專(zhuān)利名稱(chēng)：廢水預(yù)處理方法以及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水預(yù)處理方法及其在污水處理中的應(yīng)用，特別是一種污泥進(jìn)料化廢水預(yù)處理方法及其在污水處理中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，城市污水處理廠作為廢水間接排放源的處置場(chǎng)所，其接納的各種廢水，特別是工業(yè)廢水，成分日益復(fù)雜。2007年浙江省環(huán)境狀況公報(bào)顯示，省內(nèi)50家已投入正常運(yùn)行的城市污水處理廠排放達(dá)標(biāo)率為58. 8%，主要超標(biāo)污染因子為氨氮和總磷。未經(jīng)預(yù)處理的工業(yè)污水氮磷負(fù)荷超出了污水處理廠的處理能力，影響了污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行，導(dǎo)致部分集中污水處理廠的出水氨氮和總磷超標(biāo)排放，使污水處理廠的成為水體氮磷重要來(lái)源。因此，經(jīng)常需要對(duì)各種來(lái)源的廢水進(jìn)行預(yù)處理以滿(mǎn)足污水處理廠，特別是污水生物處理廠的進(jìn)水要求。目前，常見(jiàn)的廢水預(yù)處理法主要是稀釋法當(dāng)廢水中污染物濃度超過(guò)生物處理的極限允許濃度時(shí)，為保證生物處理的正常進(jìn)行，可采用簡(jiǎn)單的稀釋法，將廢水中污染物濃度降低到極限濃度以下。最簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方法是廢水稀釋法，即將不同的廢水和/或污水混合起來(lái)，彼此稀釋?zhuān)蓪⑽廴疚餄舛冉档偷綐O限允許濃度以下。在一些情況下，也可采用處理過(guò)程中的出水稀釋或用清水稀釋。然而，廢水和/或污水中的污染物濃度經(jīng)常很高，即使混合也難以將污染物濃度降低到極限允許濃度以下。另外，使用處理過(guò)程中的出水稀釋或用清水稀釋會(huì)造成處理成本的大幅度上升。此外，許多污水生物處理廠在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中還面臨以下問(wèn)題(1)進(jìn)水水量不足，主要由超前規(guī)劃和污水排放系統(tǒng)故障導(dǎo)致，影響污水處理裝置的運(yùn)行；( 進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定，主要原因是工業(yè)廢水排入管網(wǎng)以及節(jié)假日和季節(jié)變化等導(dǎo)致的生活習(xí)慣改變等，可造成沖擊負(fù)荷影響污水處理效果；C3)碳源不足，這是各污水處理廠所共同面臨的問(wèn)題，主要由現(xiàn)代生活習(xí)慣所致，可導(dǎo)致生物的營(yíng)養(yǎng)物失衡影響氮和磷的去除效果。在面對(duì)這些問(wèn)題時(shí)，傳統(tǒng)活性污泥法日益暴露出以下缺陷(1)曝氣池中生物濃度低；( 耐水質(zhì)、水量沖擊負(fù)荷能力差，運(yùn)行不夠穩(wěn)定；C3)易產(chǎn)生污泥膨脹；(4)污泥產(chǎn)量大；( 基建和運(yùn)行費(fèi)用高，占地面積大等。因此，仍然需要發(fā)展新的廢水預(yù)處理方法以使預(yù)處理后的廢水更加適合采用污水生物處理方法進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種廢水預(yù)處理方法，包括以下步驟(1)將廢水進(jìn)料引入第一曝氣池的第一端與第一濃縮混合液混合得到第一混合液；( 將第一混合液在第一曝氣池的曝氣段進(jìn)行曝氣處理從而在第一曝氣池的第二端得到第二混合液；C3)將第二混合液引入第一沉淀池進(jìn)行沉淀處理從而得到上清液和第一濃縮混合液；(4)將上清液排出，并且將至少部分第一濃縮混合液回流返回第一曝氣池的第一端使得污泥齡大于50天，優(yōu)選大于100天，更優(yōu)選大于300天，更優(yōu)選大于1000天，更優(yōu)選大于2000天，更優(yōu)選大于 5000 天。通常，隨著污泥泥齡的延長(zhǎng)，整個(gè)系統(tǒng)排放的剩余污泥將減少，從而有利于改善環(huán)境保護(hù)和減少運(yùn)行成本。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，其中在將廢水進(jìn)料引入第一曝氣池的第一端之前，對(duì)廢水進(jìn)料進(jìn)行沉砂處理使得每噸廢水的沉砂量不大于0. 1升，優(yōu)選不大于0. 05升，更優(yōu)選不大于0. 03升。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，其中第一混合液的污泥濃度為 2000 30000mg/L，優(yōu)選 2500 20000mg/L，更優(yōu)選 3000 10000mg/L，更優(yōu)選 3000 7000mg/L。在一些情況下，第一混合液的混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSQ和混合液懸浮固體(MLSS)的比值小于0. 8，優(yōu)選小于0. 7，更優(yōu)選小于0. 5。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，其中第一曝氣池的曝氣處理時(shí)間為0. 1 4小時(shí)，優(yōu)選0. 5 2小時(shí)，更優(yōu)選0. 5 1. 5小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，其中第一沉淀池沉淀處理時(shí)間為 0. 8 6小時(shí)，優(yōu)選1 4小時(shí)，更優(yōu)選1 3小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，其中第一曝氣池的曝氣處理時(shí)間與第一沉淀池的沉淀處理時(shí)間的比為1 0.5 1 6，優(yōu)選1 1 1 3，更優(yōu)選 1 1. 5 1 2，最優(yōu)選 1:2;根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，其中上清液的化學(xué)耗氧量(COD) 為 30-500mg/L，優(yōu)選 50_250mg/L，更優(yōu)選 80_150mg/L。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，還可以將有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物和/或污泥進(jìn)料與廢水進(jìn)料一起在第一曝氣池的第一端和第一濃縮混合液混合得到第一混合液。所述有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物可以是含有可生物降解有機(jī)物的生活污水、來(lái)自以農(nóng)牧產(chǎn)品為原料的工業(yè)廢水或合適的碳源例如甲醇、淀粉、糖蜜等，所述污泥進(jìn)料可以是污水生物處理過(guò)程中產(chǎn)生的任何含有活性污泥的污泥。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，步驟O)的曝氣處理以間歇曝氣或連續(xù)曝氣的方式進(jìn)行。通過(guò)控制曝氣和曝氣率時(shí)間，能夠有效地將上清液的COD值控制在期望的范圍內(nèi)，例如符合污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，在步驟O)中，第二混合液的溶解氧濃度為0. 