一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝的製作方法

2023-06-12 03:41:06

專利名稱：一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及汙水處理並回收領域，尤其涉及一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝。
背景技術：
磷作為地球上一種不可自然再生的有限資源，全球範圍內普遍存在著陸地磷礦產資源日益匱乏與水環境中磷含量過高而導致水體富營養化這一矛盾。水體富營養化問題是當前主要的環境問題之一，嚴重製約了社會和經濟的可持續發展。磷作為營養因子是誘發水體富營養化的重要因素之一。其中水體中的磷主要來源於生活汙水、洗滌劑和工業廢水，如何有效地去除廢水中的磷一直是世界各國環境工程研究者研究的熱點問題。國內外研究者對除磷理論、技術及其相關工藝進行了大量的研究。但大部分以消耗大量資源、能量為代價將汙水中的氮、磷等汙染物去除，存在「以能耗能」汙染轉嫁的缺點。所以，打破傳統汙水除磷工藝，實現汙水中磷的資源化成為是科學界關注的焦點。

近年來以鳥糞石(MAP =MgNH4PO4 6H20)形式回收為研究熱點。以鳥糞石形式回收的除磷技術可以用來處理高濃度氨氮廢水和高濃度磷酸鹽廢水以及同時含有高濃度氨氮和磷酸鹽廢水，還能減少廢水中產生一些氮氧化物類型的大氣溫室氣體。但是這些研究主要側重於化學法回收處理，化學法除磷不僅是藥劑價格昂貴、運行費用較高、另外使大量陰離子殘留在水中，導致水的鹽度增加，造成二次汙染，同時出水的氮、磷含量都還未達到排放標準，還需用做進一步的處理。而生物除磷耦合磷資源化過程是經濟合理的技術路線，這種技術也逐漸成為可能。在研究汙水處理廠磷的總量遷移變化規律時，首次發現其總磷損失達30%-45%，並證實了磷的損失多以氣態磷化氫形式進入大氣。進而在溼地、垃圾填埋場、養殖場等地方都檢測到磷化氫，甚至在南極的生物圈中均有磷化氫的存在。現有研究表明，汙水中的磷完全可能作為磷化氫的前體物，在厭氧微生物作用下，被還原生成磷化氫，以自由態、基質吸附態磷化氫(matrix-bound )形式存在。根據我們前期對廢水厭氧處理過程中磷的調查研究發現，其中總磷損失最大達78%。這些發現對汙水除磷以及磷回收循環過程提供了思路，它不但表明汙水除磷過程中，磷可以以氣態形式進行去除，還表明磷可以以氣態形式在循環過程中進行資源化回收。所以磷化氫在汙水處理過程中的發現立刻引起了人們的普遍關注，它在汙水除磷工藝中如何產生？它如何參與汙水磷的去除和資源化循環？磷化氫產生後進入水體、大氣如何搜集、資源化？對於揭示汙水磷的厭氧生物去除、資源化機制、開發汙水磷去除、循環的新途徑具有重要的科學意義和應用前景。在磷的生物地球化學循環中，長期以來一直認為氣態磷化氫在自然界是不存在的。直到1988年，研究者首次發現汙水處理廠損失的磷是以氣態磷化氫形式進入大氣的。隨後，在垃圾填埋場、養殖場、河流和生物體中陸續檢測出了以游離態形式存在的磷化氫，隨著磷化氫在不同環境中紛紛被檢出，磷化氫最終被確認為一種廣泛存在於大氣中的痕量氣體。自然環境中磷化氫的發現是對磷循環理論的重要補充，改變了過去認為大氣中的磷是由附著在大氣飄塵或降塵顆粒上的無機磷酸鹽所構成的不正確看法。因此，在磷的生物地球化學循環中，必須考慮磷化氫的存在及其地位和作用。