一种城镇污水厂应对工业废水冲击的污水处理方法

摘要

本发明属于污水的处理，特别是指一种城镇污水厂应对工业废水冲击的污水处理方法。是当难降解工业废水进入城镇污水厂对其造成冲击时，按照进水COD负荷超出正常工作负荷的数值不同，向生化池内相应投加由不同质量的葡萄糖、淀粉、甲醇组成的碳源，并相应调整污泥龄。本发明解决了现有技术中存在的污泥受冲击后恢复时间长、COD降解效果不理想的问题，具有污泥系统恢复时间短、COD降解效果好、污水处理所需的微生物菌群稳定等优点。

说明书

技术领域

本发明属于污水的处理，特别是指一种城镇污水厂应对工业废水冲击的 污水处理方法。

背景技术

活性污泥法是目前城镇污水处理厂进行废水处理的主要方法，活性污泥 是微生物繁殖而成的污泥状絮凝物，微生物在酶的催化作用下，利用污水中 的有机物和氧，将有机物氧化为水和二氧化碳，达到去除水中有机污染物的 目的。其进水水质要求稳定且避免波动，否则抑制微生物正常生命活动，导 致微生物衰减、死亡等现象，影响处理效果。

目前，大部分市政污水处理厂处理污水中含有部分工业废水，导致目前 污水处理厂的进水碳氮比普遍较低，同时，工业企业所涉及的领域范围较广， 所排放的废水水质、水量波动大，其中含有难降解有机物，废水B/C＜0.3， 可生化性差，难生物降解。由于工业废水具有以上特点，易对污水处理厂造 成冲击，一旦形成冲击后会对活性污泥中的微生物造成极大影响，导致微生 物正常数量无法保障，污泥效率低，出水水质无法达标。

对于工业废水的冲击问题，城镇污水处理厂目前尚无有效的抗冲击方法， 污泥系统受到冲击后，处理效率降低，出水不达标且污染周围环境；严重时 甚至导致系统瘫痪，若不进行人为干预，污泥大量死亡，需重新投加污泥进 行接种、培养和驯化(在环境工程中的驯化是人为采用某一特定环境条件长 期处理某一微生物群体，同时不断将它们进行移种传代，以达到积累和选择 合适的自发突变体)，调整恢复时间长(水质水量变化使生化系统受到冲击， 造成微生物失去活性、处理能力下降，通过人为干预，使其恢复到原有处理 状态所需的时间。在冲击不太严重的情况下，污泥恢复通常需要3周以上的 时间)，大大增加运行费用并对污水厂的正常运行造成严重影响。

申请号为201210268168.1的发明专利申请中公开了一种微生物营养增强 剂，主要涉及一种用于废水厌氧微生物化学处理过程提高厌氧微生物活性的 营养增强剂，并将镓和铟两种微量元素引入配方中，缩短了厌氧活性污泥的 培养与驯化时间，驯化时间作为实施例中技术指标，说明对比文献的主要技 术方案是微生物的驯化。上述技术方案存在的问题一是若驯化完成的系统受 到难降解污染物冲击时，不能保证微生物正常生长及繁殖，活性污泥的处理 能力迅速下降甚至丧失(无人为干预无法短期恢复)。二是该技术方案中提到 的镓和铟这两种元素具有致突变性和刺激性，向水厂中投加并排入环境中后 有危险性和毒性，不适合于实际应用。三是上述技术方案是针对厌氧微生物 的驯化培养提出的解决办法，从实施例对比效果来看，是在较传统的或者现 有的厌氧微生物处理在驯化时间和COD去除率上有优越性，但是并未提及系 统受冲击负荷以后是否能够恢复，恢复时间和效果如何。四是对比文献主要 是针对厌氧微生物的营养增强剂(可广泛应用于高浓度有机废水处理，见对 比文献说明书第4页〔0014〕段)，厌氧微生物与缺氧/好氧微生物生长所需 的营养配比不同，因此，应用于厌氧微生物的营养增强剂，不适用于市政污 水处理厂的缺氧/好氧池。(市政污水处理厂生物处理工艺中，以缺氧/好氧工 艺为主，也有少量的带有厌氧池，但是市政污水处理厂的厌氧池是用于生物 除磷，进水COD低即有机物浓度低，微生物种类与对比文献中高浓度有机废 水中的厌氧有很大差别。)

