公布日：2023.12.01
申請(qǐng)日：2023.09.15
分類號(hào)：C02F3/30(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，污水經(jīng)過(guò)設(shè)有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)的A2/O反應(yīng)器進(jìn)行同步脫氮除磷處理后，進(jìn)入二沉池中；當(dāng)冬季和春季二沉池的水溫＜20℃時(shí)，二沉池排出的剩余活性污泥經(jīng)水力旋流器分離出微沙，微沙返回至好氧區(qū)；當(dāng)夏季和秋季二沉池的水溫≥20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度>500mg/L或MLVSS/MLSS＜30％時(shí)，二沉池排出的剩余活性污泥經(jīng)水力旋流器分離出微沙并產(chǎn)生剩余活性污泥。本發(fā)明改善了出水水質(zhì)，增大了處理水量。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，污水經(jīng)過(guò)設(shè)有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)的A2/O反應(yīng)器進(jìn)行脫氮除磷處理后，進(jìn)入二沉池中；當(dāng)冬季和春季二沉池的水溫＜20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度≤50mg/L或可揮發(fā)性懸浮物在懸浮物中的比例MLVSS/MLSS≥50％時(shí)，從二沉池回流的活性污泥回流至厭氧區(qū)，從二沉池作為剩余污泥排放的剩余活性污泥經(jīng)水力旋流器分離出粒徑為25-100μm的微沙，微沙返回至好氧區(qū)；當(dāng)夏季和秋季二沉池的水溫≥20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度>500mg/L或MLVSS/MLSS＜30％時(shí)，從二沉池回流的活性污泥回流至厭氧區(qū)，從二沉池作為剩余污泥排放的剩余活性污泥經(jīng)水力旋流器分離出粒徑為25-100μm的微沙并產(chǎn)生剩余活性污泥，剩余活性污泥返回至厭氧區(qū)；當(dāng)夏季和秋季二沉池的水溫≥20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度為200-500mg/L或MLVSS/MLSS為30-40％時(shí)，從二沉池回流的活性污泥回流至厭氧區(qū)，從二沉池作為剩余污泥排放的剩余活性污泥進(jìn)入剩余污泥脫水單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，冬季和春季水力旋流器分離出的微沙返回至好氧區(qū)；且控制好氧區(qū)中活性污泥中的微沙含量為50-4000mg/L，或控制微沙的毫克數(shù)：MLSS＝1：4-8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，冬季和春季水力旋流器分離出的微沙進(jìn)行重復(fù)利用并被添加到好氧區(qū)，當(dāng)微沙量不足時(shí)，通過(guò)外加微沙至微沙存儲(chǔ)池的方式補(bǔ)充，再通過(guò)微沙投加系統(tǒng)將微沙投加至好氧區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，冬季和春季水力旋流器排出的活性污泥作為剩余污泥進(jìn)入剩余污泥脫水單元進(jìn)行處理；其中水力旋流器對(duì)粒徑25-100μm微沙的回收率在80％以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，當(dāng)夏季和秋季二沉池的水溫≥20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度>500mg/L或MLVSS/MLSS＜30％時(shí)，分離出的微沙進(jìn)入污泥脫水單元處理并保存，用于冬季和春季微沙量不足時(shí)的投加；其中水力旋流器對(duì)粒徑25-100μm微沙的回收率在80％以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，從二沉池回流的活性污泥按外回流比為30-100％進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，從二沉池作為剩余活性污泥排放的剩余污泥流量按進(jìn)水量的5-10％進(jìn)入水力旋流器，進(jìn)行泥沙分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，所述水力旋流器的內(nèi)徑為100-200mm，進(jìn)料口直徑為20-60mm，底流口直徑為10-40mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，為了實(shí)現(xiàn)冬季和春季的微沙高回收率，所述水力旋流器采用多級(jí)沉砂串聯(lián)的工藝流程；為了實(shí)現(xiàn)夏季和秋季的微沙的高去除率，所述水力旋流器采用多級(jí)溢流串聯(lián)的工藝流程。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，所述二沉池包括平流沉淀池，豎流沉淀池，輻流沉淀池或斜板沉淀池。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，其特征在于，所述好氧區(qū)的硝化混合液從好氧區(qū)末端回流至缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，混合液回流比為200％-300％。
