一种适合山地小城镇的污水处理方法

摘要

本发明涉及一种污水处理方法，适用于经济技术比较落后的西部地区和三峡库区山地小城镇。污水经格栅去除较大的悬浮物，进入厌氧生物反应池，去除大部分固体悬浮物和部分有机物后，出水从高处经多级跌落，夹带空气中的氧，自流进入低处的跌水曝气池，并去除部分有机物；出水再进入人工快渗系统，经土壤生态系统的拦截、过滤、吸附、硝化与反硝化等过程，去除有机物、氮、磷等污染物质；最后经紫外线消毒后达标排放。本方法具有能耗和费用低，运行维护管理简单，污泥产量少，处理效果好等特点。

说明书

技术领域

本发明属于市政与环保工程领域，具体涉及一种厌氧生物处理-跌水曝气-人工快渗土地处理组合式污水处理新工艺，本工艺特别适合山地小城镇。

背景技术

近10多年来，全国的小城镇建设了大量的污水处理厂，污水生物处理技术是城镇污水处理的核心技术。综合考虑小城镇污水水量和水质特点、小城镇经济社会条件和环境要求等因素，目前常用的污水处理工艺主要有普通活性污泥法、SBR工艺、氧化沟工艺和A²/O工艺等，也是欧美等发达国家所采用的主导技术，在技术上被证明是有效的。然而，目前有相当一部分小城镇污水处理厂运行状况不乐观，特别是经济欠发达的西部地区和三峡库区小城镇污水处理厂。从污水处理厂所采用的工艺本身进行分析，主要存在以下问题：①运行能耗太高。以采用活性污泥法的二级处理厂计，污水厂能量消耗为0.2～0.3kw·h/m³(水)，主要集中在提升污水的进水泵房和二级处理的曝气系统，二者约占全厂能耗的70％以上。②操作管理比较复杂。普通活性污泥法、氧化沟工艺和A²/O工艺比较复杂，流程长，污水处理厂管理难度高；SBR工艺简单，但自控程度高。在小城镇由于缺乏专业人员，常常导致运行所建污水处理厂达标情况不理想。这些问题已对小城镇污水处理厂的建设和已建小城镇污水处理厂的运行带来了不少实际困难。因此，结合当地小城镇的人口规模、经济水平、城镇形态等特征，研究开发出因地制宜的高效低耗污水处理工艺，是当前污水处理技术关注的重点。

事实上，适合小城镇的污水处理工艺还有厌氧生物处理工艺和人工快渗土地处理技术，但二者均难以单独作为小城镇的污水处理工艺。这是由于厌氧生物处理工艺出水，远不能达到废水排放标准，但其对污水水质水量的缓冲能力强、投资省、管理简单、运行费用低，可作为小城镇污水处理的前处理；而人工快渗土地处理系统处理效果较好、投资省、运行费用低，但需要前处理，且占地较大。所以，实际中这两种工艺的单独应用还是比较少的。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种厌氧生物处理-跌水曝气-人工快渗组合式污水处理方法，本方法充分利用山地小城镇地形高差大，闲置空地较多的特点，它能降低运行费用，达到出水效果好、运行管理简单的要求，特别适合于经济技术比较落后的西部地区和三峡库区的山地小城镇。

本发明的目的是这样实现的：一种适合山地小城镇的污水处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)污水首先经格栅去除较大的悬浮物和漂浮物；以减轻后续处理构筑物的负荷，保证后续污水处理系统的正常运行。

(2)经第一步处理后的污水进入厌氧生物反应池并停留16～24小时，厌氧生物反应池中设有活性污泥；在厌氧生物反应池中去除污水中大部分固体悬浮物和部分有机污染物，并将复杂有机化合物转化为简单化合物，同时调节污水水量和均化污水水质。

(3)厌氧生物反应池出水从高处跌落，自流进入低处的跌水曝气池并停留3～6小时，跌落高差6～9m，所述跌水曝气池内置水处理填料，体积填充比为20～30％；在跌水过程中，水流夹带空气中的氧，使得污水中的氧含量得到提高，跌水曝气池中的污水可由厌氧状态转化为好氧状态并去除部分有机物。

(4)跌水曝气池出水进入人工快渗土地系统，人工快渗土地系统土层水力负荷1.5～2.5m³/m²·d，运行湿干比为1d∶3d，土层高度1.4～2.0m，经土壤生态系统的拦截、过滤、吸附、好氧氧化、硝化与反硝化以及土层表层植物的吸收，使污水中的有机物、氮、磷污染物质得以降低；

(5)人工快渗土地系统的出水经紫外线消毒后即可达标排放。

进一步地，所述第(2)步的厌氧生物反应池为两级串联，每一级厌氧生物反应池中都有活性污泥，每一级厌氧生物反应池的水力停留时间为8～12小时。

所述第(3)步的跌落至少为两级跌落，每级跌落都设有对应的跌水曝气池，在前一个跌水曝气池停留1.5～3小时后再行跌落自流进入下一个跌水曝气池，在所有跌水曝气池中停留的总时间为3～6小时。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)组合工艺运行能耗低、费用低。该组合工艺中厌氧池、跌水曝气池和人工快渗系统三个主要工艺单元实现了无能耗处理生活污水，只有格栅和消毒工艺单元需要耗费少量电力，且污水在处理工艺中是依靠重力流动，故组合工艺的能耗和运行费用将大大降低。

