申请日2012.12.07
公开(公告)日2013.07.24
IPC分类号C02F9/14; C02F1/78; C02F1/52
摘要
一种显著提高经济性的污水深度处理回用的方法，包括高效混凝沉淀、臭氧氧化和生化处理过程，其特征在于混凝沉淀阶段是集混凝、絮凝、沉淀和污泥回流于一体，利用强制污泥外循环回流方式，增大絮凝反应的污泥浓度，充分利用回流污泥的接触絮凝、沉积网捕的作用，提高了COD、悬浮物等的去除率，从而显著降低后续臭氧的投加量。臭氧氧化阶段通过投加臭氧进一步去除污水的COD，并且提高污水的可生化性。该阶段产生的臭氧尾气转化成纯氧后，经收集输送到前端生化阶段，为其提供曝气所需要的氧量，降低运行成本。生化处理过程采用曝气生物滤池去除臭氧氧化阶段产生的可生化降解的COD。
权利要求书
1.一种污水深度处理回用的方法，包括高效混凝沉淀、臭氧氧化、和 曝气生物滤池生化处理，其特征在于所述的高效混凝沉淀是在高效沉淀池 中进行，该高效沉淀池是一个配有混凝剂和絮凝剂投加装置的斜管沉淀池， 投加混凝剂的混凝池连接投加絮凝剂的絮凝池，絮凝池底部设有污泥回流 管，污泥浓缩区的污泥经污泥管路回流至絮凝池;加有混凝剂和絮凝剂的 原水在反应器内与高浓度的回流污泥相接触，脱稳杂质与污泥颗粒碰撞发 生凝聚，结成重而大的絮凝体，在斜管沉淀-污泥浓缩单元中进行沉淀分 离;絮凝池连接沉淀-污泥浓缩池;沉淀区与集水槽相连。
2.权利要求1所述的污水深度处理回用的方法，其特征在于还包括污 泥强制外循环式沉淀处理步骤，即在絮凝池底部设有污泥回流管，通过调 节回流比，回流来自沉淀区底部的部分污泥 。
3.权利要求1或2所述的污水深度处理回用的方法，其特征在于混凝 沉淀步骤包括：
(1)混凝，在快速搅拌器的搅拌下，将自动投加装置投加的混凝剂与来 水充分接触混合，水力停留时间为2-3min;
(2)絮凝，含有混凝剂和絮凝剂的污水与絮凝池中回流的污泥碰撞接 触，形成具有强吸附功能的颗粒;
(3)沉淀，夹杂有大量絮凝颗粒的污水经过斜壁推流池降速，随后进入 斜管沉淀区进行沉淀;
(4)污泥浓缩和回流，设置在污泥浓缩区底部的刮泥机和集泥斗，定期 对污泥进行浓缩，通过污泥输送管排出，部分含水量较高污泥经污泥回流 管进入絮凝池。
4.权利要求1或2所述的污水深度处理回用的方法，其还包括臭氧尾气 破坏步骤，其特征在于采用加热催化将纯净臭氧转化成纯氧，收集后在吸 气泵的负压作用下，输送到前端生化处理工艺的曝气管中。
5.权利要求3所述的污水深度处理回用的方法，其还包括臭氧尾气破坏 步骤，其特征在于采用加热催化将纯净臭氧转化成纯氧，收集后在吸气泵 的负压作用下，输送到前端生化处理工艺的曝气管中。
说明书
一种可显著提高经济性的污水深度处理回用方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，旨在提供一种运用“混凝沉淀-臭氧氧化- 曝气生物滤池”方法，该方法具有显著减少臭氧投加量，实现臭氧尾气回用， 降低运行成本的优点。
背景技术
