本發(fā)明涉及一種工業(yè)園區(qū)污水處理的整體節(jié)能方法，屬于工業(yè)園區(qū)污水處理領域。

背景技術：

現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)污水處理流程為“企業(yè)污水經(jīng)企業(yè)內(nèi)部污水預處理設施處理后，排入園區(qū)污水處理廠經(jīng)進一步處理后，排放外環(huán)境”。其現(xiàn)有污水處理主要存在兩個問題，其一是工業(yè)園區(qū)整體污水處理工藝是“以能耗能”的技術，即企業(yè)污水預處理和園區(qū)污水處理廠均未對水中有機物回收能源，而采用了通過好氧生化將污水中的有機物轉(zhuǎn)化為CO₂、H₂O的“以能耗能”處理工藝，耗費大量能源。其二是工業(yè)園區(qū)全流程前、后段好氧生化處理段重復建設問題，即前端企業(yè)污水預處理中好氧生化過度去除了有機碳源，導致末端污水處理廠反硝化脫氮段碳源不足，需額外添加碳源（如甲醇、乙酸鈉等），工業(yè)園區(qū)污水整體處理成本高。本發(fā)明公開了“一種工業(yè)園區(qū)污水處理的整體節(jié)能方法”，針對工業(yè)園區(qū)污水處理的整體路線進行優(yōu)化，通盤優(yōu)化企業(yè)污水預處理與園區(qū)末端污水處理工藝，解決了末端污水處理廠反硝化脫氮段碳源不足問題；設置從污水中提取能源的工藝環(huán)節(jié)，實現(xiàn)降低污水處理能耗，并能從污水中提取能源反哺污水處理效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種工業(yè)園區(qū)污水處理的整體節(jié)能方法，其特征在于按如下的步驟進行：

（1）企業(yè)污水經(jīng)預處理后排放：企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污水進入企業(yè)內(nèi)部污水處理設施進行處理，處理后排入園區(qū)污水處理廠統(tǒng)一處理。

（2）一級處理：污水首先進入格柵，將水中漂浮物分離出來，隨后進入沉砂池，將水中比重大的砂類從污水中去除，水力停留時間1～2min，然后污水進入后續(xù)強化一級處理；

（3）強化一級處理：步驟（2）出水與回流污泥機械攪拌混合反應10～20min，然后通過沉淀40～60min進行泥水分離，上清液進入后續(xù)處理工序，污泥進入污泥厭氧消化提取能源；所述回流污泥指的是：從二級沉淀池輸送來的污泥。

（4）高負荷生化：步驟(3)的上清液進入高負荷生化處理，其與二級沉淀池和一級沉淀池的回流污泥混合反應間30min，污泥齡0.3～0.5d，溶解氧0.2～0.7mg/L，進一步將污水中的有機物等轉(zhuǎn)移到污泥中，然后進入后續(xù)沉淀分離；

（5）一級沉淀：步驟（4）出水流入此段沉淀分離，沉淀時間60～90min，上清液進入后續(xù)多級AO工藝處理，污泥50%回流至高負荷生化段，50%污泥排入污泥厭氧消化提取能源；

（6）多級AO生化：步驟（5）上清液進入多級AO生化處理，此段水力停留時間8～10hr，污泥齡15～20d，此段通過活性污泥為主體的生物處理將污水中有機物質(zhì)及氮、磷植物性營養(yǎng)物質(zhì)基本去除到污水處理廠出水達標排放濃度，然后進入二級沉淀池分離。

（7）二級沉淀：步驟（6）出水流入此段沉淀分離，沉淀時間90～120min，上清液進入后續(xù)深度處理，污泥70%～50%回流至多級AO生化，20%～30%回流至強化一級處理段，10%～20%污泥回流至高負荷生化，其他過剩部分排入污泥厭氧消化提取能源；

（8）深度處理：步驟（7）出水進入深度處理部分，進一步降解污水中的有機質(zhì)、磷和懸浮物，并進行消毒后達標排放至自然水體；

（9）污泥厭氧消化：采用A、B系統(tǒng)兩套污泥厭氧消化系統(tǒng)，強化一級處理產(chǎn)生的污泥和其他污泥分別進行處理；兩個污泥處置系統(tǒng)都采用中溫消化T=33~35℃，消化時間20～30d，污泥固體濃度為8%～12%，經(jīng)過厭氧消化后，沼氣進行能源回收；上清液回到污水處理系統(tǒng)前端（即一級處理）繼續(xù)處理；A系統(tǒng)排出的穩(wěn)定污泥經(jīng)脫水后通過鑒別以確定處置方式，B系統(tǒng)排出的穩(wěn)定污泥經(jīng)脫水后進行資源化利用。

