專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生活污水脫氮除磷的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬水處理領(lǐng)域，適用于城市生活污水的處理。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)80％以上的城市生活污水處理技術(shù)采用好氧活性污泥法，由于需要大量曝氣，因而投資大，能耗高。近年來(lái)，厭氧處理城市生活污水成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。然而，厭氧生物處理沒(méi)有脫氮除磷能力，大大限制了其在污水處理中的應(yīng)用。對(duì)于城市生活污水的處理，國(guó)外有采用厭氧生物處理+氧化塘工藝，通過(guò)氧化塘去除一部分氮、磷，但氧化塘占地面積大，不適合我國(guó)人多地少的國(guó)情。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的除磷工藝主要為生物除磷，但需要增設(shè)污泥回流泵和管道等，使投資增加，流程復(fù)雜化，不利于日常運(yùn)行管理。歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用化學(xué)沉淀法除磷，采用的沉淀劑通常有硫酸鐵、氧化鐵、硫酸亞鐵等，其成本高。現(xiàn)有《一種交替式內(nèi)循環(huán)好氧生物反應(yīng)器》(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00410009048)，包括好氧生物反應(yīng)池、各個(gè)反應(yīng)池之間的連通孔、每個(gè)反應(yīng)池均設(shè)置有進(jìn)水管以及兩側(cè)邊池設(shè)置有出水堰和出水管。好氧生物反應(yīng)池為4個(gè)，4個(gè)反應(yīng)池并排排列；位于兩側(cè)的反應(yīng)池設(shè)置有進(jìn)水管、出水堰和出水管，位于中間的反應(yīng)池只設(shè)置有進(jìn)水管；在各個(gè)反應(yīng)池之間以設(shè)置有連通孔和回流泵；兩側(cè)的反應(yīng)池交替作為曝氣池和沉淀池使用，中間兩個(gè)反應(yīng)池始終作為曝氣池使用。
厭氧折流板反應(yīng)器是正在研究并逐漸得到應(yīng)用的一種新型高效的厭氧反應(yīng)器，與好氧工藝并用的研究國(guó)外也有相關(guān)報(bào)告，但該方法只有去除COD和脫氮能力，沒(méi)有除磷能力。水體中磷的含量過(guò)高將對(duì)環(huán)境造成諸多不利，如湖泊富營(yíng)養(yǎng)化、降低水體的觀賞價(jià)值、危害人類(lèi)及生物的生存等，研究表明磷是水體富營(yíng)養(yǎng)化的限制性因子，每向水體排放1g磷會(huì)導(dǎo)致950g(干重)藻類(lèi)的生長(zhǎng)。因此，廢水除磷對(duì)防止水體富營(yíng)養(yǎng)化尤為關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種具有高效脫氮除磷能力，不堵塞、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、占地少、投入運(yùn)行成本低、能耗小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單方便的生活污水脫氮除磷的方法及裝置。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，一種生活污水脫氮除磷的方法，城市生活污水經(jīng)格柵過(guò)濾調(diào)節(jié)后經(jīng)配水槽1進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器4，經(jīng)折流板2的導(dǎo)流作用，水流呈上下鋸齒形繞流，首先流經(jīng)第1隔室的厭氧污泥層，再經(jīng)鐵屑填料層，鐵屑與水中的H+反應(yīng)，生成Fe2+，進(jìn)而與水中的磷反應(yīng)，生成磷酸亞鐵沉淀，然后廢水依次流經(jīng)第2、3、4隔室的厭氧污泥層，利用厭氧微生物將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為甲烷氣體排出，仍未充分轉(zhuǎn)化的有機(jī)污染物在好氧浸沒(méi)式生物濾池6的生物膜作用下進(jìn)一步降解，氨氮在好氧硝化菌作用下轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再在生物膜的厭氧區(qū)域內(nèi)被反硝化菌作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦?，最后廢水流入沉淀池9，脫落的生物膜碎片在此隔室內(nèi)沉淀，經(jīng)沉淀后的出水經(jīng)出水管10排放。