1 ％ig/L，優(yōu)選1. 5 ;3mg/L，更優(yōu)選2 ;3mg/L。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，其中兼性微生物為第一混合液、 第二混合液和第一濃縮混合液中的優(yōu)勢(shì)群類(lèi)。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，其中第一曝氣池和第一沉淀池按照推流方式運(yùn)行。在另一方面，本發(fā)明還提供一種污水處理方法，其中將上述廢水預(yù)處理方法中的上清液作為污水進(jìn)料。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中將上清液作為污水進(jìn)料依次通過(guò)生物調(diào)整區(qū)、第二曝氣區(qū)和第二沉淀區(qū)得到第一出水和第二濃縮混合液，第二濃縮混合液的第一部分回流返回生物調(diào)整區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中第二沉淀區(qū)以SBR方式工作。 在一些情況下，SBR池中的混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)和混合液懸浮固體(MLSS)的比值小于0. 8，優(yōu)選小于0. 7，更優(yōu)選小于0. 5。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中生物調(diào)整區(qū)的流體停留時(shí)間是 0. 2 2小時(shí)，優(yōu)選0. 5 1. 5小時(shí)，更優(yōu)選0. 5 1小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中第二曝氣區(qū)的曝氣處理時(shí)間是 0. 5 4小時(shí)，優(yōu)選0. 5 2小時(shí)，更優(yōu)選1 2小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中第二沉淀區(qū)的沉淀處理時(shí)間是 0. 8 6小時(shí)，優(yōu)選1 4小時(shí)，更優(yōu)選1. 5 3小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中生物調(diào)整區(qū)包括厭氧段和缺氧段，上清液與第二濃縮混合液的第一部分混合后通過(guò)厭氧段得到第三混合液，第三混合液與第五混合液的第一部分混合后通過(guò)缺氧段得到第四混合液，第四混合液進(jìn)入第二曝氣區(qū)進(jìn)行曝氣處理得到第五混合液，第五混合液的第一部分回流返回缺氧段，第五混合液的剩余部分進(jìn)入第二沉淀區(qū)中分離得到第一出水和第二濃縮混合液，第二濃縮混合液的第一部分回流返回厭氧段。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中生物調(diào)整區(qū)的厭氧段的流體停留時(shí)間是0. 1 1. 5小時(shí)，優(yōu)選0. 5 1小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中生物調(diào)整區(qū)的缺氧段的流體停留時(shí)間是0. 1 1. 8小時(shí)，優(yōu)選0. 5 1. 5小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中生物調(diào)整區(qū)的厭氧段的流體停留時(shí)間與缺氧段的流體停留時(shí)間的比為1 0.5 1 6，優(yōu)選1 1 1 3，更優(yōu)選 1 1. 5 1 2，最優(yōu)選 1 2。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中第四混合液的污泥濃度為 2000 6000mg/L，優(yōu)選 2500 5000mg/L，更優(yōu)選 3000 4000mg/L。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中第五混合液的第一部分的流量為污水進(jìn)料的流量的10%至150%，優(yōu)選50%至100%。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中第二濃縮混合液的第一部分的流量為污水進(jìn)料的流量的10%至150%，優(yōu)選50%至100%。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，將至少部分第二濃縮混合液的剩余部分回流返回上述廢水處理方法中第一曝氣池的第一端。在一些實(shí)施方案中，將第二濃縮混合液的第一部分之外的全部第二濃縮混合液作為第二濃縮混合液的第二部分回流返回上述廢水處理方法中第一曝氣池的第一端。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中將上清液也可以作為污水進(jìn)料根據(jù)mihrmann工藝、A/0工藝、Bardenpho工藝、Phoredox工藝、A2/0工藝、倒置A2/0工藝、 UCT工藝、MUCT工藝、VIP工藝、OWASA工藝、JHB工藝、TNCU工藝、D印hanox工藝、BCFS工藝、MSBR工藝、SBR工藝、AB工藝、氧化溝工藝、生物膜工藝、流動(dòng)床工藝或其組合進(jìn)行生物處理得到第一出水和任選的剩余污泥。在一些情況下，所述任選的剩余污泥基本全部回流返回上述廢水處理方法中第一曝氣池的第一端。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，其中將第一出水引入絮凝澄清池經(jīng)絮凝澄清處理后得到第二出水和絮凝污泥。在絮凝澄清處理中常用的混凝劑有金屬鹽類(lèi)和高分子兩類(lèi)混凝劑。前者如硫酸鋁、三氯化鐵和硫酸亞鐵；后者如聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺等。經(jīng)過(guò)絮凝澄清處理得到的第二出水的水質(zhì)將進(jìn)一步提高。根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的一些實(shí)施方案，將至少部分，優(yōu)選全部絮凝污泥回流返回上述廢水處理方法中第一曝氣池的第一端。本發(fā)明的發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，采用上述廢水預(yù)處理方法可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行而無(wú)需排泥并且無(wú)污泥積累，并且經(jīng)預(yù)處理后的廢水(即上述上清液)適合于污水生物處理方法處理。本發(fā)明的上述廢水預(yù)處理方法可以方便地與各種合適的污水生物處理方法結(jié)合從而形成的新的污水生物處理方法。特別地，所述污水生物處理方法產(chǎn)生的剩余污泥可以由本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法處理而消解。此外，由本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法產(chǎn)生的出水 (即上述上清液)通常呈中性(即pH值在6 8之間，尤其在6. 5 7. 5之間)，C0D值為 30-200mg/L，因此無(wú)需調(diào)節(jié)pH值和碳源濃度即可通過(guò)進(jìn)一步的污水生物處理以確保得到符合排放標(biāo)準(zhǔn)的凈化出水。尤其特別地，本發(fā)明的污水生物處理方法可在基本不排泥的情況下仍然取得良好的除磷效果。