发明内容

本发明的目的在于根据工业废水冲击程度不同，提供一种城镇污水厂应 对工业废水冲击的污水处理方法，能够使微生物在短时间内迅速恢复并充分 发挥其处理效能。

本发明的整体技术构思是：

一种城镇污水厂应对工业废水冲击的污水处理方法，是当难降解工业废 水进入城镇污水厂对其造成冲击时，向生化池内投加碳源；碳源按照如下方 式向生化池内投加：

A₁、当难降解工业废水的进入使生化池进水COD负荷超出正常工作负荷 0-20％时，所投加碳源的浓度为难降解工业废水未进入时生化池进水COD值的 0-10％，污泥龄延长10％-20％；

A₂、当难降解工业废水的进入使生化池进水COD负荷超出正常工作负荷 20％-80％时，所投加碳源的浓度为难降解工业废水未进入时生化池进水COD值 的10％-30％，污泥龄延长20％-40％；

A₃、当难降解工业废水的进入使生化池进水COD负荷超出正常工作负荷大 于80％时，所投加碳源的浓度为难降解工业废水未进入时生化池进水COD值的 30％-40％，污泥龄延长40％-80％；

碳源由如下单位质量份的组份组成：

葡萄糖1-3；淀粉2-4；甲醇3-7。

本发明的具体技术内容还有：

为使投加的碳源被微生物充分利用，优选的技术方案是，所述的A₁-A₃中 的碳源投加方式采用梯度投加。

其中更为优选的技术方案是，所述的A₁-A₃中碳源的投加采用如下方式：

(1)在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加碳源总质量30％-50％ 的碳源；

(2)所投加碳源的余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中。

根据城镇污水处理厂污水处理工艺不同，缺氧好氧池的布置不同，有的 工艺为缺氧和好氧分别布置在两个单独的池体中，例如AO；有的工艺则是在 同一池体中有缺氧段和好氧段为合建式，例如：CASS工艺前段的生物选择区 和后边好氧区。

为了使污泥中逐渐形成抗冲击能力强、活性好的微生物功能菌群，优选 的技术方案是，在投加有机碳源的同时，所述的A₁-A₃中任一条件下还添加有 微量元素，上述物质的投加量为：

I^-10.20-0.40mg/L；Co²⁺0.15-0.30mg/L；Mn²⁺0.60-0.80mg/L；Zn²⁺0.35-0.50mg/L；Ni²⁺0.17-0.22mg/L；Cu²⁺0.05-0.12mg/L；Mo²⁺0.75-0.90mg/L。

为防止工业水冲击后微生物的流失，以保证系统中足够量的生物量。更 为优选的技术方案是，所述的A₁-A₃中任一条件下还添加有聚合氯化铝，聚合 氯化铝的投加量为30-50mg/L。

所述的微量元素的投加采用如下方式：

(1)在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加微量元素总质量 30-50％的微量元素；

(2)将所投加微量元素的余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中。

所述的聚合氯化铝的投加采用如下方式：

(1)在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加聚合氯化铝总质量 30-50％的聚合氯化铝；

(2)将所投加聚合氯化铝的余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中。

为避免进水浓度过高，缓解进水水质对污水厂的冲击，同时增强微量元 素利用率，使微生物大量增殖更快更好地降解污染物。优选的技术方案是， 将占污水厂进水总质量10％-40％的出水回流至生化池进水端。

本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：

1、本发明根据微生物去除有机污染物和脱氮的需要合理选择了葡萄糖、 淀粉、甲醇三种物质作为共代谢碳源，使不同碳源的作用发挥到最大，保证 COD的去除效率。其中甲醇的运行费用低、产泥量小、响应时间较短，葡萄糖 易被微生物直接利用、效果好，淀粉易于被微生物吸收，价格相对降低。

2、碳源的加入使异养微生物大量增殖，加强了对引入工业废水中难降解 物质的降解能力，以降低系统负荷和毒害作用，从而为其他自养专性微生物 创造良好的生长环境，使其快速生长与增殖，尽快恢复系统活性与处理能力。

3、采用本发明中的方法，COD去除率可达84％-92％，系统处理恢复时间 为3-7天，微生物的种类与活性能够恢复到冲击前水平甚至更好。

4、碳源按比例分别投加在生化池中的缺氧池(段)和好氧池(段)，避 免了碳源投加在一个区域所造成的无法被微生物完全利用的情况，同时根据 不同需氧微生物，提供不同的碳浓度，符合缺氧好氧微生物生长条件。

5、微量元素按比例投加在生化池的缺氧池(段)和好氧池(段)，补充、 平衡微生物所需的营养，增加其活性，使污水处理的微生物系统快速形成功 能菌群，提高活性有效菌数量，实现活性污泥快速增殖，恢复活性。

