申请日2012.01.04
公开(公告)日2013.07.10
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开BCM污水生物处理系统及BCM污水生物处理工艺，BCM污水生物处理系统包括依次流体导通的格栅单元、沉砂单元、水解酸化单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元、快混单元、速沉单元和消毒单元，还包括污泥剪切单元、磁粉分离单元、污泥浓缩单元和污泥脱水单元。BCM污水生物处理工艺，污水依次经过格栅单元、沉砂单元、水解酸化单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元、快混单元、速沉单元、污泥剪切单元、磁粉分离单元和消毒单元。能够稳定处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准，可降低投资安装建设和运行的成本，简化操作，提高运行的稳定性，降低能耗;污水经处理后各项水质指标稳定达标，溶解性有机物去除效果及脱氮效果良好。
摘要附图
权利要求书
1.BCM污水生物处理工艺，其特征在于，污水依次经过如下处理单元：
(a)格栅单元(2)：格栅间隙为1-20mm;
(b)沉砂单元(3)：污水在沉砂单元(3)中停留时间为30-40s，然后 分别直接进入水解酸化单元(4)和缺氧单元(5)，自所述沉砂单元(3) 分别直接进入水解酸化单元(4)与直接进入缺氧单元(5)的污水量比例 为4:1～3:7;
(c)水解酸化单元(4)：污水在水解酸化单元(4)中停留时间1-2h， 水解酸化单元中污泥浓度2000～5000mg/L，污水自水解酸化单元(4)出 水后进入缺氧单元(5);
(d)缺氧单元(5)：污水在缺氧单元(5)中停留时间2-4.5h，缺氧单 元(5)中的反硝化菌对从好氧单元(6)回流进来的硝化液中的硝态氮进 行反硝化，反硝化的碳源来自水解酸化单元(4)的出水和从沉砂单元(3) 直接进入缺氧单元(5)的原水;
(e)好氧单元(6)：污水在好氧单元(6)中停留时间2.5-5h，通过曝 气单元(11)的曝气口向好氧单元(6)内曝气以便降解大部分有机物，好 氧单元(6)中的硝化菌将污水中的氨氮转化为硝态氮;在好氧单元(6) 内通过填料支架固定有纤维制作的填料，所述纤维制作的填料的体积比表 面积为900～1600m2/m3、质量比表面积为0.5～1.2m2/g、比重为1.05～1.2， 且所述纤维制作的填料体积为所述好氧单元(6)总容积的30%-60%;由好 氧单元(6)回流至缺氧单元(5)的硝化液回流比50-300%;
(f)沉淀单元(7)：污水在沉淀单元(7)中停留时间2～4h，沉淀单元 (7)的表面负荷0.8-1.5m3/m2·h;沉淀单元(7)中的污泥一部分回流至 水解酸化单元(4)，污泥回流比20～100%，另一部分排入污泥浓缩单元 (12);污泥在污泥浓缩单元(12)浓缩后再进入污泥脱水单元(13)进行 脱水，脱水后进入污泥外运单元(14);
(g)快混单元(80)：停留时间0.5～2min，所述快混单元(80)内添加 有PAC进行除磷、PAM和磁粉用于细小的悬浮物去除;
(h)速沉单元(81)：速沉单元(81)的表面负荷10-20m3/m2·h，污水 在速沉单元(81)中沉淀时间为15-40min，产生的混合污泥进入污泥剪切 单元(82)以便对混合污泥进行剪切，使磁粉与污泥相剥离;剪切后产生 的污泥进入污泥浓缩单元(12)，产生的含污泥磁粉进入磁粉分离单元(83); 磁粉分离单元(83)将含污泥磁粉进行磁粉、污泥分离，分离产生的污泥 进入污泥浓缩单元(12)，分离产生的磁粉进入快混单元(80)继续使用;
(i)消毒单元(9)：采用紫外灯消毒、臭氧或氯消毒，然后通过净化出 水单元(10)排放。
说明书
BCM污水生物处理系统及BCM污水生物处理工艺
技术领域
本发明涉及城市生活污水及有机废水处理处理工艺，特别涉及一种污水 处理后水质能够达到一级A标准的BCM污水生物处理系统及BCM污水生物 处理工艺。
背景技术