與傳統(tǒng)污水生物處理方法相比，新的污水生物處理方法能夠顯著減少甚至完全消除污泥排放，并且還具有良好的污水處理效果和出水水質(zhì)、更小的設(shè)備占地面積、更少的建設(shè)成本和運(yùn)行成本以及更高的抗沖擊負(fù)荷能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。本發(fā)明的上述廢水預(yù)處理方法或污泥減量化處理方法還特別適合用于改造各種現(xiàn)有的污水生物處理裝置以便顯著減少甚至完全消除污泥排放。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“廢水”和“污水”是指任何可用生物處理方法處理的主要含有機(jī)污染物的污水，包括任何合適的工業(yè)廢水、生活污水及其任意組合，特別是城市生活污水。污水可以是從產(chǎn)生污水的地點(diǎn)直接得到污水、通過(guò)管網(wǎng)搜集得到污水、將污水貯存一定時(shí)間后得到的污水、或者是將污水經(jīng)過(guò)發(fā)酵、酸堿調(diào)節(jié)、成分調(diào)節(jié)、濃度調(diào)節(jié)以及沉淀、過(guò)濾、離心等生物、化學(xué)和/或物理處理之后得到的污水。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB50014-2006)第6. 4節(jié)第6. 4. 5款的規(guī)定，“污水的沉砂量，可按每立方米污水0. 03升計(jì)算”。在本發(fā)明中，每立方米污水的沉砂量通常不大于0. 1升，優(yōu)選不大于0. 05升，更優(yōu)選不大于0. 03升。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“污水生物處理”是指利用微生物的代謝作用使污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。根據(jù)微生物對(duì)氧的需求，可以分為好氧生物處理、厭氧生物處理等。好氧生物處理根據(jù)微生物在水中存在的狀態(tài)，可分為活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是目前最廣泛應(yīng)用的污水生物處理方法，其中將空氣鼓入含有大量有機(jī)物質(zhì)的污水中，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，水中即形成生物絮凝體(活性污泥)，在活性污泥上棲息、生活著大量的微生物，這些微生物以水中的有機(jī)物質(zhì)為食料，獲得能量并不斷增長(zhǎng)繁殖，從而使污水得到凈化。活性污泥法的基本流程如圖1所示。生物膜法是通過(guò)污水流經(jīng)固體填料，在填料上生成污泥狀的生物膜，生物膜上繁殖著大量的微生物起到與活性污泥同樣的凈化污水的作用。生物膜法的設(shè)施包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化和生物流化床等。厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌在無(wú)氧條件下降解有機(jī)污染物的處理技術(shù)。厭氧生物處理的設(shè)施包括普通消化池、厭氧濾池、厭氧污泥床、厭氧轉(zhuǎn)盤(pán)、擋板式厭氧反應(yīng)器等。由于污水中的污染物質(zhì)多種多樣，往往需要幾種處理方法結(jié)合才能達(dá)到凈化目的。常見(jiàn)的污水生物處理法的例子包括活性污泥法、OSA(Oxidettling-Anaerobic)工藝、 厭氧生物處理工藝(例如厭氧生物濾池、厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床和分段厭氧消化法等)Juhrmann工藝、A/0工藝、Bardenpho工藝、Phoredox工藝、A2/0工藝、 倒置A2/0工藝、UCT工藝、MUCT工藝、VIP工藝、OWASA工藝、JHB工藝、TNCU工藝、D印hanox 工藝、BCFS 工藝、SBR(SequencingBatch Reactor Activaten Sludge Process)工藝、MSBR 工藝、AB工藝、生物膜工藝?yán)缟餅V池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化法、生物流化床和曝氣生物濾池等、以及上述各種工藝的任意合適的組合。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“污泥”是指污水生物處理過(guò)程中產(chǎn)生的任何含有活性污泥的污泥?；钚晕勰嗍俏鬯械纳镄纬傻男跄w，主要含有水和各種微生物，例如好氧菌、厭氧菌和兼性菌，還有真菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物等。隨著污泥的馴化和所處環(huán)境的改變，污泥中各種微生物類(lèi)群也會(huì)發(fā)生例如數(shù)量和比例的變化甚至基因突變等以適應(yīng)生存環(huán)境。按污水的來(lái)源來(lái)分，污泥的例子可以包括生活污水污泥和工業(yè)廢水污泥。按污泥的來(lái)源來(lái)分，污泥的例子通?？梢园▉?lái)自活性污泥法二次沉淀池的排泥(也稱(chēng)為剩余污泥或剩余活性污泥，其主要成分為微生物和水)、來(lái)自生物膜法二次沉淀的排泥(也稱(chēng)為腐殖污泥，主要成分為脫落的生物膜)、來(lái)自污水處理廠初次沉淀池的排泥(也稱(chēng)為初次沉淀污泥，主要成分為固體有機(jī)物和微生物等)、廢水經(jīng)厭氧處理后排出的污泥(也稱(chēng)為厭氧污泥)、將上述污泥經(jīng)消化后的污泥(也稱(chēng)消化污泥或熟污泥)、以及來(lái)自化學(xué)沉淀池的污泥(也稱(chēng)為化學(xué)污泥)等。按污泥的不同階段來(lái)分，污泥的例子可以包括生污泥或新鮮污泥(即，未經(jīng)任何處理的污泥)、濃縮污泥、消化污泥、脫水污泥、干化污泥等。本發(fā)明的污泥可以是上述任何污泥及其組合，特別是含水量為90%以上、95%以上、優(yōu)選97%以上的剩余污泥，優(yōu)選新鮮污泥。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“混合液”是指上述污泥與水形成的混合物，也稱(chēng)為泥水混合物或泥水混合液。合適的混合液中的污泥具有良好的沉降性能，特別是在曝氣和沉淀過(guò)程中不發(fā)生污泥膨脹或污泥上浮。通常，混合液的污泥體積指數(shù)(SVI，常用SVI3tl表示，指混合液在IOOOmL量筒中靜置30分鐘以后，1克活性污泥懸浮固體所占的體積，單位為mL/g)有利地為小于給氧處理時(shí)發(fā)生污泥膨脹的最小值，例如SVI3tl可以小于200ml/g，小于150ml/ g，小于 100ml/g，或小于 50ml/g。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“濃縮混合液”是指將上述混合液經(jīng)分離除去至少部分水后得到的污泥濃度提高的混合液，在一些情況中也稱(chēng)為污泥，例如第一濃縮混合液也可以稱(chēng)為第一污泥。所述分離可以是沉淀分離、離心分離、過(guò)濾分離等。在沉淀分離的情形中，混合液中的污泥逐漸下沉形成處于混合液上部的上清液和處于混合液下部的污泥濃度增加的濃縮混合液。在一些情況中，可以將占整個(gè)混合液體積5 85% (例如5 10%、10 15%、 15 20%、20 25%、25 30%、30 35%、35 40%、40 45%、45 50%、50 55%、 55 60%、65 70%、70 75%、75 80%、80 85% )的下部混合液作為濃縮混合液。