污水回用是企业解决缺水，提高水资源利用率，降低生产成本，减少 环境污染，促进企业可持续发展的必由之路。一些高污染的废水根据二级 处理技术(如活性污泥法)净化功能对城市污水所能达到的处理程度，在一 般情况下，还会含有相当数量的污染物质，如BOD520-30mg/l，COD60 -100mg/l，悬浮物20-30mg/l，NH3-N15-25mg/l。此外，还可能含有 细菌和重金属等有毒有害物质。深度处理方法一般存在着以下两个问题： (1)污染物颗粒粒径较小，一般沉淀池难以沉降。(2)废水中剩余的污染物 结构稳定，降解难度大。一般来说，对于常规城镇污水水质，出水水质如 若执行一级A标准，则处理难度相对较大，运行成本较高。
“混凝沉淀-臭氧氧化-曝气生物滤池”方法是近几年来备受业内青睐 的一套污水深度处理方法，但是传统的混凝沉淀池包括混合池、反应池、 沉淀池、污泥浓缩池等组成，方法流程长、占地面积大、耗水量大、建设 费用高等缺点。而且还存在着COD、悬浮物去除率低等问题，导致后续的 臭氧量投加量过大，运行成本高。
高效沉淀池是将絮凝、沉淀、污泥浓缩过程综合于一个构筑物中的综 合设备，各部分相互牵制、相互影响，可显著减小设备空间，同时可解决 上述传统深度处理方法存在的问题。高效沉淀池充分利用外循环回流污泥 的沉积网捕作用，通过污泥回流管将污泥区的污泥回流至絮凝池，通过污 泥的接触絮凝、沉积网捕，不仅提高悬浮物的去除率，快速增大矾花尺寸， 加速沉降。而且，还可以提高投加药剂的利用率，比如，混凝池中投加的 石灰利用率可达到80%以上。
臭氧氧化方法是一种化学法去除COD的高级氧化技术。其中，该方法 中，臭氧的投加量、利用率是决定其运行成本的核心问题。本发明在于提 供一种可显著降低后续臭氧方法运行成本的高效沉淀池，通过优化方法参 数，使高效沉淀池代替传统沉淀池，与“臭氧氧化-曝气生物滤池”结合， 实现实际应用，并显著降低运行成本，提高经济效益;普通的臭氧反应池 中的纯净的臭氧尾气在进入尾气破坏器中转化成纯氧后排放，或将臭氧收 集，用于原水的预氧化或消毒处理。本发明提供了一种全新的臭氧尾气回 收利用方法，该方法是将尾气破坏器产生的纯氧通过抽气泵输送到前端处 理的生化池(如A/O工艺)的曝气管中，为好氧池提供氧气，提高好氧菌 的降解效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是污水深度处理流程中，普通的混凝沉淀 池对COD和悬浮物去除率低，导致后续的臭氧氧化方法阶段处理负荷高， 运行成本高，达不到回用标准，以及臭氧氧化方法产生的纯氧尾气回收利 用率低的现状。
针对目前废水深度处理存在的问题及现状，提高污水的回用率，结合 “混凝沉淀-臭氧氧化-曝气生物滤池”方法，其具体的技术方案如下：
经过前期处理的废水进入“混凝沉淀-臭氧氧化-曝气生物滤池”方 法，即包括混凝沉淀、臭氧氧化和曝气生物滤池生化处理。所述的混凝沉 淀是在高效沉淀池中进行，该高效沉淀池是一个配有混凝剂和絮凝剂投加 装置的斜管沉淀池，投加混凝剂的混凝池连接投加絮凝剂的絮凝池，絮凝 池底部设有污泥回流管，污泥浓缩区的污泥经污泥管路回流至絮凝池;加 有混凝剂和絮凝剂的原水在反应器内与高浓度的回流污泥相接触，脱稳杂 质与污泥颗粒碰撞进行凝聚，结成重而大的絮凝体，在斜管沉淀-污泥浓 缩单元中进行沉淀分离;絮凝池连接沉淀-污泥浓缩池;沉淀区与集水槽 相连。
