申请日2008.11.25
公开(公告)日2009.05.13
IPC分类号C02F9/14; C02F1/32; C02F1/24; C02F3/30
摘要
一种城市污水处理无剩余污泥排放的工艺系统，属于污水处理工艺。其工艺流程是：城市污水从调节池依次经过缺氧生物处理、微氧生物处理、好氧生物处理，再依次经过混凝气浮处理、石英砂过滤、生物活性炭过滤和后续UV杀菌消毒处理后回用作生活杂用水。该工艺的优点是：消除了常规A/O法中的厌氧水解过程中的H2S等臭气污染，同时，降低了曝气量，节约能耗，减少了水处理成本。污水可循环使用，对环境不造成二次污染。处理系统污泥全部回流于缺氧池内，将污泥处理与污水生物处理在同一系统内进行，不仅操作管理方便，系统最终无剩余污泥排放，而且提高了原处理系统出水水质。
翻译权利要求书
1.一种城市污水处理无剩余污泥排放的工艺系统，它是采用缺氧生物处理—微氧生物处 理—好氧生物处理—气浮—过滤—UV杀菌消毒组合工艺处理城市污水，使其达到生活杂用水 质标准。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，缺氧池HRT为4～8h，仅进行适度的缺氧水 解、酸化，无H2S等臭味产生;池内安装生物填料，如弹性立体填料、组合填料，以提高厌 氧菌和兼氧菌的浓度，利用厌氧生化的第一阶段达到提高废水的可生化性，有效降解有机物 的目的，可避免厌氧过程产H2S等臭气污染控制问题，使控制简单化。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，微氧生物处理分二级，均采用生物填料，如 弹性立体填料，组合填料和微孔曝气系统。其中一级微氧池HRT为3～5h，DO为0.5～1mg/L; 二级微氧池HRT为2～3h，DO为1.0～1.5mg/L。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，好氧生物处理工艺分二级，均采用生物填料， 如弹性立体填料，组合填料和微孔曝气系统。其中一级好氧池HRT为3～5h，DO为1.5～ 2.0mg/L;二级好氧池HRT为2～4h，DO为2～4mg/L。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生物处理的后续物化工艺为混凝气浮和过滤 及UV杀菌消毒工艺的依次组合。混凝剂选用PAC;气浮选用部分回流加压溶气气浮工艺;过 滤采用石英砂过滤，或石英砂加后续生物活性炭二级过滤处理;最后采用UV技术，主波长 253.7nm紫外光杀菌消毒，以确保出水稳定达到回用要求。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生物处理、混凝气浮和过滤产生的污泥水与 污泥全部回流于缺氧池内，将污泥处理与污水生物处理在同一系统进行，系统无剩余污泥排 放。
说明书
一种无剩余污泥排放的城市污水处理新技术
所属技术领域
本发明涉及一种无剩余污泥排放的城市污水处理与回用的无臭节能微氧生物处理组合工 艺系统，属于污水处理工艺。
背景技术
活性污泥法是目前世界上城市污水处理应用最广泛的生物处理技术，该法产生大量的剩 余污泥。但剩余污泥处置处理方法存在各种弊端，因此，污泥减量化技术受到了人们的关注。 目前，一般通过物理、化学、生物法等手段将剩余污泥破解后回流到曝气池等生物氧化系统 被微生物降解，从而使整个污水处理系统向外排放的剩余污泥量达到最少，甚至达到零排放， 从源头上解决污泥的产量，从而达到“绿色生产”的目的。
在生化处理中，微生物能使污水中有机碳在新陈代谢过程中转化为无机物和新的有机生 物体。其中的有机物质溶解于水中，形成可被细胞重新利用的自底基质。微生物以自底基质 作为生长底物重复进行新陈代谢可使总的污泥产量减少。由于很难与微生物对污水中原有基 质的利用相区分，微生物利用自底基质的生长被称为隐性生长。有学者利用微生物隐性生长 作用，建立了污泥中微生物细胞生长和衰亡的动态平衡。污泥浓度维持恒定，没有剩余污泥 产生，达到污泥零排放的目的。