由於自然環境中磷化氫含量甚微，受樣品的採集、保存、富集和檢測技術等條件的影響，早期的分析方法和技術手段難以實現對環境中痕量磷化氫的定量測定，有關環境中磷化氫行為的研究還沒有廣泛開展起來。磷化氫是一種有毒並可致癌的活潑還原性氣體，人體吸入少量便會導致噁心、嘔吐、胸悶、腹瀉等症狀，嚴重時會導致肺部水腫甚至昏迷死亡。所以這一化合物在環境中的發現立刻引起人們的普遍關注，建立靈敏可靠的分析方法是開展環境中磷化氫研究的前提。因此研究汙水除磷厭氧反應器系統及其工藝中的磷如何轉化成磷化氫、磷化氫又如何向廢水水體釋放、它在反應器中如何產生以及最終如何穩定資源化等問題，進而揭示廢水中磷的轉化過程和去除機理，建立資源化再生工藝技術，對拓寬汙水除磷生物技術的 應用範圍，改變傳統「以能耗能」的技術具有重大意義。已有研究表明湖泊、溼地、水稻田既是大氣中氣態磷化氫的來源之一，也是氣態磷化氫最重要的匯。Gassmann首次在德國漢堡港和德國灣底層未過濾水體中檢測到PH3，其濃度最高達到12. 5 pg L-1，而相同水體過濾後卻沒有檢測到PH3。本申請人在太湖和烏龍潭過濾和未過濾水體中均檢測到PH3存在，未過濾湖水比過濾湖水中的PH3含量高2 14倍，湖水中PH3的垂直變化很小，同時還發現沉積物中吸附態磷化氫的濃度比湖水中的濃度高達103-105倍。這些研究者均認為水體中PH3主要以基質結合態磷化氫(MBP)的形式存在。2002年俞志明等首次在膠州灣典型養殖海域沉積物中檢測到ng/kg(乾重)數量級的基質結合態磷化氫，其濃度最高可達685ng/kg。母清林等也調查分析了膠州灣沉積物中基質結合態磷化氫的含量和分布，檢測結果顯示磷化氫最高濃度達43. 75ng/kg (乾重)。汙水磷化氫的產生、汙泥吸附不僅直接影響除磷效率，而且也直接與其資源化過程密切相關，因此，很有必要對汙泥中基質結合態磷化氫進行深入研究。在汙水磷處理過程中，厭氧微生物等產生釋放的氣態磷化氫釋放到大氣之前首先要與汙泥達到吸附-脫附平衡，不被吸附的過量氣態磷化氫才釋放到大氣中。汙水中磷經過微生物的還原作用可生成磷化氫，汙水中的磷化氫很容易被吸附到汙泥顆粒上，形成基質結合態磷化氫(MBP)。因此，深入開展汙泥中基質結合態磷化氫的脫附，對於汙水中磷化氫的搜集、穩定資源化研究，尋找提高汙水磷去除率的途徑，構建厭氧條件下汙水中磷的資源化工藝，發展可持續的汙水處理、資源再生技術均有重要的意義，目前這方面的研究國內外鮮見報導。磷是土壤中最重要的元素之一。在我國，74%的耕地土壤缺磷，土壤中95%以上的磷為無效形式，農作物很難直接吸收利用，所以磷的生物可利用性一直是科學界關注的焦點。磷化氫很容易被吸附到土壤顆粒上，形成基質結合態磷化氫，Han等研究發現土壤中總磷的0. 74%被轉化為磷化氫儲藏在土壤中，產生的磷化氫極易被土壤顆粒所吸附儲藏。在汙水除磷耦合磷的資源化過程中，如果能將汙水中的磷轉化為磷化氫，通過磷化氫在土壤吸附劑的高吸附儲藏，並施用到土壤中，土壤吸附劑中的磷化氫將轉變為易被農作物吸收利用的活性磷酸鹽，對於磷限制土壤尤顯重要。對於促進農業的可持續發展具有重大意義，目前國內外尚未有這方面的研究報導。