6、聚合氯化铝的投加，可以使菌胶团更为密实，增强以菌胶团为主的活 性污泥的沉降性能，大量减少有效污泥流失。

7、本发明可使微生物系统在短时间内恢复正常，避免了污水处理污水厂 受冲击后长期不达标带来的环境污染，通过抗冲击方法实施，避免大量死泥 现象出现，降低了污泥投加所需的人力物力成本。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不作为对本发明的限定，本 发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书做出的等效技 术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

实施例1

某城镇污水厂进水COD为200mg/L，水量1万吨/d，水力停留时间为10 小时，生化池进水正常工作负荷为0.48kg/m³·d，污泥龄为10d，出水COD为 30mg/L，达到国家一级A排放标准。某段时间内，某种工业废水进水该厂进 水，均为难降解有机物，该工业废水进入后，生化池进水COD负荷提高为 1.20kg/m³·d，提高了150％，进水COD为500mg/L，出水COD由30mg/L增长 至260mg/L，未达到国家一级A排放标准。采用如下方法进行处理：1、投加 碳源80mg/L(其中葡萄糖、淀粉、甲醇分别为24、32、24mg/L)，延长污泥 龄至18d，延长了80％；在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加碳源总 质量30％-50％的碳源；将所投加碳源的余量投加到生化池的好氧池/或好氧段 中。2、微量元素投加量为：I-0.40mg/L、Co²⁺0.27mg/L、Mn²⁺0.80mg/L、 Zn²⁺0.48mg/L、Ni²⁺0.22mg/L、Cu²⁺0.10mg/L、Mo²⁺0.90mg/L，聚合氯化铝投加 量为50mg/L；二者的投加方式为在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加 总质量的30％-50％，余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中。3、将占生化池 出水总质量40％的出水回流至生化池进水端，应用上述方法后，出水COD由 260mg/L在6天内降低至42mg/L，去除率为92％，达到国家一级A排放标准。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：当生化池进水COD负荷提高5％(为 0.504CODkg/m³·d)时，进水COD为210mg/L，出水COD升至62mg/L。按以下 方式调节：投加碳源6mg/L(按葡萄糖：淀粉：甲醇＝3:4:3的比例)，污泥龄 延长至11d，延长了10％；在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加碳源 总质量30％-50％的碳源；将所投加碳源的余量投加到生化池的好氧池/或好氧 段中。应用上述方法后，出水在3天内由62mg/L降至36mg/L，去除率为83％， 达到国家一级A排放标准。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：当生化池进水COD负荷提高10％(为 0.528kgCOD/m³·d)时，进水COD为220mg/L，出水COD升至85mg/L。按以下 方式调节：投加碳源10mg/L(按葡萄糖：淀粉：甲醇＝2:4:4的比例),污泥 龄延长至11.5d，延长了15％；在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加 碳源总质量30％-50％的碳源，将所投加碳源的余量投加到生化池的好氧池/好 氧段中；聚合氯化铝投加量为30mg/L，投加方式为在生化池的缺氧池/或缺氧 段中投入占所投加总质量的30％-50％，余量投加到生化池的好氧池/或好氧段 中；将占生化池出水总质量的15％回流至生化池进水端。应用上述方法后，出 水COD在3天内由85mg/L降至36mg/L，去除率为84％，达到国家一级A排放 标准。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：当生化池进水COD负荷提高20％(为 0.576kgCOD/m³·d)时，进水COD为240mg/L，出水COD升至107mg/L。按以 下方式调节：投加碳源20mg/L(按葡萄糖：淀粉：甲醇＝1:4:5的比例),污 泥龄延长至12d，延长了20％；在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加 碳源总质量30％-50％的碳源，将所投加碳源的余量投加到生化池的好氧池/或 好氧段中；微量元素投加量为：I^-0.20mg/L、Co²⁺0.15mg/L、Mn²⁺0.60mg/L、 Zn²⁺0.35mg/L、Ni²⁺0.17mg/L、Cu²⁺0.05mg/L、Mo²⁺0.75mg/L，聚合氯化铝投 加量为30mg/L，二者的投加方式为在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投 加总质量的30％-50％，余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中；将占生化池 出水总质量的20％回流至生化池进水端。应用上述方法后，出水COD在3天内 由107mg/L降至31mg/L，去除率为87％，达到国家一级A排放标准。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：当生化池进水COD负荷提高50％(为 0.72kgCOD/m³·d时)，进水COD为300mg/L，出水COD升至154mg/L。按以下 方式调节：投加碳源40mg/L(按葡萄糖：淀粉：甲醇＝2:4:4的比例),污泥 龄延长至13d，延长了30％；在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加碳 源总质量30％-50％的碳源，将所投加碳源的余量投加到生化池的好氧池/好氧 段中；微量元素添加量为：I^-0.25mg/L、Co²⁺0.20mg/L、Mn²⁺0.72mg/L、Zn²⁺0.40mg/L、Ni²⁺0.19mg/L、Cu²⁺0.08mg/L、Mo²⁺0.80mg/L，聚合氯化铝投加量 为40mg/L，二者的投加方式为在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加总 质量的30％-50％，余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中；将占生化池出水 总质量的25％回流至生化池进水端。应用上述方法后，出水COD在4天内由 154mg/L降至45mg/L，去除率为85％，达到国家一级A排放标准。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于：当生化池进水COD负荷提高80％(为 0.864kgCOD/m³·d时)，进水COD为360mg/L，出水COD升至190mg/L。按以 下方式调节：投加碳源60mg/L(按葡萄糖：淀粉：甲醇＝1:4:5的比例),污 泥龄延长至14d，延长了40％；在生化池的缺氧池/缺氧段中投入占所投加碳 源总质量30％-50％的碳源，将所投加碳源的余量投加到生化池的好氧池/好氧 段中；微量元素添加量为：I-0.30mg/L、Co²⁺0.24mg/L、Mn²⁺0.72mg/L、Zn²⁺0.40mg/L、Ni²⁺0.20mg/L、Cu²⁺0.10mg/L、Mo²⁺0.84mg/L，聚合氯化铝投加量 为40mg/L，二者的投加方式为在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加总 质量的30％-50％，余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中；将占生化池出水 总质量的30％回流至生化池进水端。应用上述方法后，出水COD在5天内由 190mg/L降至40mg/L，去除率为89％，达到国家一级A排放标准。