本发明方法还包括一种污泥强制外循环式沉淀处理步骤，即在絮凝池 底部设有污泥回流管，通过调节回流比，回流来自沉淀区底部的部分污泥。
本发明方法的混凝沉淀步骤包括：
(1)混凝，在快速搅拌器的搅拌下，将自动投加装置投加的混凝剂与来 水充分接触混合，停留时间为2-3min;
(2)絮凝，含有混凝剂、絮凝剂的污水与絮凝池中回流的污泥碰撞接触， 形成具有强吸附、降解功能的颗粒;
(3)沉淀，夹杂有大量絮凝颗粒的污水经过斜壁推流池降速，随后进入 斜管沉淀区进行沉淀;
(4)污泥浓缩和回流，设置在污泥浓缩区底部的刮泥机和集泥斗，定期 对污泥进行浓缩，通过污泥输送管排出，部分含水量较高污泥经污泥回流 管进入絮凝池。
本发明方法还包括臭氧尾气破坏步骤，其特征在于采用加热催化将纯 净臭氧转化成纯氧，收集后在吸气泵的负压作用下，输送到前端生化处理 工艺的曝气管中。
高效沉淀池主要有混凝池、絮凝池和沉淀-污泥浓缩池。混凝池为矩 形，在该池中投加混凝剂，设置快速搅拌器，用于进水和混凝剂的快速混 合。水进入絮凝区进行絮凝前，投加混凝剂溶液以混凝悬浮固体。经过混 凝后的水进入絮凝池，在此投加絮凝剂。混凝剂和絮凝剂的投加量需要根 据进水水质、流量按比例调节。
从絮凝池中出来的水进入沉淀-污泥浓缩池，该池是将两个功能集于 一池即采用斜管模块将矾花和水分离，逆向流;沉淀在池子底部的污泥借 助装有刮泥机系统的浓缩搅拌器加速浓缩;一定比例的污泥连续循环至絮 凝池，通过污泥排放泵;定期将剩余污泥抽出，送到污泥混合池，控制池 内的污泥量;污泥脱水前不需要进行浓缩。高效沉淀池内设置泥位检测， 通过污泥排放泵控制池内的污泥量。
污泥浓缩区中，要根据水质和水量情况，调节泥层厚度，污泥浓缩时 间以及排泥时间。
经过高效沉淀池的污水COD的去除率可达到30-40%，该去除率能 明显降低后续臭氧投加量。出水进入臭氧氧化阶段，臭氧氧化阶段包括臭 氧发生单元、臭氧接触反应单元。其中，臭氧发生单元包括臭氧发生装置、 配置气源单元、臭氧投加系统、尾气破坏单元、冷却水单元、自动控制单 元、仪器仪表单元等。
臭氧投加系统使用陶瓷/钛板微孔曝气头将臭氧投加到水里。陶瓷/钛板 材质的曝气头可预防被臭氧溶解和腐蚀。
臭氧投加系统采用文丘里水射器使得臭氧与被处理水接触。臭氧气体 流量通过一个流量计和流量控制阀控制。
废水在臭氧接触反应池中的水力停留时间约为45min，此时可保证 COD大部分被转化成BOD，提高废水可生化性。过长的停留时间，尽管可 以将COD转化成小分子物质直接去除，但可能导致臭氧量的消耗过大，经 济性降低。
臭氧尾气破坏器设置吸气泵，使管路内产生负压，形成一个稳定的气 流，通过输送管道送入前端生化方法的曝气管道中。
在臭氧反应池后加一个中间水池，一是为了处理多余的臭氧，二是在 该池中投加酸或碱调节污水pH值，保护后续的曝气生物滤池步骤。
曝气生物滤池采用陶粒填料，下进水、下进气，使用长柄滤头及单孔 膜曝气器布水布气，反冲洗周期5-10天。
曝气生物滤池后设置排放水池用来收集处理后的水，并作为曝气生物 滤池反冲洗水泵和向回用装置供水泵的吸水池。