隨著我國社會經濟和城市化的發展，城市汙水產生的數量在不斷的增長，從而直接導致汙泥數量的大量增加。城市汙泥是指汙水處理廠所產生的固態、半固態及液態的廢棄物，含有大量的有機物、豐富的氮、磷等營養物、重金屬以及致病菌和病原菌等，且常常伴有惡臭氣體。若不加處理而任意排放，則會對環境造成嚴重的二次汙染。對汙泥進行處置的目的一是可以減少汙泥體積，降低汙泥處置的費用；二是通過處理可以使汙泥穩定化，不再產生汙泥的進一步降解，避免二次汙染；三是汙泥經處置後可達到無害化和衛生化；四是達到變害為利、綜合利用的目的。國民經濟的迅速發展，環境保護基本國策的不斷深入人心和落到實處，城市汙水處理系統的普及和深化，導致城市汙水處理廠的數量日益增多，汙泥的產量也大幅度地增長。城市汙水汙泥必須經過妥善的處理，才能減少對環境的汙染。城市汙水汙泥處理的唯一出路就是使其減量化、進一步資源化。因此，如何合理有效地處置汙水廠的汙泥，已成為城市汙水處理廠和相關部門面臨的重要問題。在城市汙水汙泥最終處理前，首先應使其減量化，在此過程中，必須加入絮凝劑。 最常用的絮凝劑是聚合氯化鋁(簡稱為PAC)，雖具有一定的絮凝性能，但最大的缺點是處理過程中，泥餅的含水量高，而且鬆散、易破碎，脫水率低，給後處理帶來困難。中國專利CN1266832A介紹了將汙水處理廠的汙泥與沸石混合，汙泥與沸石混合的體積比為I : I 3，進行好氧發酵，微生物作用產生的高溫(一般在55°C以上的高溫時間可持續3天以上)以分解有機物。該方法利用沸石作為汙泥堆肥的膨脹調理劑，不參與微生物降解反應。中國專利CN1354158A介紹了一種利用城市汙泥進行堆肥化處理，得到腐熟的汙泥堆肥，再加入培養好的固氮菌、解磷菌、解鉀菌菌劑生產成生物型有機複合肥料的方法。中國專利CN1359876A介紹了一種用城市汙泥加入生石灰和煤粉灰製造的土壤肥料，它們的製備方法和應用，是通過對城市汙泥、生石灰、煤粉灰進行適當的配比、適時的堆制、攪拌和保溫達到低成本，效果好的目的的。中國專利CN1502591A介紹了一種城市汙泥的處理方法，它是將汙泥中加入調理劑，調理劑主要採用比重相對較小的木屑及庭院修剪物，進行堆肥處置。公開號為CN101885538A的專利申請，公開了一種不排泥除磷膜生物反應器工藝，其具體公開了一種除磷的方法，將磷轉化成為磷化氫吹入大氣，但是這樣的排放會對大氣造成二次汙染，因為磷化氫是有毒氣體，磷化氫是一種有毒並可致癌的活潑還原性氣體，人體吸入少量便會導致噁心、嘔吐、胸悶、腹瀉等症狀，嚴重時會導致肺部水腫甚至昏迷死亡。所以這一化合物在環境中的發現立刻引起人們的普遍關注，建立靈敏可靠的分析方法是開展環境中磷化氫研究的前提。在此基礎上，本發明針對這一技術做了改進，將磷化氫轉化成為肥料，填補了國內外的空白。為了克服目前排泥除磷主要技術存在的以下問題汙泥排放量大，剩餘汙泥處置難度大。針對目前磷化氫有效轉化這方面技術的空白，提出了本發明，同時首次提出了氮氣一超聲波一紫外組合消毒工藝，也填補了技術空白。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的上述不足，提供一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，具體技術方案如下。
一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，包括以下步驟
a)初步沉澱
將汙水管道收集的汙水通過粗格柵過濾去除固體雜物後進入沉砂集水池，通過水泵將沉砂集水池汙水抽取提升通過細格柵過濾泥砂後進入調整池，通過循環水泵及與循環水泵連接的射流器，向調整池底部裝敷設的穿孔曝氣管通水曝氣及攪動水體，保持水質相對穩定，通過水泵水管出水；
b)厭氧一好氧處理
