申請(qǐng)日2015.09.28
公開(公告)日2015.12.23
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本發(fā)明公開一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，包括如下步驟：(1)絮凝沉淀或氣浮;(2)電解。本發(fā)明采用絮凝沉淀或氣浮與電解的組合工藝，作為將市政污水處理廠排放水從一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)十二項(xiàng)指標(biāo)全面提標(biāo)到一級(jí)A的方法。絮凝沉淀或氣浮可加快水中固體顆粒物質(zhì)(SS)的相互凝聚，形成粒徑和質(zhì)量較大的顆粒固定物，并快速沉淀去除，同時(shí)去除磷、部分有機(jī)物和總氮;絮凝沉淀或氣浮出水進(jìn)入電解機(jī)，電解產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì)殺滅水中的微生物、細(xì)菌、藻類和浮游生物，并同時(shí)氧化分解水中的有機(jī)物，使得水中的COD、色度、氨氮等12項(xiàng)污染指標(biāo)大幅度降低，水質(zhì)指標(biāo)全面達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于它是以現(xiàn)有污水廠的原工藝：污水調(diào)節(jié)池→粗格柵→細(xì)格柵→初沉池→生化池→二沉池→消毒池→排放為基礎(chǔ)，在原工藝的生化池與二沉池之間增加絮凝沉淀或在原工藝的二沉池之后增加絮凝氣浮工序，并將原來(lái)的消毒改為電解工藝，即增加如下步驟：
(1)絮凝：使B級(jí)達(dá)標(biāo)排放水流入絮凝反應(yīng)池，向絮凝反應(yīng)池中加入適量絮凝劑和助凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，絮凝反應(yīng)后進(jìn)入沉淀分離步驟;
(2)沉淀分離：步驟(1)中絮凝后的污水經(jīng)過(guò)布水器進(jìn)入二沉池或氣浮池，進(jìn)行沉淀分離為清液和泥漿;
(3)電解：步驟(2)沉淀分離所得的清液泵入電解機(jī)中電解，電解出水即全面達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于：步驟(1)所述絮凝劑為鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵的一種或任意兩種以上組合;所述鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁;所述鐵鹽為硫酸鐵、硫酸亞鐵;所述聚鋁為聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁或聚合硅酸鋁;所述聚鐵為聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵或聚合硅酸鐵;用量為1～15g/m3。
3.如權(quán)利要求1所述的一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于：步驟(1)所述助凝劑為PAM，用量為1～3g/m3。
4.如權(quán)利要求1所述的一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于：步驟(1)所述絮凝時(shí)如果污水的pH小于8時(shí)，還包括一個(gè)加入氫氧化鈉或碳酸鈉，調(diào)節(jié)污水的pH至8～9的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于：步驟(2)所述的沉淀分離是利用現(xiàn)有污水廠的二沉池進(jìn)行重力沉降分離。
6.如權(quán)利要求1所述的一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于：步驟(2)所述的沉淀分離是氣浮分離。
7.如權(quán)利要求1所述的一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于：所述電解機(jī)的工作電壓為1～36V，兩電極間的電壓為1～3V，電流密度為5～320mA/cm2,步驟(2)中清液在電解機(jī)中的停留時(shí)間為30s～5min。
8.如權(quán)利要求7所述的一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于：所述電解機(jī)設(shè)有電源和電解槽，所述電解槽內(nèi)的電極為石墨、鈦、鐵、鋁、鋅、銅、鉛、鎳、鉬、鉻、合金和納米催化惰性電極中的一種。
