申请日2013.03.12
公开(公告)日2014.05.14
IPC分类号C02F3/30; C02F101/16; C02F3/34
摘要
本发明提供一种污水处理系统，其包括生化池，生化池分为缺氧区和好氧区;所述缺氧区设置有原水入口和至少一个搅拌机;所述好氧区设置有曝气器、滗水器、活化菌种入口、剩余污泥出口和出水口;生化池下部设置有回流污泥管道。本发明选用CASS池作为生化池，有效实现对污泥的截留，减少污泥流失。本发明的装置和方法能迅速提高生化池的氨氮处理能力，减少温度等因素的冲击，稳定出水水质。采取一次投加足量菌种至需要浓度，多次补充投加少量菌种，用于维持菌种浓度的方式，能够短时间内提高活性污泥中硝化菌的比例。低温条件下，本方法提出的污水处理系统出水氨氮浓度低于采用传统处理系统出水氨氮浓度。
权利要求书
1.一种污水处理系统，包括生化池，其特征在于，所述生化池 分为缺氧区和好氧区，缺氧区和好氧区由池壁分隔;
所述缺氧区设置有原水入口和至少一个搅拌机;
所述好氧区设置有曝气器、滗水器、活化菌种入口、剩余污泥出 口和出水口;
所述生化池内设置有回流污泥管道。
2.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述生化 池外设置有菌种活化装置，所述菌种活化装置通过菌种管道与生化池 的好氧区连接。
3.如权利要求2的污水处理系统，其特征在于，所述菌种活化 装置包括容器、射流曝气装置。
4.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述搅拌 机为1-4个。
5.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述回流 污泥的管道上还设置有回流污泥泵。
6.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述好氧 区内还设置有剩余污泥泵，所述剩余污泥泵与剩余污泥管道连接。
7.一种污水处理的方法，其特征在于，将氨氮菌种置于容器内， 开启射流曝气装置，射流曝气装置从容器内抽出泥水混合物，经充氧 后，回流至容器内，射流曝气装置开启22-26小时，容器内泥水混合 物溶解氧控制在2～4mg/L，然后将所得活化菌种加入到处于曝气状 态或者沉淀状态的生化池好氧区;第一天投加足量，然后每天补加， 使生化池内氨氮菌种体积浓度控制为3-5ml/m3。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述活化菌种是将 氨氮菌种置于容器内，再加入原水与之混合，用射流曝气装置循环搅 动活化装置内的泥水混合物，并实现充氧，得到泥水混合状态的活化 菌种，然后加入到生化池中;氨氮菌种的体积占泥水混合物体积的 0.07-1%。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述每次加入活化 菌种的体积与生化池体积比例为1:2500-10000。
10.如权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于，是用循环式 活性污泥法使原水中氨氮浓度降低，然后通过滗水器将水排出;所述 方法用于处理温度为4-16℃的污水。
说明书
一种污水处理系统及其应用
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体为一种使用活性污泥法处理废水 的系统及其应用。
背景技术
生物脱氮工艺广泛应用于城镇生活污水处理。在好氧条件下，硝 化菌将水中氨氮氧化为硝酸盐，实现对氨氮去除。常温条件下，生物 脱氮工艺具有氨氮处理效率高、工艺运行稳定等优点。其中，CASS 法是循环式活性污泥法的简称。CASS反应池沿池长方向设计为两部 分，前部为缺氧区，后部为好氧区，其好氧区后部安装了可升降的自 动撇水装置(滗水器)。整个工艺的进水、曝气、沉淀、排水等过程 在同一池子内周期循环运行，活性污泥内有微生物，微生物则处于好 氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时 还具有较好的脱氮、除磷功能。
污水处理系统对氨氮的处理效果受硝化菌的种类、数量、温度等 多种因素影响。在20℃～30℃，硝化菌的活性达到最大，污水处理 系统对氨氮的处理效率高，出水氨氮浓度低;当温度低于15℃时， 硝化菌的活性随温度降低呈指数下降，污水处理系统对溶解氧利用率 低，对氨氮的处理效率显著下降，出水氨氮浓度升高。
为稳定出水水质，实现低温条件下生活污水达标排放，通常采用 提高生化池好氧段污泥浓度，以间接地提高硝化菌的数量，具体措施 有：提高污泥回流比，增加生化池污泥浓度;采用膜生物反应器等设 备，最大限度的截留随出水带走的微生物，减少活性污泥流失。上述 方法存在两点不足：第一，提高生化池内污泥浓度，不仅提高了硝化 菌的数量，同时也提高了脱碳菌等异氧菌数量，硝化菌的比例并没有 提高。脱碳菌等异养菌对溶解氧的竞争利用能力大于硝化菌对溶解氧 的竞争利用能力，大量的溶解氧被脱碳菌等异养菌消耗，造成能源浪 费。第二，投资和运行成本高。膜生物反应器建设投资较高，而且由 于需要开启真空泵等设备，运行能耗大大高于常规处理工艺，运行维 护比较复杂;提高污泥回流比，需要加大回流污泥泵功率，也会增加 运行能耗。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的是提出一种污水处 理系统，可以在低温下达到污水处理的效果。进一步地，本方法还提 供一种高效处理15℃以下城镇生活污水氨氮的方法，其充分利用现 有的低温氨氮高效菌种分离、纯化培养的产物和CASS池型及附属设 备，通过投加氨氮菌种，提高生化池内硝化菌的数量，同时利用CASS 工艺特点和滗水器良好的泥水分离效果，截留氨氮菌种，减少氨氮菌 种流失。