本發(fā)明所述企業(yè)污水經(jīng)預處理后排放指的是：優(yōu)化企業(yè)污水預處理，不設好氧生化工藝，將易降解的有機污染物都排到末端污水處理廠統(tǒng)一處理，降低企業(yè)污水處理成本和污水處理設施的投資，同時解決了園區(qū)污水處理廠反硝化脫氮段碳源不足問題，以及為后續(xù)污水提取能源提供良好的條件。

本發(fā)明所述設置強化一級處理段，此段不額外投加絮凝劑，而通過回流二級沉淀的污泥吸附絮凝污水中的有機物，以利于更多的提取能源和減少后續(xù)處理工藝運行負荷，不產(chǎn)生化學污泥。

本發(fā)明所述設置了強化一級處理和高負荷生化處理兩級的有機物吸附絮凝轉(zhuǎn)移，以更多地提取能源；同時減少后續(xù)處理工藝運行負荷，降低后續(xù)處理能耗。

本發(fā)明所述設置兩套污泥厭氧消化裝置能有效將危廢污泥最小化，充分發(fā)揮園區(qū)末端污水處理廠的規(guī)模和經(jīng)濟效應，做到從污水中提取能源反哺污水處理。其中該方法主要是針對處理水量大于10萬噸/天的工業(yè)園區(qū)污水處理。

本發(fā)明更進一步公開了工業(yè)園區(qū)污水處理的整體節(jié)能方法在解決企業(yè)與園區(qū)末端污水處理好氧生化工藝環(huán)節(jié)重復建設方面的應用。實驗結(jié)果證明：該發(fā)明能將企業(yè)污水處理中的好氧生化工藝取消，降低企業(yè)污水處理成本和污水處理設施的投資；同時企業(yè)排放的污水更有利于園區(qū)污水處理廠的能源提取和多級AO工藝的運行。

本發(fā)明更加詳細的描述如下：

一種工業(yè)園區(qū)污水處理的整體節(jié)能方法，該方法基于工業(yè)園區(qū)污水處理的整體技術能耗最低，主要考慮前段企業(yè)污水預處理及水質(zhì)與末端污水處理廠處理工藝間的關系，建立工業(yè)園區(qū)污水處理全流程的整體技術節(jié)能方法，并利用末端污水處理的產(chǎn)能反哺其污水處理，減少能源消耗，降低工業(yè)園區(qū)污水處理成本，建立一種工業(yè)園區(qū)污水處理的整體技術節(jié)能方法。該方法包括如下的步驟進行：

（1）企業(yè)污水經(jīng)預處理后排放：企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生污水進入企業(yè)內(nèi)部污水處理設施處理，其重點是去除有毒有害污染物，盡可能減少易降解的有機污染物去除，企業(yè)污水處理設施不設好氧生化段。園區(qū)內(nèi)各個企業(yè)污水經(jīng)過預處理后，進入園區(qū)污水處理廠統(tǒng)一處理；

（2）一級處理：污水首先進入格柵，將水中漂浮物分離出來，隨后進入沉砂池，將水中比重大的砂類從污水中去除，，水力停留時間1～2min，，然后進入后續(xù)工藝—強化一級處理。

（3）強化一級處理：步驟（2）出水與回流污泥機械攪拌混合反應10～20min，然后通過沉淀40～60min進行泥水分離，上清液進入后續(xù)處理工序，污泥進入污泥厭氧消化提取能源；所述回流污泥指的是：從二級沉淀池輸送來的污泥。

（4）高負荷生化：步驟（3）的上清液進入高負荷生化處理，其與二級沉淀池和一級沉淀池的回流污泥混合反應間30min，污泥齡0.3～0.5d，溶解氧0.2～0.7mg/L，進一步將污水中的有機物等轉(zhuǎn)移到污泥中，然后進入后續(xù)沉淀分離；

（5）一級沉淀：步驟（4）的出水流入此段沉淀分離，沉淀時間60～90min，上清液進入后續(xù)多級AO工藝處理，污泥50%回流至高負荷生化段，50%污泥排入污泥厭氧消化提取能源。