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“污泥量”、“污泥含量”或“污泥濃度”是指污泥或污水或混合液或濃縮混合液中的懸浮固體含量。固體或懸浮物通常主要包括生物體和有機(jī)固體物質(zhì)(包括可生物降解的和難生物降解的有機(jī)物質(zhì))。在一些情況下，污泥濃度可以用MLSS總量表示。MLSS是混合液懸浮固體濃度(mixed liquor suspended solids)的簡(jiǎn)寫(xiě)，它又稱(chēng)為混合液污泥濃度，它表示的是在曝氣池單位容積混合液內(nèi)所含有的活性污泥固體物的總重量 (mg/L)。在本發(fā)明中，“污泥齡”是指活性污泥的平均停留時(shí)間，一般用SRT表示。SRT的計(jì)算公式是(曝氣池有效容積*曝氣池中混合液的污泥濃度)/(單位時(shí)間內(nèi)排出污泥的體積*排出污泥的污泥濃度)。通常，控制污泥齡是選擇活性污泥系統(tǒng)中微生物種類(lèi)的一種方法。如果某種微生物的世代期比活性污泥系統(tǒng)長(zhǎng)，則該類(lèi)微生物在繁殖出下一代微生物之前，就被以剩余活性污泥的方式排走，該類(lèi)微生物就永遠(yuǎn)不會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)繁殖起來(lái)。反之如果某種微生物的世代期比活性污泥系統(tǒng)的泥齡短，則該種微生物在被以剩余活性污泥的形式排走之前，可繁殖出下一代，因此該種微生物就能在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)存活下來(lái)，并得以繁殖，用于處理污水。SRT直接決定著活性污泥系統(tǒng)中微生物的年齡大小，一般年輕的活性污泥，分解代謝有機(jī)污染物的能力強(qiáng)，但凝聚沉降性差，年長(zhǎng)的活性污泥分解代謝能力差，但凝聚性較好。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“給氧處理”是指使氧與混合液接觸，尤其是含氧氣體(例如空氣)與混合液接觸。在本發(fā)明中，“給氧處理”可以通過(guò)任何能夠使含氧氣體與混合液接觸的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)將含氧氣體通入流動(dòng)的或非流動(dòng)的混合液中進(jìn)行，特別是用含氧氣體對(duì)混合液曝氣來(lái)實(shí)現(xiàn)。好氧處理即是典型的給氧處理。給氧處理可以在任何合適的條件下以任何合適的方式進(jìn)行，例如在常壓、加壓、常溫、低溫和/或升溫條件下以鼓風(fēng)曝氣、 機(jī)械曝氣、射流曝氣等方式在合適的設(shè)備例如曝氣池、氧化溝、流化床、移動(dòng)床或膜設(shè)備等中進(jìn)行。優(yōu)選使用曝氣池曝氣。任何合適的含有氧氣的氣體都可用于曝氣，優(yōu)選使用空氣曝氣。在給氧處理中，混合液的溶解氧濃度可以逐漸升高到期望值。給氧處理的時(shí)間一般由混合液在給氧處理裝置中的停留時(shí)間(或混合液與氧接觸的時(shí)間)以及通入的含氧氣體的量來(lái)確定。通常，在給氧處理中，好氧生物和兼性生物得到增長(zhǎng)，而厭氧生物受到抑制。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“缺氧處理”是指基本上避免含氧氣體與混合液接觸。缺氧處理可以通過(guò)任何能夠基本避免含氧氣體與混合液接觸的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，通過(guò)停止曝氣和任選的脫氣過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明中，無(wú)論是否存在硝態(tài)氦，只要基本上不存在溶解氧，例如溶解氧水平低于0. lmg/L時(shí)，即可認(rèn)為是處于缺氧處理狀態(tài)。也就是說(shuō)，在一些文獻(xiàn)中所述的缺氧條件(有硝態(tài)氦無(wú)溶解氧)和厭氧條件(無(wú)硝態(tài)氮無(wú)溶解氧)下都可以進(jìn)行本發(fā)明的缺氧處理。在一些情形中，隨著含氧氣體的逸出和溶解氧的消耗，溶解氧濃度可以逐漸降低到期望值，例如約等于Omg/L的水平。特別地，缺氧處理可以通過(guò)在停止曝氣的情況下使混合液在沉淀池中緩慢流動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)。合適的沉淀池可以是平流式、豎流式和輻流式沉淀池。缺氧處理的時(shí)間一般由混合液在缺氧處理裝置中的停留時(shí)間確定。通常，在缺氧處理中，厭氧生物和兼性生物得到增長(zhǎng)，而好氧生物受到抑制。本發(fā)明的發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，盡管基本上全部第一濃縮混合液回流返回第一曝氣池的第一端，第一混合液中的污泥量仍然能夠保持在相對(duì)穩(wěn)定的水平而不會(huì)無(wú)限制地增長(zhǎng)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法可以在廢水進(jìn)料連續(xù)加入的情況下，長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行而無(wú)需排泥，從而消除了污泥的排放。因此，本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法是一種污泥減量化處理方法。此外，本發(fā)明的發(fā)明人還驚奇地發(fā)現(xiàn)，即便廢水進(jìn)料具有較高含量的碳、氮和磷，并且不排出任何第一濃縮混合液，上清液中碳、氮的磷含量也能保持在較低水平，也就是說(shuō)，本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法具有顯著的去除碳、氮和磷的效^ ο不受任何理論的約束，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行而無(wú)需排泥的部分可能原因如下。首先，由于廢水中含有營(yíng)養(yǎng)物并且上清液中的營(yíng)養(yǎng)物濃度下降，并且在穩(wěn)定運(yùn)行中混合液的污泥濃度盡管很高但并未持續(xù)增加而是在高水平下保持穩(wěn)定，困此可以認(rèn)為混合液中的生物類(lèi)群處于消長(zhǎng)平衡的狀態(tài)，即新增的污泥量(包括廢水進(jìn)料的污泥量和混合液中生物繁殖而增加的污泥量)和死亡并消解的污泥量達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡，并且高濃度的活性污泥快速有效地消耗了大量的營(yíng)養(yǎng)物，因而沒(méi)有污泥量的凈增長(zhǎng)。在本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法中，排出的上清液中溶解性有機(jī)物的濃度處于較高水平，因此有利地限制了絲狀菌的增殖，降低了需氧量(例如曝氣量)，從而減小了給氧處理例如曝氣時(shí)發(fā)生污泥膨脹的可能性。此外，較高水平的溶解性有機(jī)物為生物體提供了足夠的營(yíng)養(yǎng)，形成了有利于生物的代謝、繁殖和程序死亡的環(huán)境，使得污泥中的生物體在大量繁殖的同時(shí)也大量地消解。此外，在本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法中，污泥交替、反復(fù)地經(jīng)歷了給氧處理和缺氧處理，有利于菌膠團(tuán)細(xì)菌的增殖，污泥的沉降速度和澄清效果得到提高。