本发明的另一目的是提出应用所述污水处理系统处理污水的方 法。
实现本发明目的的技术方案为：
一种污水处理系统，包括生化池，所述生化池分为缺氧区和好氧 区，缺氧区和好氧区由池壁分隔;
所述缺氧区设置有原水(待处理的污水)入口和至少一个搅拌机;
所述好氧区设置有曝气器、滗水器、活化菌种入口、剩余污泥出 口和出水口;
生化池内设置有回流污泥管道。该污泥回流管道穿过池壁，用于 将好氧区污泥输送至缺氧区内。
其中，所述生化池外设置有菌种活化装置，所述菌种活化装置通 过菌种管道与生化池的好氧区连接。
其中，所述菌种活化装置包括容器、射流曝气装置。
其中，所述搅拌机为1-4个。
其中，所述回流污泥的管道上还设置有回流污泥泵。
其中，所述好氧区内还设置有剩余污泥泵，所述剩余污泥泵与剩 余污泥出口连接。剩余污泥排出生化池，回流污泥在生化池内回流， 起到去除硝酸盐等污染物的作用。常规操作条件下，回流污泥量与生 化池进水量的比例为1:0.5-1:1;剩余污泥的排放量视生化池内污泥浓 度确定，用于维持生化池的污泥浓度在3000mg/L-6000mg/L之间。
使用本发明提出的污水处理系统进行污水处理的方法，包括：将 氨氮菌种置于容器内，开启射流曝气装置，射流曝气装置从容器内抽 出泥水混合物，经充氧后，回流至容器内，射流曝气装置开启22-26 小时，容器内泥水混合物溶解氧控制在2～4mg/L，然后将所得活化 菌种加入到处于曝气状态或者沉淀状态的生化池好氧区;第一天投加 足量，然后每天补加，使生化池内氨氮菌种体积浓度控制为3-5ml/m3。
本发明所述的氨氮菌种为经过筛选、培养后的硝化菌菌群，具有 去除污水中氨氮的能力，可采用市售的菌种。
本方法采用一次投加足量氨氮高效菌种数量方式，以迅速提高污 水处理系统处理低温废水氨氮的能力。本方法利用CASS池工艺运行 方式和滗水器良好的泥水分离效果，能够截留绝大部分生化池内的氨 氮菌种;但极少量菌种会因为没有形成菌胶团，沉淀性能差，而被出 水带出生化池，造成生化池内氨氮菌种浓度降低。为稳定生化池内氨 氮高效菌种的浓度，本方法采取每日向生化池好氧段内投加少量氨氮 菌种的方式，以维持生化池内氨氮菌种浓度，稳定生化池处理氨氮的 能力。具体措施为：计算生化池容积和运行初期氨氮高效菌种投加量; 运行初期，将足量氨氮高效菌种活化，并一次投入生化池好氧段内， 使生化池内氨氮高效菌种的浓度达到3-5ml/m3(生化池容积)，利用 生化池完成氨氮高效菌种的驯化、培养;根据生化池的容积和每日处 理水量，向生化池好氧段估算投加少量氨氮高效菌种;生化池每日按 照设计参数运行。
其中，所述加入活化菌种的体积与生化池体积比例为1: 2500-10000。采取第一次投加足量菌种至需要浓度，然后每天补充投 加少量菌种，用于维持菌种浓度。
其中，所述活化菌种是将氨氮菌种置于容器内，再加入原水与之 混合，用射流曝气装置曝气活化，得到泥水混合物，然后加入到生化 池中，氨氮菌种的体积占该泥水混合物体积的0.07-1%。初始投加菌 种时，菌种活化装置内按照1%体积比配制活化菌种;运行阶段，菌 种活化装置内按照0.07-0.14%配制活化菌种。氨氮菌种通常采用汽车 货运形式运至现场。由于氨氮菌种在运输过程中长期处于缺氧状态， 运抵现场时，菌种活性受到抑制。为恢复菌种活性，本方法首先采用 一个小型容器作为菌种活化装置，以生化池内污水作为原水，对氨氮 菌种进行曝气活化，曝气活化时间为22-26小时。
所述污水处理方法，是用循环式活性污泥法使原水中氨氮浓度降 低，然后通过滗水器将水排出。所述方法用于处理温度4-16℃的污水。
原水在进入生化池前，还包括对所述原水进行预处理，所述预处 理包括格栅处理和沉砂池处理;采用格栅从原水中去除可能堵塞水泵 机组及管道阀门的较粗大悬浮物，保证后续处理设施能正常运行;采 用沉砂池设施从原水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以免这些 杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
本发明的有益效果在于：
1、降低投资和运行成本。选用CASS池作为生化池，有效实现 对污泥的截留，减少污泥流失。相比于采用膜生物反应器、接触池等 形式，减少膜组件和填料的采购费用，降低基建投资。同时，生产运 行的过程中，生化池出水通过滗水器实现泥水分离，不需要开启真空 泵等装置，降低了电耗和设备的维护费用。
2、通过投加氨氮高效菌种，能迅速提高生化池的氨氮处理能力， 减少温度等因素的冲击，稳定出水水质。
3、本方法采取一次投加足量氨氮高效菌种方式，能够短时间内 提高活性污泥中硝化菌的比例。低温条件下，采用相同的工艺运行参 数，本方法所述的污水处理系统出水氨氮浓度低于采用传统处理系统 出水氨氮浓度。