申请日2018.04.16
公开(公告)日2018.07.20
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种污水处理厂提标改造系统，包括原位改造DAT‑IAT生化池，增设中间水池、管道混合器、网格絮凝池、斜管沉淀池、D型滤池及清水池;DAT池前段设为缺氧区、后段设为好氧区，缺氧区底部对角设置潜水搅拌器;好氧区内设有填料;IAT池底部设有混合液回流泵，混合液回流泵连接三通管，三通管上分别连接有回流主管、剩余污泥排放管和回流旁路管;提标改造系统还包括污泥池，污泥池与中间水池连通。本发明还提供了一种利用上述提标改造系统处理污水的方法。本发明施工难度小，周期短，见效快，改造成本低，改造后处理出水各项指标均能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。
权利要求书
1.一种污水处理厂提标改造系统，其特征在于，包括依次串联的原位改造的DAT-IAT生化池(1)、中间水池(2)、管道混合器(3)、网格絮凝池(4)、斜管沉淀池(5)、D型滤池(6)以及清水池(7);
所述DAT-IAT生化池(1)的DAT池内前段设置为缺氧区、后段设置为好氧区，且所述缺氧区与所述好氧区的体积比为0.6-1.2：1;所述缺氧区的底部设有第一曝气管(8)，所述好氧区的底部设有第二曝气管(9)，且所述第一曝气管(8)和所述第二曝气管(9)上均设有第一电动阀(10)和第一曝气器(11)，所述第一曝气管(8)和所述第二曝气管(9)均连接有变频风机(12);所述缺氧区底部远离所述好氧区的一角处还设有第一潜水搅拌器(13)，对角处设有第二潜水搅拌器;所述好氧区内位于所述第二曝气管(9)的上方处设置有填料(14);
所述DAT-IAT生化池(1)的IAT池底部设有第三曝气管(15)，所述第三曝气管(15)上设有第二电动阀(16)，且所述第三曝气管(15)与所述变频风机(12)连接，所述第三曝气管(15)上还设有第二曝气器(17);所述IAT池的底部设有混合液回流泵(18)，所述混合液回流泵(18)的出液管上设有三通管，所述三通管的三个出液管上分别连接有回流主管(19)、剩余污泥排放管(20)和回流旁路管(21)，且所述回流主管(19)、所述剩余污泥排放管(20)和所述回流旁路管(21)上均安装有第三电动阀(22);所述回流主管(19)的出液端位于所述DAT池内进水端，所述回流旁路管(21)的出液端位于所述IAT池内;
所述网格絮凝池(4)的底端与所述斜管沉淀池(5)的底端均设有污泥排放管(25)，所述D型滤池(6)的中部设有反洗水排放管(27);
所述污水处理厂提标改造系统还包括污泥池(26)，所述污泥池(26)通过管线与所述中间水池(2)连通，所述剩余污泥排放管(20)的出液端、所述网格絮凝池(4)污泥排放管(25)的出液端、所述斜管沉淀池(5)污泥排放管(25)的出液端以及所述D型滤池(6)反洗水排放管(27)的出液端均位于所述污泥池(26)内。
2.根据权利要求1所述的污水处理厂提标改造系统，其特征在于，所述第一潜水搅拌器(13)到DAT池进水侧池壁的距离小于所述第二潜水搅拌器到好氧区填料(14)边界的距离。
3.根据权利要求1所述的污水处理厂提标改造系统，其特征在于，所述填料(14)为组合填料，且采用悬挂式安装。
4.根据权利要求1所述的污水处理厂提标改造系统，其特征在于，所述IAT池内还设置有滗水器(23)。
