本发明涉及一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法。
背景技术：
现有技术中，污水处理一体化工艺是针对我国城镇污水有机物负荷较低、氮和磷浓度较高的特点，研发的节能型城镇污水生物处理技术。通过几年的工程应用完善与发展，该技术已经成为适合城镇污水处理的成熟技术。然而在实际应用中存在明显缺陷，主要表现为生化池后端单独需配置沉淀池，占地面积大；二次沉淀池需配备污泥回流泵，甚至有些需配备刮泥机，造成能耗高、设备维护力度大且存在设备故障、维护不及时而带来的污水水质超标的隐患；以及沉淀池存在底部污泥发生反硝化或好氧池末端氧气进入沉淀池出现污泥上浮、跑泥现象，从而导致磷、悬浮物去除效率低的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是如何提高工艺集成度来提高处理效率，由此得到一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法，
第一步，先建立一体化污水处理设备，该一体化污水处理设备包括壳体、进水部件、消化液回流部件、曝气管、斜管填料，所述壳体呈长方体状，所述壳体内部设有厌氧区、好氧区和三相分离沉淀区，所述厌氧区与好氧区连通、所述好氧区与三相分离沉淀区连通，所述进水部件包括进水管和布水器，所述布水器为笔直的管状结构，所述进水管固定在壳体上，所述进水管的一端位于壳体外部、进水管的另一端位于厌氧区内，所述进水管与布水器连接且连通，所述布水器位于厌氧区内，所述布水器上设有出水孔，所述曝气管分布在好氧区内，所述好氧区的两侧各分布有一个三相分离沉淀区，所述消化液回流部件包括回流泵、消化液回流管、布泥器，所述回流泵固定在好氧区内，所述消化液回流管位于壳体外部，所述消化液回流管的一端穿过壳体并与回流泵连接，所述布泥器为管状结构，所述布泥器上设有通孔，所述布泥器位于厌氧区内，所述布泥器的一端穿过壳体并与消化液回流管的另一端连接，所述壳体在三相分离沉淀区设有斜板、挡泥板、扰流板，所述斜板倾斜于挡泥板，所述挡泥板处于竖直状态，所述挡泥板与斜板之间分开，所述扰流板倾斜于斜板，所述扰流板也倾斜于挡泥板，所述扰流板与斜板之间分开，所述扰流板与挡泥板之间分开，所述扰流板与挡泥板之间的距离小于斜板与挡泥板之间的距离，所述斜管填料位于三相分离沉淀区内部，所述壳体在三相分离沉淀区的顶部设有出水堰，所述壳体在出水堰处设有出水口，所述出水孔分布在布水器的两侧，所述布水器两侧的出水孔错位分布，所述厌氧区内设有组合填料，所述三相分离沉淀区的顶部与厌氧区的顶部通过通孔连通；
第二步，将活性污泥置于厌氧区、好氧区和三相分离沉淀区内；
第三步，通过布水器向厌氧区内连续通入污水，污水依次流入厌氧区、好氧区和三相分离沉淀区，曝气管连通外部气源并向好氧区内通入空气，控制厌氧区内的溶解氧含量在0.2-0.5mg/l，控制好氧区溶解氧含量在1-5mg/l，控制活性污泥与污水混合后的活性污泥浓度在1000-10000mg/l，控制三相分离沉淀区获得上清液的溶解氧含量低于0.5mg/l，好氧区内的混合液通过消化液回流部件进入厌氧区内；
第四步，将三相分离沉淀区获得的上清液一部分混入厌氧区的污水中，剩余部分向外排出。
本技术方案中壳体内部合理集成了一个厌氧区、一个好氧区和两个三相分离沉淀区，使得壳体内部功能区集一体设置，从而有效减少占地面积。三相分离沉淀区内部所具有三相分离沉淀功能，使得该设备结构得到简化、功能实用稳定，使用过程中无需配备其它刮泥机、污泥泵等机电设备，因此所需能耗较小，设备长期运行费用低。三相分离沉淀功能既能加强设备污水处理能力的稳定性，还可以基于扰流板与挡泥板之间的区域来引导气体的外排回到好氧区，尽可能的减少气体流入三相分离沉淀区；三相分离沉淀区底部连通好氧区，分离后的污泥直接进入好氧区，底部污泥不会因为厌氧而发生反硝化，从而有效遏制因气体上浮以及污泥反硝化而导致的污泥上浮、跑泥的问题；还有效克服了现有技术中由于污泥上浮导致跑泥而带来出水的悬浮物、tp总磷去除率不高的缺点。该污水处理系统接水接电后便可直接运行，无需再进行现场的物料投放、流量配置，简化了使用流程，提高总体使用效率。
为了保持厌氧区的微生物数量，好氧区内通过消化液回流部件进入厌氧区内的混合液是进入厌氧区的污水的75％-300％。
同样为了保持厌氧区的微生物数量，活性污泥的质量是壳体内部的污水的75％-150％。
