申请日2014.07.28
公开(公告)日2014.11.26
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种污水处理装置及其污水处理方法，对极难生物降解的抗生素类制药污水为主的混合工业污水进行处理，污水经过栅格、沉砂池、调节初沉池、改进型倒置AA/O池、曝气生物滤池、絮凝沉淀池和污泥浓缩池，通过机械拦截、化学氧化、多次生物降解和化学絮凝作用，进行脱氮除磷，取得了很好的处理效果，出水CODcr、NH3-N和TP等指标均达到一级排放标准，该方法处理效果稳定可靠，运行成本较低。改进后的缺氧池、厌氧池、好氧池等生化反应池均自带独立的泥水自动分离的装置，免去了污泥回流，较大减少了动力消耗，降低了污水处理成本，具有经济和技术双重优越性。本发明提出的耦合方法不易受进水水质波动及其它因素影响，具有工艺耐冲击负荷强，污泥沉降性能好，无发生污泥膨胀现象等特点，具有很广泛的应用前景。
权利要求书
1. 一种污水处理装置，包括栅格、沉砂池、调节初沉池、改进型倒置AA/O池、曝气生物滤池、絮凝沉淀池和污泥浓缩池，其特征在于：所述的改进型倒置AA/O池中缺氧池出水口与厌氧池进水口连接，所述厌氧池出水口与好氧池进水口连接，所述的缺氧池、厌氧池和好氧池中均设有隔板和泥斗，所述的隔板设在池中，将池分成两个区，其中一个区为生化反应区，另一个区为泥水自动分离区，所述生化反应区的外侧壁上端部设有进水口，所述泥水自动分离区的外侧壁上端部设有出水口，所述的隔板在靠近池底的中下部处设有泥水进出口，所述的泥斗设在泥水自动分离区的池底部，泥斗的侧壁与池底的夹角为20-70°，泥斗的底端设有排泥装置。
2. 根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的隔板与池上表面的夹角为20-90°。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理装置，其特征在于：所述的排泥装置为带穿孔管的排泥泵。
4. 一种采用了如权利要求1～3所述之一污水处理装置的污水处理方法，其特征在于：所述的方法采用“改进型倒置AA/O法+曝气生物滤池+絮凝沉淀池”耦合方法对工业污水进行处理;该方法具体包括以下步骤：
1)工业污水经格栅截留污水中大块污物后流入沉砂池，沉淀去除沙粒;
2)沉砂池上部输出的污水流入调节初沉池，调节水质和水量至均匀化，同时污水与池中的污泥充分混合，通过污泥的吸附，除去污水中部分污染物;
3)调节初沉池上部输出的污水依次经过改进型倒置AA/O池进行反应，在缺氧池中搅拌调节污水中溶氧量处于 0.2mg/L～0.5mg/L，同时驯化出一类以NO3--N作为最终电子受体的反硝化聚磷菌群，反硝化聚磷菌以NO3-作为电子受体，利用污水中的内碳源，通过“一碳双用”方式同时实现反硝化脱氮、去除硝态氧和缺氧吸磷;在厌氧池中控制污水中溶氧量≤0.2mg/L，在厌氧微生物的作用下，发生水解酸化反应，将难溶性大分子有机物水解成溶解性有机物以提高污水水质的可生化性，同时释放磷;在好氧池中搅拌调节污水中的溶氧量处于2mg/L～3mg/L，驯化出好氧菌群，在好氧菌的生物代谢作用下降解有机物和生物除磷;
4)好氧池中输出的污水上清液一部分回流至缺氧池，一部分流入曝气生物滤池，在曝气生物滤池中，通过机械拦截、化学氧化和生物降解协同作用，继续深度生物降解污水中的污染物;
5)曝气生物滤池输出的污水最后流入絮凝沉淀池，在絮凝沉淀池中加入铁系或铝系絮凝剂，通过化学絮凝作用，进一步去除残余污染物，最终实现达标排放。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理方法，其特征在于：所述的调节初沉池中的污泥为缺氧池、厌氧池、好氧池泥斗和絮凝沉淀池排出的污泥，经排泥泵输送至调节初沉池，与污水充分混合，活性污泥吸附污水中部分污染物;经调节初沉池泥水分离后剩余的污泥再泵入污泥浓缩池，进行污泥浓缩、脱水、压干。