9.如權(quán)利要求7所述的一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其特征在于：所述納米催化惰性電極的表層涂覆有晶粒為10～35nm的貴金屬氧化物惰性催化涂層，所述納米催化惰性電極的基板為鈦板或塑料板。
說(shuō)明書
市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境工程的水污染治理領(lǐng)域，更為具體地說(shuō)是指將市政污水處理廠排放水由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)全面提高到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的方法。
背景技術(shù)
現(xiàn)有的市政污水處理廠比較成熟的污水處理工藝為：污水調(diào)節(jié)池→粗格柵→細(xì)格柵→初沉池→生化池→二沉池→消毒池→排放，只能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)出水指標(biāo)，其指標(biāo)如表1：
表1基本控制項(xiàng)目最高允許排放濃度(日均值)
序號(hào) 基本控制項(xiàng)目 一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)(mg/L) 1 COD 60 2 BOD 20 3 SS 20 4 動(dòng)植物油 3 5 石油類 3 6 陰離子表面活性劑 1 7 總氮(以N計(jì)) 20 8 氨氮(以N計(jì)) 8(15) 9 總磷(以P計(jì)) 1 10 色度(稀釋倍數(shù)) 30 11 pH 6-9 12 糞大腸菌群數(shù)(個(gè)/L) 104
為了改善水環(huán)境，國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的通知(國(guó)發(fā)〔2015〕17號(hào))要求，“敏感區(qū)域(重點(diǎn)湖泊、重點(diǎn)水庫(kù)、近岸海域匯水區(qū)域)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)于2017年底前全面達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。建成區(qū)水體水質(zhì)達(dá)不到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)的城市，新建城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施要執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)”。但是，現(xiàn)有市政污水處理廠的污水處理工藝的出水只能達(dá)到一級(jí)B的標(biāo)準(zhǔn)，不能一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的出水水質(zhì)，無(wú)法滿足國(guó)發(fā)〔2015〕17號(hào)“水污染防治行動(dòng)計(jì)劃”的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求,其原因是：
1、現(xiàn)有污水處理廠沒(méi)有絮凝工藝，現(xiàn)有沉池工藝只能沉淀除去較大顆粒的沉淀，一些密度與水接近，粒徑為1～100μm的小顆�？h浮物沉淀不徹底，不僅導(dǎo)致SS較高，同時(shí)導(dǎo)致COD、BOD、總氮、氨氮等指標(biāo)都較高;
2、現(xiàn)有污水處理廠沒(méi)有專門的除磷工藝，主要利用生化工藝的噬磷菌將污水中的磷富集到污泥中，以剩余污泥的形式去除。隨著進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)，除磷效果不穩(wěn)定，無(wú)法滿足0.5mg/L的出水指標(biāo);
3、傳統(tǒng)的消毒方法，如氯消毒、二氧化氯消毒、紫外線消毒等的消毒效果容易受到水質(zhì)影響而不達(dá)標(biāo)。
