本發(fā)明涉及一種化學(xué)除磷的方法，具體涉及一種高效除磷的污水處理系統(tǒng)及其處理方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的化學(xué)除磷主要有前置除磷，同步除磷以及后置除磷，但是都存在較大的缺點(diǎn)；其中，前置除磷存在以下問(wèn)題：一）總污泥產(chǎn)量增加；二）底物分解過(guò)多，影響反硝化反應(yīng)；三）對(duì)改善污泥指數(shù)不利；同步除磷存在以下問(wèn)題：一）增加污泥產(chǎn)量；二）采用酸性金屬鹽藥劑會(huì)使pH值下降到最佳范圍以下，對(duì)硝化反應(yīng)不利；三）硝酸鹽污泥和剩余污泥混在一起，回收磷酸鹽較為困難，此外在厭氧狀態(tài)下污泥中磷會(huì)釋放；四）長(zhǎng)期投放藥劑，對(duì)活性污泥的活性有較大的影響；而后置除磷其所需投資大、運(yùn)行費(fèi)用高。因此，為了解決以上問(wèn)題，提出一種新的化學(xué)除磷的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種高效除磷的污水處理系統(tǒng)及其處理方法，將高密度沉淀池設(shè)于二級(jí)生物處理系統(tǒng)后，采用化學(xué)方法除磷，通過(guò)投加藥劑，控制藥劑投加量，泥層高度以及回流污泥濃度，實(shí)現(xiàn)高效除磷和降低懸浮物濃度的效果，提高出水水質(zhì)。

本發(fā)明的高效除磷的污水處理系統(tǒng)，包括一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)和二級(jí)生物處理系統(tǒng)；所述一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)其輸出端與二級(jí)生物處理系統(tǒng)輸入端連接，其輸入端連接有污水輸送管道；還包括設(shè)置于所述二級(jí)生物處理系統(tǒng)其輸出端的深度處理系統(tǒng)；所述深度處理系統(tǒng)包括高密度沉淀池和消毒渠；所述二級(jí)生物處理系統(tǒng)和高密度沉淀池排出的剩余污泥通過(guò)剩余污泥排放管排入污泥濃縮池；

所述高密度沉淀池由快速反應(yīng)區(qū)、絮凝區(qū)和沉淀區(qū)構(gòu)成；所述快速反應(yīng)區(qū)側(cè)面設(shè)置有與二級(jí)生物處理系統(tǒng)連接的進(jìn)水管路；所述沉淀區(qū)側(cè)面設(shè)置有與消毒渠連接的出水管路；

所述快速反應(yīng)區(qū)設(shè)有可變頻快速攪拌器，能根據(jù)進(jìn)水量的不同而調(diào)整攪拌速度，便于藥劑與高密度沉淀池進(jìn)水充分混合；所述絮凝區(qū)設(shè)有導(dǎo)流筒和變頻攪拌器，通過(guò)控制攪拌的速度來(lái)控制絮凝效果，若轉(zhuǎn)速過(guò)快或過(guò)慢，均不利于礬花的形成；所述導(dǎo)流筒下方設(shè)置有污泥回流管；所述沉淀區(qū)內(nèi)安裝有一刮泥機(jī)和多根取樣管；所述污泥回流管一端與絮凝區(qū)連接，其另一端連接至沉淀區(qū)；所述剩余污泥排放管一端與沉淀區(qū)連接，其另一端連接至污泥濃縮池，用于剩余污泥的排放。

進(jìn)一步地，所述污水輸送管道中的污水依次經(jīng)一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)、二級(jí)生物處理系統(tǒng)和深度處理系統(tǒng)后通過(guò)排水管排放出水。

進(jìn)一步地，所述污泥濃縮池內(nèi)的污泥經(jīng)脫水處理后外送。

進(jìn)一步地，所述快速反應(yīng)區(qū)中投加有聚合氯化鋁；所述絮凝區(qū)中投加有聚丙烯酰胺。

作為優(yōu)選的實(shí)施方案，所述沉淀區(qū)內(nèi)安裝有五根取樣管；所述沉淀區(qū)其內(nèi)的污泥泥層高度不高于由底部至上第二根取樣管的高度，且設(shè)置由底部至上第二根取樣管其距離沉淀區(qū)底部高度為150cm；過(guò)高的泥層高度容易使污泥漂出斜管，特別是水量不穩(wěn)定對(duì)底部污泥的沖擊，更容易使污泥流出。

