申請(qǐng)日2015.07.24

　　公開(kāi)(公告)日2015.11.18

　　IPC分類號(hào)C02F3/30

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)的是一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，并公開(kāi)了該工藝的裝置。本發(fā)明中該工藝包括以下步驟：(1)污水連續(xù)流入氧化溝內(nèi)的厭氧區(qū)，并順次流經(jīng)缺氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)后排出，該好氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有具有菌種的填料區(qū)，且污水在氧化溝內(nèi)的流速小于0.15m/s;并在缺氧區(qū)、好氧區(qū)、填料區(qū)的污水中進(jìn)行曝氣;(2)好氧區(qū)末端的污水回流至缺氧區(qū);沉淀區(qū)的污泥部分回流到厭氧區(qū)內(nèi)，其余排出。本發(fā)明適用于高寒地區(qū)的污水處理，且具有水處理工藝簡(jiǎn)單、處理成本低、能耗低、占地面積小、處理效果佳等優(yōu)點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)污水連續(xù)流入氧化溝內(nèi)的厭氧區(qū)，并順次流經(jīng)缺氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)后排出，該好氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有具有菌種的填料區(qū)，且污水在氧化溝內(nèi)的流速小于0.15m/s;且對(duì)缺氧區(qū)、好氧區(qū)、填料區(qū)的污水進(jìn)行曝氣;

　　(2)好氧區(qū)末端的污水回流至缺氧區(qū);沉淀區(qū)的污泥部分回流到厭氧區(qū)內(nèi)，其余排出。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，其特征在于，所述好氧區(qū)分為一段好氧區(qū)和二段好氧區(qū)，填料區(qū)位于一段好氧區(qū)和二段好氧區(qū)之間。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，其特征在于，所述填料區(qū)內(nèi)填料為懸浮生物填料、組合填料、立體彈性填料或多面空心球填料。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，其特征在于，所述污水在氧化溝內(nèi)的流速為0.05-0.15m/s，好氧區(qū)末端污水的回流比為50%-200%，沉淀區(qū)的回流污泥量為25%-100%。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，其特征在于，所述污水處理過(guò)程中所用菌種均為耐寒菌。

　　6.一種高寒地區(qū)生活污水處理裝置，其特征在于，包括氧化溝，沿著污水流動(dòng)方向順次設(shè)置在氧化溝內(nèi)的厭氧區(qū)(1)、缺氧區(qū)(2)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)(6)，設(shè)置在好氧區(qū)內(nèi)的填料區(qū)(4)，安裝在填料區(qū)(4)內(nèi)的填料，以及設(shè)置在缺氧區(qū)(2)、好氧區(qū)和填料區(qū)(4)的曝氣裝置(7);所述沉淀區(qū)(6)末端通過(guò)污泥回流管(8)與厭氧區(qū)(1)連通，該沉淀區(qū)(6)末端還設(shè)置有污泥排出管(9);好氧區(qū)末端通過(guò)污水回流管(10)與缺氧區(qū)(2)連通。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高寒地區(qū)生活污水處理裝置，其特征在于，所述好氧區(qū)由一段好氧區(qū)(3)和二段好氧區(qū)(5)組成，該填料區(qū)(4)位于一段好氧區(qū)(3)和二段好氧區(qū)(5)之間。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝的裝置，其特征在于，所述氧化溝為環(huán)形，該厭氧區(qū)(1)設(shè)置在氧化溝的中心部位，缺氧區(qū)(2)環(huán)繞設(shè)置在厭氧區(qū)(1)一周，一段好氧區(qū)(3)、填料區(qū)(4)、二段好氧區(qū)(5)和沉淀區(qū)(6)則圍繞缺氧區(qū)(2)一周設(shè)置。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝的裝置，其特征在于，所述厭氧區(qū)(1)與缺氧區(qū)(2)連接處、以及缺氧區(qū)(2)與一段好氧區(qū)(3)連接處的水流轉(zhuǎn)向流動(dòng)，轉(zhuǎn)向角度大于90度。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8或9所述的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝的裝置，其特征在于，所述厭氧區(qū)(1)內(nèi)還設(shè)置有攪拌裝置(11)。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝及裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種污水處理工藝和裝置，具體涉及的是一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝及裝置。

　　背景技術(shù)

　　在污水處理中，最佳水溫為20-35℃，水溫處于15℃以下即為低溫。經(jīng)調(diào)查，在高海拔、低溫地區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“高寒地區(qū)”)年平均氣溫維持在2-14℃之間，全年有4-6個(gè)月污水溫度在10℃左右，屬于低溫環(huán)境。

　　常見(jiàn)污水處理工藝有CASS工藝和SBR工藝，但該類工藝運(yùn)用在高寒地區(qū)時(shí)存在閑置率較高、生物脫氮除磷效率難以提高、沉淀及排水階段池面易結(jié)冰等問(wèn)題;并且該類工藝處理后的污水很難達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002一類A標(biāo)。

