本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種原位污泥減量的循環(huán)活性污泥法。

背景技術(shù)：

在建設(shè)創(chuàng)新型國家的背景下，隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及城鎮(zhèn)人口不斷增加，城鎮(zhèn)土地緊張以及生活污水量大幅提高，需要建設(shè)很多占地少的高效節(jié)能污水處理設(shè)施。當(dāng)前，我國污水處理工藝主要有兩種，一種是活性污泥法，另一種是生物膜法。

傳統(tǒng)活性污泥法主要可分為傳統(tǒng)推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、階段曝氣活性污泥法、吸附-再生活性污泥法等工藝技術(shù)方法，這些污水處理方法普遍存在的問題：需氧與供氧耗量大，池首端供氧不足，池末端供氧大于需氧，造成浪費；曝氣池停留時間較長，曝氣池容積大、占地面積大、基建費用高，電耗大；脫氧除磷效率低；而且容易造成碳源的浪費，剩余污泥的大量排放。而生物膜法的處理工藝有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法、好養(yǎng)生物流化床等工藝技術(shù)方法，這些污水處理工藝其缺點也十分明顯，主要存在問題：生物膜法中濾料投加量大，周期性更換，增加運行管理費用；同時，生物膜法對工藝設(shè)計和運行條件的要求比較嚴(yán)格，一旦發(fā)生問題，便會引起濾料的破損和堵塞，降低出水水質(zhì)等。

循環(huán)活性污泥工藝，是指溶解氧濃度在沿池長方向產(chǎn)生濃度梯度的污水處理技術(shù)，簡稱氧化溝。自1967年由荷蘭dhv公司開發(fā)研究并加以應(yīng)用以來,該工藝以其占地面積少，節(jié)省投資,處理效果好，抗負(fù)荷強等特點而日益為人們所重視。氧化溝的運行操作，通過帶有方向控制器的曝氣裝置，使得溶解氧濃度在沿池長方向產(chǎn)生濃度梯度，形成好氧、缺氧和厭氧條件。污水在反應(yīng)池中周而復(fù)始反復(fù)進行生化反應(yīng),并且得到不斷地處理。城市污泥一般含有大量的有機物、豐富的氮、磷、鉀和微量元素，可以有效利用；但是，未處理的污泥中也含有重金屬、病原菌、寄生蟲以及某些難分解的有機毒物，如果處理不當(dāng)，排放后會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。目前，傳統(tǒng)氧化溝工藝產(chǎn)生的剩余污泥含水率高,體積龐大,有機物含量高達(dá)50％～70％，然而因為其利用率低，剩余污泥排放和處置需要消耗大量財力以及能耗，這些都制約著其發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種原位污泥減量的循環(huán)活性污泥法，綜合利用污泥原位減量技術(shù)和污水循環(huán)活性污泥法，高效去除污水中的有機污染物及氮和磷，同時大幅降低污泥產(chǎn)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種原位污泥減量的循環(huán)活性污泥法，綜合利用污泥原位減量技術(shù)和污水循環(huán)活性污泥法，高效去除污水中的有機污染物及氮和磷，同時大幅降低污泥產(chǎn)量，具體包括如下步驟：

步驟1：經(jīng)過預(yù)處理的污水進入氧化溝，同時與污泥酸化池回流的酸化污泥一同進入氧化溝，污水和污泥在氧化溝中形成混合液；混合液進入封閉式渠道形的曝氣池，通過帶有方向控制器的曝氣裝置，使得溶解氧濃度在沿池長方向產(chǎn)生濃度梯度，形成好氧、缺氧和厭氧條件；經(jīng)生化反應(yīng)后的泥水進入二次沉淀池，經(jīng)沉淀后澄清的污水作為出水排出系統(tǒng)，污泥從二次沉淀池底部排出，其中部分作為回流污泥回流至氧化溝，剩余污泥排放至污泥濃縮池；

步驟2：在污泥濃縮池中，對污泥進行脫水和減容，經(jīng)濃縮后的污泥排放至污泥酸化池進行產(chǎn)酸發(fā)酵，上清液回流至氧化溝；

步驟3：濃縮污泥進入污泥酸化池，在厭氧的條件下發(fā)生污泥產(chǎn)酸發(fā)酵，在污泥酸化池排出的污泥中，一部分酸化污泥回流至氧化溝，另一部分酸化污泥排出池外進行污泥脫水后外運處置。

