一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法。污水先經(jīng)過格柵和初沉池，去除部分懸浮物，再經(jīng)裝有鐵炭填料的厭氧濾池和好氧濾池，好氧濾池出水回流至厭氧濾池，在厭氧狀態(tài)下污水中有機(jī)物發(fā)生酸化使pH下降，鐵炭填料表層發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，加強(qiáng)了反硝化作用，同時溶出少量的亞鐵離子（Fe2+）；在好氧狀態(tài)下亞鐵離子（Fe2+）氧化為鐵離子（Fe3+），鐵離子與污水中溶解性磷酸根反應(yīng)生成沉淀，最后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)重力沉淀后排放。本發(fā)明無需單獨(dú)投加藥劑除磷，僅靠生化法即能使出水COD低于30mg/L，TN為1.5mg/L，TP為0.2mg/L達(dá)到地表水Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)。工藝簡單，節(jié)省投資和運(yùn)行成本，具有重大應(yīng)用價值。
【專利說明】一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法，涉及一種生活污水的處理方法。屬于污水處理脫氮除磷【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]太湖藍(lán)藻事件爆發(fā)以來，富營養(yǎng)化引起湖泊水質(zhì)惡化、進(jìn)而威脅飲水安全，引起了各級政府及環(huán)保部門的高度重視。富營養(yǎng)化罪魁禍?zhǔn)诪榈?、磷，隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918 - 2002)的“一級A”標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施與推廣，脫氮除磷逐漸成為污水處理領(lǐng)域核心競爭技術(shù)。
[0003]脫氮除磷技術(shù)主要有生化法、物化法及物化生化聯(lián)用法。
[0004]生物脫氮除磷為目前的主流方法。富氧條件下，廢水中的氨被氧化為硝酸鹽(硝化過程)，聚磷菌吸收廢水中的磷以聚磷形式儲于體內(nèi)(吸磷)；缺氧條件下，廢水中的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦?反硝化)；厭氧條件下，聚磷分解釋放無機(jī)磷至污泥中(釋磷)。生物脫氮除磷的功能是有機(jī)物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合，因而其工藝參數(shù)應(yīng)同時滿足三種功能的要求。如能有效地脫氮或除磷，一般也能同時高效地去除B0D5。但除磷和脫氮往往是相矛盾的，具體體現(xiàn)在某些參數(shù)上，并使這些參數(shù)只能局限在某一狹窄的范圍內(nèi)。而且由于生化法泥水分離不徹底，出水不可避免含有懸浮微生物，使得出水氮磷濃度最低只能達(dá)到一級B標(biāo)準(zhǔn)，一級A成為咫尺之遙的技術(shù)瓶頸。
[0005]物化法除磷主要通過額外投加鋁鹽、鐵鹽等通過化學(xué)沉淀和吸附去除TP，而物化法除TN—般只用于有機(jī)氮的去除，對于硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮沒有顯著效果。由于物化法需要額外投加藥劑并增加動力設(shè)備，運(yùn)行價格較生化高，一般與生化法聯(lián)用，作為深度處理。
[0006]生物濾池是在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒濾料，以提供微生物膜生長的載體，并根據(jù)污水的不同流向分為下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流過濾料層， 使污水中的有機(jī)物和填料表面生物膜通過生化反應(yīng)得到去除，濾料同時起到物理過濾作用。生物濾池最大的特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固 體于一體，節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池和污泥回流，在保證處理效果的前提下使處理工藝簡化，曝氣生物濾池具有容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時間短、所需基建投資少、占地面積小、處理出水水質(zhì)好等特點(diǎn)，又由于生物濾池沒有污泥膨脹問題，微生物不會流失，能保持較高的生物濃度，因此日常管理簡單。