授權(quán)公告號(hào)為CN103848542B的發(fā)明專利公開了一種污水處理提標(biāo)改造污水深度處理工藝，該工藝在原工藝的二沉池與消毒池之間增加一段高效沉淀池和豎片纖維布濾池的組合工藝。該專利雖然可解決原工藝中除磷和除懸浮物量大難題，但不能滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的COD、BOD、總氮、氨氮、動(dòng)植油、石油類、陰離子表面活性劑、色度(稀釋倍數(shù))和糞大腸菌群數(shù)等指標(biāo)。因此，現(xiàn)有提標(biāo)方法通常是在原有一級(jí)B污水處理工藝上增加一個(gè)除磷工序、一個(gè)生化氧化除COD工序(如暴氣生物濾池)或高級(jí)化學(xué)氧化(如芬頓氧化)除COD工序和深度消毒工序，不僅新增投資大，運(yùn)行費(fèi)用增加多，而且需占用比較大面積的場(chǎng)地�，F(xiàn)有污水處理廠多數(shù)處于城市中心，缺乏擴(kuò)建改造工程需要的場(chǎng)地，此類提標(biāo)改造工藝的可行性不強(qiáng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種市政污水處理廠排放水從一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，其主要目的在于克服現(xiàn)有的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)出水的提標(biāo)工藝或是需要新增大面積場(chǎng)地、投資及運(yùn)行費(fèi)用，或是只能提高某些指標(biāo)，出水不能全面達(dá)到一級(jí)A的缺點(diǎn)。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種市政污水處理廠排放水由一級(jí)B到一級(jí)A的全面提標(biāo)方法，它是以現(xiàn)有污水廠的原工藝：污水調(diào)節(jié)池→粗格柵→細(xì)格柵→初沉池→生化池→二沉池→消毒池→排放為基礎(chǔ)，在原工藝的生化池與二沉池之間增加絮凝沉淀或在原工藝的二沉池之后增加絮凝氣浮工序(主要針對(duì)二沉池池容不夠的情形)，并將原來(lái)的消毒改為電解工藝，即增加如下步驟：
(1)絮凝：污水廠生化處理后污水進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，向絮凝反應(yīng)池中加入適量絮凝劑和助凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，絮凝反應(yīng)后進(jìn)入步驟(2)沉淀分離;
(2)沉淀分離：步驟(1)中絮凝后的污水經(jīng)過(guò)布水器進(jìn)入二沉池或氣浮池，進(jìn)行沉淀分離為清液和泥漿;
(3)電解：步驟(2)沉淀分離所得的清液泵入電解機(jī)中電解，電解出水即全面達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。
步驟(1)所述絮凝劑為鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵的一種或任意兩種以上組合;所述鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁;所述鐵鹽為硫酸鐵、硫酸亞鐵;所述聚鋁為聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁或聚合硅酸鋁;所述聚鐵為聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵或聚合硅酸鐵;用量為1～15g/m3。
步驟(1)所述助凝劑為PAM，用量為1～3g/m3。
步驟(1)所述絮凝時(shí)如果污水處理廠污水的pH小于8時(shí)，還包括一個(gè)加入氫氧化鈉或碳酸鈉，調(diào)節(jié)污水的pH至8～9的步驟。
步驟(2)所述的沉淀分離是利用現(xiàn)有污水廠的二沉池進(jìn)行重力沉降分離，不新增沉淀池。
步驟(2)所述的沉淀分離是氣浮分離。
所述電解機(jī)的工作電壓為1～36V，兩電極間的電壓為1～3V，電流密度為5～320mA/cm2,步驟(2)中清液在電解機(jī)中的停留時(shí)間為30s～5min。
所述電解機(jī)設(shè)有電源和電解槽，所述電解槽內(nèi)的電極為石墨、鈦、鐵、鋁、鋅、銅、鉛、鎳、鉬、鉻、合金和納米催化惰性電極中的一種。
所述納米催化惰性電極的表層涂覆有晶粒為10～35nm的貴金屬氧化物惰性催化涂層，所述納米催化惰性電極的基板為鈦板或塑料板。
所述絮凝與沉淀工藝組合或絮凝與氣浮工藝組合可以實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：
1、絮凝劑中的鐵離子或鋁離子與污水中的磷酸根反應(yīng)，生成磷酸鐵或磷酸鋁沉淀，除去污水中30～65%的磷,保證出水的磷小于0.5mg/L的出水指標(biāo)。
2、通過(guò)絮凝劑和助凝劑的絮凝沉淀作用，可以使生化后一些密度與水接近，粒徑在于1～100μm的小顆�？h浮物與絮凝劑和助凝劑作用形成較大顆粒沉淀，不僅使出水的SS小于10mg/L的出水指標(biāo)。同時(shí)還一同除去污水中10～45%的COD、BOD、總氮、氨氮和70～85%動(dòng)植物油、石油類。