（6）多級AO生化：步驟（5）的上清液進入多級AO生化處理，此段水力停留時間8～10hr，污泥齡15～20d，此段通過活性污泥復合作用將污水中有機物質(zhì)及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)基本去除到污水處理廠出水達標排放濃度，然后進入二級沉淀池分離。所述的活性污泥指的是生化池的“生物絮凝體”，此工藝段的污泥可取市政污水處理廠的剩余污泥做接種污泥，經(jīng)培養(yǎng)馴化而成，此屬于現(xiàn)有技術，參見張自杰主編，中國建筑出版社出版的《排水工程》4版中4.10.1節(jié)活性污泥處理系統(tǒng)的投產(chǎn)與活性污泥的培養(yǎng)馴化。

（7）二級沉淀：步驟（6）出水流入此段沉淀分離，沉淀時間90～120min，上清液進入后續(xù)深度處理，污泥50%～70%回流至多級AO生化，20%～30%回流至強化一級處理段，10%～20%污泥回流至高負荷生化，其他過剩部分排入污泥厭氧消化提取能源。

（8）深度處理：步驟（7）出水進入深度處理部分，進一步降解污水中的有機質(zhì)、磷和懸浮物，并進行消毒后達標排放至自然水體。

（9）污泥厭氧消化：污泥厭氧消化系統(tǒng)分設兩套A、B系統(tǒng)，強化一級處理產(chǎn)生的污泥和其他污泥分別進行處理。原因是如工業(yè)廢水中含有有毒有害污染物，強化一級處理的污泥經(jīng)厭氧消化后可作為危險廢物處理，一方面能保證危廢量最小化，另一方面不影響后續(xù)污泥資源化利用。兩個污泥處置系統(tǒng)都采用中溫消化T=33~35℃，消化時間20～30d，污泥固體濃度為8%～12%，經(jīng)過厭氧消化后，沼氣進行能源回收；上清液回到污水處理系統(tǒng)前端（即一級處理）繼續(xù)處理；A系統(tǒng)排出的穩(wěn)定污泥經(jīng)脫水后通過鑒別以確定處置方式，B系統(tǒng)排出的穩(wěn)定污泥經(jīng)脫水后進行資源化利用。所述的污泥厭氧消化系統(tǒng)屬于現(xiàn)有技術，參見張自杰主編，中國建筑出版社出版的《排水工程》4版中8.3節(jié)污泥的厭氧消化。

本發(fā)明公開的一種工業(yè)園區(qū)污水處理的整體節(jié)能方法與現(xiàn)有技術相比所具有的積極效果在于：

（1）本發(fā)明優(yōu)化企業(yè)污水預處理（不設好氧生化工藝）和排水水質(zhì)，將易降解的有機污染物都排到末端污水處理廠統(tǒng)一處理，降低企業(yè)污水處理成本和污水處理設施的投資。優(yōu)化園區(qū)污水處理技術環(huán)節(jié)，設置強化一級處理段，此段不額外投加絮凝劑，而通過回流二級沉淀的污泥吸附絮凝污水中的有機物，以更多地提取能源和減少后續(xù)處理工藝運行負荷，不產(chǎn)生化學污泥。

（2）本發(fā)明優(yōu)化園區(qū)污水處理技術環(huán)節(jié)，設置了強化一級處理和高負荷生化處理兩級有機物等的吸附絮凝轉(zhuǎn)移，提高了污泥中有機質(zhì)的含量，能產(chǎn)出更多的沼氣；并且降低了處理設施的有機污染物負荷，有利于減少后續(xù)污水處理的能源消耗。

（3）本發(fā)明設置兩套污泥厭氧消化裝置，能有效將危廢污泥最小化，充分發(fā)揮園區(qū)末端污水處理廠的規(guī)模和經(jīng)濟效應，且從污水中提取能源反哺污水處理。

（4）本發(fā)明基于工業(yè)園區(qū)污水處理的整體技術能耗最低，主要考慮前段企業(yè)污水預處理及水質(zhì)與園區(qū)污水處理廠處理工藝間的關系，碳源的保留能解決園區(qū)污水處理中脫氮工藝的碳源問題，同時園區(qū)污水處理廠能將有機物轉(zhuǎn)化為能源，也減少了后續(xù)污水處理能源消耗，降低工業(yè)園區(qū)污水處理成本，使得工業(yè)園區(qū)污水處理整體達到真正的低碳環(huán)保。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的一種工業(yè)園區(qū)污水處理的整體節(jié)能方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面通過具體的實施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術手段均為本領域技術人員所公知的方法。另外，實施方案應理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領域技術人員而言，在不背離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的前提下，對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明所用原料及試劑均有市售。