一種生活污水脫氮除磷的裝置，厭氧折流板反應(yīng)器4、好氧浸沒(méi)式生物濾池6和沉淀池9依次相互貫通，厭氧折流板反應(yīng)器4由3-4個(gè)隔室組成，每個(gè)隔室由折流板2、隔板14分成上向流室、下向流室，每個(gè)隔室中均加有厭氧污泥，在隔室下部形成較稠密的厭氧污泥層，第1隔室接配水槽1，第1隔室的上向流室上部設(shè)有鐵屑填料層3，鐵屑填料層3下部布有反沖管13，好氧浸沒(méi)式生物濾池6內(nèi)設(shè)有彈性或半軟性填料7，下部布置有曝氣管12，沉淀池9為倒錐形，中間有擋板8，沉淀池9接有排泥管11及出水管10。
本發(fā)明具有的以下優(yōu)點(diǎn)1、厭氧折流板反應(yīng)器具有極強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，浸沒(méi)式生物濾池兼具活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，厭氧折流板反應(yīng)器4中又加入鐵屑填料3，兩者有機(jī)組合，具有高效脫氮除磷能力及較高有機(jī)污染物去除率；2、主體裝置水流為重力流，除好氧浸沒(méi)式生物濾池6曝氣和鐵屑填料層3的定期反沖需要一定動(dòng)力外，無(wú)需其它能量，耗能少；3、主體裝置為一體化裝置，具有占地少、投入運(yùn)行成本低；4、對(duì)有機(jī)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)能力較強(qiáng)，因此本裝置對(duì)調(diào)節(jié)池要求不高；5、工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易堵塞；6、無(wú)回流泵和回流管路，能耗小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單方便。


附圖為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
參照附圖，本裝置由依次相互貫通的厭氧折流板反應(yīng)器4、好氧浸沒(méi)式生物濾池6和沉淀池9組成。厭氧折流板反應(yīng)器有3-4個(gè)內(nèi)有折流板、隔板、厭氧污泥的隔室組成，每個(gè)隔室由折流板2、隔板14分成上向流室、下向流室，每個(gè)隔室中均加有厭氧污泥，在隔室下部形成較稠密的厭氧污泥層，第1隔室接配水槽1，第1隔室的上向流室上部設(shè)有鐵屑填料層3，鐵屑填料層3下部布有反沖管13。好氧浸沒(méi)式生物濾池6內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流板5、彈性或半軟性填料7，下部布置有曝氣管12，沉淀池9為倒錐形，中間有擋板8，沉淀池9接有排泥管11及出水管10。
本發(fā)明在厭氧折流板反應(yīng)器的第1隔室中設(shè)置鐵屑填料層，鐵屑與水中的H+反應(yīng)，生成Fe2+，并進(jìn)而與水中的磷反應(yīng)生成磷酸亞鐵沉淀；部分未反應(yīng)的Fe2+在好氧浸沒(méi)式生物濾池6內(nèi)被氧化為Fe3+，再與磷反應(yīng)生成磷酸鐵沉淀，從而達(dá)到除磷目的；同時(shí)中和了可能產(chǎn)生的過(guò)多酸，使產(chǎn)甲烷菌能在其最佳pH值范圍(6.8-7.2)內(nèi)，避免反應(yīng)器酸化。與此同時(shí)，亞鐵離子是一種電解質(zhì)，使生活污水中不易沉降的膠體有機(jī)物顆粒發(fā)生聚沉作用，從而從廢水中去除；同時(shí)廢水中還原性的亞鐵離子的存在，使得氧化還原電位ORP降低，為產(chǎn)甲烷菌提供了一個(gè)良好的環(huán)境，提高了活性；另一方面，在生成的磷酸亞鐵沉淀及在好氧浸沒(méi)式生物濾池6內(nèi)生成的磷酸鐵沉淀和氫氧化鐵絮狀沉淀的沉淀捕集作用下，污水中的顆粒有機(jī)物也被沉淀，污泥沉降性能提高，從而大大提高了COD的去除率。
本裝置中只有好氧浸沒(méi)式生物濾池6需要進(jìn)行一定曝氣，由于有機(jī)物已在之前的厭氧折流板反應(yīng)器4中得到大幅削除(去除了50-60％)，因此有機(jī)負(fù)荷低，曝氣量大為減少，能量消耗能降低至極低。彈性立體填料或半軟性填料有機(jī)負(fù)荷低，用量少，從而大大降低投資成本。
下面詳述本發(fā)明具體內(nèi)容城市生活污水經(jīng)格柵過(guò)濾調(diào)節(jié)后經(jīng)配水槽1流入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器4，經(jīng)折流板2的導(dǎo)流作用，水流在上向流室、下向流室間上下繞流。首先流經(jīng)第1隔室的厭氧污泥層，廢水中的有機(jī)污染物在厭氧水解酸化菌群的作用下分解，轉(zhuǎn)化為低分子的溶解性有機(jī)酸等，因而廢水pH值下降；鐵屑填料層中的鐵屑與水中的H+反應(yīng)，生成Fe2+，進(jìn)而與水中的磷反應(yīng)，生成磷酸亞鐵沉淀，從廢水中去除。然后廢水依次流經(jīng)第2、3、4隔室的厭氧污泥層，充分利用厭氧微生物去除有機(jī)物的能力，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為甲烷氣體排出。廢水經(jīng)導(dǎo)流板5流至好氧浸沒(méi)式生物濾池6，仍未充分轉(zhuǎn)化的有機(jī)污染物在好氧浸沒(méi)式生物濾池6的彈性立體填料或半軟性填料上附著的生物膜作用下進(jìn)一步降解。在此隔室內(nèi)氨氮在好氧硝化菌作用下轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再在生物膜的厭氧區(qū)域內(nèi)被反硝化菌作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦觯瑥亩_(dá)到脫氮的目的。最后廢水流入沉淀池9，水流變緩，脫落的生物膜碎片在此沉淀，經(jīng)沉淀后的出水經(jīng)出水管10排放。