本发明采用上述技术方案：基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法通过提高功能集成度大大缩小了设备占地面积,同时合理布局功能区域分布减少了机电设备的依赖程度,并有效实施引导气体以解决污泥上浮、跑尼的问题，最终获得体积小、能耗低、污水处理效率高的技术效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体说明。
图1为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第一种实施例的污水处理系统的结构示意图；
图2为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第一种实施例的污水处理系统在好氧区和三相分离沉淀区的结构示意图
图3为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第一种实施例实施后的cod去除率数据表；
图4为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第一种实施例实施后的总氮去除率数据表；
图5为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第一种实施例实施后的总磷去除率数据表；
图6为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第二种实施例实施后的cod去除率数据表；
图7为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第二种实施例实施后的总氮去除率数据表；
图8为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第二种实施例实施后的总磷去除率数据表；
图9为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第三种实施例实施后的cod去除率数据表；
图10为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第三种实施例实施后的总氮去除率数据表；
图11为本发一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法第三种实施例实施后的总磷去除率数据表。
具体实施方式
第一种实施例，如图1、2所示，污水处理系统包括壳体1、进水部件、消化液回流部件、曝气管2、斜管填料3、组合填料。
壳体1由板材焊接而形成，壳体1外形整体呈长方体，壳体1内部被分割形成一个厌氧区4、一个好氧区5和两个三相分离沉淀区6；由于壳体1顶部没有盖结构，所以厌氧区4、好氧区5、三相分离沉淀区6都为敞开状态。厌氧区4和三相分离沉淀区6都为扁平的长方体结构；厌氧区4分布在好氧区5的宽边部位所在一侧，三相分离沉淀区6分布在好氧区5的长边部位所在一侧，这样，厌氧区4刚好分布在两个三相分离沉淀区6的宽边部位所在一侧，四个区域组合形成一个矩形结构。壳体1在厌氧区4与好氧区5之间的部位设有通孔，使得厌氧区4与好氧区5连通；壳体1在好氧区5与三相分离沉淀区6之间的部位也都设有通孔，使得好氧区5与两个三相分离沉淀区6都连通。组合填料分布在厌氧区4内，曝气管2分布在好氧区5内。
进水部件包括进水管7和布水器8。水管和布水器8为笔直的管状结构，水管与布水器8固定连接，水管内部与布水器8内部连通。进水管7固定在壳体1上，进水管7的一端位于壳体1外部、进水管7的另一端位于厌氧区4内。布水器8位于厌氧区4内，布水器8上设有出水孔，出水孔分布在布水器8的两侧，布水器8两侧的出水孔错位分布。
消化液回流部件包括回流泵、消化液回流管9、布泥器10。回流泵固定在好氧区5内，消化液回流管9位于壳体1外部，消化液回流管9的一端穿过壳体1并与回流泵连接。布泥器10为管状结构，布泥器10上设有通孔，布泥器10位于厌氧区4内；布泥器10的一端穿过壳体1并与消化液回流管9的另一端连接。
