城镇生活污水深度处理工艺

本发明公开了一种城镇生活污水的深度处理工艺，包括如下步骤：经过常规二级生化系统处理后的城镇生活污水进入活性碳吸附罐，吸附饱和后，系统自动切换至另外一个活性碳吸附罐;同时开启臭氧系统，对已饱和的活性碳吸附罐进行反冲洗，反冲洗废水BOD/COD比值达到0.4-0.6后，废水进入调节池后重新进入生化系统处理;反冲洗在各吸附罐中循环进行。本发明工艺充分考虑了臭氧使用过程中的经济性、臭氧发生器的稳定运行，解决了目前低浓度废水与臭氧接触时导致的传质效率低下问题，本发明工艺在整个处理过程中，不产生二次污染，降低了COD排放总量，运行便捷，投资和运行费用远低于传统深度处理系统。

权利要求书

1.一种城镇生活污水的深度处理工艺，包括如下步骤：

1)经过常规二级生化系统处理后的COD为150mg/L以下的城镇生活污水，通过阀门和提升泵进入活性碳吸附罐，吸附饱和后，系统自动切换至另外一个活性碳吸附罐;

2)同时开启臭氧系统，对已饱和的活性碳吸附罐进行反冲洗，利用臭氧与高浓度有机物的充分接触，将有机物分子充分氧化后，反冲洗废水BOD/COD比值达到0.4～0.6后，废水进入调节池后重新进入生化系统处理;

3)另外一个活性碳吸附罐吸附饱和后，系统将重新切换至反冲洗后的活性碳罐进行工作，循环进行。

2.根据权利要求1所述的一种城镇生活污水的深度处理工艺，其特征在于：所述步骤2)中反冲洗时间和臭氧产生量取决于废水处理的整个系统设计。

3.根据权利要求2所述的一种城镇生活污水的深度处理工艺，其特征在于：所述反冲洗时间为1～3h，臭氧产生量范围为1kg/h～10kg/h。

4.根据权利要求1所述的一种城镇生活污水的深度处理工艺，其特征在于：所述活性碳吸附罐中的吸附剂为颗粒活性碳。

5.根据权利要求1所述的一种城镇生活污水的深度处理工艺，其特征在于：所述活性碳吸附罐中的主体吸附剂为颗粒活性碳，辅助催化吸附剂为铁刨花、铜片或煤渣。

6.根据权利要求5所述的一种城镇生活污水的深度处理工艺，其特征在于：所述颗粒活性碳占总吸附剂总重量的50～80%。

7.根据权利要求1所述的一种城镇生活污水的深度处理工艺，其特征在于：所述臭氧系统使用钛合金的曝气设备。

说明书

一种城镇生活污水的深度处理工艺

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种适合各种废水经过常规生化处理后的深度处理工艺。

背景技术

根据国家环保部《2006年中国环境状况公报》，2006年我国废水总排放量537.0亿吨，其中生活污水297.5亿吨，按照目前污水处理工艺，以出水CODcr(化学需氧量)浓度为100mg/L计算，则CODcr排放总量为297.5万吨，而且这部分有机物大部分经过物化或者生化方法处理后残余部分皆为难降解有机物，排放至天然水体、海洋(一般本底值CODcr小于30mg/L)中将造成海洋渔业减产、滩涂收益降低、蓝藻爆发等等问题。目前，大部分城镇污水厂都一定程度上接纳了部分的工业废水，导致处理效率降低，大部分执行《城镇污水厂污染物综合排放标准》二级(CODcr小于100mg/L)或者三级标准(CODcr小于120mg/L)。由于我国在污水纳管整体规划方面缺乏经验以及过快的经济增长速率，导致城镇污水厂设计负荷远低于实际负荷，出水排放水平远高于设计水平。太湖、滇池、苏州河都是非常惨重的经验教训，国家每年需要花大量的人力、物力、财力来治理因湖泊富营养化(纳污负荷过高)造成的严重后果。

根据我国2002年新颁布的城镇污水厂污染物排放标准，城市污水厂排放要达到一级A标准(CODcr为50mg/L)和一级B标准(CODcr为60mg/L)，目前绝大部分污水处理厂远远达不到一级排放标准。因此，寻求经济、合理、高效的城市生活污水成套处理技术成为当前主要的需求。