(2)维护管理简单。该组合工艺主要依靠微生物和土壤协同处理和净化污水，维护管理简单，需要的技术人员少，技术要求相对简单，适合技术力量薄弱的小城镇采用。

(3)污泥产量少。组合工艺中产生剩余污泥的工艺单元有厌氧池和跌水曝气池。厌氧工艺单元污泥产率极低，产生的污泥量少，每年只须清掏2～3次即可。跌水曝气池中设有水处理填料，污泥呈附着状态，故产生的污泥量也较少，且少量污泥随水流一起进入土地处理系统，并被截留在土壤表层，不需另外单独处理。

该组合工艺对城镇生活污水处理可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级标准中的B标准，并且运行稳定可靠。

附图说明

图1-本发明的处理流程示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明污水处理方法由五步构成，分别为：

(1)污水首先经格栅去除较大的悬浮物和漂浮物；本步骤功能：减轻后续处理构筑物的负荷，保证后续污水处理系统的正常运行。理论上，格栅的间隙越小越好，这样去除的悬浮物和漂浮物就更多，更利于后续处理。

(2)经第一步处理后的污水进入厌氧生物反应池并停留16～24小时，厌氧生物反应池中有活性污泥；本步骤功能：在厌氧生物反应池中去除污水中大部分固体悬浮物和部分有机污染物，并将复杂有机化合物转化为简单化合物，同时调节污水水量和均化污水水质。

(3)厌氧生物反应池出水从高处跌落，自流进入低处的跌水曝气池并停留3～6小时，跌落高差6～9m，所述跌水曝气池内置水处理填料，体积填充比为20～30％；本步骤功能：在跌水过程中，水流夹带空气中的氧，使得污水中的氧含量得到提高，跌水曝气池中的污水可由厌氧状态转化为好氧状态并去除部分有机物。

(4)跌水曝气池出水进入人工快渗土地系统，人工快渗土地系统土层水力负荷1.5～2.5m³/m²·d，运行湿干比为1d∶3d，土层高度1.4～2.0m，当然，加大土层高度，还可以提高土层水力负荷。经土壤生态系统的拦截、过滤、吸附、好氧氧化、硝化与反硝化以及土层表层植物的吸收，使污水中的有机物、氮、磷污染物质得以降低；

(5)人工快渗土地系统的出水经紫外线消毒后即可达标排放。

为了提高处理效果，第(2)步的厌氧生物反应池为两级串联，每一级厌氧生物反应池中都设有活性污泥，每一级厌氧生物反应池的水力停留时间为8～12小时。

所述第(3)步的跌落至少为两级跌落，每级跌落都设有对应的跌水曝气池，在前一个跌水曝气池停留1.5～3小时后再行跌落自流进入下一个跌水曝气池，在所有跌水曝气池中停留的总时间为3～6小时。

此外，为了达到更好的处理效果，在跌水曝气池内填充有水处理填料，以增加污泥的截留量，强化处理效果，减少进入人工快渗土地处理系统的污泥量，减缓土地表层的堵塞。

人工快渗系统采取污水投配与土壤落干交替的方式进行。通过间歇向人工快渗土层配水，以及控制配水-落干形成的水力负荷周期，使土壤中形成好氧-缺氧-厌氧环境。

以下给出一个实施例

本实施例的污水处理方法包括以下步骤：

(1)城镇生活污水经格栅去除较大的悬浮物和漂浮物，减轻后续处理构筑物的负荷，保证后续污水处理系统的正常运行。

(2)污水进入厌氧生物反应池。厌氧生物反应池可去除水中大部分固体悬浮物和部分有机污染物，并将复杂有机化合物转化为简单化合物，同时调节污水水量和均化污水水质。本实施例的厌氧生物反应池为两级串联，每一级厌氧生物反应池的水力停留时间为8小时，总的水力停留时间为16小时。

(3)厌氧生物反应池出水从高处经多级跌落，自流进入低处的跌水曝气池。在跌水过程中，水流夹带空气中的氧，使得污水中的氧含量得到提高，跌水曝气池中的污水可由厌氧状态转化为好氧状态。本实施例中地形高差为7m，采用两级跌水，串联运行，单个跌水曝气池的水力停留时间为2.6小时，总的水力停留时间为5.2小时。

(4)跌水曝气池出水进入人工快渗系统，经土壤生态系统的拦截、过滤、吸附、好氧氧化、硝化与反硝化、以及植物的吸收等过程，污水中的有机物、氮、磷等得以有效降低。本实施例中土层水力负荷2.0m³/m²·d，运行湿干比1d∶3d，土层高度1.40m。

(5)人工快渗系统的出水经紫外线消毒后达标排放。

本实施例主要处理三峡库区小城镇生活污水。本工程调试运行后，取得良好的处理效果，污水处理规模为800m³/天，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级标准中的B标准。

主要技术参数

厌氧生物反应池：水力总停留时间16～24小时。

跌水曝气池：总跌落高差6～9m，两级或三级跌水，跌水曝气池水力总停留时间3～6小时，跌水曝气池内置球形填料，体积填充比20～30％，即填料体积与跌水曝气池有效容积的比。

人工快渗土地系统：土层水力负荷1.5～2.5m³/m²·d，运行湿干比1d∶3d，即配水一天，间歇两天，土层高度1.40～2.0m。

本方法对场地高差条件有要求，由于该组合工艺的运行需要利用重力势能，所以污水处理厂的建设场地内需要有6m以上的地形高差。