因此，本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法可以實(shí)現(xiàn)高污泥濃度而不發(fā)生污泥膨脹。另外，由于第一濃縮混合液通常大量甚至全部回流返回步驟(1)使得污泥齡相對(duì)較長(zhǎng)(例如數(shù)月、數(shù)年甚至更長(zhǎng))，因此繁殖速率較慢的能分解難降解物質(zhì)的微生物得以正常生長(zhǎng)，增強(qiáng)了污泥的分解作用。同時(shí)在高污泥濃度條件下，依次經(jīng)過(guò)給氧處理和缺氧處理，混合液中的可生物降解物質(zhì)和難生物降解物質(zhì)(包括死亡生物體)都得到了快速有效的消解，使得含碳、氮、磷等的化合物成為溶解性有機(jī)物隨上清液排出或成為揮發(fā)性物質(zhì)而逸出ο綜上所述，在本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法中，混合液中的污泥具有優(yōu)異的沉降性能和較低的需氧量(例如曝氣量)并且能夠降解各種有機(jī)物質(zhì)(包括死亡生物體)使之成為水溶性物質(zhì)或氣態(tài)物質(zhì)，因此混合液可以具有相當(dāng)高的污泥濃度使生物類(lèi)群處于消長(zhǎng)平衡狀態(tài)而不發(fā)生污泥膨脹，從而使得本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行以減少甚至完全消除污泥排放。在一些方案中，第一濃縮混合液的流量可以為廢水進(jìn)料流量(在存在其它營(yíng)養(yǎng)物和/或污泥進(jìn)料的情況下，為其總流量)的10 % 1000 %，例如10 20 %、20 30 %、30 40%,40 60%、60 80%、80 100%、100 150%、150 200%、200 400%、400 600%,600 800%、800 1000%。該比例也稱(chēng)為第一濃縮混合液的回流比。合適的回流比有利地使給氧處理時(shí)間和/或缺氧處理時(shí)間為期望值。在一些情況下，合適的回流比可以較小，例如為10 20%、20 30%、30 40%、40 60%，以有利地節(jié)約動(dòng)力消耗。在另一些情況下，合適的回流比可以較大，例如為60 80%、80 100%、100 150%、150 200%,200 400%、400 600%、600 800%、800 1000%以獲得較短的給氧處理時(shí)間和/或缺氧處理時(shí)間。優(yōu)選的回流比為50 150%。在本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案中，步驟O)的給氧處理時(shí)間小于好氧微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)的時(shí)間(例如小于好氧微生物的世代周期，例如小于約5小時(shí))，并且步驟(3)的缺氧處理時(shí)間小于厭氧微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)的時(shí)間(例如小于厭氧微生物的世代周期，例如小于約40小時(shí))，從而使得兼性微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)。不受任何理論約束， 可以認(rèn)為，由于常溫下兼性微生物的世代周期約為0. 2 0. 5小時(shí)，以兼性微生物為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)的污泥在經(jīng)歷交替的給氧處理(好氧條件)和缺氧處理(缺氧條件和/或厭氧條件)時(shí)將會(huì)發(fā)生大量的生物增殖和生物程序死亡，從而大量消化和降解(主要包括代謝和水解) 各種有機(jī)物質(zhì)(包括死亡生物)使其成為溶解性化合物而隨上清液排出或成為氣態(tài)化合物而逸出，這在高污泥濃度條件下尤其明顯。在一些實(shí)施方案中，步驟O)的給氧處理時(shí)間可以小于例如5小時(shí)以免好氧微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)，同時(shí)還可以大于例如0. 1小時(shí)以使兼性微生物得到足夠的增殖并充分抑制厭氧微生物的增殖，從而有利地使兼性微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)。在一些情形中，給氧處理時(shí)間可以為0. 1 4小時(shí)，優(yōu)選0. 5 2小時(shí)，更優(yōu)選0. 5 1. 5小時(shí)，例如選自0. 1 0. 2 小時(shí)、0. 2 0. 3小時(shí)、0. 3 0. 4小時(shí)、0. 4 0. 5小時(shí)、0. 5 0. 6小時(shí)、0. 6 0. 8小時(shí)、 0. 8 1小時(shí)、1 1. 2小時(shí)、1. 2 1. 5小時(shí)、1. 5 1. 8小時(shí)、1. 8 2小時(shí)、2 2. 2小時(shí)、 2. 2 2. 5小時(shí)、2. 5 3小時(shí)和3. 5 4小時(shí)。在一些實(shí)施方案中，步驟O)的給氧處理以間歇或連續(xù)方式進(jìn)行，例如以間歇曝氣或連續(xù)曝氣的方式進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，步驟(3)的缺氧處理時(shí)間可以小于例如6小時(shí)以免厭氧微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)并有利于減小裝置尺寸，同時(shí)還可以大于例如0. 1小時(shí)以使兼性微生物得到足夠的增殖并充分抑制好氧微生物的增殖，從而使兼性微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)。缺氧處理時(shí)間可以為0.8 6小時(shí)，優(yōu)選1 4小時(shí)，更優(yōu)選1 3小時(shí)，例如選自0.8 1小時(shí)、 1 1. 2小時(shí)、1. 2 1. 4小時(shí)、1. 4 1. 6小時(shí)、1. 6 1. 8小時(shí)、1. 8 2小時(shí)、2 2. 5小時(shí)、2. 5 3小時(shí)、3 3. 5小時(shí)、3. 5 4小時(shí)、4 4. 5小時(shí)、4. 5 5小時(shí)、5 5. 5小時(shí)和5. 5 6小時(shí)。在一些實(shí)施方案中，步驟(3)的缺氧處理可以沉淀方式進(jìn)行。在缺氧處理以沉淀方式進(jìn)行時(shí)，缺氧處理時(shí)間有利地大于0. 5小時(shí)，特別有利地大于1小時(shí)以使沉淀充分完成，同時(shí)有利地小于4小時(shí)以減小裝置尺寸。在一些實(shí)施方案中，給氧處理時(shí)間與缺氧處理時(shí)間的比為1 0.5 1 6，優(yōu)選 1 1 1 3，更優(yōu)選1 1.5 1 2，最優(yōu)選1 2，例如選自1 0. 5 1 0.6、 1 0.6 1 0.7、1 0.7 1 0.8、1 0. 8 1 0.9、1 0. 9 1 1、1 1 1 1. Ul 1.1 1 1.2、1 1.2 1 1.3、1 1. 3 1 1.4、1 1. 4 1 1.5、 1 1.5 1 1.6、1 1.6 1 1.7、1 1. 7 1 1.8、1 1. 8 1 1.9、1 1. 9 1 2、1 2 1 2.1、1 2. 1 1 2.2、1 2. 3 1 2.4、1 2.4 1 2.5、 1 2.5 1 2.6、1 2.6 1 2.8、1 2. 8 1 3、1 3 1 3.2、1 3. 2 1 3. 