目前常规的城市污水活性碳深度处理工艺存在如下几个问题：(1)活性碳深度处理过程中，活性碳再生一直是一个难题，导致运行费用高昂和深度处理效果不稳定;(2)城市生活污水经过二级生化处理后，有机物浓度大大降低，影响了臭氧氧化的处理效率，同时臭氧发生器很难匹配高流量的城市生活污水。

清华大学提出使用“臭氧+生物活性碳”技术，共申请了七项专利，生化出水经过臭氧接触氧化后，进入活性碳或者生物活性碳系统进行处理，主要机理是通过臭氧的预氧化技术，使生化出水中难降解物质降解成小分子物质、活性氧能够接枝至某些分子键中，从而提高了其可生化性，利用活性碳表面形成的生物膜对可生化物质的降解、颗粒活性碳吸附作用、活性碳过滤作用等进行深度处理，具有一定的处理效果。然而，其也存在一定的问题，首先由于城镇污水生化处理出水有机物浓度较低，臭氧氧化接触池中传质效率低，导致出水臭氧接触池中臭氧利用效率较低，浪费能耗与处理成本。此外，活性碳再生也是一大难题，再生出水的有机物BOD/COD浓度很低，回流至前端将可能影响整个生化的处理效率。其没有将污水处理作为一个系统进行开发，污水处理每个环节都是息息相关的。

中国科学院湖泊生态研究所、沈阳生态研究所等机构使用悬浮填料、地下渗透系统对生活污水处理后达到回用标准。悬浮填料及地下渗透系统处理生活污水，主要依靠填料的过滤、植物吸收、微生物作用等等。鉴于目前日益紧张的城市用地以及严格的排放标准，限制了人工湿地作为深度处理的主要方式。人工湿地处理效果不稳定(受温度影响变化大)、基质容易堵塞、脱氮效果不明显等等，都限制了人工湿地的二次利用。人工湿地系统的进水负荷很低，需要保持二级生化出水CODcr小于80mg/L甚至更低的情况下，才可能够保证出水达到中水回用的标准。

为提高城市污水深度处理效果，为城镇生活污水厂提供全新的污水解决方案，特别是针对后续深度处理效率低、能耗高等问题，需提出可行、经济、高效的解决方案。

发明内容

为解决目前城镇污水厂存在的深度处理问题，本发明的目的在于提供一种有效的城镇生活污水深度处理工艺，整个处理工艺达到如下目的：(1)提高臭氧与污染物的接触效率，减少臭氧的消耗浓度;(2)改变臭氧连续运行的模式，极大的提高了臭氧发生器的寿命;(3)改变活性碳系统再生困难，难以稳定运行的问题;(4)提供一种全新的城镇生活污水深度处理技术。

本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种城镇生活污水的深度处理工艺，包括如下步骤：

1)、经过常规二级生化系统处理后的城镇生活污水，COD为150mg/L以下，该污水通过阀门和提升泵进入活性碳吸附罐，吸附饱和后，系统自动切换至另外一个活性碳吸附罐;

2)、同时开启臭氧系统，对已饱和的活性碳吸附罐进行反冲洗，利用臭氧与高浓度有机物的充分接触，将有机物分子充分氧化后，反冲洗废水BOD/COD比值达到0.4～0.6后，废水进入调节池后重新进入生化系统处理;

3)、另外一个活性碳吸附罐吸附饱和后，系统将重新切换至反冲洗后的活性碳罐进行工作，循环进行。

活性碳罐中可以单独使用活性碳。也可以根据废水水质填充铁刨花、煤渣、大理石等等，从而形成适合废水性质的处理工艺，但主体吸附物质仍为颗粒活性碳，整个活性碳填充率为50～80%(重量百分比)。

臭氧系统选择钛合金的的曝气设备，从而保证耐腐蚀、臭氧传递效率。

臭氧反冲洗时间和浓度取决于废水处理的系统设计，一般反冲洗时间为1～3h，臭氧产生量范围为1kg/h～10kg/h。

适用于本发明方法的城镇生活污水生化出水性质为：COD 150mg/L以下，一般能够在此浓度下稳定运行，对无机盐浓度没有硬性要求。常规二级处理系统能够极大的降低有机物负荷，从而降低运行成本。

本发明不涉及到生化处理，采用物理、化学方法相结合的处理方法，但反冲洗水具有很高的可生化性，可重新进入前端生化系统进行处理。