[0007]但是普通生物濾池仍然存在濾池堵塞問題和脫落生物膜引起的污染問題，通常對進(jìn)水SS要求較高且出水氮、磷不能同時達(dá)標(biāo)(磷基本不去除)。且生物濾池容積負(fù)荷較低， 通常與活性污泥法聯(lián)用作為深度處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是公開一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣進(jìn)行的:
[0010]生活污水先用格柵和初沉池預(yù)除部分懸浮物后進(jìn)入集水井，集水井中的生活污水依次經(jīng)厭氧濾池和好氧濾池，厭氧濾池和好氧濾池內(nèi)各裝有鐵炭填料，好氧濾池出水回流至厭氧濾池，回流比為50%，進(jìn)入?yún)捬鯙V池內(nèi)的生活污水中有機(jī)物在厭氧狀態(tài)下發(fā)生酸化， 使厭氧濾池中水體PH下降為5.8-6.2，厭氧濾池內(nèi)鐵炭填料表層發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，一方面加強(qiáng)生活污水中微生物反硝化作用，另一方面溶出少量亞鐵離子；進(jìn)入好氧濾池后在好氧狀態(tài)下生活污水中亞鐵離子氧化成鐵離子，鐵離子與生活污水中溶解性磷酸根反應(yīng)生成沉淀，從而使生活污水中磷的濃度降低；最后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)過重力沉淀后，出水水質(zhì)COD為 12mg/L, TN為1.5mg/L, TP為0.2mg/L，達(dá)到地表水IV類水體標(biāo)準(zhǔn)，排放利用，沉淀池底部污泥通過污泥排出系統(tǒng)排泥；
[0011]上述生活污水在厭氧濾池內(nèi)停留時間1.5h，好氧濾池內(nèi)停留時間3h，好氧濾池采用微孔曝氣頭曝氣，氣水比為10:1 ；
[0012]上述集水井停留時間0.5h，以保證水泵工作正常并減少沉淀池擾動；
[0013]上述初沉池采用平流式，表面負(fù)荷lm3/m2 ? h，停留時間3h ；
[0014]上述生活污水COD 為 126mg/L、TN 為 28mg/L, TP 為 3.2mg/L, pH 為 6.7。
[0015]所述鐵炭填料制備方法參照發(fā)明名稱為鐵炭微電解填料制備方法，專利號為 ZL200910198816.9進(jìn)行:先用粒徑小于60目的鐵屑、粒徑小于100目的粉末活性炭作為原料，量取鐵:炭=(10~13):1質(zhì)量比，由粉末壓力機(jī)在200kN壓力下將混勻后的原料加入模型中壓制成球徑為8~3mm的球狀毛坯，然后隔絕空氣在1050~1200°C加熱90~IOOmin 后淬火制得。
[0016]所述的厭氧濾池和好氧濾池內(nèi)各裝有鐵炭填料是，厭氧濾池內(nèi)鐵炭填料的裝填體積是厭氧濾池內(nèi)部體積的70%體積百分比；好氧濾池內(nèi)鐵炭填料裝填體積是好氧濾池內(nèi)部體積的70%體積百分比。
[0017]與現(xiàn)有的脫氮除磷方法相比， 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0018]1.由于本發(fā)明的厭氧濾池和好氧濾池內(nèi)裝有鐵炭填料，同時好氧池至厭氧池設(shè)置回流，在厭氧狀態(tài)下生活污水中有機(jī)物發(fā)生酸化，產(chǎn)生的酸性物質(zhì)使鐵炭填料表層發(fā)生微電解反應(yīng)，一方面強(qiáng)化微生物新陳代謝去除部分污染物，另一方面溶出少量亞鐵鐵離子，亞鐵離子在好氧狀態(tài)下氧化成鐵離子，鐵離子與磷酸根反應(yīng)生成沉淀，去除水體中磷酸鹽，因此無需單獨(dú)投加化學(xué)藥劑除磷，即可使出水氮磷濃度達(dá)到地表水IV類水體標(biāo)準(zhǔn)，減少了污泥量，降低了運(yùn)行成本。
[0019]2.由于本發(fā)明的生活污水在進(jìn)入?yún)捬鯙V池和好氧濾池前，不需采用活性污泥法進(jìn)行預(yù)處理，也不需要設(shè)立中沉池，僅僅經(jīng)過初沉池重力沉淀除去懸浮物后，直接進(jìn)入兩級濾池，因此，具有工藝流程簡單，投資省，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
[0020]3.由于本發(fā)明的厭氧濾池和好氧濾池內(nèi)裝有鐵炭填料，因此本發(fā)明經(jīng)過厭氧濾池和好氧濾池后產(chǎn)生的鐵離子一方面可以強(qiáng)化微生物新陳代謝，另一方面可以和磷酸根生成磷酸鐵，易于脫離生物膜隨出水進(jìn)入沉淀池后由于鐵鹽的存在，污泥密度較高，沉降性能優(yōu)異，能徹底通過污泥排出系統(tǒng)，保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0021]4.本發(fā)明在厭氧濾池和好氧濾池之間設(shè)置內(nèi)回流，回流比僅為50%，比常規(guī)生化脫氮回流比小的多(100%~300%)，減少回流泵用量和能耗。