壳体1在三相分离沉淀区6设有斜板11、挡泥板12、扰流板13。斜板11、挡泥板12、扰流板13都固定在壳体1上。斜板11与挡泥板12之间形成y形的空间姿态。斜板11长度大于扰流板13的长度以及挡泥板12的长度。挡泥板12处于竖直状态，它与壳体1上分割三相分离沉淀区6和好氧区5的部位平行，挡泥板12的上下两边不与壳体1连接、挡泥板12的左右两边与壳体1连接，这样挡泥板12与上下两边与壳体1之间分开形成间隙。斜板11的四边都与壳体1连接，扰流板13只有三边与壳体1连接。斜板11倾斜于挡泥板12，挡泥板12与斜板11之间分开；扰流板13倾斜于斜板11，扰流板13也倾斜于挡泥板12，扰流板13与斜板11之间分开，扰流板13与挡泥板12之间也分开，扰流板13与挡泥板12之间的距离小于斜板11与挡泥板12之间的距离。斜管填料3位于三相分离沉淀区6内部，并且斜管填料3位于斜板11、挡泥板12、扰流板13的上方。壳体1在三相分离沉淀区6的顶部设有出水堰，壳体1在出水堰处设有出水口；壳体1上设有通孔，该通孔使得三相分离沉淀区6的顶部与厌氧区4的顶部连通。
使用前，先将进水管7连接污水管路，曝气管2接通供气管路，回流泵接通控制电路；将活性污泥置于厌氧区、好氧区和三相分离沉淀区内，活性污泥的质量是壳体内部的污水质量的75％、控制活性污泥与污水混合后的活性污泥浓度在3500mg/l。使用时，污水通过进水管7、再由布水器8进入厌氧区4，厌氧区4内的溶解氧含量控制在0.45mg/l、控制好氧区5溶解氧含量在2mg/l。从好氧区5回流的消化液通过回流泵经过消化液回流管9、布泥器10进入厌氧区4内，好氧区内通过消化液回流部件进入厌氧区内的混合液是进入厌氧区的污水的75％，最终消化液和污水均匀分布，充分达到混合效果。组合填料分布的微生物不断对污水进行处理，将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化。处理后的污水流入好氧区5，在充足的曝气状态下水中含氧量较高。在充足的有氧条件下，进行硝化反应、吸收磷，有效去除污水中有机物，反应后夹杂气泡的泥水混合物流经挡泥板12，由于水流方向倾斜于挡泥板12的表面，会导致污泥达到挡泥板12后通过挡泥板12下部与壳体1之间的缝隙流回好氧区5，空气通过挡泥板12上部与壳体1之间的缝隙流回好氧区5，从而有效提高污泥浓度；三相分离沉淀区6内污水缓慢上升，进过斜管填料3后进一步增加泥水分离程度，处理过获得的上清液最后通过出水堰输出到壳体1的出水口向外排放，三相分离沉淀区获得上清液的溶解氧含量为0.35mg/l，实现清水排放；同时，溢出在三相分离沉淀区6的顶部的通孔上清液会进入厌氧区4内，三相分离沉淀区获得的上清液一有部分混入厌氧区的污水中、其中上清液的质量与进入厌氧区的污水的质量比为2:1。
本实施例实施后测试结果如下。污水处理系统正常工作15天，此时活性污泥年龄已达15天，测试期间所用污水流量为80升/天、未处理前cod平均值为240mg/l、总氮平均值为45mg/l、总磷平均值为9mg/l，经过系统处理后cod平均值为24mg/l、总氮平均值为6.75mg/l、总磷平均值为1.35mg/l，cod化学需氧量下降了90％、总氮含量下降了85％、总磷含量下降了85％，如图3、4、5所示。
本发明第二种实施例。与第一种实施例不同之处在于三相分离沉淀区获得的上清液一有部分混入厌氧区的污水中、其中上清液的质量与进入厌氧区的污水的质量比为1:1。本实施例实施后测试结果如下。污水处理系统正常工作15天，此时活性污泥年龄已达15天，测试期间所用污水流量为160升/天、未处理前cod平均值为240mg/l、总氮平均值为45mg/l、总磷平均值为9mg/l，经过系统处理后cod平均值为24mg/l、总氮平均值为13.5mg/l、总磷平均值为1.8mg/l，cod化学需氧量下降了90％、总氮含量下降了70％、总磷含量下降了80％，如图6、7、8所示。
本发明第三种实施例。与第一种实施例不同之处在于三相分离沉淀区获得的上清液一有部分混入厌氧区的污水中、其中上清液的质量与进入厌氧区的污水的质量比为1:1。本实施例实施后测试结果如下。污水处理系统正常工作30天，此时活性污泥年龄已达30天，测试期间所用污水流量为80升/天、未处理前cod平均值为240mg/l、总氮平均值为45mg/l、总磷平均值为9mg/l，经过系统处理后cod平均值为24mg/l、总氮平均值为13.5mg/l、总磷平均值为2.7mg/l，cod化学需氧量下降了90％、总氮含量下降了70％、总磷含量下降了70％，如图9、10、11所示。