發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)、不足，本發(fā)明提供一種加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，可以降低污泥SVI值和SV30，主要解決冬春季水溫低，污泥膨脹和沉降性能差，而夏秋季降雨量大泥沙含量大、MLVSS/MLSS過(guò)低等導(dǎo)致的二沉池翻泥、出水質(zhì)量下降，對(duì)后續(xù)深度處理工藝產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響的技術(shù)問(wèn)題。
(二)技術(shù)方案
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：
本發(fā)明提供一種加速生化系統(tǒng)中活性污泥沉淀的工藝，污水經(jīng)過(guò)設(shè)有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)的A2/O反應(yīng)器進(jìn)行脫氮除磷處理后，進(jìn)入二沉池中；
當(dāng)冬季和春季二沉池的水溫＜20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度≤50mg/L或可揮發(fā)性懸浮物在懸浮物中的比例MLVSS/MLSS≥50％時(shí)，從二沉池回流的活性污泥回流至厭氧區(qū)，從二沉池作為剩余污泥排放的剩余活性污泥經(jīng)水力旋流器分離出粒徑為25-100μm的微沙，微沙返回至好氧區(qū)；
當(dāng)夏季和秋季二沉池的水溫≥20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度>500mg/L或MLVSS/MLSS＜30％時(shí)，從二沉池回流的活性污泥回流至厭氧區(qū)，從二沉池作為剩余污泥排放的剩余活性污泥經(jīng)水力旋流器分離出粒徑為25-100μm的微沙并產(chǎn)生剩余活性污泥，剩余活性污泥返回至厭氧區(qū)；
當(dāng)夏季和秋季二沉池的水溫≥20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度為200-500mg/L或MLVSS/MLSS為30-40％時(shí)，從二沉池回流的活性污泥回流至厭氧區(qū)，從二沉池作為剩余污泥排放的剩余活性污泥進(jìn)入剩余污泥脫水單元。
優(yōu)選地，所述微沙的粒徑為25-75μm。
本發(fā)明解決了現(xiàn)有A2/O污水廠由于二沉池的沉淀能力不夠造成生化池池容不能有效發(fā)揮，造成出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，或新建污水廠的二沉池用地不夠，提高二沉池水力和固體負(fù)荷能力，從而實(shí)現(xiàn)改善出水水質(zhì)、增大處理水量的目的。通過(guò)采用本發(fā)明的工藝，可以降低污水廠的二沉池由于水力負(fù)荷和固體負(fù)荷取值偏高而限制了污水廠整體的水力和有機(jī)負(fù)荷能力的正常發(fā)揮，從而提高整個(gè)污水廠的處理能力。采用該工藝基本無(wú)需進(jìn)行大規(guī)模新的土建工程，提高了現(xiàn)有生化系統(tǒng)的生物脫氮除磷效率，并無(wú)需擴(kuò)建二沉池等。采用該工藝可在短期內(nèi)達(dá)到預(yù)期效果，非常適合污水廠生化系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷能力和二沉池的固體負(fù)荷能力和水力負(fù)荷能力。在污水廠冬季和春季實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，通過(guò)該方法可以立即改善膨脹污泥的沉淀性和壓縮性，保證出水水質(zhì)，使污水廠得以穩(wěn)定運(yùn)行，并提升處理水量；在夏季和秋季可以增加污水廠的水力負(fù)荷應(yīng)對(duì)降雨造成的水量增加。
可選地，冬季和春季水力旋流器分離出的微沙返回至好氧區(qū)；且控制好氧區(qū)中的活性污泥中的微沙含量為50-4000mg/L(優(yōu)選地，控制在500-2000mg/L)，或控制微沙的毫克數(shù)：進(jìn)水MLSS＝1：4-8。