4,1 3.4 1 3.6、1 3. 6 1 3.8、1 3. 8 1 4、1 4 1 4.5、 1 4. 5 1 5、1 5 1 5. 5和1 5. 5 1 6，以有利地使兼性微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)。在一些實(shí)施方案中，為使污泥經(jīng)歷足夠的給氧處理以便有利地使兼性微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)并促進(jìn)污泥的消化和水解，步驟O)的第二混合液的溶解氧濃度可以為0.1 4mg/L,優(yōu)選 1. 5 3mg/L,更優(yōu)選 2 3mg/L,例如選自 0. 1 0. 3mg/L、0. 3 0. 5mg/L、 0. 5 0. 7mg/L、0. 7 0. 9mg/L、0. 9 1. lmg/LU. 1 1. 3mg/L、l. 3 1. 5mg/L、l. 5 1.7mg/L、l. 7 1. 9mg/L、l. 9 2. lmg/L、2. 1 2. 3mg/L、2. 3 2· 5mg/L、2. 5 2. 7mg/L、 2· 7 2· 9mg/L、2. 9 3· lmg/L、3. 1 3. 3mg/L、3. 3 3· 5mg/L、3. 5 3. 7mg/L 和 3· 7 3. 9mg/L。在一些實(shí)施方案中，在步驟(1)之前將廢水進(jìn)料進(jìn)行給氧處理。不受任何理論的限制，可以認(rèn)為這樣更有利于使兼性微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)。在一些實(shí)施方案中，污泥進(jìn)料給氧處理的時(shí)間可以為0. 1 0. 5小時(shí)、0. 5 1小時(shí)、1 1. 5小時(shí)、1. 5 2小時(shí)和2
2.5小時(shí)，處理后廢水進(jìn)料的溶解氧濃度選自0. 1 0. 5mg/L、0. 5 lmg/LU 1. 5mg/L、 1. 5 2mg/L、2 2. 5mg/L、2. 5 3mg/L、3 3. 5mg/L 和 3. 5 4mg/L。在一些實(shí)施方案中，這樣的給氧處理以間歇或連續(xù)方式進(jìn)行，例如以間歇或連續(xù)曝氣的方式進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，為使污泥經(jīng)歷充分的缺氧處理以便有利地使兼性微生物成為優(yōu)勢(shì)群類(lèi)并促進(jìn)污泥的消化和水解，在步驟( 和( 之間可以對(duì)第二混合液進(jìn)行脫氧處理。例如，可用脫氣池進(jìn)行脫氧處理，其中混合液中的含氧氣泡上浮，從而使混合液的溶解氧含量不再增長(zhǎng)，為隨后的缺氧處理做好準(zhǔn)備。在根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案中，脫氧處理的時(shí)間可以為0. 1 0. 2小時(shí)、0. 2 0. 3小時(shí)、0. 3 0. 5小時(shí)、 0. 5 0. 8小時(shí)和0. 8 1小時(shí)，處理后的第二混合液的溶解氧濃度選自小于0. lmg/L,小于 0. 05mg/L 和約 Omg/L。在一些實(shí)施方案中，給氧處理時(shí)間脫氧處理時(shí)間缺氧處理時(shí)間的比例可以為 1 (0. 1 0. 5) (0. 5 4)，優(yōu)選 1 (0. 1 0. 3) (1 3)，更優(yōu)選為 1 (0. 1 0.2) (1. 5 2. 5)，例如優(yōu)選為 1 0. 1 1 或 1 0. 15 2。在一些實(shí)施方案中，步驟O)中第二混合液的污泥體積指數(shù)(SVI，常用SVI3tl表示，指混合液在IOOOmL量筒中靜置30分鐘以后，1克活性污泥懸浮固體所占的體積，單位為 mL/g)應(yīng)當(dāng)小于給氧處理時(shí)發(fā)生污泥膨脹的最小值。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的一些實(shí)施方案，污泥體積指數(shù)例如SVI3tl可以小于300ml/g，小于200ml/g，小于150ml/g，或小于 100ml/g。在一些實(shí)施方案中，步驟(1)中第二混合液的污泥濃度可以為使生物處于消長(zhǎng)平衡狀態(tài)時(shí)的濃度。根據(jù)一些實(shí)施方案，在步驟(1)中第二混合液的污泥濃度為至少約 2000 2500mg/L、2500 3000mg/L、3000 3500mg/L、3500 4000mg/L、4000 4500mg/ L、4500 5000mg/L、5000 5500mg/L、5500 6000mg/L、6000 6500mg/L、6500 7000mg/L、7000 7500mg/L、7500 8000mg/L、8000 8500mg/L、8500 9000mg/L、9000 9500mg/L、9500 10000mg/L、10000 12000mg/L、12000 14000mg/L、14000 16000mg/ L、16000 18000mg/L、18000 20000mg/L 或至少約 20000mg/L，優(yōu)選 2000 10000mg/L， 更優(yōu)選 2500 6000mg/L。根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法可以特別有利地用于在廢水產(chǎn)生地就地進(jìn)行廢水預(yù)處理，從而使預(yù)處理后的廢水適合于通常的污水處理廠處理。另外，本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法也適合于改造已有的各種活性污泥法污水處理裝置，將廢水進(jìn)行預(yù)處理后得到的上清液引入已有的污水處理裝置進(jìn)行處理。同時(shí)，還可以將已有污水處理裝置的剩余污泥與廢水進(jìn)料混合后再根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法進(jìn)行處理。這樣，利用本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法可以將已有污水處理裝置的剩余污泥基本上完全消解使得改造后的污水處理裝置基本不排泥。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的廢水預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的污水預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述。 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法的廢水預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中廢水進(jìn)料作為進(jìn)水被引入中心曝氣池Al與來(lái)自沉淀池(Si和S2)的回流污泥(即第一濃縮混合液)混合得到第一混合液，然后第一混合液在中心曝氣池Al、A2、A3和A4中依次曝氣得到第二混合液，第二混合液進(jìn)入沉淀池Sl和S2后被分離成回流污泥和出水(即上清液)。 圖1中的虛線(xiàn)箭頭表示污泥流動(dòng)方向，實(shí)線(xiàn)箭頭表示混合液流通方向。圖1所示的廢水預(yù)處理裝置尤其適合于在廢水(有機(jī)廢水)產(chǎn)生地進(jìn)行廢水預(yù)處理以經(jīng)濟(jì)有效地將廢水中的污染物降低至適合排入城市下水道的標(biāo)準(zhǔn)，以便利用污水處理廠進(jìn)行處理。圖1給出的同心圓形式的廢水預(yù)處理裝置還可以用于改造已有的污水處理裝置或用于新建污水處理裝置。