[0022]5.由于本發(fā)明的厭氧濾池和好氧濾池內(nèi)裝有的鐵炭填料是用鐵、炭為主要原料研制而成的濾料，空隙率大，不宜堵塞，充氧率高，動力消耗省，因此與普通生物濾池相比較不存在濾池堵塞問題和脫落生物膜引起的污染問題，對進(jìn)水SS要求較低且出水氮、磷能同時達(dá)標(biāo)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1
[0025]鐵炭填料制備方法按照專利號為ZL200910198816.9，發(fā)明名稱為鐵炭微電解填料制備方法:先用粒徑小于60目鐵屑、粒徑小于100目粉末活性炭作為原料，量取鐵:炭= (10~1):1質(zhì)量比，由粉末壓力機(jī)在200kN壓力下將混勻后的原料加入模型中壓制成球徑 8~3mm球狀毛坯，然后隔絕空氣在1050~1200°C加熱90~IOOmin后淬火制得。
[0026]再將上述制備得到的鐵炭填料分別裝入?yún)捬鯙V池和好氧濾池中。
[0027]厭氧濾池內(nèi)鐵炭填料裝填體積是厭氧濾池內(nèi)部體積的70%體積百分比。
[0028]好氧濾池內(nèi)鐵炭填料裝填體積是好氧濾池內(nèi)部體積的70%體積百分比。
[0029]實(shí)施例2
[0030]取自某城市污水處理廠進(jìn)水:C0D為126mg/L、TN為28mg/L，TP為3.2mg/L, pH為
6.7。先用格柵和初沉池預(yù)除部分懸浮物后進(jìn)入集水井，初沉池為平流式沉淀池，其表面負(fù)荷lm3/m2.h，停留時間3h，然后在集水井停留0.5h，以保證水泵工作正常并減少平流式沉淀池擾動。接著集水井中的生活污水依次進(jìn)入?yún)捬鯙V池和好氧濾池，好氧濾池出水回流至厭氧濾池，回流比為50%，厭氧濾池采用微孔曝氣頭曝氣，氣水比為10:1，在厭氧濾池停留時間1.5h，在好氧濾池停留時間3h，出水經(jīng)沉淀池重力沉淀后外排，經(jīng)過檢測出水水質(zhì)的COD 為12mg/L，TN為1.5mg/L，TP為0.2mg/L，達(dá)到地表水IV類水體`標(biāo)準(zhǔn)。沉淀池底部污泥通過污泥排出系統(tǒng)排放。
【權(quán)利要求】
1.一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法，其特征在于:生活污水先用格柵和初沉池預(yù)除部分懸浮物后進(jìn)入集水井，然后集水井中的生活污水依次經(jīng)厭氧濾池和好氧濾池，厭氧濾池和好氧濾池內(nèi)各裝有鐵炭填料，好氧濾池出水回流至厭氧濾池，回流比為50%，進(jìn)入?yún)捬鯙V池內(nèi)的生活污水中的有機(jī)物在厭氧狀態(tài)下發(fā)生酸化，使厭氧濾池中水體pH下降為5.8-6.2，厭氧濾池內(nèi)鐵炭填料表層發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，一方面加強(qiáng)生活污水中微生物反硝化作用，另一方面溶出少量亞鐵離子；進(jìn)入好氧濾池后在好氧狀態(tài)下生活污水中亞鐵離子氧化成鐵離子，鐵離子與生活污水中溶解性磷酸根反應(yīng)生成沉淀，從而使生活污水中磷的濃度降低；最后進(jìn)入沉淀池，經(jīng)過重力沉淀后，出水水質(zhì)COD為12mg/L，TN為1.5mg/L, TP 為0.2mg/L，達(dá)到地表水IV類水體標(biāo)準(zhǔn)，排放利用；沉淀池底部污泥通過污泥排出系統(tǒng)排泥放；上述生活污水在厭氧濾池內(nèi)停留時間1.5h，好氧濾池內(nèi)停留時間3h，好氧濾池采用微孔曝氣頭曝氣，氣水比為10:1 ;上述生活污水在集水井停留時間0.5h ；上述初沉池采用平流式沉淀池，其表面負(fù)荷為lm3/m2 ? h，停留時間3h ；上述生活污水 COD 為 126mg/L、TN 為 28mg/L, TP 為 3.2mg/L, pH 為 6.7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法，其特征在于:所述鐵炭填料制備方法參照發(fā)明名稱為鐵炭微電解填料制備方法，專利號為ZL200910198816.9 進(jìn)行:先用粒徑小于60目的鐵屑、粒徑小于100目的粉末活性炭作為原料，量取鐵:炭= (10~13):1質(zhì)量比，由粉末壓力機(jī)在200kN壓力下將混勻后的原料加入模型中壓制成球徑為8~3mm的球狀毛坯，然后隔絕空氣在1050~1200°C加熱90~IOOmin后淬火制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法，其特征在于:所述的厭氧濾池和好氧濾池內(nèi)各裝有鐵炭填料是，厭氧濾池內(nèi)鐵炭填料體積是厭氧濾池內(nèi)部體積的70%體積百分比；好氧濾池內(nèi)鐵炭填料體積是好氧濾池內(nèi)部體積的70%體積百分比。
【文檔編號】C02F3/30GK103496787SQ201310429788
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】潘碌亭, 韓悅 申請人:同濟(jì)大學(xué)