5.根据权利要求1所述的污水处理厂提标改造系统，其特征在于，所述管道混合器(3)的上方处还设有加药装置(24)，所述加药装置(24)通过管线与所述管道混合器(3)连通。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述的污水处理厂提标改造系统对污水进行处理的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，污水进入DAT-IAT生化池(1)内的DAT池内，设置DAT池内缺氧区进水BOD浓度为120-180mg/L，污水在DAT池内缺氧区与回流主管(19)输出的回流混合液混合，通过第一曝气管(8)上设置的第一电动阀(10)控制DAT池内缺氧区DO浓度为<0.5mg/L，同时开启第一潜水搅拌器(13)和第二搅拌器搅拌，且设置第一潜水搅拌器(13)和第二搅拌器搅拌的总功率为缺氧区容积×7w/m3，反应完毕后得到缺氧区出水;
缺氧区出水进入DAT池内好氧区，设置好氧区内填料(14)的BOD容积负荷为0.5-1.8kgBOD5/(m3填料.d)，通过第二曝气管(9)上设置的第一电动阀(10)控制DAT池内好氧区DO浓度为2-3mg/L，反应完毕后得到DAT池出水;
步骤2，DAT池出水经DAT-IAT生化池(1)内缓冲区进入IAT池，设置IAT池污泥浓度为5.5g/L，混合液回流比为100-400%，同时设置污水在IAT池内按照曝气1h后沉淀1h，再排水1h的模式运行，排出的水即为IAT池出水;
步骤3，IAT池出水进入中间水池(2)，设置中间水池(2)内HRT为30min，污水从中间水池(2)出来后进入管道混合器(3)，往管道混合器(3)中投加化学除磷剂，且化学除磷剂的投加量为3-10mg/L，反应完毕后得到管道混合器(3)出水;
步骤4，管道混合器(3)出水进入网格絮凝池(4)，设置网格絮凝池(4)内絮凝反应时间为15min，絮凝反应完毕得到网格絮凝池(4)出水;
步骤5，网格絮凝池(4)出水进入斜管沉淀池(5)，设置斜管沉淀池(5)内液面负荷为6m3/m2·h，污水在斜管沉淀池(5)中沉淀完毕后排出上层清水，即为斜管沉淀池(5)出水;
步骤6，斜管沉淀池(5)出水进入D型滤池(6)，设置D型滤池(6)过滤速度为17.36m/h，过滤完毕得到D型滤池(6)出水;
步骤7，D型滤池(6)出水进入清水池(7)，在清水池(7)消毒完毕即达标排放。
7.根据权利要求6所述的利用所述污水处理厂提标改造系统对污水进行处理的方法，其特征在于，所述污泥池(26)内上清液进入中间水池(2)。
说明书
一种污水处理厂提标改造系统及污水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理厂提标改造系统及污水处理方法。
背景技术
2002年《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)颁布实施以来，我国城镇污水厂数量不断增长，但当时的排放标准要求相对较低，很多污水处理厂出水执行GB18918-2002中二级或一级B排放标准。
面对我国仍旧严峻的水环境形势，改善水污染状况，提升人居生活质量成为建设美丽中国，促进绿色发展的重要任务，相关治理政策先后落地，以保障污染防治工作的推进。2015年国务院颁布实施的《水污染防治行动计划》(“水十条”)提出要因地制宜的对现有城镇污水处理设施进行改造;2015年时隔13年修订的《城镇污水厂污染物排放标准》，新增了水污染物基本控制项目，对污水处理厂要求限期先后实行一级A标准。在新要求、高标准之下，污水处理厂提标改造成为必然。对照一级A排放标准，现有污水厂普遍存在的问题是氮、磷超标。