所述步驟1中，氧化溝接受的酸化污泥來自步驟3；在氧化溝中，酸化污泥和污水進行混合形成混合液。

所述步驟2中，污泥濃縮方式采用重力濃縮或者機械濃縮或者氣浮濃縮的方法，降低污泥的含水率。

所述步驟3中，污泥酸化池排出的污泥中，一部分酸化污泥回流至氧化溝；在污泥酸化池中，污泥進行產(chǎn)酸發(fā)酵。

本發(fā)明中，步驟1中氧化溝接受由污水預(yù)處理而來的污水，酸化污泥和回流污泥在進水段進入氧化溝反應(yīng)池，酸化污泥所含有的溶解性有機物(如脂肪酸和醇類等)在循環(huán)曝氣作用下被活性污泥降解。在曝氣裝置推動下，氧化溝工藝空間序列上提供了缺氧(do＝0,nox>0)、厭氧(do＝0,nox＝0)和好氧(do>0)的環(huán)境條件,使缺氧條件下實現(xiàn)反硝化,厭氧條件下實現(xiàn)磷的釋放和好氧條件下的硝化及磷的過度攝取,從而有效地脫氮除磷。采用鼓風(fēng)曝氣或機械曝氣的方式，混合液懸浮固體(mlss)濃度為2500～4500mg/l，污水中90％以上的有機物在氧化溝中去除。污水和污泥在二次沉淀池進行泥水分離，上清液和剩余污泥分別被排出。污水預(yù)處理可包括粗格柵、細(xì)格柵、沉砂池或除渣池等，用以去除體積較大的懸浮物、漂浮物和比重較大的無機顆粒和油脂，以減輕氧化溝工藝的負(fù)擔(dān)。

步驟2中污泥濃縮方式選用重力濃縮或者機械濃縮或者氣浮濃縮的方法，降低污泥的含水率。將剩余污泥的含水率降至97％以下，大大減小污泥酸化池的容積。

步驟3中濃縮污泥進入污泥酸化池，首先在厭氧的條件下進行水解，即復(fù)雜的非溶解性的有機物質(zhì)在產(chǎn)酸細(xì)菌胞外水解酶的作用下轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體；然后，水解階段產(chǎn)生的簡單的溶解性有機物被厭氧微生物轉(zhuǎn)化為脂肪酸、醇類等，即進行產(chǎn)酸發(fā)酵階段。污泥在厭氧的條件下進行產(chǎn)酸發(fā)酵，從而使非溶解性的污泥被轉(zhuǎn)化為溶解性的可生化降解的脂肪酸和醇類，即酸化污泥。污泥酸化池的生物固體停留時間(污泥齡)一般為3天～9天。

與現(xiàn)有的循環(huán)活性污泥法處理方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明采用回流酸化污泥至氧化溝的方法，使酸化污泥所含有的溶解性有機物(如脂肪酸和醇類等)在氧化溝中被微生物降解，可達(dá)到污泥原位減量30％以上的目的。

2.本發(fā)明是氧化溝工藝的變形，與氧化溝工藝同樣具有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)，因而具有良好的除磷脫氮效果。

3.本發(fā)明的污泥產(chǎn)量大大低于常規(guī)循環(huán)活性污泥法，但無需投加任何化學(xué)藥品和生物制劑，只需增設(shè)一座污泥酸化池，即可大大降低污泥產(chǎn)量，因而便于現(xiàn)有污水處理廠的改造，具有切實可行的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明原位污泥減量的循環(huán)活性污泥法工藝示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種原位污泥減量的循環(huán)活性污泥法。以下結(jié)合圖1列舉實例對本發(fā)明進行說明。

一種原位污泥減量的循環(huán)活性污泥法，綜合利用污泥原位減量技術(shù)和污水循環(huán)活性污泥法，高效去除污水中的有機污染物及氮和磷，同時大幅降低污泥產(chǎn)量，具體包括如下步驟：

