续流入氧化沟内的厌氧区，并顺次流经缺氧区、好氧区和沉淀区后排出，该好氧区内设置有具有菌种的填料区，且污水在氧化沟内的流速小于0.15m/s;并在缺氧区、好氧区、填料区的污水中进行曝气;(2)好氧区末端的污水回流至缺氧区;沉淀区的污泥部分回流到厌氧区内，其余排出。本发明适用于高寒地区的污水处理，且具有水处理工艺简单、处理成本低、能耗低、占地面积小、处理效果佳等优点。
权利要求书
1.一种高寒地区生活污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)污水连续流入氧化沟内的厌氧区，并顺次流经缺氧区、好氧区和沉淀区后排出，该好氧区内设置有具有菌种的填料区，且污水在氧化沟内的流速小于0.15m/s;且对缺氧区、好氧区、填料区的污水进行曝气;
(2)好氧区末端的污水回流至缺氧区;沉淀区的污泥部分回流到厌氧区内，其余排出;
所述好氧区分为一段好氧区和二段好氧区，填料区位于一段好氧区和二段好氧区之间。
2.根据权利要求1所述的一种高寒地区生活污水处理工艺，其特征在于，所述填料区内填料为悬浮生物填料、组合填料、立体弹性填料或多面空心球填料。
3.根据权利要求1所述的一种高寒地区生活污水处理工艺，其特征在于，所述污水在氧化沟内的流速为0.05-0.15m/s，好氧区末端污水的回流比为50%-200%，沉淀区的回流污泥量为25%-100%。
4.根据权利要求1所述的一种高寒地区生活污水处理工艺，其特征在于，所述污水处理过程中所用菌种均为耐寒菌。
5.一种高寒地区生活污水处理装置，其特征在于，包括氧化沟，沿着污水流动方向顺次设置在氧化沟内的厌氧区(1)、缺氧区(2)、好氧区和沉淀区(6)，设置在好氧区内的填料区(4)，安装在填料区(4)内的填料，以及设置在缺氧区(2)、好氧区和填料区(4)的曝气装置(7);所述沉淀区(6)末端通过污泥回流管(8)与厌氧区(1)连通，该沉淀区(6)末端还设置有污泥排出管(9);好氧区末端通过污水回流管(10)与缺氧区(2)连通;
所述好氧区由一段好氧区(3)和二段好氧区(5)组成，该填料区(4)位于一段好氧区(3)和二段好氧区(5)之间。
6.根据权利要求5所述的一种高寒地区生活污水处理装置，其特征在于，所述氧化沟为环形，该厌氧区(1)设置在氧化沟的中心部位，缺氧区(2)环绕设置在厌氧区(1)一周，一段好氧区(3)、填料区(4)、二段好氧区(5)和沉淀区(6)则围绕缺氧区(2)一周设置。
7.根据权利要求6所述的一种高寒地区生活污水处理工艺的装置，其特征在于，所述厌氧区(1)与缺氧区(2)连接处、以及缺氧区(2)与一段好氧区(3)连接处的水流转向流动，转向角度大于90度。
8.根据权利要求5或6或7所述的一种高寒地区生活污水处理工艺的装置，其特征在于，所述厌氧区(1)内还设置有搅拌装置(11)。
说明书
一种高寒地区生活污水处理工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理工艺和装置，具体涉及的是一种高寒地区生活污水处理工艺及装置。
背景技术
在污水处理中，最佳水温为20-35℃，水温处于15℃以下即为低温。经调查，在高海拔、低温地区(以下简称“高寒地区”) 年平均气温维持在2-14℃之间，全年有4-6个月污水温度在10℃左右，属于低温环境。
常见污水处理工艺有CASS工艺和SBR工艺，但该类工艺运用在高寒地区时存在闲置率较高、生物脱氮除磷效率难以提高、沉淀及排水阶段池面易结冰等问题;并且该类工艺处理后的污水很难达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一类A标。
导致处理后的污水难以达标的主要原因在于：
1、低温可显著降低活性污泥中微生物的活性、数量及种群分布，降低微生物对有机物的分解能力;
2、季节性降温时，反硝化细菌比硝化细菌更加敏感，所以反硝化过程将先于硝化过程而导致脱氮效果不好;
3、CASS和SBR工艺池面积大，在非曝气时段，因水体流动性差造成池内常常结冰而影响处理效果;
4、海拔高使得环境中氧分压较低，污水处理系统中好氧微生物作用受到抑制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的污水处理工艺无法较好地实现高寒地区污水处理的问题;提供既可有效防止工艺中污水结冰，又可以有效提高污水处理效果的一种高寒地区生活污水处理工艺，并公开了一种高寒地区生活污水处理装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高寒地区生活污水处理工艺，包括以下步骤：
(1)污水连续流入氧化沟内的厌氧区，并顺次流经缺氧区、好氧区和沉淀区后排出，该好氧区内设置有具有菌种的填料区，所述污水在氧化沟内的流速小于0.15m/s;并对缺氧区、好氧区、填料区的污水进行曝气;
(2)好氧区末端的污水回流至缺氧区;沉淀区的污泥部分回流到厌氧区内，其余排出。