实施例7

本实施例与实施例1的区别在于：当生化池进水COD负荷提高100％(为 0.96kgCOD/m³·d时)，进水COD为400mg/L，出水COD升至238mg/L。按以下 方式调节：投加碳源70mg/L(按葡萄糖：淀粉：甲醇＝1:3:6的比例),污泥 龄延长至16d，延长了60％；在生化池的缺氧池/缺氧段中投入占所投加碳源 总质量30％-50％的碳源，将所投加碳源的余量投加到生化池中的好氧池/好氧 段中；微量元素添加量为：I^-0.36mg/L、Co²⁺0.25mg/L、Mn²⁺0.72mg/L、Zn²⁺0.45mg/L、Ni²⁺0.19mg/L、Cu²⁺0.10mg/L、Mo²⁺0.84mg/L，聚合氯化铝投加量 为40mg/L，二者的投加方式为在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加总 质量的30％-50％，余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中；将占生化池出水 总质量的35％回流至生化池进水端。应用上述方法后，出水COD在6天内由 238mg/L降至29mg/L，去除率为88％，达到国家一级A排放标准。

实施例8

本实施例与实施例1的区别在于：当生化池进水COD负荷提高200％(为 1.44kgCOD/m³·d时，进水COD为600mg/L，出水COD升至380mg/L。按以下 方式调节：投加碳源80mg/L(按葡萄糖：淀粉：甲醇＝2:1:7的比例),污泥 龄延长至18d，延长了80％；在生化池的缺氧池/缺氧段中投入占所投加碳源 总质量30％-50％的碳源，将所投加碳源的余量投加到生化池的好氧池/好氧段 中；微量元素添加量为：I-0.40mg/L、Co²⁺0.30mg/L、Mn²⁺0.80mg/L、Zn²⁺0.50mg/L、Ni²⁺0.22mg/L、Cu²⁺0.12mg/L、Mo²⁺0.90mg/L，聚合氯化铝投加量 为50mg/L，二者的投加方式为在生化池的缺氧池/或缺氧段中投入占所投加总 质量的30％-50％，余量投加到生化池的好氧池/或好氧段中；将占生化池出水 总质量的40％回流至生化池进水端。应用上述方法后，出水COD在7天内由 380mg/L降至30mg/L，去除率为92％，达到国家一级A排放标准。

申请人对以上8个实施例中收到冲击前后的情况进行了测试，结果如下， 受到冲击前污泥中生物相物种丰富，存在大量的钟虫、等枝虫、楯纤虫、吸 管虫类等表征出水水质良好原生动物和后生动物，受冲击后，生物相物种明 显减少，表征水质良好微生物大量死亡，经本专利中公开的方法调整恢复后， 污泥中微生物种类大量恢复，表征出水水质良好的生物相如：钟虫、等枝虫、 楯纤虫、轮虫、漫游虫大量出现，物种丰富度甚至大于受冲击之前。