　　導(dǎo)致處理后的污水難以達(dá)標(biāo)的主要原因在于：

　　1、低溫可顯著降低活性污泥中微生物的活性、數(shù)量及種群分布，降低微生物對(duì)有機(jī)物的分解能力;

　　2、季節(jié)性降溫時(shí)，反硝化細(xì)菌比硝化細(xì)菌更加敏感，所以反硝化過(guò)程將先于硝化過(guò)程而導(dǎo)致脫氮效果不好;

　　3、CASS和SBR工藝池面積大，在非曝氣時(shí)段，因水體流動(dòng)性差造成池內(nèi)常常結(jié)冰而影響處理效果;

　　4、海拔高使得環(huán)境中氧分壓較低，污水處理系統(tǒng)中好氧微生物作用受到抑制。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的污水處理工藝無(wú)法較好地實(shí)現(xiàn)高寒地區(qū)污水處理的問(wèn)題;提供既可有效防止工藝中污水結(jié)冰，又可以有效提高污水處理效果的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，并公開(kāi)了一種高寒地區(qū)生活污水處理裝置。

　　為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

　　一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，包括以下步驟：

　　(1)污水連續(xù)流入氧化溝內(nèi)的厭氧區(qū)，并順次流經(jīng)缺氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)后排出，該好氧區(qū)內(nèi)設(shè)置有具有菌種的填料區(qū)，所述污水在氧化溝內(nèi)的流速小于0.15m/s;并對(duì)缺氧區(qū)、好氧區(qū)、填料區(qū)的污水進(jìn)行曝氣;

　　(2)好氧區(qū)末端的污水回流至缺氧區(qū);沉淀區(qū)的污泥部分回流到厭氧區(qū)內(nèi)，其余排出。

　　本發(fā)明通過(guò)連續(xù)進(jìn)水和連續(xù)出水的設(shè)置，且缺氧區(qū)、好氧區(qū)及填料區(qū)曝氣攪動(dòng)污水，使氧化溝內(nèi)水流一直處于流動(dòng)狀態(tài)，有效避免結(jié)冰的情況發(fā)生;同時(shí)，通過(guò)上述各區(qū)域的設(shè)置順序以及污水和污泥回流的設(shè)置方式，好氧區(qū)末端的硝化液大量回流至缺氧區(qū)，這會(huì)使硝化液連續(xù)的經(jīng)過(guò)缺氧-好氧的環(huán)境，進(jìn)而提高系統(tǒng)的脫氮效率，且該回流的方式保證了污水中有充足的碳源，使脫氮、除磷效果更好;污泥回流使厭氧區(qū)的進(jìn)水與回流污泥充分混合，活性污泥經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段。該工藝使聚磷菌在厭氧區(qū)進(jìn)行大量的釋磷，有利于聚磷菌在好氧區(qū)的充分吸磷，進(jìn)而降低污水中磷含量;且厭氧區(qū)還可有效地抑制絲狀菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　現(xiàn)有技術(shù)中氧化溝由于其流速較高且池內(nèi)安裝有曝氣推流裝置，不便于在氧化溝內(nèi)設(shè)置懸浮填料，如果在氧化溝內(nèi)設(shè)置懸浮填料則容易導(dǎo)致懸浮填料被水流沖出好氧區(qū)，甚至該懸浮填料會(huì)被污水沖到溝口進(jìn)而導(dǎo)致水流出口的堵塞，進(jìn)而極大影響處理效果。本發(fā)明在氧化溝內(nèi)的好氧區(qū)中設(shè)置具有菌種的填料區(qū)，同時(shí)將水流速度降低到0.15m/s以下，可以有效保證懸浮填料不被水流沖走，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在氧化溝內(nèi)設(shè)置填料區(qū)的目的。

　　同時(shí)，本發(fā)明中填料區(qū)通過(guò)利用懸浮填料來(lái)固定微生物的量，有效維持填料區(qū)內(nèi)的高生物量，同時(shí)懸浮填料之間會(huì)形成生物膜，膜內(nèi)外氧含量有差異，進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)氮、磷的去除，并且還可以有效的去除污水中的懸浮物。且在填料區(qū)內(nèi)，活性污泥是固定在懸浮填料上，這會(huì)使污水在流動(dòng)方向上始終有高負(fù)荷的活性污泥，增加了污水與活性污泥的接觸時(shí)間，提高了整個(gè)工藝的處理效果。

　　通過(guò)上述氧化溝、氧化溝內(nèi)各區(qū)域的布置方式的設(shè)置，以及通過(guò)氧化溝與懸浮填料相結(jié)合的處理方式，可有效對(duì)高寒地區(qū)的污水進(jìn)行處理，防止污水處理過(guò)程中結(jié)冰的現(xiàn)象發(fā)生，且處理后的污水達(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類標(biāo)準(zhǔn)。

　　為了達(dá)到更好地效果，所述好氧區(qū)分為一段好氧區(qū)和二段好氧區(qū)，填料區(qū)位于一段好氧區(qū)和二段好氧區(qū)之間。

　　所述填料區(qū)內(nèi)填料為懸浮生物填料、組合填料、立體彈性填料或多面空心球填料。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)是用小型裝置對(duì)污水進(jìn)行處理，因而不宜采用較大體積填料，所以本發(fā)明中所述填料區(qū)內(nèi)填料優(yōu)選為K3懸浮生物填料。在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)優(yōu)選φ150組合填料或懸浮生物填料。