污水为微生物提供了理想的生存和繁殖环境，在污水中存在由各种微生物组成的复杂食 物链和生态系统。根据生态学原理，食物链越长，该传递过程的能量损失越大，而生物的产 生量越小。因此，促进捕食细菌的微生物生长，增加活性污泥系统中微生物食物链的长度， 是减少污泥产量的有效方法。在活性污泥系统中加入红斑顠体虫或采用蚯蚓生态滤池来对污 泥进行代谢强化，使生物污泥在生物污水处理系统中被吸收，可实现污泥减量化，甚至零排 放。梁鹏等在活性污泥反应器中引入红斑顠体虫以考察其生长条件和对剩余污泥的减量效果 以及对系统处理效果的影响。研究结果表明，不同SRT和进水负荷条件下的污泥产率系数与 反应器中的红斑顠体虫密度成负相关，对剩余污泥的减量比例为39%～58%。红斑顠体虫的存 在有利于改善污泥的沉降性能，且对COD、氨氮、TP的去除效果影响不大。吴敏等采用蚯蚓 污泥稳定床来处理剩余污泥得到了良好的效果。污泥稳定床对剩余污泥的SS去除率可达99% 以上，COD去除率均可达90%左右。在长期的生态循环中，蚯蚓的增殖和蚯蚓粪的积累不明显， 并解决了剩余污泥的最终处置问题。韩润平等报道了利用蚯蚓等微型动物共同组成的复合床 生态滤池中试研究。试验结果表明，出水质量指标达到国家一级排放标准，整个系统无剩余 污泥产生，实现了剩余污泥的零排放。
阮志华采用常温兼氧酸化水解—生物反应的新工艺，解决了有机废水处理过程中产生的 剩余污泥的问题，实现了污泥零排放。朱振超等将好氧—沉淀—厌氧活性污泥工艺用于处理 上海锦纶厂的废水，剩余污泥达到零排放。曾绍琼等报道了一种由一个污泥的臭氧氧化段和 一个生物处理段组成的名为“生物先导”的可以使污泥零排放的新系统。该系统能基本上消 除剩余的污泥，出水水质良好。处理过的污泥中和后，大约1d后连续返送到曝气池。王宝 贞等研制了淹没式生物膜污水处理技术，并将其应用到广东省番禺市祈福新村生活污水处理 厂，在运行过程中产生的剩余污泥量很少，并定期从沉淀池向曝气池前端回流污泥，基本实 现了污泥的零排放。此技术在处理低有机物浓度的污水过程中表现出了能耗低、抑制污泥膨 胀、提高泥、水分离效果等优点，为以后的广泛应用奠定了现实基础。
污泥处置和处理是世界范围内关注的环境问题，污泥如果处置不当而随意排放，不仅会 造成资源和能源的浪费，而且还会造成环境污染，危害人类健康。剩余污泥在经历了无害化、 资源化的阶段后，现已进入减量化阶段，根据“清洁生产”的原则，对污泥的处置应从源头 进行控制。虽然目前的这些技术都存在着不同程度的问题，但已经为我们提供了一些很有前 景的思路。由于科技不断提高，能耗大、运转成本较高、设备的腐蚀等问题都有望得到进一 步解决，所以这些技术的应用前景非常乐观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理系统无剩余污泥排放的污水处理与回用新技术，以解决 城市污水处理过程中产生的剩余污泥问题，实现污泥零排放。它是采用缺氧生物处理—微氧 生物处理—好氧生物处理—气浮—过滤—UV杀菌消毒组合工艺处理城市污水，使其达到生活 杂用水质标准。
本发明的技术解决方案是城市污水进入调节池进行水质、水量的均衡调节后，通过提升 泵进入缺氧生物处理池进行适度的兼氧生物水解、酸化，废水溢流进入微氧生化池进行生化 处理，出水自流进入好氧生化池进行好氧生化处理，然后通过投加混凝剂进行混凝气浮处理， 最后通过石英砂过滤和颗粒活性炭生物滤池及UV杀毒后进行回用，回用水可达到生活杂用水 标准。
本发明的方法及其特征是它由生化处理工艺和物化处理工艺优化组合而成，所述的生化 处理工艺是由节能、无臭的缺氧生物处理、微氧生物处理和好氧生物处理工艺依次优化组合 集成的一体化设备;所述的物化处理是由作为后续处理工艺的混凝气浮和石英砂过滤、颗粒 活性炭生物滤池过滤及UV杀菌工艺的依次组合。采用本发明的工艺流程进行处理时，调节池 HRT为8h;缺氧池4～8h;一级微氧池HRT为3～5h;二级微氧池HRT为2～3h;一级好氧池 HRT为3～5h;二级好氧池HRT为2～4h。所述的生物处理池均为生物接触氧化池，池内均安 装有生物填料，如组合填料、弹性立体填料，微氧生物池和好氧生物池内底部均安装有微孔 曝气系统，微氧池分两级，DO分别控制在0.3～0.5mg/L，0.5～1.0mg/L，好氧生化池分两级， DO分别控制在1.5～2.0mg/L，2～4mg/L。
所述的后续物化处理工艺中，混凝剂选用铝盐，如PAC、Al2(SO4)3;气浮采用部分回流加 压溶气气浮;过滤采用石英砂过滤加后续颗粒活性炭生物滤池过滤;杀菌消毒采用UV254。
本发明的有益效果是：(1)缺氧生物处理停留时间适度，不会产生恶臭，消除了常规厌 氧生物处理出现的H2S臭气污染;(2)微氧生物处理工艺不会产生臭气污染，消除了厌氧处 理的臭味，与好氧处理相比，减小了曝气量，降低了能耗;(3)缺氧、微氧和好氧生物处理 过程依次优化组合而成，处理效果好，有机物去除效率高，出水可达国家综合污水一级排放 标准。经后续气浮、过滤及UV消毒处理，出水满足回用水水质标准和要求，可作为生活杂用 水;(4)将污泥处理与废水生物处理组合在同一系统，不仅操作管理方便，而且可提高原处 理出水水质，为有机废水所产生的剩余污泥处置开辟了新途径。