本發(fā)明的高效除磷的污水處理方法，包括以下步驟：

第一步，二級(jí)生物處理系統(tǒng)出水通過(guò)進(jìn)水管路進(jìn)入高密度沉淀池的快速反應(yīng)區(qū)，控制可變頻快速攪拌器頻率為45Hz，并投加聚合氯化鋁，使得污水中的含磷物質(zhì)形成磷酸鋁，快速反應(yīng)區(qū)設(shè)有流量計(jì)量器，投加聚合氯化鋁的量用以下公式計(jì)算：

m_PAC =（C_TP0- C_TP1）×Q₀×22.2/1000；

其中，m_PAC為聚合氯化鋁投加量，kg/d；

C_TP0為進(jìn)水總磷濃度，mg/L；

C_TP1為出水總磷濃度，mg/L；

Q₀ 為高密度沉淀池進(jìn)水流量，m³/d；

22.2表示去除1kg磷，需要投加22.2kg的聚合氯化鋁；

第二步，將上述第一步的出水排入絮凝區(qū)，控制變頻攪拌器頻率為40Hz，污泥回流濃度為20~30mg/L，回流污泥的量與進(jìn)水水量的比例控制在2%~5%之間，并投加聚丙烯酰胺，使磷酸鋁絮凝形成礬花；聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺比例范圍控制在60~100：1之間，由第一步中的計(jì)算公式可得聚合氯化鋁的投加量，通過(guò)聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁的比例計(jì)算聚丙烯酰胺的投加量；

第三步，將上述第二步的出水排入沉淀區(qū)，礬花在沉淀區(qū)形成沉淀，含磷的礬花沉淀將進(jìn)入污泥中，實(shí)現(xiàn)泥水分離，從而降低污水中的總磷濃度；沉淀區(qū)部分污泥通過(guò)污泥回流管回流至絮凝區(qū)導(dǎo)流筒內(nèi)，污泥回流濃度為20~30mg/L，剩余污泥排入污泥濃縮池，進(jìn)行污泥濃縮脫水；

第四步，將上述第三步的出水排入消毒渠進(jìn)行消毒，最后達(dá)標(biāo)排放，出水總磷濃度為0.27mg/L，濃度較低，出水水質(zhì)較好，可達(dá)到城鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

作為優(yōu)選的實(shí)施方案，所述第三步中，控制沉淀區(qū)其內(nèi)的污泥泥層高度不高于由底部至上第二根取樣管的高度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的高效除磷的污水處理系統(tǒng)及其處理方法，加大化學(xué)除磷的靈活性、方便性、有效性和穩(wěn)定性；減小投加藥劑的盲目性，從而大大的節(jié)約污水處理成本；對(duì)于進(jìn)水水量變化大，水質(zhì)不穩(wěn)定，進(jìn)水含磷量變化大等問(wèn)題，通過(guò)測(cè)定生物處理后出水中總磷含量，計(jì)算出需要去除總磷的量，來(lái)改變投加藥劑的量，能夠快速、有效的做出調(diào)整，最終使出水達(dá)標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的污水處理流程示意圖。

圖2是本發(fā)明的高密度沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中各部件標(biāo)注：1-一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)，2-二級(jí)生物處理系統(tǒng)，3-污水輸送管道，4-高密度沉淀池，5-消毒渠，6-污泥濃縮池，7-快速反應(yīng)區(qū)，8-絮凝區(qū)，9-沉淀區(qū)，10-進(jìn)水管路，11-出水管路，12-排水管，71-可變頻快速攪拌器，81-導(dǎo)流筒，82-變頻攪拌器，83-污泥回流管，91-刮泥機(jī)，92-由底部至上第二根取樣管，93-剩余污泥排放管。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的高效除磷的污水處理系統(tǒng)，包括一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)1和二級(jí)生物處理系統(tǒng)2；所述一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)1其輸出端與二級(jí)生物處理系統(tǒng)2輸入端連接，其輸入端連接有污水輸送管道3；還包括設(shè)置于所述二級(jí)生物處理系統(tǒng)2其輸出端的深度處理系統(tǒng)；所述深度處理系統(tǒng)包括高密度沉淀池4和消毒渠5；所述二級(jí)生物處理系統(tǒng)2和高密度沉淀池4排出的剩余污泥通過(guò)剩余污泥排放管93排入污泥濃縮池6；