DAT-IAT工艺是传统SBR工艺的变形，是一种连续进水的SBR工艺。DAT-IAT工艺主体构筑物由需氧池(DAT)和间歇曝气池(IAT)串联组成，DAT池为主反应区，一般情况下DAT池连续进水，连续曝气，其出水经双层导流墙连续进入IAT池，同时从IAT池回流的污泥也进入DAT池。IAT池相当于一个传统的SBR池，但进水是连续的，曝气是周期性的，排水工序只发生在IAT池。在污水脱氮方面，虽然IAT池能够在时间序列上形成好氧-缺氧-厌氧交替出现的环境，但由于大部分有机物已被降解，不能为反硝化提供足够的碳源，导致出水TN超标。此外，传统的DAT-IAT工艺中没有除磷功能，因此出水中总磷往往超标。
要想解决TN超标的情况，需要在碳源充足的情况下，在缺氧环境进行反硝化反应，达到脱氮。但是对于已建成的城市污水处理厂来说，基本已没有位置在DAT-IAT池前端新建缺氧池(在碳源充足的情况下，通过混合液回流进行反硝化脱氮)。在IAT池曝气后的缺氧段，通过外加碳源进行反硝化，存在投加量大，成本高，且易造成出水COD超标的风险。
要想解决总磷超标的问题，一般采取向污水中投加化学除磷剂与磷反应生成沉淀物的方法。除磷剂通常投加于初沉池前、二沉池前或二级处理出水处，在二级处理出水处投加除磷剂时，必需后设混凝、沉淀、过滤等深度处理工艺，以将污水与除磷药剂反应形成的不溶性磷酸盐从污水中除去，同时将沉淀不完全的SS及有机污染物也去除，才能有效保证出水中COD、SS、氨氮、总氮、总磷等指标达标。传统的混凝、沉淀、过滤(普通滤池)工艺的最大的缺点是占地面积大，对于污水处理厂改造类项目，无法提供充足场地。因此需要一套运行稳定且占地小的深度处理工艺。
本发明对基于DAT-IAT工艺的二级污水处理厂进行提标改造，对DAT-IAT处理单元进行原位改造，即在不增加脱氮构筑物的前提下，对原有DAT-IAT池进行改造，通过对生物系统重新分区及功能强化，使其在不影响原有有机物处理能力的基础上，具有稳定的脱氮(总氮)功能，甚至能进一步提高有机物处理能力;本发明还选择占地小运行稳定的深度处理工艺进行化学除磷，并进一步去除有机污染物及悬浮物，确保处理出水中各项指标稳定达到一级A标准。
发明内容
本发明提供了一种污水处理厂提标改造系统及污水处理方法，解决了现有技术中采用DAT-IAT工艺的污水厂普遍存在氮、磷超标的问题。
本发明的第一个目的是提供一种污水处理厂提标改造系统，包括依次串联的原位改造的DAT-IAT生化池、中间水池、管道混合器、网格絮凝池、斜管沉淀池、D型滤池以及清水池;
所述DAT-IAT生化池的DAT池内前段设置为缺氧区、后段设置为好氧区，且所述缺氧区与所述好氧区的体积比为0.6-1.2：1;所述缺氧区的底部设有第一曝气管，所述好氧区的底部设有第二曝气管，且所述第一曝气管和所述第二曝气管上均设有第一电动阀和第一曝气器，所述第一曝气管和所述第二曝气管均连接有变频风机;所述缺氧区底部远离所述好氧区的一角处还设有第一潜水搅拌器，对角处设有第二潜水搅拌器;所述好氧区内位于所述第二曝气管的上方处设置有填料;
所述DAT-IAT生化池的IAT池底部设有第三曝气管，所述第三曝气管上设有第二电动阀，且所述第三曝气管与所述变频风机连接，所述第三曝气管上还设有第二曝气器;所述IAT池的底部设有混合液回流泵，所述混合液回流泵的出液管上设有三通管，所述三通管的三个出液管上分别连接有回流主管、剩余污泥排放管和回流旁路管，且所述回流主管、所述剩余污泥排放管和所述回流旁路管上均安装有第三电动阀;所述回流主管的出液端位于所述DAT池内进水端，所述回流旁路管的出液端位于所述IAT池内;
所述网格絮凝池的底端与所述斜管沉淀池的底端均设有污泥排放管，所述D型滤池的中部设有反洗水排放管;
所述污水处理厂提标改造系统还包括污泥池，所述污泥池通过管线与所述中间水池连通，所述剩余污泥排放管的出液端、所述网格絮凝池污泥排放管的出液端、所述斜管沉淀池污泥排放管的出液端以及所述D型滤池反洗水排放管的出液端均位于所述污泥池内。