步驟1：經(jīng)過預(yù)處理的污水進入氧化溝，同時與污泥酸化池回流的酸化污泥一同進入氧化溝，污水和污泥在氧化溝中形成混合液；混合液進入封閉式渠道形的曝氣池，通過帶有方向控制器的曝氣裝置，使得溶解氧濃度在沿池長方向產(chǎn)生濃度梯度，形成好氧、缺氧和厭氧條件；經(jīng)生化反應(yīng)后的泥水進入二次沉淀池，經(jīng)沉淀后澄清的污水作為出水排出系統(tǒng)，污泥從二次沉淀池底部排出，其中部分作為回流污泥回流至氧化溝，剩余污泥排放至污泥濃縮池；

步驟2：在污泥濃縮池中，對污泥進行脫水和減容，經(jīng)濃縮后的污泥排放至污泥酸化池進行產(chǎn)酸發(fā)酵，上清液回流至氧化溝；

步驟3：濃縮污泥進入污泥酸化池，在厭氧的條件下發(fā)生污泥產(chǎn)酸發(fā)酵，在污泥酸化池排出的污泥中，一部分酸化污泥回流至氧化溝，另一部分酸化污泥排出池外進行污泥脫水后外運處置。

所述步驟1中，氧化溝接受的酸化污泥來自步驟3；在氧化溝中，酸化污泥和污水進行混合形成混合液。

所述步驟2中，污泥濃縮方式采用重力濃縮或者機械濃縮或者氣浮濃縮的方法，降低污泥的含水率。

所述步驟3中污泥酸化池排出的污泥中，一部分酸化污泥回流至氧化溝；在污泥酸化池中，污泥進行產(chǎn)酸發(fā)酵。

實施例1

進水為典型城市污水，進水水量為10萬噸/天，采用設(shè)置厭氧選擇池的卡魯塞爾氧化溝2000型工藝。城市污水首先經(jīng)過格柵等預(yù)處理設(shè)施去除比重較大的懸浮物，然后和二沉池來的回流污泥進入?yún)捬踹x擇池中，經(jīng)攪拌混合后再流入氧化溝的前置反硝化區(qū)。厭氧選擇池具有篩選菌種，抑制絲狀菌的作用；在前置反硝化區(qū)中，回流的酸化污泥和污水混合，經(jīng)攪拌形成混合液。卡魯塞爾氧化溝使用立式表曝機，曝氣機安裝在溝的一端，因此形成了靠近曝氣機下游的富氧區(qū)和上游的缺氧區(qū)，溝中產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū)和缺氧區(qū)，可以達(dá)到脫氮的目的。卡魯塞爾氧化溝2000具有較高的脫氮效率。為了提高除磷效果，在氧化溝的出水處投加鐵鹽混凝劑，達(dá)到化學(xué)除磷的目的。氧化溝出水的混合液進入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來與水分離，澄清后的污水去三級污水處理或作為處理水排出系統(tǒng)。在二次沉淀池中，50％～200％的污泥回流至氧化溝中，剩余污泥排放至污泥濃縮單元進行濃縮。剩余污泥在污泥濃縮單元通過重力濃縮的方式，使?jié)饪s污泥的含水率低于97％。濃縮污泥排放至厭氧污泥酸化池進行處理。污泥酸化池采用機械攪拌的方式對污泥進行攪拌。在污泥酸化池中，復(fù)雜的非溶解性的有機物質(zhì)在產(chǎn)酸細(xì)菌胞外水解酶的作用下轉(zhuǎn)化為簡單的溶解性單體或二聚體；然后，水解階段產(chǎn)生的簡單的溶解性有機物被厭氧微生物轉(zhuǎn)化為脂肪酸、醇類等。部分酸化污泥回流至厭氧反應(yīng)器，部分酸化污泥經(jīng)脫水后按國家要求進行污泥處置。

本發(fā)明實例處理的出水水質(zhì)可達(dá)到城鎮(zhèn)污水廠一級排放標(biāo)準(zhǔn)b,如若要達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)a，則需進行三級處理(如增設(shè)高密度沉淀池)。在典型城市污水進水水質(zhì)的情況下，本發(fā)明污泥產(chǎn)率為0.09kgvss/kgbod，低于常規(guī)循環(huán)活性污泥處理方法(0.14kgvss/kgbod)。與傳統(tǒng)氧化溝工藝比較見表1：

表1

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。