本發(fā)明涉及污水生物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種生物膜法同步去除與富集磷的工藝。

背景技術(shù)：

磷作為一種重要資源同時(shí)具有稀缺性和污染性的雙重特性，城市污水廠中的磷將成為未來(lái)磷資源回收的主要來(lái)源。

現(xiàn)有城市污水廠所使用的強(qiáng)化生物除磷工藝(epbr)主要通過(guò)排放剩余污泥來(lái)去除污水中的磷，因此具有較高的污泥產(chǎn)量；在磷回收方面，例如已投入運(yùn)行的強(qiáng)化生物除磷側(cè)流磷回收法，對(duì)剩余污泥的厭氧上清液進(jìn)行鳥糞石法磷回收，該方法以及其他的一些從污泥中回收磷的方法，都存在使磷多次在污泥的體內(nèi)循環(huán)，不僅消耗多余能量并產(chǎn)生多余的溫室氣體的問(wèn)題，且磷的回收與去除需要各自的流程，因而具有較高的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)成本。

由于生物膜上的生物具有世代時(shí)間長(zhǎng)、生物量大的特點(diǎn)，生物膜法以其處理效率高和運(yùn)行成本低而被廣泛使用于污水中磷的去除。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供一種生物膜法同步去除與富集磷 的工藝，同步實(shí)現(xiàn)磷的去除和磷溶液的富集與回收。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種生物膜法同步去除與富集磷的工藝，其中，包括生物膜反應(yīng)器、磷回收裝置及控制系統(tǒng)，該工藝的具體步驟包括：

步驟1)在所述生物膜反應(yīng)器中放入掛膜后的生物填料；

步驟2)在好氧和厭氧的條件下交替運(yùn)行生物膜反應(yīng)器，在好氧條件下對(duì)含磷廢水進(jìn)行磷的去除，在厭氧條件下回收富磷溶液至磷回收裝置。

進(jìn)一步的，步驟1)中，所述生物填料的掛膜是在活性污泥中進(jìn)行的。

進(jìn)一步的，步驟2)中，生物膜反應(yīng)器的運(yùn)行，還包括一個(gè)前期階段，通過(guò)好氧和厭氧交替的反應(yīng)條件，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的馴化和培養(yǎng)，使出水中磷的濃度趨于穩(wěn)定，在生物膜上富集高濃度的聚磷菌。

進(jìn)一步的，所述好氧條件下進(jìn)水為含磷廢水，厭氧條件下配為可用于反復(fù)使用的富磷基液。

進(jìn)一步的，生物膜反應(yīng)器在好氧條件下，含磷廢水進(jìn)入安裝有曝氣裝置的生物膜反應(yīng)器，生物膜經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的好氧吸磷，將處理后的廢水直接排放。

進(jìn)一步的，生物膜反應(yīng)器在厭氧條件下，以清潔水源作為富磷基液，儲(chǔ)存于磷回收裝置中，將該富磷基液通入生物膜反應(yīng)器中經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的厭氧釋磷，富磷基液中的磷濃度不斷上升，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間富集得到高磷濃度的富磷溶液回收至磷回收裝置。

進(jìn)一步的，將所述富磷基液通入生物膜反應(yīng)器中經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的厭氧釋磷的過(guò)程中，還加入一定量的可被聚磷菌利用的易降解碳源如甲醇、乙醇、乙酸 或含有這些碳源的廢水，使生物膜上的聚磷菌將磷釋放到富磷基液中。

進(jìn)一步的，所述富磷溶液通過(guò)提升泵提升至磷回收裝置中進(jìn)行回收。

進(jìn)一步的，所述磷回收裝置包括磷回收池、磷回收罐、或磷回收桶。

進(jìn)一步的，包括并聯(lián)的多組運(yùn)行的富含有聚磷菌的序批式生物膜反應(yīng)器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：本發(fā)明的工藝，可用于生活污水或工業(yè)廢水中磷的去除，通過(guò)聚磷菌的生物作用并同步實(shí)現(xiàn)磷溶液的富集與回收，工藝中產(chǎn)生非常少量的污泥，且運(yùn)行過(guò)程中耗能少。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為發(fā)明實(shí)施例提供的一種生物膜法同步去除與富集磷的工藝的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于同步去除與富集磷的組合生物處理系統(tǒng)的工況一的示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于同步去除與富集磷的組合生物處理系統(tǒng)的工況二的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種生物膜法同步去除與富集磷的工藝，其所涉及的設(shè)備包括：生物膜反應(yīng)器1、安裝在生物膜反應(yīng)器1內(nèi)的曝氣裝置4、與生物膜反應(yīng)器1連通的磷回收罐2、用于提升富磷溶液的提升泵3、及用于控制進(jìn)水時(shí)間、進(jìn)水量、曝氣時(shí)間等參數(shù)的控制系統(tǒng)(圖中未示出)。

具體工藝步驟如下：

步驟1)在生物膜反應(yīng)器1中放入掛膜后的生物填料，如彈性填料、尼龍?zhí)盍?、纖維填料及組合填料等。

選取適宜材料作為生物填料，在放入活性污泥中掛膜成功后放入生物膜反應(yīng)器中。其中，掛膜即是在生物填料外層附著生長(zhǎng)由細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物及藻類等微生物形成的生物膜，通過(guò)厭氧和好氧的交替運(yùn)行，以一定濃度的磷溶液篩選出以聚磷菌為優(yōu)勢(shì)菌落的聚磷生物膜。

步驟2)在好氧和厭氧的條件下交替運(yùn)行生物膜反應(yīng)器，在好氧條件下對(duì)含磷廢水進(jìn)行磷的去除，在厭氧條件下回收富磷液至磷回收罐2。