目前，我国已建成了一大批城市污水处理厂。据统计，截止到2010年9 月，全国城市污水处理厂共有4479座，其中已建成运行的有2630座，日处 理能力1.22亿立方米;在建的有1849座，日处理能力4900万立方米。这些 污水厂的处理标准大部分都按《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918 -2002)》中的一级B标准进行设计、施工和运行。但是，随着我国水环境污 染和水资源短缺问题的日益严重，北京、上海、深圳等城市都陆续开始执行 一级A标准或类似一级A的地方标准，要求新建城市污水厂要达到一级A标 准，原有城市污水厂也要通过改造达到一级A标准。一级A标准开始在越来 越多的地方逐渐取代一级B标准。
目前处理达到一级B标准的工艺主要有：(1)A2/O工艺，通过厌氧、缺 氧、好氧、混合液回流、硝化液回流能够达到有效地脱氮除磷处理效果。(2) 氧化沟工艺，通过氧化沟内的好氧段、缺氧段、厌氧段不断交替，能够稳定 达到一级B排放标准。(3)SBR工艺，包括CASS、CAST等，通过进水污泥混 合、静置、曝气、沉淀、出水等工艺操作，也能够达到有效的脱氮除磷效果。
目前能够稳定处理达到一级A标准的工艺主要有：(1)低负荷的A2/O、 氧化沟和CASS工艺，包括低负荷沉淀单元。(2)在最终出水增加过滤单元的 工艺(如曝气生物滤单元、纤维转盘滤布滤单元、混凝沉淀过滤单元等)。(3) 膜生物反应器(MBR)工艺。
但是，上述能够稳定处理达到一级A标准的工艺存在以下问题：(1)低 负荷的A2/O、氧化沟和SBR工艺，造成生化单元容积增大，能耗增高，加药 量增大;低负荷的沉淀单元由于采用自然沉降，不能保证SS稳定达标。(2) 曝气生物滤单元，建设成本较高、气反冲洗、水反冲洗等操作复杂;纤维转 盘滤布滤单元一般需要承担一级B处理到一级A的全部污染负荷，由于负荷 高，滤布很容易滋生生物膜，进而造成滤布堵塞，化学反冲洗难以长期、稳 定起到效果;混凝过滤投资成本高、容易堵塞，对溶解性有机物去除效果差。 (3)膜生物反应器(MBR)工艺工程投资大，运行成本高，膜清洗过程复杂， 脱氮效果不理想。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够稳定处理 达到一级A标准的BCM污水生物处理系统及BCM污水生物处理工艺，该工 艺降低投资安装建设和运行的成本，简化操作，提高运行的稳定性，降低能 耗;且污水经处理后SS稳定达标，溶解性有机物去除效果及脱氮效果好。 本发明的技术方案是这样实现的：BCM污水生物处理系统，包括依次流体导 通的格栅单元、沉砂单元、水解酸化单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元、 快混单元、速沉单元和消毒单元，所述速沉单元的污泥出口与污泥剪切单元 的污泥入口连接，所述污泥剪切单元的含污泥磁粉出口与磁粉分离单元的含 污泥磁粉入口连接，所述磁粉分离单元的磁粉出口与所述快混单元的磁粉入 口连接，所述沉淀单元的污泥出口、所述污泥剪切单元的污泥出口和所述磁 粉分离单元的污泥出口分别与污泥浓缩单元的污泥入口连接，所述污泥浓缩 单元的污泥出口与污泥脱水单元的污泥入口连接，所述好氧单元的硝化液回 流出口与所述缺氧单元的硝化液回流入口连接，曝气单元(如鼓风机)的曝 气口位于所述好氧单元内。BCM(Biology Cilium Magnetic)，即：生物纤毛 填料磁分离。
上述BCM污水生物处理系统，所述沉砂单元还通过旁流管道与所述缺氧 单元直接流体导通。
上述BCM污水生物处理系统，所述沉淀单元的污泥出口还通过污泥回流 管道与所述水解酸化单元的进口导通，污泥回流比20～100%。
上述BCM污水生物处理系统，还包括分别与所述快混单元连接的PAC投 加单元、PAM投加单元和磁粉投加单元。
上述BCM污水生物处理系统，所述好氧单元内通过填料支架固定行纤维 制作的填料，所述纤维制作的填料的体积比表面积为900～1600m2/m3、质量 比表面积为0.5～1.2m2/g、比重为1.05～1.2，且其体积为所述好氧单元总 容积的30%-60%。
