一种城市污水生物净化并回收资源的方法技术

本发明专利技术公开了一种城市污水生物净化并回收有用资源的方法。该方法包括下述步骤：１）将剩余污泥排入污泥活化池进行好氧曝气；２）将活化污泥与原污水排入污泥吸附池好氧曝气；３）将泥水混合液在沉淀池沉淀；上清液进入污水处理系统，净化后污水外排；剩余污泥循环净化处理；４）沉淀池底部污泥与厌氧消化池中的污泥混合厌氧发酵；５）厌氧发酵后有机物转化为甲烷气体回收；６）上清液排入结晶池，投加镁盐、调节ｐＨ值，使其转变为鸟粪石沉淀回收；７）结晶池中的上清液进入污水处理系统；８）经厌氧发酵后的剩余污泥被排出。通过利用剩余污泥对城市污水处理，既解决了污水净化、利用了其中的污染物，又实现了污泥处置、并提取了污水中的有效资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水和废水的生物净化方法，特别是一种城市污水生物净化并回收有 用资源的方法。
技术介绍
污水净化处理主要有分离法和转化法两大类。由于城市污水中的污染物绝大部 分是溶解和胶体态的有机以及氮磷等无机物，直接分离法在技术上要求高、处理成本高昂， 现阶段直接分离法难于普遍应用于净化城市污水。对城市污水的净化处理，基本上采用的 都是生物转化法或生物转化_分离法。这些方法都是采用基于河流与土壤自然净化机理的 人工强化微生物转化，利用微生物代谢将耗氧污染物等转化为在自然环境中生物稳定的物 质。由于微生物在好氧环境下氧化有机物迅速且彻底，因此污水生物转化也多是采用好氧 条件下的生物氧化。在好氧生物处理中就要向污水中不断充氧来满足微生物的需要，因而 这一过程要消耗大量的能量。传统污水生物净化处理成为能量的净消耗过程。城市污水处 理厂"建得起"，但能耗所导致的高昂的日常运行费，致使城市污水处理设施常"运行不 起"的问题在我国普遍存在，污水净化处理的高耗能问题成为制约污水处理普及的环节之ο城市生活污水中的污染物很大部分是来自人的排泄物，这些本来都是可以作为农 作物和花木的肥料的，但出于卫生等方面的考虑以及收集运输手段的限制，人们只能借助 水将这部分物质从生活场所排出。这部分物质经水冲刷后变成了污水，最终经下水管道被 携带到污水处理厂。城市排水系统使得原本在源头分散的、难于实现单独收集与处理的屎 尿，在污水处理厂被集中了起来，但它们却变成了低浓度的污水。从物质循环的角度看，这 些城市的废弃物——污水也是以另一种形式存在着的资源其中的有机物所蓄含着能量， 可以用来产生能源；氮和磷可以作为肥料。但是由于这些物质在污水中浓度较低并且难于 从污水里分离出来，再加上污水的体积大，所以城市污水中的这些物质难于直接资源化利 用，目前只能将它们氧化分解或去除掉来达到净化污水的目的，并且在净化污水的同时还 要产生固体废弃物——剩余污泥。这些污泥仍然需要进一步处置可以安全地排放到环境中 去。污泥处置费用约占污水处理厂总运行费用的近一半。如何既可以净化污水、解决污泥 处置，又可以利用其中的污染物、提取有效资源问题，是现代城市污水处理厂亟待解决的一 个问题。
技术实现思路
本专利技术解决现行城市污水处理技术问题的目的是提供一种新的城市污水生物净 化并回收有用资源的方法，该方法通过将污水处理、污染物资源化回收以及污泥处置三者 有机结合起来，从而实现净化污水、提取污染物资源、节约成本。本专利技术的目的是通过下述技术方案-种城市污水生物净化并回收有用资源的方法来实现的，其特征在于该方法包括如下步骤1)将污水处理系统产生的剩余污泥排入污泥活化池进行30min的好氧曝气；使DO 保持在2-4mg/L，将污泥活化；2)将活化后的污泥与原污水按体积比1 1-3的比例排入污泥吸附池，进行好氧 曝气 30min ；DO 保持在 l_2mg/L ；3)将步骤2)经好氧曝气后的泥水混合液排入沉淀池沉淀1. 5-2h ；经沉淀后的上 清液进入传统污水处理系统，污水中的污染物被氧化分解，净化后的污水外排；同时净化产 生的剩余污泥进入污泥活化池进行循环净化处理；4)沉淀池底部吸附有污染物的污泥则按一定比例投入厌氧消化池，与与厌氧消化 池中的厌氧污泥按1-2 1的比例混合，进行厌氧发酵；5)经厌氧发酵后的污泥中有机物转化为甲烷气体，并回收；6)经厌氧发酵沉淀后的上清液排入结晶池，投加镁盐，并用NaOH调节pH值至 10-14，使其中铵和磷酸盐转变为鸟粪石沉淀，并回收；7)结晶池中的上清液进入传统污水处理系统；8)经厌氧发酵后的剩余污泥被排出。所述步骤4)中厌氧发酵温度为30-40°C，厌氧发酵时间10_16h。所述步骤6)中投加镁盐为氯化镁、硫酸镁或氧化镁。