说明书
一种污水处理装置及其污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种污水处理装置及其污水处理方法。
背景技术
目前，食品、造纸、印染、制药、化工等企业生产过程中排放大量的污水，这些污水属于有机废水，这种有机污水需经过处理才能排放到自然界中，否则直接排放到自然界水体中会严重污染水环境。
近年来，水环境污染和水体富营养化的问题日益严重。而氮、磷是引起水体富营养化的主要因素。随着公众环境意识的提高和国内外对氮、磷的排放的限制标准越来越严格，研究开发经济、高效的有机物、氮、磷协同处理技术，一直是水污染控制工程领域的热点。
工业区的混合工业废水均难处理，特别是以抗生素生产废水为主的混合工业废水更难处理。抗生素生产废水是一类成分复杂、色度高、生物毒性大、含多种抑制物质的高浓度难降解有机废水，是目前国内外污水处理的难点和热点。国内外对该类废水处理做了许多的试验研究工作，如采用Fenton试剂法、光催化氧化法、臭氧氧化法和活性污泥法等，但是这些技术存在着占地面积大、投资大、处理成本较高和废水处理达标率偏低等缺点，因此在实际工程推广中受到较大限制。福建省某工业区一期工程采用“水解酸化+MSBR+絮凝沉淀” 耦合技术处理该区以抗生素生产废水为主的混合工业废水，污水厂多年运营实践表明：当进水满足设计进水水质标准时，出水水质CODcr、NH3-N和TP等各项污染物排放指标均能稳定的达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准的要求;该工艺处理效果稳定，耐冲击负荷性较强，工艺组合较合理，但只能达到二级排放标准的要求;二期工程采用“水解酸化+MSBR+臭氧氧化+絮凝沉淀+曝气生物滤池” 复合技术处理，虽能达到一级排放标准的要求，但占地面积大、处理成本高、运营管理复杂。
厌氧/缺氧/好氧法(即AA/O法)生物脱氮除磷的特点是工艺虽然简单，且能够同步脱氮除磷，总停留时间短，污泥不易膨胀，无需投药，处理费用低，但是AA/O法存在当达到一定效果后，除磷量和脱氮效率难以进一步提高的问题。改良AA/O法虽综合了A/O法和改良UCT工艺的优点，即在厌氧池之前增设厌氧/缺氧池，有利于厌氧池的聚磷菌释磷同时抑制了丝状菌的繁殖，改善了泥水分离性能，提高运行稳定性和处理效果，但是存在污泥回流量大，增加污水处理成本。
目前，国内外对AA/O法及其变形工艺的研究多以生活污水为处理对象，而采用AA/O法直接处理工业废水的报道较少，特别是以抗生素类制药为主的工业废水鲜见报导，倒置AA/O法直接处理以抗生素类制药为主的工业废水未见报导。基于此本发明人提出采用“改进型倒置AA/O法+曝气生物滤池+絮凝沉淀池”耦合方法对工业污水进行处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机物高效去除同时脱氮除磷效率高、处理效果稳定可靠、运行成本低的污水处理装置及其污水处理方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种污水处理装置，其包括栅格、沉砂池、调节初沉池、改进型倒置AA/O池(即缺氧池、厌氧池、好氧池)、曝气生物滤池、絮凝沉淀池和污泥浓缩池，所述的缺氧池出水口与厌氧池进水口连接，所述厌氧池出水口与好氧池进水口连接，所述的缺氧池、厌氧池和好氧池中均设有隔板和泥斗，所述的隔板设在池中，将池分成两个区，其中一个区为生化反应区，另一个区为泥水自动分离区，所述生化反应区的外侧壁上端部设有进水口，所述泥水自动分离区的外侧壁上端部设有出水口，所述的隔板在靠近池底的中下部处设有泥水进出口，所述的泥斗设在泥水自动分离区的池底部，泥斗的侧壁与池底的夹角为20-70°，泥斗的底端设有排泥装置。