本发明第四种实施例。与第一种实施例不同之处在于活性污泥的质量是壳体内部的污水质量的300％、控制活性污泥与污水混合后的活性污泥浓度在10000mg/l；厌氧区内的溶解氧含量控制在0.5mg/l、控制好氧区溶解氧含量在5mg/l；好氧区内通过消化液回流部件进入厌氧区内的混合液是进入厌氧区的污水的210％；三相分离沉淀区获得上清液的溶解氧含量为0.31mg/l。
本发明第五种实施例。与第一种实施例不同之处在于活性污泥的质量是壳体内部的污水质量的151％、控制活性污泥与污水混合后的活性污泥浓度在1000mg/l；厌氧区内的溶解氧含量控制在0.2mg/l、控制好氧区溶解氧含量在1mg/l；好氧区内通过消化液回流部件进入厌氧区内的混合液是进入厌氧区的污水的300％；三相分离沉淀区获得上清液的溶解氧含量为0.22mg/l。
1.一种基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法，其特征在于：
第一步，先建立一体化污水处理设备，该一体化污水处理设备包括壳体(1)、进水部件、消化液回流部件、曝气管(2)、斜管填料(3)，所述壳体(1)呈长方体状，所述壳体(1)内部设有厌氧区(4)、好氧区(5)和三相分离沉淀区(6)，所述厌氧区(4)与好氧区(5)连通、所述好氧区(5)与三相分离沉淀区(6)连通，所述进水部件包括进水管(7)和布水器(8)，所述布水器(8)为笔直的管状结构，所述进水管(7)固定在壳体(1)上，所述进水管(7)的一端位于壳体(1)外部、进水管(7)的另一端位于厌氧区(4)内，所述进水管(7)与布水器(8)连接且连通，所述布水器(8)位于厌氧区(4)内，所述布水器(8)上设有出水孔，所述曝气管(2)分布在好氧区(5)内，所述好氧区(5)的两侧各分布有一个三相分离沉淀区(6)，所述消化液回流部件包括回流泵、消化液回流管(9)、布泥器(10)，所述回流泵固定在好氧区(5)内，所述消化液回流管(9)位于壳体(1)外部，所述消化液回流管(9)的一端穿过壳体(1)并与回流泵连接，所述布泥器(10)为管状结构，所述布泥器(10)上设有通孔，所述布泥器(10)位于厌氧区(4)内，所述布泥器(10)的一端穿过壳体(1)并与消化液回流管(9)的另一端连接，所述壳体(1)在三相分离沉淀区(6)设有斜板(11)、挡泥板(12)、扰流板(13)，所述斜板(11)倾斜于挡泥板(12)，所述挡泥板(12)处于竖直状态，所述挡泥板(12)与斜板(11)之间分开，所述扰流板(13)倾斜于斜板(11)，所述扰流板(13)也倾斜于挡泥板(12)，所述扰流板(13)与斜板(11)之间分开，所述扰流板(13)与挡泥板(12)之间分开，所述扰流板(13)与挡泥板(12)之间的距离小于斜板(11)与挡泥板(12)之间的距离，所述斜管填料(3)位于三相分离沉淀区(6)内部，所述壳体(1)在三相分离沉淀区(6)的顶部设有出水堰，所述壳体(1)在出水堰处设有出水口，所述出水孔分布在布水器(8)的两侧，所述布水器(8)两侧的出水孔错位分布，所述厌氧区(4)内设有组合填料，所述三相分离沉淀区(6)的顶部与厌氧区(4)的顶部通过通孔连通；
第二步，将活性污泥置于厌氧区(4)、好氧区(5)和三相分离沉淀区(6)内；
第三步，通过布水器(8)向厌氧区(4)内连续通入污水，污水依次流入厌氧区(4)、好氧区(5)和三相分离沉淀区(6)，曝气管(2)连通外部气源并向好氧区(5)内通入空气，控制厌氧区(4)内的溶解氧含量在0.2-0.5mg/l，控制好氧区(5)溶解氧含量在1-5mg/l，控制活性污泥与污水混合后的活性污泥浓度在1000-10000mg/l，控制三相分离沉淀区(6)获得上清液的溶解氧含量低于0.5mg/l，好氧区(5)内的混合液通过消化液回流部件进入厌氧区(4)内；
第四步，将三相分离沉淀区(6)获得的上清液一部分混入厌氧区(4)的污水中，剩余部分向外排出。
2.根据权利要求1所述基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法，其特征在于：所述好氧区(5)内通过消化液回流部件进入厌氧区(4)内的混合液是进入厌氧区(4)的污水的75％-300％。
3.根据权利要求1所述基于三相分离的厌氧好氧污水处理方法，其特征在于：所述活性污泥的质量是壳体(1)内部的污水的75％-150％。
技术总结