申请日2017.05.11
公开(公告)日2017.07.28
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种生活污水在线处理工艺，包括初级处理阶段、电渗析阶段、厌氧反应阶段、好氧硝化反应阶段、减阻辅助阶段、反重力过滤阶段以及紫外辐射阶段的在线处理过程。本发明提供的污水在线处理工艺既能处理含有选悬浮和含油高的重度生活污水，也可以自动处理浓缩处理污水，污水处理效率更高，出水处理效果更好，杜绝了污泥结板等现象，可以实现无人操作连续自动清洗。另外，本发明所述处理工艺的出水指标能达到国家一级A的水。
权利要求书
1.一种生活污水在线处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将待处理污水泵入缓冲区的初级过滤池，采用细格栅进行初级过滤，过滤完毕后的污水进入缓冲区的调节池进行pH调节，待水的pH值调节至符合电渗析条件后进入电渗析阶段;
(2)污水进入电渗析区进行离子交换，电渗析区设置有阳离子交换膜和阴离子交换膜，负离子穿过阴离子交换膜进入电渗析区的浓缩室，正离子穿过阳离子交换膜进入电渗析区的浓缩室，交换处理后得到的浓缩水进入下一阶段，淡化水则返回电渗析区入水口进入下一次电渗析处理;
(3)浓缩水进入厌氧反应区进行厌氧处理，厌氧处理条件为：温度30~35℃，pH值6.5~8.5，溶解氧浓度≤0.2mg/L，搅拌速率不超过60r/min，另外水中同时投入兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物，投入量按待处理水中CODcr的浓度计，CODcr≥300mg/L时，菌添加量≥4g/m3，厌氧反应阶段待处理水停留时间为2-4h;
待处理污水经厌氧处理后进入好氧硝化反应区进一步处理，该阶段溶解氧浓度控制在2-5mg/L，悬浮填料填充率为20-70%，待处理水停留时间为6-10h;硝化液回流至厌氧反应区入水口;
(5)经好氧处理的水进入减阻辅助区添加减阻剂进行减阻处理，减阻剂添加量为25~45mL/m3;
(6)含有减阻剂的待处理水进入反重力交换区进行反重力交换过滤，水从上部流出进入下一处理阶段，底部形成的污泥定期排放至污泥池中压缩处理，压缩得到的液体返回厌氧反应区入水口进入厌氧处理阶段，固态滤饼排放掉;
(7)经反重力交换过滤后的水进行紫外光照消毒后达标排放;紫外光源功率15~60W，水停留时间1~3s。
2.根据权利要求1所述的生活污水在线处理工艺，其特征在于，所述厌氧反应区、好氧硝化反应区及反重力交换区上层产生的悬浮物液体经清理返回缓冲区循环处理，悬浮物则定期清除。
3.根据权利要求1所述的生活污水在线处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中初级过滤采用的细格栅栅条宽度5mm，栅条间隙5mm，格栅尺寸300×200mm;pH值调节采用碳酸钠或硫酸，调节范围6.5~8.5，待处理水在缓冲区的停留时间0.5-1h。
4.根据权利要求1所述的生活污水在线处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中电渗析区的电渗析条件为：电压3~5V/cm，pH值6.5~8.5，待处理水停留时间为1~5h。
5.根据权利要求1所述的生活污水在线处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中所述溶解氧通过人工曝气供给;所述悬浮填料的填充率为60%。
6.根据权利要求1~5任一项所述的生活污水在线处理工艺，其特征在于，所述步骤(6)中所述反重力交换区设置为上大下小的立体梯形形状，待处理水从下端进入，处理完毕后从上端出水;污泥、絮状胶体和粘稠液体重力沉降至区域底部形成天然污泥过滤层，沉淀的污泥定期排放至污泥池。