本专利技术的关键之一是步骤1)将剩余污泥进行短时的好氧曝气，能使其活性和吸 附能力显著提高，然后与污水进行混合进行充氧搅拌，这样有利于污泥中微生物对污水中 有机物、氨和磷酸盐的吸附、吸收；关键之二是步骤3)将污泥投入到污泥厌氧消化池中，利 用具有厌氧水解和发酵能力的污泥来将吸附了污染物的污泥分解、将有机物直接转化为能 源物质甲烷，并且释放出氨和磷酸盐。这样污水不经生物好氧氧化，其中的部分污染物就被 去除、得到了净化；氮磷则被浓缩，有利于化学沉淀回收。本专利技术通过利用城市污水处理厂的废弃物——剩余污泥，将城市污水中部分有机 物和氨和磷酸盐吸附、吸收，通过污泥的自身沉淀与污水分离；并且污泥直接进入厌氧消化 阶段，在污泥处理的同时也将吸附的有机物、氨和磷酸盐释放出来，将有机物转化为甲烷， 并将高浓度的氨和磷酸盐可以通过已有的化学沉淀法，以鸟粪石形式回收。通过对城市污 水的剩余污泥的净化处理，解决了既可以净化污水、利用其中的污染物，又实现了污泥处 置、并提取其中有效资源的目的。附图说明图1是本专利技术工艺流程图。 具体实施例方式下面通过附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术的具体工艺流程如图1所示，工艺构筑物是在已有的传统污水处理工艺 中，增加污泥活化池、污泥吸附池、沉淀池和结晶池这四个环节，其中污泥活化池、污泥吸 附池、沉淀池、厌氧消化池和结晶池依次通过管线连通；在污泥活化池、污泥吸附池中设有 与池外用于曝气的空气泵相连的曝气管；沉淀池上设有上清液出水管道，下方设有污泥排 出管道，该管道与污泥厌氧消化池相连通；污泥厌氧消化池设有上清液与甲烷排出管线，以及剩余污泥排出管口 ；污泥厌氧消化池的上清液排出管线与结晶池连通。本专利技术利用剩余污泥将污水中部分污染物回收，未能回收部分则在传统处理流程 中被氧化分解，使污水净化。污泥消化就借助污水处理厂已有的厌氧消化池进行。本专利技术将城市污水处理厂产生的准备送往消化池的剩余污泥，将污水中部分污染 物转移到污泥中，再回收。这样既减少了需要净化的污染物量、降低了能耗，也使得污染物 在污泥中“富集”，有利于回收。经过本专利技术的处理，污水中25%以上的有机物、氨和磷酸盐可以回收，污水中只有 不到75%的污染物是在污水净化中被氧化分解。本专利技术较传统城市污水生物处理能耗可以 降低30%以上，且回收能源-甲烷和化肥-鸟粪石，减少污泥处置负担。实施例11)将城市污水处理厂产生的剩余脱水前浓缩污泥(SS为4000mg/L)排入污泥活化 池进行好氧曝气30min，使DO保持在2mg/L，将污泥活化；2)然后将活化后的污泥与城市污水(COD 260-500mg/L, SS 220_350mg/L，氨氮 24-40mg/L，溶解性磷酸盐2-5mg/L)按原污水按体积比1 3的比例混合，排入污泥吸附池 进行好氧曝气30min，使污泥与污水充分混合，DO控制在lmg/L ；3)将经步骤2)好氧曝气后的泥水混合液进入沉淀池，沉淀1. 5h，经沉淀后的上清 液(COD 约 160-240mg/L、SS 100_130mg/L、氨氮 10_20mg/L 和磷 l_2mg/L)进入传统污水净 化系统，污水中的污染物被氧化分解，净化后的污水达到COD ( 60mg/L、SS ( 30mg/L、氨氮 (8mg/L和磷彡lmg/L后外排；同时净化产生的剩余污泥进入污泥活化池进行活化处理；4)沉淀池底部吸附有污染物的污泥则与厌氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市污水生物净化并回收资源的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：１）将污水处理系统产生的剩余污泥排入污泥活化池进行短时的好氧曝气；２）将活化后的污泥与原污水按体积比１∶１－３的比例排入污泥吸附池，进行好氧曝气；３）将步骤２）经好氧曝气后的泥水混合液排入沉淀池进行沉淀；经沉淀后的上清液进入传统污水处理系统，污水中的污染物氧化分解，净化后的污水外排；同时净化产生的剩余污泥进入污泥活化池进行循环净化处理；４）沉淀池底部吸附有污染物的污泥则按体积比１－２∶１的比例投入厌氧消化池，与厌氧消化池中的厌氧污泥混合，进行厌氧发酵；５）经厌氧发酵后的污泥中有机物转化为甲烷气体，并回收；６）经厌氧发酵沉淀后的上清液排入结晶池，投加镁盐、并用ＮａＯＨ调节ｐＨ值，使其中铵和磷酸盐转变为鸟粪石沉淀，并回收；７）结晶池中的上清液进入传统污水处理系统；８）经厌氧发酵后的剩余污泥被排出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁林江，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]