所述高密度沉淀池4由快速反應(yīng)區(qū)7、絮凝區(qū)8和沉淀區(qū)9構(gòu)成；所述快速反應(yīng)區(qū)9側(cè)面設(shè)置有與二級(jí)生物處理系統(tǒng)2連接的進(jìn)水管路10；所述沉淀區(qū)9側(cè)面設(shè)置有與消毒渠5連接的出水管路11；

所述快速反應(yīng)區(qū)7設(shè)有可變頻快速攪拌器71，能根據(jù)進(jìn)水量的不同而調(diào)整攪拌速度，便于藥劑與高密度沉淀池4進(jìn)水充分混合；所述絮凝區(qū)8設(shè)有導(dǎo)流筒81和變頻攪拌器82，通過(guò)控制攪拌的速度來(lái)控制絮凝效果，若轉(zhuǎn)速過(guò)快或過(guò)慢，均不利于礬花的形成；所述導(dǎo)流筒81下方設(shè)置有污泥回流管83；所述沉淀區(qū)9內(nèi)安裝有一刮泥機(jī)91和多根取樣管；所述污泥回流管83一端與絮凝區(qū)8連接，其另一端連接至沉淀區(qū)9；所述剩余污泥排放管93一端與沉淀區(qū)9連接，其另一端連接至污泥濃縮池6，用于剩余污泥的排放。

所述污水輸送管道3中的污水依次經(jīng)一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)1、二級(jí)生物處理系統(tǒng)2和深度處理系統(tǒng)后通過(guò)排水管12排放出水。

所述污泥濃縮池6內(nèi)的污泥經(jīng)脫水處理后外送。

所述快速反應(yīng)區(qū)7中投加有聚合氯化鋁；所述絮凝區(qū)8中投加有聚丙烯酰胺。

所述沉淀區(qū)9內(nèi)安裝有五根取樣管；所述沉淀區(qū)9其內(nèi)的污泥泥層高度不高于由底部至上第二根取樣管92的高度，且設(shè)置由底部至上第二根取樣管92其距離沉淀區(qū)9底部高度為150cm；過(guò)高的泥層高度容易使污泥漂出斜管，特別是水量不穩(wěn)定對(duì)底部污泥的沖擊，更容易使污泥流出。

本發(fā)明的高效除磷的污水處理方法，包括以下步驟：

第一步，二級(jí)生物處理系統(tǒng)2出水通過(guò)進(jìn)水管路10進(jìn)入高密度沉淀池4的快速反應(yīng)區(qū)7，控制可變頻快速攪拌器71頻率為45Hz，并投加聚合氯化鋁，使得污水中的含磷物質(zhì)形成磷酸鋁，快速反應(yīng)區(qū)7設(shè)有流量計(jì)量器（未圖示），投加聚合氯化鋁的量用以下公式計(jì)算：

m_PAC =（C_TP0- C_TP1）×Q₀×22.2/1000；

其中，m_PAC為聚合氯化鋁投加量，kg/d；

C_TP0為進(jìn)水總磷濃度，mg/L；

C_TP1為出水總磷濃度，mg/L；

Q₀ 為高密度沉淀池進(jìn)水流量，m³/d；

22.2表示去除1kg磷，需要投加22.2kg的聚合氯化鋁；

第二步，將上述第一步的出水排入絮凝區(qū)8，控制變頻攪拌器82頻率為40Hz，污泥回流濃度為20~30mg/L，過(guò)低或過(guò)高第污泥濃度對(duì)沉淀效果不利，反而需要增加聚丙烯酰胺的投加量，增加成本，回流污泥的量與進(jìn)水水量的比例控制在2%~5%之間，并投加聚丙烯酰胺，使磷酸鋁絮凝形成礬花；聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺比例范圍控制在60~100：1之間，由第一步中的計(jì)算公式可得聚合氯化鋁的投加量，通過(guò)聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁的比例計(jì)算聚丙烯酰胺的投加量；