说明书
生活污水在线处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种生活污水的在线处理工艺。
背景技术
生活污水是人们日常生活产生的一种有机废水，其中含有大量的有机污染物和无机污染物，比如含氮、磷、硫多，另外还含有较多的致病菌。生活污水具有如下特点：可生化性好;氮磷浓度较高，含有机物较多，卫生情况较差;总体污染物浓度不是很高，但COD、BOD、总磷、总氮排放达标较难。
为了生活污水处理后能实现达标排放，现有方法一般是将水中的污染物进行分离或将其转化为无害物质，从而达到污水净化的目的。目前国内大中型生活污水处理厂常用的污水处理工艺有传统活性污泥法、A/O、A2/O、SBR、氧化沟法等。采用这类处理工艺需要较为昂贵的运行费用，并且该类处理工艺较为复杂，设备运行的稳定性欠佳，更适合大中型城市等生活污水量大且较为集中的地区。而我国小城镇居住点分散，污水源分布点多量少，并不适合建立大中型的生活污水处理厂，再加上城镇级污水厂的布点率不高，即使已设点的地方其生活污水处理的效率偏低，一般只有34.23%。因此，有必要针对小城镇生活污水的特点采用投资省，运行费用低，技术稳定可靠，操作与管理相对简单的工艺。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种生活污水的在线处理工艺，该工艺操作简单，能够处理含有悬浮物以及较高含油量的重度生活污水，也可以自动处理浓缩处理后的污水，处理效率高，出水效果更好。
本发明采取的技术方案如下：
一种生活污水在线处理工艺，包括如下步骤：
(1)将待处理污水泵入缓冲区的初级过滤池，采用细格栅进行初级过滤，过滤完毕后的污水进入缓冲区的调节池进行pH调节，待水的pH值调节至符合电渗析条件后进入电渗析阶段;
(2)污水进入电渗析区进行离子交换，电渗析区设置有阳离子交换膜和阴离子交换膜，负离子穿过阴离子交换膜进入电渗析区的浓缩室，正离子穿过阳离子交换膜进入电渗析区的浓缩室，交换处理后得到的浓缩水进入下一阶段，淡化水则返回电渗析区入水口进入下一次电渗析处理;
电渗析使用的离子交换膜是一种半渗透膜，这种离子交换膜按离子的电荷性质可分为阳离子交换膜(阳膜)和阴离子交换膜(阴膜)两种，在电渗析过程中，离子交换膜对不同电性的离子起到选择性透过作用，达到离子转移的目的;
污水在阳离子交换膜和阴离子交换膜交换下进行浓缩，得到的浓缩水进入厌氧反应区进行深度处理，得到的淡化水由于仍旧含有一定浓度的杂质离子，还需要循环至电渗析区的入水口进一步处理;
(3)浓缩水进入厌氧反应区进行厌氧处理，厌氧处理条件为：温度30~35℃，pH值6.5~8.5，溶解氧浓度≤0.2mg/L，搅拌速率不超过60r/min，另外水中同时投入兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物，投入量按待处理水中CODcr的浓度计，CODcr≥300mg/L时，菌添加量≥4g/m3，厌氧反应阶段待处理水停留时间为2-4h;
(4)待处理污水经厌氧处理后进入好氧硝化反应区进一步处理，该阶段溶解氧浓度控制在2-5mg/L，悬浮填料填充率为20-70%，待处理水停留时间为6-10h;硝化液回流至厌氧反应区入水口;
(5)经好氧处理的水进入减阻辅助区添加减阻剂进行减阻处理，减阻剂添加量为25~45mL/m3;
(6)含有减阻剂的待处理水进入反重力交换区进行反重力交换过滤，水从上部流出进入下一处理阶段，底部形成的污泥定期排放至污泥池中压缩处理，压缩得到的液体返回厌氧反应区入水口进入厌氧处理阶段，固态滤饼排放掉;