電解具有如下效應(yīng)并實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：
1、電擊效應(yīng)
在低電壓，大電流作用下，電流直接擊穿中水中微生物的細(xì)胞壁，導(dǎo)致微生物的死亡。
2、奪取電子作用
活的微生物都帶有電荷，在低電壓，大電流作用下，奪取中水中的微生物本身自帶的電子，使微生物失去電子而死亡。
3、自由基殺滅作用
電解能產(chǎn)生化學(xué)活性很強(qiáng)的自由基：如·Cl、·H、·O、·OH等，能有效殺滅病毒、細(xì)菌及藻類的孢子起到消毒的目的。
通過(guò)以上三個(gè)效應(yīng)，確保出水的微生物指標(biāo)合格。
4、氧化作用
電解時(shí)產(chǎn)生化學(xué)活性很強(qiáng)的自由基：如·Cl、·H、·O、·OH等，能迅速地與污水中的有機(jī)物，如有機(jī)物、有色物質(zhì)、氨氮等起電催化反應(yīng)從而達(dá)到降低其COD、BOD、總氮、氨氮、動(dòng)植油、石油類、陰離子表面活性劑濃度和色度的目的。
5、沉淀作用
電解過(guò)程中產(chǎn)生的OH可以與一些金屬離子作用(如Fe3+)產(chǎn)生沉淀沉降下來(lái)，這些沉淀小顆�？善鹬齽┑淖饔�，促進(jìn)溶液中的懸浮物質(zhì)聚集沉降。另外電解過(guò)程中，電場(chǎng)可以迅速破壞水體中的膠體結(jié)構(gòu)，使水體脫穩(wěn)，促使存在于廢水中的固體懸浮物、水中殺滅的微生物、細(xì)菌、藻類和浮游生物尸體、被溶解在水中的膠體長(zhǎng)產(chǎn)生絮凝沉淀，極大限度降低投加的絮凝劑的用量。
6、氣浮作用
電解過(guò)程中陰極產(chǎn)生的新生態(tài)氫能形成大量的氣泡，隨著氣體的上浮，會(huì)帶出大量的固體懸浮物，達(dá)到固液分離的效果，從而進(jìn)一步降低廢水中的COD、色度、濁度等污染指數(shù)。
7、協(xié)同作用
電解除了產(chǎn)生自由基外還能產(chǎn)生顯著的協(xié)同效應(yīng)，如酸堿效應(yīng)、多電層效應(yīng)、氣浮效應(yīng)、誘導(dǎo)效應(yīng)和吸附效應(yīng)等因此能大大提高NCE的效率。
8、除嗅作用
電解除了產(chǎn)生的自由基與污水中的發(fā)嗅物質(zhì)作用，能消除嗅味外，電解過(guò)程的電磁振蕩能使發(fā)嗅物質(zhì)的化學(xué)鍵發(fā)生開環(huán)斷鏈作用，從而消除嗅味。因此，電解有難以讓人致信的消除嗅味效果。
通過(guò)以上作用確保出水的COD、BOD、總氮、氨氮、動(dòng)植油、石油類、陰離子表面活性劑濃度和色度指標(biāo)合格。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、二沉池后的消毒改為電解可以通過(guò)調(diào)整電流、電壓控制消毒、C0D、BOD、動(dòng)植油、石油類、陰離子表面活性劑和色度等指標(biāo)，確保處理后的排放水可以完全達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級(jí)A類標(biāo)準(zhǔn)，使用機(jī)動(dòng)靈活。
2、解決現(xiàn)有污水廠提標(biāo)沒(méi)有場(chǎng)所或場(chǎng)所不夠的現(xiàn)實(shí)困境。
本發(fā)明僅針對(duì)現(xiàn)有污水廠處理工藝的后段工藝做少量修改，不需要改動(dòng)現(xiàn)有廠整個(gè)工藝流程，在改造項(xiàng)目中只需要在生化池和二沉池之間增加一個(gè)占地很小的絮凝反應(yīng)罐(池)，可以充分利用現(xiàn)有污水處理廠的間隙，不需要增加用地面積;同時(shí)，利用原有消毒場(chǎng)所，將原來(lái)的消毒設(shè)備更換為電解設(shè)備，也不需要增加用地面積，達(dá)到既消毒，同時(shí)降低COD、BOD、氨氮等。即采用：污水調(diào)節(jié)池→粗格柵→細(xì)格柵→初沉池→生化池→絮凝→二沉池→電解→排放的組合工藝作為全面提標(biāo)方法。整個(gè)改造工程不改變?cè)猩a(chǎn)工藝布局，不新增用地面積，既解決現(xiàn)有污水廠提標(biāo)沒(méi)有場(chǎng)所或場(chǎng)所不夠的現(xiàn)實(shí)困境，又節(jié)省了大量投資。
3、原有設(shè)施和設(shè)備基本全部利用，不會(huì)造成原有投資浪費(fèi)。
4、在原工藝和設(shè)備的基礎(chǔ)上，僅增加絮凝、電解工藝和設(shè)備，每立方污水新增投資比其他方法節(jié)省近一半。
5、在一級(jí)B運(yùn)行費(fèi)用基礎(chǔ)上，每方污水的處理費(fèi)用增加不到30%，運(yùn)行費(fèi)用低。