可選地，冬季和春季水力旋流器分離出的微沙進(jìn)行微沙重復(fù)利用并被添加到好氧區(qū)，當(dāng)微沙量不足時(shí)，通過(guò)外加微沙(優(yōu)選為通過(guò)外加夏季和秋季存儲(chǔ)下來(lái)的微沙)至微沙存儲(chǔ)池的方式補(bǔ)充，再通過(guò)微沙投加系統(tǒng)將微沙投加至好氧區(qū)。
可選地，冬季和春季水力旋流器排出的活性污泥作為剩余污泥進(jìn)入剩余污泥脫水單元進(jìn)行處理；其中水力旋流器對(duì)粒徑25-100μm微沙的回收率在80％以上。
可選地，當(dāng)夏季和秋季二沉池的水溫≥20℃，且進(jìn)水的無(wú)機(jī)質(zhì)懸浮固體濃度>500mg/L或MLVSS/MLSS＜30％時(shí)，分離出的微沙進(jìn)入污泥脫水單元處理并保存，用于冬季和春季微沙量不足時(shí)的投加；其中水力旋流器對(duì)粒徑25-100μm微沙的回收率在80％以上。
可選地，從二沉池回流的活性污泥按外回流比為30-100％進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，從二沉池作為剩余污泥排放的剩余污泥流量按進(jìn)水量的5-10％進(jìn)入水力旋流器，進(jìn)行泥沙分離。
可選地，所述水力旋流器的內(nèi)徑為100-200mm，進(jìn)料口直徑為20-60mm，底流口直徑為10-40mm，進(jìn)入水力旋流器的壓力一般在0.1-0.3MPa之間。
可選地，為了實(shí)現(xiàn)冬季和春季的微沙高回收率，所述水力旋流器采用多級(jí)沉砂串聯(lián)的工藝流程；為了實(shí)現(xiàn)夏季和秋季的活性污泥高去除率，所述水力旋流器采用多級(jí)溢流串聯(lián)的工藝流程。
可選地，所述二沉池包括平流沉淀池，豎流沉淀池，輻流沉淀池或斜板沉淀池等。
可選地，所述好氧區(qū)的硝化混合液從好氧區(qū)末端回流至缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，混合液回流比為200％-300％。
(三)有益效果
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種加速活性污泥沉淀的工藝，可以在現(xiàn)有的生化池和二沉池池容能力下最大化發(fā)揮其有機(jī)負(fù)荷能力和水力負(fù)荷能力。本發(fā)明的工藝技術(shù)基于在污水處理廠的生化系統(tǒng)中在冬季和春季適量投加微沙、在夏季和秋季適量去除微沙。
1)由于冬季和春季水溫較低，活性污泥中含沙量較少造成活性污泥沉淀性能較差，向活性污泥中投加微沙，可以增加活性污泥在二沉池中的沉淀速度，降低了活性污泥的SV30和污泥容積指數(shù)(SVI)，從而控制二沉池中的泥位，最大限度地降低二沉池冬季和春季翻泥的風(fēng)險(xiǎn)。
2)由于增加了活性污泥在冬季和春季的沉淀性能，SV30降低了50％-100％(SVI從200-250mL/g降到90-120mL/g以下)，由于投加微沙可以使生化系統(tǒng)和二沉池系統(tǒng)中的有效污泥量MLVSS提升大約50-100％，即總體提高了生化池和二沉池的處理能力50-100％。
3)由于在冬季和春季提高了原生化池和二沉池的有機(jī)負(fù)荷50-100％，可以用于實(shí)現(xiàn)徹底的硝化和充分的反硝化，冬季出水氨氮和總氮可以得到明顯改善，同時(shí)處理水量也可以相應(yīng)增加至少20-30％。
4)由于夏季和秋季水溫較高活性污泥沉淀性能有很大的改善(SVI一般在90-120mL/g之間)，但降雨量大造成泥沙量大，活性污泥中含沙量較大造成活性污泥中的無(wú)機(jī)成分提高，使MLVSS/MLSS降到0.3甚至更低的數(shù)值，通過(guò)去除活性污泥中的微沙，可以在增加有效活性污泥含量MLVSS的情況下降低MLSS總量，從而控制二沉池中的泥位，最大限度地提高二沉池夏季和秋季的處理水量。
5)由于增加了活性污泥在夏季和秋季的有效活性污泥量，在污泥容積指數(shù)(SVI)保持在120ml/g以下的情況下，通過(guò)去除活性污泥中的微沙使MLVSS/MLSS提高，MLSS總量降低，可以在保證出水水質(zhì)的前提下提高二沉池的水力負(fù)荷能力至少30％。
6)由于在夏季和秋季在保證出水水質(zhì)的前提下提高了二沉池的水力負(fù)荷30％以上，即在夏季和秋季出水氨氮、總氮和總磷可以得到明顯改善的情況下處理水量可以相應(yīng)增加至少30％。并且由于污泥濃度降低，攪拌效率和曝氣效率有效提高，能耗降低。
7)除了傳統(tǒng)的污泥外回流管(外回流比30-100％)和剩余污泥排放外，本發(fā)明增加了一個(gè)單獨(dú)的微沙回流和剩余活性污泥排放進(jìn)入脫水環(huán)節(jié)，相當(dāng)于進(jìn)水量的5-10％，進(jìn)入水力旋流器中，分離剩余污泥中的活性污泥和微沙。
8)降低了污水廠改建或擴(kuò)建的土建成本，可以無(wú)需對(duì)污水廠進(jìn)行擴(kuò)建。
9)無(wú)需對(duì)污水廠進(jìn)行停水改造，改造時(shí)間大幅縮短。
（發(fā)明人：詹衛(wèi)東;王征戍;蔡然;花文勝;胡永奎;鐘興福;李振華;張軍;李新生;苗瑞鵬;魏玲）