各個(gè)隔室、池內(nèi)的剩余污泥定期經(jīng)排泥管11排除。鐵屑填料層3下部的反沖管13定期反沖，對(duì)鐵屑進(jìn)行沖刷，以更新鐵屑表面。
用本發(fā)明進(jìn)行了處理生活污水的試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)水為小區(qū)生活污水，進(jìn)水TP(總磷)平均值為4.45mg/L。結(jié)果如下TP的平均去除率為76.5％，最高達(dá)到81％，出水中TP平均值為1.04mg/L，最低至0.87mg/L，基本達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)有機(jī)污染物的去除效果，當(dāng)進(jìn)水COD濃度為353mg/L時(shí)，去除率達(dá)到86.8％，出水COD低至46.6mg/L；當(dāng)進(jìn)水COD為172mg/L時(shí)，裝置的出水COD低至27.2mg/L，達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)。
進(jìn)水TN(總氮)在19-28mg/L之間，去除率在50％左右，也達(dá)到了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種生活污水脫氮除磷的方法，其特征在于城市生活污水經(jīng)格柵過(guò)濾調(diào)節(jié)后經(jīng)配水槽(1)進(jìn)入?yún)捬跽哿靼宸磻?yīng)器(4)，經(jīng)折流板(2)的導(dǎo)流作用，水流呈上下鋸齒形繞流，首先流經(jīng)第1隔室的厭氧污泥層，再經(jīng)鐵屑填料層，鐵屑與水中的H+反應(yīng)，生成Fe2+，進(jìn)而與水中的磷反應(yīng)，生成磷酸亞鐵沉淀，然后廢水依次流經(jīng)第2、3、4隔室的厭氧污泥層，利用厭氧微生物將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為甲烷氣體排出，仍未充分轉(zhuǎn)化的有機(jī)污染物在好氧浸沒(méi)式生物濾池(6)的生物膜作用下進(jìn)一步降解，氨氮在好氧硝化菌作用下轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再在生物膜的厭氧區(qū)域內(nèi)被反硝化菌作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦觯詈髲U水流入沉淀池(9)，脫落的生物膜碎片在此隔室內(nèi)沉淀，經(jīng)沉淀后的出水經(jīng)出水管(10)排放。
2.一種生活污水脫氮除磷的裝置，其特征在于厭氧折流板反應(yīng)器(4)、好氧浸沒(méi)式生物濾池(6)和沉淀池(9)依次相互貫通，厭氧折流板反應(yīng)器(4)由3-4個(gè)隔室組成，每個(gè)隔室由折流板(2)、隔板(14)分成上向流室、下向流室，每個(gè)隔室中均加有厭氧污泥，在隔室下部形成較稠密的厭氧污泥層，第1隔室接配水槽(1)，第1隔室的上向流室上部設(shè)有鐵屑填料層(3)，鐵屑填料層(3)下部布有反沖管(13)，好氧浸沒(méi)式生物濾池(6)內(nèi)設(shè)有彈性或半軟性填料(7)，下部布置有曝氣管(12)，沉淀池(9)為倒錐形，中間有擋板(8)，沉淀池(9)接有排泥管(11)及出水管(10)。
全文摘要
一種生活污水脫氮除磷的方法及裝置，屬水處理領(lǐng)域。方法是污水經(jīng)厭氧折流板反應(yīng)器的厭氧污泥層、鐵屑填料層除磷，利用厭氧微生物除去有機(jī)污染物，未轉(zhuǎn)化的有機(jī)污染物在好氧浸沒(méi)式生物濾池的生物膜作用下降解，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，再在生物膜的厭氧區(qū)域內(nèi)被反硝化菌作用去除，再經(jīng)沉淀排放。裝置由依次相互貫通的厭氧折流板反應(yīng)器、好氧浸沒(méi)式生物濾池和沉淀池組成。厭氧折流板反應(yīng)器由3－4個(gè)內(nèi)有折流板、隔板、厭氧污泥的隔室組成，第1隔室有鐵屑填料層，下有反沖管，好氧浸沒(méi)式生物濾池內(nèi)有填料層。本發(fā)明采用厭氧生物處理，具有高效脫氮除磷能力，不堵塞、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、占地少、投入運(yùn)行成本低、能耗小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單方便。
文檔編號(hào)C02F9/14GK1709810SQ20051001879
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者胡細(xì)全, 鐘春敏, 李兆華, 李海波, 蔡鶴生 申請(qǐng)人:湖北大學(xué)