本发明通过连续进水和连续出水的设置，且缺氧区、好氧区及填料区曝气搅动污水，使氧化沟内水流一直处于流动状态，有效避免结冰的情况发生;同时，通过上述各区域的设置顺序以及污水和污泥回流的设置方式，好氧区末端的硝化液大量回流至缺氧区，这会使硝化液连续的经过缺氧-好氧的环境，进而提高系统的脱氮效率，且该回流的方式保证了污水中有充足的碳源，使脱氮、除磷效果更好;污泥回流使厌氧区的进水与回流污泥充分混合，活性污泥经历一个高负荷的吸附阶段。该工艺使聚磷菌在厌氧区进行大量的释磷，有利于聚磷菌在好氧区的充分吸磷，进而降低污水中磷含量;且厌氧区还可有效地抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。
现有技术中氧化沟由于其流速较高且池内安装有曝气推流装置，不便于在氧化沟内设置悬浮填料，如果在氧化沟内设置悬浮填料则容易导致悬浮填料被水流冲出好氧区，甚至该悬浮填料会被污水冲到沟口进而导致水流出口的堵塞，进而极大影响处理效果。本发明在氧化沟内的好氧区中设置具有菌种的填料区，同时将水流速度降低到0.15m/s以下，可以有效保证悬浮填料不被水流冲走，进而实现在氧化沟内设置填料区的目的。
同时，本发明中填料区通过利用悬浮填料来固定微生物的量，有效维持填料区内的高生物量，同时悬浮填料之间会形成生物膜，膜内外氧含量有差异，进一步促进对氮、磷的去除，并且还可以有效的去除污水中的悬浮物。且在填料区内，活性污泥是固定在悬浮填料上，这会使污水在流动方向上始终有高负荷的活性污泥，增加了污水与活性污泥的接触时间，提高了整个工艺的处理效果。
通过上述氧化沟、氧化沟内各区域的布置方式的设置，以及通过氧化沟与悬浮填料相结合的处理方式，可有效对高寒地区的污水进行处理，防止污水处理过程中结冰的现象发生，且处理后的污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A类标准。
为了达到更好地效果，所述好氧区分为一段好氧区和二段好氧区，填料区位于一段好氧区和二段好氧区之间。
所述填料区内填料为悬浮生物填料、组合填料、立体弹性填料或多面空心球填料。本发明实验是用小型装置对污水进行处理，因而不宜采用较大体积填料，所以本发明中所述填料区内填料优选为K3悬浮生物填料。在实际工程应用时优选φ150组合填料或悬浮生物填料。
为了避免结冰的情况下最大化的保证污水的处理效果，所述污水在氧化沟内的流速为0.05-0.15m/s，所述好氧区末端污水的回流比为50%-200%，沉淀区的回流污泥量为25%-100%。
本发明的污水处理工艺中所用菌种均采用耐寒菌，本发明中的耐寒菌是采用现有的常规手段经过基因工程筛选培养驯化出的耐寒菌;该耐寒菌的筛选、驯化过程如下：在高寒地区采取细菌样本，经过富集培养和分离后得到纯的耐冷细菌。该耐寒菌可在0-15℃环境中正常生长、繁殖和代谢，菌株革兰氏检测表现为阴性，且为短螺旋菌，有极生鞭毛, 细胞为杆形, 有集束生长的习惯，而且在0-15℃的环境中具有与其他水处理工程菌在常温条件下相近的催化活性和生物降解度。经测定，耐寒菌在10℃的实验环境下该耐冷细菌对污水中的氮、磷有极强的富集降解作用，随着细菌的生长繁殖，大量消耗污水中的氮、磷元素。
一种高寒地区生活污水处理装置，包括氧化沟，沿着污水流动方向顺次设置在氧化沟内的厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，设置在好氧区内的填料区，安装在填料区内的填料，以及设置在缺氧区、好氧区和填料区的曝气装置;所述沉淀区末端通过污泥回流管与厌氧区连通，该沉淀区末端还设置有污泥排出管;好氧区末端通过污水回流管与缺氧区连通。
上述装置使用于本发明的一种高寒地区生活污水处理工艺，即将氧化沟内区域沿着水流方向顺次划分为不同的区域，通过各区域的结合有效提高污水的处理能力;同时将填料结合到氧化沟中，有效实现高寒地区的污水处理，使处理后的污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A类标准。
为了提高污水处理效果，所述好氧区由一段好氧区和二段好氧区组成，该填料区位于一段好氧区和二段好氧区之间。
为了能有效节约占地面积，所述氧化沟为环形，该厌氧区设置在氧化沟的中心部位，缺氧区环绕设置在厌氧区一周，一段好氧区、填料区、二段好氧区和沉淀区则围绕缺氧区一周设置。
为了更好地达到防止结冰的效果，所述厌氧区与缺氧区连接处、以及缺氧区与一段好氧区连接处的水流转向流动，转向角度大于90度。
为了使入水和污泥充分混合均匀，所述厌氧区内还设置有搅拌装置。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
1、本发明采用一体化氧化沟结构，该沟内污水为连续进水连续出水的方式，进而使污水始终保持流动状态，可有效避免CASS、SBR等沉淀阶段水池表面结冰的现象;同时通过在好氧区内设置填料区，通过在氧化沟与填料区相结合的方式，有效提高高寒条件下污水处理效果，使处理后的污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A类标准;
2、本发明的解决了目前高寒地区城市生活污水处理方法低温(0-15℃)下污水处理效率低、工艺复杂、处理成本高、能耗大、处理不达标的问题;提供一种占地面积小、低温下处理效果好的污水处理工艺和装置;
3、本发明具有适用于高寒地区的污水处理，低温(0-15℃)下设备能正常运转，且处理效率较高，过程中水处理工艺简单，处理成本低，能耗低，占地面积小，同时大幅降低了剩余污泥量。