优选的，所述第一潜水搅拌器到DAT池进水侧池壁的距离小于所述第二潜水搅拌器到好氧区填料边界的距离。
优选的，所述填料为组合填料，且采用悬挂式安装。
优选的，所述IAT池内还设置有滗水器。
优选的，所述管道混合器的上方处还设有加药装置，所述加药装置通过管线与所述管道混合器连通。
本发明的第二个目的是提供一种利用上述污水处理厂提标改造系统对污水进行处理的方法，具体包括以下步骤：
步骤1，污水进入DAT-IAT生化池内的DAT池内，设置DAT池内缺氧区进水BOD浓度为120-180mg/L，污水在DAT池内缺氧区与回流主管输出的回流混合液混合，通过第一曝气管上设置的第一电动阀控制DAT池内缺氧区DO浓度为<0.5mg/L，同时开启第一潜水搅拌器和第二搅拌器搅拌，且设置第一潜水搅拌器和第二搅拌器搅拌的总功率为缺氧区容积×7w/m3，反应完毕后得到缺氧区出水;
缺氧区出水进入DAT池内好氧区，设置好氧区内填料的BOD容积负荷为0.5-1.8kgBOD5/(m3填料.d)，通过第二曝气管上设置的第一电动阀控制DAT池内好氧区DO浓度为2-3mg/L，反应完毕后得到DAT池出水;
步骤2，DAT池出水经DAT-IAT生化池内缓冲区进入IAT池，设置IAT池污泥浓度为5.5g/L，混合液回流比为100-400%，同时设置污水在IAT池内按照曝气1h后沉淀1h，再排水1h的模式运行，排出的水即为IAT池出水;
步骤3，IAT池出水进入中间水池，设置中间水池内HRT为30min，污水从中间水池出来后进入管道混合器，通过管道混合器上方设置的加药装置往污水中投加化学除磷剂，且化学除磷剂的投加量为3-10mg/L，反应完毕后得到管道混合器出水;
步骤4，管道混合器出水进入网格絮凝池，设置网格絮凝池内絮凝反应时间为15min，絮凝反应完毕得到网格絮凝池出水;
步骤5，网格絮凝池出水进入斜管沉淀池，设置斜管沉淀池内液面负荷为6m3/m2·h，污水在斜管沉淀池中沉淀完毕后排出上层清水，即为斜管沉淀池出水;
步骤6，斜管沉淀池出水进入D型滤池，设置D型滤池过滤速度为17.36m/h，过滤完毕得到D型滤池出水;
步骤7，D型滤池出水进入清水池，在清水池消毒完毕即达标排放。
优选的，所述污泥池内上清液进入中间水池。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明对以DAT-IAT工艺作为二级生化处理单元的城市污水处理厂进行提标改造，在不新建脱氮污水处理设施，不外加碳源的情况下进行原位脱氮提标改造，通过对DAT池生物系统重新分区及功能强化，使其在不影响原有有机物处理能力的基础上，具有稳定的脱氮功能，甚至能进一步提高有机物处理能力。
2)本发明将原DAT池连续进水连续曝气工艺改造为前段缺氧、后段好氧的AO形式生物反应区，并将IAT池混合液回流至缺氧段，进行反硝化反应，达到脱氮的目的;同时，本发明还在好氧段设置悬挂填料，提高此段容积负荷，使好氧段有机物降解能力达到甚至超过原DAT池。
3)本发明利用原有风机，通过增设变频控制柜和曝气管上的电动阀，有效控制各区域曝气强度;利用原有污泥回流泵，通过增设三通及其各出口的连接管、阀门，达到混合液回流、剩余污泥排放及多余混合液内回流的目的，最大限度的利用了原有设备。
4)本发明在DAT-IAT工艺后增设管道混合器、网格絮凝池、高效斜管沉淀池及D型滤池组合的深度处理设施，能够高效除去污水中的总磷和悬浮物，还能进一步去除有机污染物。
5)本发明不新建脱氮污水处理构筑物，不外加碳源，且增加的除磷构筑物占地小，整个改造工程施工难度小，周期短，见效快，节省投资和运行费用，改造后处理出水中各项指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。