實施例1

（1）企業(yè)污水經(jīng)預處理后排放：企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污水進入企業(yè)內(nèi)部污水處理設施處理，其重點是去除有毒有害污染物，盡可能減少易降解的有機污染物去除，企業(yè)污水處理設施不設好氧生化段。園區(qū)內(nèi)各個企業(yè)污水經(jīng)過預處理后，進入園區(qū)末端污水處理廠統(tǒng)一處理；

（2）一級處理：各企業(yè)排放的污水進入工業(yè)園區(qū)污水處理廠處理流程，開始一級處理，即格柵、沉砂池等物理處理，水力停留時間2min，以去除污水中呈漂浮、懸浮狀態(tài)的固體污染物，然后污水進入后續(xù)強化一級處理。

（3）強化一級處理：步驟（2）出水與回流污泥機械攪拌混合反應15min，然后通過沉淀60min進行泥水分離，上清液進入后續(xù)處理工序，污泥進入污泥厭氧消化提取能源。

（4）高負荷生化：步驟(3)的上清液進入到高負荷生化處理，其與二級沉淀池和一級沉淀池的回流污泥混合反應間30min， 污泥齡0.5d，溶解氧0.5mg/L，此段以物理化學作用為主導的吸附功能去除污染物質(zhì)，進一步將污水中的有機物等轉(zhuǎn)移到污泥中，然后進入后續(xù)沉淀分離；

（5）一級沉淀：高負荷生化出水流入此段沉淀分離，沉淀時間90min，上清液進入后續(xù)多級AO工藝處理，污泥50%回流至高負荷生化段，50%污泥排入污泥厭氧消化提取能源。

（6）多級AO生化：上清液進入到多級AO生化處理，此段水力停留時間10hr，污泥齡15～20d，此段通過活性污泥為主體的生物處理將污水中有機物質(zhì)及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)基本去除到污水處理廠出水達標排放濃度，然后進入二級沉淀池分離。

（7）二級沉淀：多級AO生化出水流入此段沉淀分離，沉淀時間120min，上清液進入后續(xù)深度處理，污泥60%回流至多級AO生化，25%回流至強化一級處理段，15%污泥回流至高負荷生化，其他過剩部分排入污泥厭氧消化提取能源。

（8）深度處理：二級沉淀出水進入深度處理部分，進一步降解污水中的有機質(zhì)、磷和懸浮物，并進行消毒后達標排放至自然水體。

（9）污泥厭氧消化：污泥厭氧消化系統(tǒng)分設兩套A、B系統(tǒng)，強化一級處理產(chǎn)生的污泥和后續(xù)污泥分別進行污泥厭氧消化。原因是如工業(yè)廢水中含有有毒有害污染物，強化一級處理的污泥經(jīng)厭氧消化后可作為危險廢物處理，一方面能保證危廢量最小化，另一方面不影響后續(xù)污泥資源化利用。兩個污泥處置系統(tǒng)都采用中溫消化T=33~35℃，消化時間30d，污泥固體濃度為10%，經(jīng)過厭氧消化后，沼氣進行能源回收；上清液回到污水處理系統(tǒng)前端（即一級處理）繼續(xù)處理； A系統(tǒng)排出的污泥經(jīng)穩(wěn)定脫水后通過鑒別以確定處置方式，B系統(tǒng)排出的污泥經(jīng)穩(wěn)定脫水后進行資源化利用。

實施例2比較試驗

結(jié)論：

（1）本發(fā)明考慮工業(yè)園區(qū)污水整體處理系統(tǒng)，解決了企業(yè)與園區(qū)末端污水處理好氧生化工藝環(huán)節(jié)重復建設問題，在企業(yè)污水預處理工藝中省略了好氧生化工藝，減少了企業(yè)污水處理投資和成本，同時解決了園區(qū)污水處理廠反硝化脫氮段碳源不足問題，以及為后續(xù)污水提取能源提供良好的條件。

（2）本發(fā)明在園區(qū)污水處理中設置了強化一級處理和高負荷生化段兩級的有機物等的吸附絮凝轉(zhuǎn)移，以利于更多的從污水有機物中提取能源，也減少后續(xù)處理工藝運行負荷，降低后續(xù)處理能耗。

（3）本發(fā)明不投加化學藥劑，充分利用污泥的吸附與絮凝作用，節(jié)省了處理成本，避免了化學污泥的產(chǎn)生。

（4）本發(fā)明設置中溫厭氧消化系統(tǒng)，從污泥中提取能源，且分設兩套系統(tǒng)，以利于污泥的資源化，減少危廢量。