(7)经反重力交换过滤后的水进行紫外光照消毒后达标排放;紫外光源功率15~60W，水停留时间1~3s。
优选的，所述厌氧反应区、好氧硝化反应区及反重力交换区上层产生的悬浮物液体经清理返回缓冲区循环处理，悬浮物则定期清除。
优选的，所述步骤(1)中初级过滤采用的细格栅栅条宽度5mm，栅条间隙5mm，格栅尺寸300×200mm;pH值调节采用碳酸钠或硫酸，调节范围6.5~8.5，待处理水在缓冲区的停留时间0.5-1h。
优选的，所述步骤(2)中电渗析区的电渗析条件为：电压3~5V/cm，pH值6.5~8.5，待处理水停留时间为1~5h。
优选的，所述步骤(4)中所述溶解氧通过人工曝气供给;所述悬浮填料的填充率为60%。
优选的，所述步骤(6)中所述反重力交换区设置为上大下小的立体梯形形状，待处理水从下端进入，处理完毕后从上端出水;污泥、絮状胶体和粘稠液体重力沉降至区域底部形成天然污泥过滤层，沉淀的污泥定期排放至污泥池。
传统工艺中经常采用厌氧和好氧技术的污水处理工艺，该工艺的流程一般为：进水→初级过滤→厌氧处理→好氧处理→污泥沉淀→出水。该技术存在一定缺陷，比如对污水脱磷除氮只有二段处理区域，处理效果不够充分，污泥混杂较为严重，出水指标通常只能达到国标一级C和一级B的标准，难以达到高标准一级A的要求(王明辉等，《一体化污水处理技术研究进展》，广东石油化工学院学报，vol 27(1)，2017)。另外，该工艺还具有以下几个缺点：
(1)厌氧处理段的进水没有经过提纯浓缩等处理，进水浓度不高导致需要较大的处理空间才能完成同样的处理效果，设备的处理效率大大降低，往往为了满足污水处理量，需要将污水处理设备体积设计放大很多倍，占用设备空间和体积;
(2)对于重度污水，厌氧阶段、好氧反应阶段处理后形成的粘稠度较高的胶体物质在管道内的流动摩擦力较大，流动速率慢，不利于管道输送和后续阶段的污泥过滤交换沉淀;
(3)好氧反应阶段后设立污泥沉淀区域进行污泥沉淀虽然是一种简单有效的固液分离手段，但污泥沉淀区域一般都存在占地面积大，交换效率低，容易堵塞，反冲洗不彻底，维修操作量大的缺陷。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种污水在线处理工艺，该工艺能处理含有选悬浮和含油高的重度生活污水，也可以自动处理浓缩处理污水，让污水处理效率更高，出水处理效果更好，杜绝了污泥结板等现象，可以实现无人操作连续自动清洗。工艺中电渗析单元能快速将污水进行浓缩，污水处理效率更高，同时，该污水处理方法将电渗析选择过滤、粘稠流体减阻辅助和流体反重力交换结合，让流体流动速度加快，让污泥能得到充分的过滤交换和分离处理，污泥分离处理效率更佳。使得可以直接处理高悬浮物、高含有等特殊污水，处理效果好。本发明所述处理工艺的出水指标能达到国家一级A的水平。
本发明具备以下几个优点：
(1)针对好氧硝化反应单元中产生的污泥设计了流体的减阻辅助，减少流体在流动过程中的流动摩擦力，系统在PLC内置控制程序下依据流量大小自动控制减阻剂的添加量进行流动辅助，降低流体流动的阻力，实现稳定的提高流体流动速率;
(2)污水处理的反重力交换单元设置为上大下小的三维立体梯形形状，此单元设置的作用是使流体流动减缓，反重力充分交换过滤，使污泥、絮状胶体和粘稠液体在重力作用下沉入底部，水上浮到顶部，便于污泥和清水的自动分层，减少了对外在刮渣、清淤设备的依赖，提高了清理效率;
(3)厌氧反应区增加了兼性厌氧菌，从好氧硝化反应单元回流的消化液使待处理水中的溶解氧含量偏高，对专性厌氧微生物是有害的，此时兼性厌氧菌发挥作用消耗溶解氧，既控低了水中溶解氧的浓度，同时兼性厌氧菌消耗氧气后得到繁殖生长，更提高了降解污水和有机物的能力。