圖2是根據(jù)本發(fā)明的污水處理方法的污水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中廢水進(jìn)料作為進(jìn)水被引入A段曝氣池進(jìn)行曝氣處理，然后在A段沉淀池中分離得到第一上清液和污泥回流1，并且污泥回流1返回A段曝氣池，由此實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的廢水預(yù)處理方法；離開(kāi)A 段沉淀池的第一上清液(即A段出水)依次通過(guò)由厭氧段、缺氧段1和缺氧段2構(gòu)成的生物調(diào)整區(qū)，進(jìn)入曝氣池1和2進(jìn)行曝氣處理，曝氣池1和2中的部分混合液回流進(jìn)入生物調(diào)整區(qū)的缺氧段1，曝氣池1和2中的其余混合液分別進(jìn)入SBR池1和2分離得到第二上清液(即二級(jí)出水)和SBR剩余污泥，部分SBR剩余污泥作為污泥回流2返回生物調(diào)整區(qū)的厭氧段，第二上清液進(jìn)入絮凝澄清池進(jìn)行化學(xué)脫磷得到出水(即三級(jí)出水)和絮凝澄清剩余污泥，絮凝澄清剩余污泥和其余的SBR剩余污泥作為剩余污泥返回A段曝氣池。在本文實(shí)施例中，符號(hào)t代表噸；DS代表干污泥；m3代表立方米；d代表天；COD代表化學(xué)耗氧量。實(shí)施例1 根據(jù)圖2所示的污水處理裝置建設(shè)了處理能力為為20000m3/d的污水處理廠，已經(jīng)成功進(jìn)行了 1845天的連續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行條件如下平均處理水量約9000m3/d，進(jìn)水COD波動(dòng)范圍為647. 7士 195. 9mg/L，進(jìn)水氨氮波動(dòng)范圍為25. 45士6. 07mg/L，進(jìn)水總氮波動(dòng)范圍為 44. 12士 11.4;3mg/L，進(jìn)水總磷波動(dòng)范圍為1. 85士0. 85mg/L，進(jìn)水懸浮固體(SQ的波動(dòng)范圍為四1. 8士 129. 8mg/L，進(jìn)水揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的波動(dòng)范圍為159. 0士76. lmg/L，絮凝澄清池中混凝劑的投加量是30mg硫酸亞鐵/升，整個(gè)裝置在運(yùn)行期間基本不排出任何污泥。在運(yùn)行過(guò)程中，A段曝氣池的混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSQ和混合液懸浮固體 (MLSS)的范圍分別為沘44士68lmg/L和6623士 1593mg/L ；SBR池的MLVSS和MLSS的范圍分別為 2148 士334mg/L 和 5372士891mg/L。結(jié)果表明，第一上清液的COD波動(dòng)范圍為102士 19. 9mg/L;第二上清液的COD 范圍為43. 6 士 14. Omg/L ；出水的COD范圍為29. 3 士 9. 3mg/L ；第二上清液的氨氮范圍為0. 67 士 0. 52mg/L;出水的氨氮范圍為0.沈士0. ^mg/L ；第二上清液的總氮范圍為11. 84 士 2. 32mg/L ；出水的總氮范圍為116. 1 士 1. 68mg/L ；第二上清液的總磷范圍為0. 14士0. 10mg/L ；出水的總磷范圍為0. 04士0. 03mg/L ；第二上清液的懸浮固體為 16. 7 士 4. 5mg/L;出水的懸浮固體為2. 1 士 1. Omg/L ；第二上清液的揮發(fā)性懸浮固體為 10. 1 士4. 7mg/L ；出水的揮發(fā)性懸浮固體為1. 5士0. 8mg/L ；整個(gè)裝置中未見(jiàn)明顯的沉積物形成?？梢?jiàn)，使用本發(fā)明提供的廢水預(yù)處理方法，新建污水處理系統(tǒng)或是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的常規(guī)污水處理裝置進(jìn)行改造，能夠改善污泥的沉降性能，抑制污泥膨脹從而能夠在高污泥濃度下工作，降低廢水中污染物的含量以便滿(mǎn)足污泥生物處理的要求；同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了剩余污泥的消解，使得整個(gè)污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥減量甚至達(dá)到污泥零排放。以上對(duì)本發(fā)明所提供的污泥減量化污水處理系統(tǒng)及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中描述方法時(shí)用于指代各個(gè)步驟的編號(hào)，除非特別指明或經(jīng)上下文能夠唯一確定之外，并不代表各個(gè)步驟的順序。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一種廢水預(yù)處理方法，包括以下步驟(1)將廢水進(jìn)料引入第一曝氣池的第一端與第一濃縮混合液混合得到第一混合液；(2)將第一混合液在第一曝氣池的曝氣段進(jìn)行曝氣處理從而在第一曝氣池的第二端得到第二混合液；(3)將第二混合液引入第一沉淀池進(jìn)行沉淀處理從而得到上清液和第一濃縮混合液；(4)將上清液排出，并且將至少部分第一濃縮混合液回流返回第一曝氣池的第一端使得污泥齡大于50天，優(yōu)選大于100天，更優(yōu)選大于300天，更優(yōu)選大于1000天，更優(yōu)選大于 2000天，更優(yōu)選大于5000天。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的廢水預(yù)處理方法，其中第一混合液的污泥濃度為2000 30000mg/L，優(yōu)選 2500 20000mg/L，更優(yōu)選 3000 10000mg/L，更優(yōu)選 3000 7000mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的廢水預(yù)處理方法，其中第一曝氣池的曝氣處理時(shí)間為0.1 4小時(shí)，優(yōu)選0. 5 2小時(shí)，更優(yōu)選0. 5 1. 5小時(shí)，并且第一沉淀池沉淀處理時(shí)間為0. 8 6小時(shí)，優(yōu)選1 4小時(shí)，更優(yōu)選1 3小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的廢水預(yù)處理方法，其中第一曝氣池的曝氣處理時(shí)間與第一沉淀池的沉淀處理時(shí)間的比為1 0.5 1 6，優(yōu)選1 1 1 3，更優(yōu)選1 1.5 1 2，最優(yōu)選1:2;