所述的隔板与池上表面的夹角为20-90°。
所述的排泥装置为带穿孔管的排泥泵。
一种污水处理方法，其采用了如上所述的污水处理装置，所述的方法采用“改进型倒置AA/O法+曝气生物滤池+絮凝沉淀池”耦合方法对工业污水进行处理;该方法具体包括以下步骤：
1)工业污水经格栅截留污水中大块污物后流入沉砂池，沉淀去除沙粒;
2)沉砂池上部输出的污水流入调节初沉池，调节水质和水量至均匀化，同时污水与池中的污泥充分混合，通过污泥的吸附，除去污水中部分污染物;
3)调节初沉池上部输出的污水依次经过改进型倒置AA/O池进行反应，在缺氧池中搅拌调节污水中溶氧量处于 0.2mg/L～0.5mg/L，同时驯化出一类以NO3--N作为最终电子受体的反硝化聚磷菌群，反硝化聚磷菌以NO3-作为电子受体，利用污水中的内碳源，通过“一碳双用”方式同时实现反硝化脱氮、去除硝态氧和缺氧吸磷;在厌氧池中严格控制溶氧量≤0.2mg/L，在厌氧微生物的作用下，主要发生水解酸化反应，将难溶性大分子有机物水解成溶解性有机物以提高污水水质的可生化性，同时充分释放磷;在好氧池中搅拌调节污水中的溶氧量处于2mg/L～3mg/L，驯化出好氧菌群，在好氧菌的生物代谢作用下高效降解有机物和高效生物除磷;
4)好氧池中输出的污水上清液一部分回流至缺氧池，一部分流入曝气生物滤池，在曝气生物滤池中，通过机械拦截、化学氧化和生物降解协同作用，继续深度生物降解污水中的污染物;
5)曝气生物滤池输出的污水最后流入絮凝沉淀池，在絮凝沉淀池中加入铁系或铝系絮凝剂，通过化学絮凝作用，进一步去除残余污染物，最终实现达标排放。
所述的调节初沉池中的污泥为缺氧池、厌氧池、好氧池和絮凝沉淀池排出的污泥，经排泥泵输送至调节初沉池，与污水充分混合，活性污泥吸附污水中部分污染物;经调节初沉池泥水分离后剩余的污泥再泵入污泥浓缩池，进行污泥浓缩、脱水、压干。
本发明采用以上技术方案，其有益效果如下：
(1) 本发明所提出的“改进型倒置AA/O法+曝气生物滤池+絮凝沉淀池”耦合方法在进水CODcr、NH3-N和TP等污染物浓度符合GB8978-1996《污水综合排放标准》三级排放标准前提下，对极难生物降解的抗生素类制药污水为主的混合工业污水进行处理，取得了很好的处理效果，出水CODcr、NH3-N和TP等指标均达到“一级排放标准”，并且该工艺处理效果稳定可靠，运行成本较低。
(2)本发明与“水解酸化+MSBR+臭氧氧化+絮凝沉淀+曝气生物滤池”组合工艺相比，本发明占地面积更小、建设投资更少、处理效果更佳、处理成本更低、运营管理更简单，其出水稳定达到“一级标准”，更具有经济和技术双重优越性。
(3) 改进后的缺氧池、厌氧池、好氧池等生化反应池均自带独立的泥水自动分离的装置，免去了污泥回流，较大地减少了动力消耗，降低了污水处理成本，泥水分离时间控制在0.2-2.5h，而且各池可根据运营需要各自控制污泥浓度，使各池中的活性污泥在各自最佳的环境中生长，互不干扰、相互独立，大大提高了生物处理效率。
(4)改进后倒置AA/O法较传统AA/O法和改良AA/O法，出水P含量明显降低，且因为缺氧段设于工艺首端，反硝化可优先获得碳源，因而反硝化速率也可提高15%一39%。
(5)本发明提出的耦合方法处理以抗生素类制药为主的混合工业污水，不易受进水水质波动及其它因素影响，具有工艺耐冲击负荷强，容易获得稳定的CODcr、磷和氮去除，且生化污泥分开不会影响微生物活性，污泥沉降性能好，无发生污泥膨胀现象等特点。本发明污水处理工艺为极难生物降解的抗生素类制药污水为主的混合工业污水的高效处理提供了新方法，具有很广泛的应用前景，也为其它难处理的混合工业污水的高效处理提供了新途径。