上述BCM污水生物处理系统，所述速沉单元的表面负荷为10～20m3/m2·h， 所述沉淀单元的表面负荷为0.8～1.5m3/m2·h。
上述BCM污水生物处理系统，所述水解酸化单元的水力停留时间为1-2h， 污泥浓度2000～5000mg/L。
上述BCM污水生物处理系统，所述缺氧单元通过所述旁流管道进水量占 所述沉砂单元向所述水解酸化单元和所述缺氧单元总进水量的20%～70%。
上述BCM污水生物处理系统，硝化液回流比为50～300%。
BCM污水生物处理工艺，污水依次经过如下处理单元：
(a)格栅单元：格栅间隙为1-20mm;
(b)沉砂单元：污水在沉砂单元中停留时间为30-40s，然后分别直接进 入水解酸化单元和缺氧单元，自所述沉砂单元分别直接进入水解酸化单元与 直接进入缺氧单元的污水量比例为4∶1～3∶7;
(c)水解酸化单元：污水在水解酸化单元中停留时间1-2h，污泥浓度 2000～5000mg/L，污水自水解酸化单元出水后进入缺氧单元;
(d)缺氧单元：污水在缺氧单元中停留时间2-4.5h，缺氧单元中的反硝 化菌对从好氧单元回流进来的硝化液中的硝态氮进行反硝化，反硝化的碳源 来自水解酸化单元的出水和从沉砂单元直接进入缺氧单元的原水;
(e)好氧单元：污水在好氧单元中停留时间2.5-5h，通过曝气单元的曝 气口向好氧单元内曝气以便降解大部分有机物，好氧单元中的硝化菌将污水 中的氨氮转化为硝态氮;在好氧单元内通过填料支架固定有纤维制作的填料， 这种填料能有效地去除氨氮;所述纤维制作的填料的体积比表面积为900～ 1600m2/m3、质量比表面积为0.5～1.2m2/g、比重为1.05～1.2，且所述纤维 制作的填料体积为所述好氧单元总容积的30%-60%;由好氧单元回流至缺氧 单元的硝化液回流比50-300%;
(f)沉淀单元：污水在沉淀单元中停留时间2～4h，沉淀单元的表面负 荷0.8-1.5m3/m2·h;沉淀单元中的污泥一部分回流至水解酸化单元，污泥回 流比20～100%，另一部分排入污泥浓缩单元;污泥在污泥浓缩单元浓缩后再 进入污泥脱水单元进行脱水，脱水后进入污泥外运单元;
(g)快混单元：停留时间0.5～2min，所述快混单元内添加有PAC进行 除鳞、PAM和磁粉用于细小的悬浮物去除;
(h)速沉单元：速沉单元的表面负荷10-20m3/m2·h，污水在速沉单元中 沉淀时间为15-40min，产生的混合污泥进入污泥剪切单元以便对混合污泥进 行剪切，使磁粉与污泥相剥离;剪切后产生的污泥进入污泥浓缩单元，产生 的含污泥磁粉进入磁粉分离单元;磁粉分离单元将含污泥磁粉进行磁粉、污 泥分离，分离产生的污泥进入污泥浓缩单元，分离产生的磁粉进入快混单元 继续使用;
(i)消毒单元：采用紫外灯消毒、臭氧或氯消毒，然后通过净化出水单 元排放。
采用本发明BCM污水生物处理工艺能够实现如下技术效果：城市污水原 水，CODCr：100-600mg/L，BOD5：50-350mg/L，TN：20-50mg/L，NH3-N：20-40mg/L， TP：1-6mg/L，SS：50-500mg/L。净化后出水可达到《城镇污水处理厂污染物 排放标准(GB 18918-2002)》中的一级A标准，CODCr：≤50mg/L，BOD5：≤ 10mg/L，TN：≤15mg/L，NH3-N：≤5mg/L，TP：≤0.5mg/L，SS：≤10mg/L。
PAC代表聚合氯化铝(简称聚铝)。PAM代表聚丙烯酰胺。
本发明的有益效果是：本发明能够将城市生活污水处理并稳定达到《城 镇污水排放标准GB 18918-2002》一级A标准。进水方式采用水解酸化单元 和缺氧单元两点进水，可以解决目前城市污水经过水解酸化或厌氧处理后， 反硝化碳源不足的问题。好氧单元内加纤维制作的填料后大幅提高了好氧单 元的容积负荷，能够对溶解性COD、BOD、NH3-N、TN进行有效去除，并去除 少量TP。磁粉分离单元能够对经沉淀处理后水中的TP和SS进行有效去除。 本发明特别适用于现有城市污水处理厂A2/O、氧化沟、CASS等工艺一级B提 升一级A的升级改造。具有占地面积小、工程(改造)投资费用少、稳定性 高、溶解性有机物去除及脱氮效果好、能耗低、工艺操作简单和运行成本低 等优点。