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的廢水預(yù)處理方法，其中上清液的化學(xué)耗氧量(COD)為 30-500mg/L,優(yōu)選 50_250mg/L，更優(yōu)選 80_150mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的廢水預(yù)處理方法，其中還可以將有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物和/或污泥進(jìn)料與廢水進(jìn)料一起在第一曝氣池的第一端和第一濃縮混合液混合得到第一混合液，優(yōu)選所述有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物是含有可生物降解有機(jī)物的生活污水、來(lái)自以農(nóng)牧產(chǎn)品為原料的工業(yè)廢水或合適的碳源例如甲醇、淀粉、糖蜜等，優(yōu)選所述污泥進(jìn)料是污水生物處理過(guò)程中產(chǎn)生的任何含有活性污泥的污泥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的廢水預(yù)處理方法，步驟O)的曝氣處理以間歇曝氣或連續(xù)曝氣的方式進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的廢水預(yù)處理方法，在步驟( 中，第二混合液的溶解氧濃度為0. 1 4mg/L,優(yōu)選1. 5 3mg/L,更優(yōu)選2 3mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的廢水預(yù)處理方法，其中兼性微生物為第一混合液、第二混合液和第一濃縮混合液中的優(yōu)勢(shì)群類(lèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的廢水預(yù)處理方法，其中第一曝氣池和第一沉淀池按照推流方式運(yùn)行。
11.一種污水處理方法，其中將根據(jù)上述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的廢水預(yù)處理方法得到的上清液作為該污水處理方法的污水進(jìn)料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的污水處理方法，其中將上清液作為污水進(jìn)料依次通過(guò)生物調(diào)整區(qū)、第二曝氣區(qū)和第二沉淀區(qū)得到第一出水和第二濃縮混合液，第二濃縮混合液的第一部分回流返回生物調(diào)整區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的污水處理方法，其中第二沉淀區(qū)以SBR方式工作。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的污水處理方法，其中生物調(diào)整區(qū)的流體停留時(shí)間是0.2 2小時(shí)，優(yōu)選0. 5 1. 5小時(shí)，更優(yōu)選0. 5 1小時(shí)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)的污水處理方法，其中第二曝氣區(qū)的曝氣處理時(shí)間是0. 5 4小時(shí)，優(yōu)選0. 5 2小時(shí)，更優(yōu)選1 2小時(shí)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)的污水處理方法，其中第二沉淀區(qū)的沉淀處理時(shí)間是0. 8 6小時(shí)，優(yōu)選1 4小時(shí)，更優(yōu)選1. 5 3小時(shí)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)的污水處理方法，其中生物調(diào)整區(qū)包括厭氧段和缺氧段，上清液與第二濃縮混合液的第一部分混合后通過(guò)厭氧段得到第三混合液，第三混合液與第五混合液的第一部分混合后通過(guò)缺氧段得到第四混合液，第四混合液進(jìn)入第二曝氣區(qū)進(jìn)行曝氣處理得到第五混合液，第五混合液的第一部分回流返回缺氧段，第五混合液的剩余部分進(jìn)入第二沉淀區(qū)中分離得到第一出水和第二濃縮混合液，第二濃縮混合液的第一部分回流返回厭氧段。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的污水處理方法，其中生物調(diào)整區(qū)的厭氧段的流體停留時(shí)間是 0. 1 1. 5小時(shí)，優(yōu)選0. 5 1小時(shí)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的污水處理方法，其中生物調(diào)整區(qū)的缺氧段的流體停留時(shí)間是0. 1 1. 8小時(shí)，優(yōu)選0. 5 1. 5小時(shí)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一項(xiàng)的污水處理方法，其中生物調(diào)整區(qū)的厭氧段的流體停留時(shí)間與缺氧段的流體停留時(shí)間的比為1 0.5 1 6，優(yōu)選1 1 1 3，更優(yōu)選 1 1. 5 1 2，最優(yōu)選 1 2。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-20中任一項(xiàng)的污水處理方法，其中第四混合液的污泥濃度為 2000 6000mg/L，優(yōu)選 2500 5000mg/L，更優(yōu)選 3000 4000mg/L。
22.根據(jù)權(quán)利要求17-21中任一項(xiàng)的污水處理方法，其中第五混合液的第一部分的流量為污水進(jìn)料的流量的10%至150%，優(yōu)選50%至100%。
23.根據(jù)權(quán)利要求17-22中任一項(xiàng)的污水處理方法，其中第二濃縮混合液的第一部分的流量為污水進(jìn)料的流量的10%至150%，優(yōu)選50%至100%。
24.根據(jù)權(quán)利要求17-23中任一項(xiàng)的污水處理方法，將至少部分第二濃縮混合液的剩余部分回流返回上述廢水處理方法中第一曝氣池的第一端，優(yōu)選將第二濃縮混合液的第一部分之外的全部第二濃縮混合液作為第二濃縮混合液的第二部分回流返回上述廢水處理方法中第一曝氣池的第一端。
25.根據(jù)權(quán)利要求11的污水處理方法，其中將上清液作為污水進(jìn)料根據(jù)mihrmarm工藝、A/0工藝、Bardenpho工藝、Phoredox工藝、A2/0工藝、倒置A2/0工藝、UCT工藝、MUCT 工藝、V工P工藝、OffASA工藝、JHB工藝、TNCU工藝、Dephanox工藝、BCFS工藝、MSBR工藝、 SBR工藝、AB工藝、氧化溝工藝、生物膜工藝、流動(dòng)床工藝或其組合進(jìn)行生物處理以得到第一出水。
26.根據(jù)權(quán)利要求12-25中任一項(xiàng)的污水處理方法，其中將第一出水引入絮凝澄清池經(jīng)絮凝澄清處理后得到第二出水和絮凝污泥。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈的污水處理方法，將至少部分，優(yōu)選基本全部絮凝污泥回流返回上述廢水處理方法中第一曝氣池的第一端。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢水預(yù)處理方法，包括以下步驟(1)將廢水進(jìn)料引入第一曝氣池的第一端與第一濃縮混合液混合得到第一混合液；(2)將第一混合液在第一曝氣池的曝氣段進(jìn)行曝氣處理從而在第一曝氣池的第二端得到第二混合液；(3)將第二混合液引入第一沉淀池進(jìn)行沉淀處理從而得到上清液和第一濃縮混合液；(4)將上清液排出，并且將至少部分第一濃縮混合液回流返回第一曝氣池的第一端使得污泥齡大于50天。本發(fā)明還涉及所述廢水預(yù)處理方法在污水處理中的應(yīng)用。上述廢水預(yù)處理方法可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行而無(wú)需排泥。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102485668SQ20101056943
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者周連奎, 李大勇, 李進(jìn)民 申請(qǐng)人:周連奎, 李大勇, 李進(jìn)民