　　為了避免結(jié)冰的情況下最大化的保證污水的處理效果，所述污水在氧化溝內(nèi)的流速為0.05-0.15m/s，所述好氧區(qū)末端污水的回流比為50%-200%，沉淀區(qū)的回流污泥量為25%-100%。

　　本發(fā)明的污水處理工藝中所用菌種均采用耐寒菌，本發(fā)明中的耐寒菌是采用現(xiàn)有的常規(guī)手段經(jīng)過(guò)基因工程篩選培養(yǎng)馴化出的耐寒菌;該耐寒菌的篩選、馴化過(guò)程如下：在高寒地區(qū)采取細(xì)菌樣本，經(jīng)過(guò)富集培養(yǎng)和分離后得到純的耐冷細(xì)菌。該耐寒菌可在0-15℃環(huán)境中正常生長(zhǎng)、繁殖和代謝，菌株革蘭氏檢測(cè)表現(xiàn)為陰性，且為短螺旋菌，有極生鞭毛,細(xì)胞為桿形,有集束生長(zhǎng)的習(xí)慣，而且在0-15℃的環(huán)境中具有與其他水處理工程菌在常溫條件下相近的催化活性和生物降解度。經(jīng)測(cè)定，耐寒菌在10℃的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下該耐冷細(xì)菌對(duì)污水中的氮、磷有極強(qiáng)的富集降解作用，隨著細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，大量消耗污水中的氮、磷元素。

　　一種高寒地區(qū)生活污水處理裝置，包括氧化溝，沿著污水流動(dòng)方向順次設(shè)置在氧化溝內(nèi)的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀區(qū)，設(shè)置在好氧區(qū)內(nèi)的填料區(qū)，安裝在填料區(qū)內(nèi)的填料，以及設(shè)置在缺氧區(qū)、好氧區(qū)和填料區(qū)的曝氣裝置;所述沉淀區(qū)末端通過(guò)污泥回流管與厭氧區(qū)連通，該沉淀區(qū)末端還設(shè)置有污泥排出管;好氧區(qū)末端通過(guò)污水回流管與缺氧區(qū)連通。

　　上述裝置使用于本發(fā)明的一種高寒地區(qū)生活污水處理工藝，即將氧化溝內(nèi)區(qū)域沿著水流方向順次劃分為不同的區(qū)域，通過(guò)各區(qū)域的結(jié)合有效提高污水的處理能力;同時(shí)將填料結(jié)合到氧化溝中，有效實(shí)現(xiàn)高寒地區(qū)的污水處理，使處理后的污水達(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類標(biāo)準(zhǔn)。

　　為了提高污水處理效果，所述好氧區(qū)由一段好氧區(qū)和二段好氧區(qū)組成，該填料區(qū)位于一段好氧區(qū)和二段好氧區(qū)之間。

　　為了能有效節(jié)約占地面積，所述氧化溝為環(huán)形，該厭氧區(qū)設(shè)置在氧化溝的中心部位，缺氧區(qū)環(huán)繞設(shè)置在厭氧區(qū)一周，一段好氧區(qū)、填料區(qū)、二段好氧區(qū)和沉淀區(qū)則圍繞缺氧區(qū)一周設(shè)置。

　　為了更好地達(dá)到防止結(jié)冰的效果，所述厭氧區(qū)與缺氧區(qū)連接處、以及缺氧區(qū)與一段好氧區(qū)連接處的水流轉(zhuǎn)向流動(dòng)，轉(zhuǎn)向角度大于90度。

　　為了使入水和污泥充分混合均勻，所述厭氧區(qū)內(nèi)還設(shè)置有攪拌裝置。

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

　　1、本發(fā)明采用一體化氧化溝結(jié)構(gòu)，該溝內(nèi)污水為連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的方式，進(jìn)而使污水始終保持流動(dòng)狀態(tài)，可有效避免CASS、SBR等沉淀階段水池表面結(jié)冰的現(xiàn)象;同時(shí)通過(guò)在好氧區(qū)內(nèi)設(shè)置填料區(qū)，通過(guò)在氧化溝與填料區(qū)相結(jié)合的方式，有效提高高寒條件下污水處理效果，使處理后的污水達(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類標(biāo)準(zhǔn);

　　2、本發(fā)明的解決了目前高寒地區(qū)城市生活污水處理方法低溫(0-15℃)下污水處理效率低、工藝復(fù)雜、處理成本高、能耗大、處理不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題;提供一種占地面積小、低溫下處理效果好的污水處理工藝和裝置;

　　3、本發(fā)明具有適用于高寒地區(qū)的污水處理，低溫(0-15℃)下設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，且處理效率較高，過(guò)程中水處理工藝簡(jiǎn)單，處理成本低，能耗低，占地面積小，同時(shí)大幅降低了剩余污泥量。