本實(shí)施例中，采用磷回收罐作為磷回收裝置，在其它實(shí)施方式中還可以采用 磷回收池或者磷回收桶。

在生物膜反應(yīng)器1中，好氧環(huán)境由曝氣裝置4提供。生物膜反應(yīng)器1的運(yùn)行，分為兩個(gè)階段，包括前期階段、富集與回收階段，每個(gè)階段均會(huì)在好氧和厭氧交替的條件下運(yùn)行。

生物膜反應(yīng)器1在運(yùn)行的前期階段，先通過(guò)好氧和厭氧交替的反應(yīng)條件，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的馴化和培養(yǎng)，在生物膜上富集高濃度的聚磷菌，監(jiān)測(cè)出水中磷的濃度趨于穩(wěn)定后，則開始進(jìn)入富集與回收階段。

生物膜反應(yīng)器1在富集與回收階段，好氧條件下進(jìn)行磷的去除，厭氧條件下進(jìn)行富磷溶液的回收。好氧階段，含磷廢水進(jìn)入生物膜反應(yīng)器1中(即圖1中的進(jìn)水)，使用曝氣裝置4提供適量空氣使生物膜反應(yīng)器1處在好氧階段，生物膜經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的好氧吸磷，使得溶液中的磷濃度下降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)，隨后將該處理后的廢水直接排放(即圖1中的排水)；厭氧階段，以自來(lái)水或其它清潔水源作為富磷基液，儲(chǔ)存于回收罐2中，將該富磷基液通入生物膜反應(yīng)器1中，并加入一定量的可被聚磷菌利用的易降解碳源如甲醇、乙醇、乙酸或含有這些碳源的廢水使生物膜上的聚磷菌將磷釋放到富磷基液中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的厭氧釋磷，富磷基液中的磷濃度不斷上升，厭氧階段重復(fù)使用該富磷溶液，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間富集得高磷濃度的富磷溶液，該富磷溶液磷酸鹽濃度可達(dá)50-125mg/l，根據(jù)濃度要求可控制回收總時(shí)長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同濃度富磷溶液的回收，通過(guò)提升泵3提升至磷回收罐2中進(jìn)行回收。

本發(fā)明實(shí)施例的一種生物膜法同步去除與富集磷的工藝，可用于生活污水 或工業(yè)廢水中磷的去除，通過(guò)聚磷菌的生物作用同步實(shí)現(xiàn)磷的去除和富磷溶液的濃縮，效率高且符合未來(lái)回收污水中資源的要求。本工藝相較于懸浮生長(zhǎng)的活性污泥系統(tǒng)相比，產(chǎn)生非常少量的污泥，更符合可持續(xù)發(fā)展的廢水處理技術(shù)的要求。并且，本工藝運(yùn)行過(guò)程中耗能少，節(jié)約能源，符合市場(chǎng)對(duì)新工藝的經(jīng)濟(jì)要求。

參見(jiàn)圖2和圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于同步去除與富集磷的組合生物處理系統(tǒng)，以兩組相同的生物膜反應(yīng)器并列形成，具有如下兩種工作狀況。

圖2顯示了工況一的運(yùn)行狀態(tài)，生物膜反應(yīng)器a1處于好氧階段，含磷廢水進(jìn)入安裝有曝氣裝置的空氣生物膜反應(yīng)器a1中，生物膜經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的好氧吸磷，使得溶液中的磷濃度下降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)，隨后將該處理后的廢水直接排放；與此同時(shí)，生物膜反應(yīng)器a2處于厭氧回收階段，以自來(lái)水或其它清潔水源作為富磷基液，儲(chǔ)存于富磷溶液回收罐b中，將該富磷基液通入生物膜反應(yīng)器a2中，并加入可被聚磷菌利用的易降解碳源如甲醇、乙醇、乙酸或含有這些碳源的廢水使生物膜上的聚磷菌將磷釋放到富磷基液中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的厭氧釋磷，富磷基液中的磷濃度不斷上升，厭氧階段重復(fù)使用該富磷溶液，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間富集得高磷濃度的富磷溶液。

圖3顯示了工況二的運(yùn)行狀態(tài)，生物膜反應(yīng)器a1處于厭氧回收階段，而生物膜反應(yīng)器a2處于好氧階段。含磷廢水進(jìn)入安裝有曝氣裝置的空氣生物膜反應(yīng)器a2中，生物膜經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的好氧吸磷，使得溶液中的磷濃度下降到可排放 的標(biāo)準(zhǔn)，隨后將該處理后的廢水直接排放；與此同時(shí)，生物膜反應(yīng)器a1處于厭氧回收階段，以自來(lái)水或其它清潔水源作為富磷基液，儲(chǔ)存于富磷溶液回收罐b中，將該富磷基液通入生物膜反應(yīng)器a1中，并加入一定量的可被聚磷菌利用的易降解碳源如甲醇、乙醇、乙酸或含有這些碳源的廢水使生物膜上的聚磷菌將磷釋放到富磷基液中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的厭氧釋磷，富磷基液中的磷濃度不斷上升，厭氧階段重復(fù)使用該富磷溶液，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間富集得高磷濃度的富磷溶液。

工況一和工況二的來(lái)回切換即可完成連續(xù)流進(jìn)水并同步回收厭氧富磷溶液。

利用本發(fā)明實(shí)施例的用于同步去除與富集磷的組合生物處理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磷的同步去除與回收。還可以根據(jù)反應(yīng)周期的時(shí)間選擇不同數(shù)量的生物膜反應(yīng)器組合，使得整個(gè)系統(tǒng)變成連續(xù)流。

以上所述的具體實(shí)例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。