第三步，將上述第二步的出水排入沉淀區(qū)9，礬花在沉淀區(qū)9形成沉淀，含磷的礬花沉淀將進(jìn)入污泥中，實(shí)現(xiàn)泥水分離，從而降低污水中的總磷濃度；沉淀區(qū)9部分污泥通過(guò)污泥回流管83回流至絮凝區(qū)8的導(dǎo)流筒81內(nèi)，污泥回流濃度為20~30mg/L，剩余污泥排入污泥濃縮池6，進(jìn)行污泥濃縮脫水；

第四步，將上述第三步的出水排入消毒渠5進(jìn)行消毒，最后達(dá)標(biāo)排放，出水總磷濃度為0.27mg/L，濃度較低，出水水質(zhì)較好，可達(dá)到城鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

其中，所述第三步中，控制沉淀區(qū)9其內(nèi)的污泥泥層高度不高于由底部至上第二根取樣管92的高度。

本發(fā)明的高效除磷的污水處理系統(tǒng)及其處理方法，污水經(jīng)一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)、二級(jí)生物處理系統(tǒng)處理后，出水進(jìn)入高密度沉淀池進(jìn)行高效除磷，再經(jīng)消毒渠消毒后達(dá)標(biāo)排放；二級(jí)生物處理系統(tǒng)與高密度沉淀池的剩余污泥均排入污泥濃縮池，污泥經(jīng)濃縮脫水后送市政府指定位置進(jìn)行處理；

污水經(jīng)一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)、二級(jí)生物處理系統(tǒng)處理后出水總磷濃度為0.8~1.0mg/L，本發(fā)明在二級(jí)生物處理后添加高密度沉淀池處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高效除磷效果，處理出水總磷濃度為0.27mg/L，總磷去除率達(dá)到66%~73%；其中總磷排放濃度滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，即總磷濃度≤0.5mg/L。

本發(fā)明高效除磷的污水處理方法根據(jù)二級(jí)生物處理系統(tǒng)處理出水總磷值和污水處理總磷的排放標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算需要去除磷的量；通過(guò)本技術(shù)多次的實(shí)際操作可知，去除1kg磷，需要投加22.2kg的聚合氯化鋁（其中Al₂O₃有效含量30%），聚合氯化鋁（簡(jiǎn)稱PAC）與聚丙烯酰胺（簡(jiǎn)稱PAM）投加比例需要控制在60~100：1，此比例可使得絮凝效果最佳，本發(fā)明技術(shù)具有減小投加藥劑的盲目性，藥劑量投加最少，成本最低的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的高效除磷的污水處理系統(tǒng)及其處理方法，往高密度沉淀池快速反應(yīng)區(qū)中投加PAC，使得PAC與進(jìn)水快速混合，并與水中的磷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷酸鋁后進(jìn)入絮凝反應(yīng)區(qū)；在絮凝反應(yīng)區(qū)中投加絮凝劑PAM，同時(shí)從沉淀區(qū)底部回流一定量的污泥到絮凝反應(yīng)區(qū)，在絮凝反應(yīng)區(qū)進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁纬纱蟮牡\花后進(jìn)入沉淀區(qū)，進(jìn)行泥水分離，處理出水排至消毒渠；沉淀污泥中含有大量的磷酸鋁，除了一小部分污泥回流到絮凝反應(yīng)區(qū)導(dǎo)流筒中，大部分通過(guò)剩余污泥泵排放到污泥濃縮池，這部分污泥帶有混凝劑，與生物反應(yīng)池排放出來(lái)的剩余污泥混合在一起，有利于生物污泥更好的脫水，同時(shí)還減少了脫水過(guò)程中絮凝藥劑的投加量，從而進(jìn)一步減少污水處理成本。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。