步驟a)得到的出水進入厭氧池停留f 2小時，再進入好氧池停留3 4小時，再進入第一沉澱池沉澱後上清液排入混凝池，第一沉澱池的汙泥部分回流到厭氧池，剩餘汙泥進入汙泥存放池；
c )在混凝池中加入混凝劑、納米級超微粉吸附劑、絮凝劑，促使水中的顆粒凝聚得混合液；然後將整個混合液引入第二沉澱池進行沉澱，並固、液分離的上清液，沉澱的固體物也進入汙泥存放池；所述混凝劑採用聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚合氯化鋁，硫酸鋁、氯化鐵的混合物；所述納米級超微粉吸附劑由下述原料按所述重量份數比製備而成三甲基矽烷基籠形聚倍半矽氧烷1(T25份、納米級活性炭粉末5 10份、納米級硅藻土 5 10份、活性黏土 2(T25份，在常溫下混合反應製成；所述絮凝劑採用磁性絮凝劑；d)氮氣一超聲波一紫外組合消毒
對上述步驟c)得到的上清液進行氮氣一超聲波一紫外組合消毒，即一邊使用紫外光照射紫外消毒，一邊通入氮氣，一邊超聲波振蕩，使用攪拌器充分攪拌30-60分鐘，進行全面消毒，後沉澱1-1. 2小時，精濾，去除水中的剩餘雜質，得到處理回收的淨化水。進一步地，對步驟b)、c)中進入汙泥存放池的剩餘汙泥進行深度處理，半封閉汙泥存放池，往汙泥存放池中通入氣體磷化氫並攪拌，磷化氫很容易被吸附到汙泥顆粒上，形成基質結合態磷化氫MBP，再加入土壤吸附劑，通過磷化氫在土壤吸附劑的高吸附儲藏，施用到土壤中，土壤吸附劑中的磷化氫將轉變為易被農作物吸收利用的活性磷酸鹽，即磷肥，用於缺磷土壤或者磷以無效形式存在的土壤；所述土壤吸附劑為草炭與腐殖酸的混合物，混合比例為I :1。進一步地加入土壤吸附劑的同時，也加入土壤改良劑、土壤保墒劑。所述土壤改良劑由下述重量(份)配比的原料製成選自草炭、風化煤、沸石、水玻璃、白雲石、蛭石、高嶺土、鈣膨潤土、硅藻土中的一種或幾種的混合物30份；二水硫酸鈣10^20份、無水硫酸鈣51份、硫鐵礦f 5份、草酸51份、鉀3份，將上述原料充分磨細混勻，製備成土壤改良劑，細度要求> 110目。所述土壤保墒劑，由下述重量(份)配比的原料製成丙稀酸或二甲基丙稀酸58^78份；氫氧化鈉16 24份；氫氧化鉀6 16份；過硫酸鉀(TlO份；乙氨酸0 8份；硫酸亞鐵5份；氯化銨或硫酸銨或過氧化氫 2飛份；澱粉20份；佔以上化合物總量(T45重量份的好氧顆粒汙泥。進一步的，所述步驟c)磁性絮凝劑的製備方法為
步驟I:將亞鐵鹽和三價鐵鹽按照摩爾比2 3混合，加熱攪拌升溫至55°C，緩慢加入氫氧化鈉或氨水，調整總鐵與鹼的摩爾比為I : 4 I : 3，熟化0. 5 5小時；再加入酸調節母液為酸性，加入母液重量的3% 10%的雙氧水或鼓入空氣將亞鐵離子全部氧化為三價鐵，得到含有磁粉的膠狀絮凝劑；用質量百分比濃度為92% 97%的硫酸溶解廢水中的含鐵絮體，過濾，得到亞鐵鹽和鐵鹽；並利用空氣部分氧化成硫酸鐵或氯化鐵；
步驟2 :將上述的硫酸鐵或氯化鐵和含鐵品位重量百分比55% 70%且粒度在380目 500的磁鐵礦粉按重量比30-5 I混合，得到多組絮凝劑，都能用於步驟c)作為磁性絮凝劑；
步驟3 :用上述多組絮凝劑分別處理含鐵廢水，根據濁度和含鐵量確定磁性絮凝劑的加入量低於20 (mg/L)，進行攪拌，加入鹼調節pH為8 10，先快速攪拌然後慢速攪拌，然後放入裝有表面磁場為0. 2 I. 5T的永磁鐵的沉澱池內，靜止沉澱；
步驟4 :待上清液澄清後，將水放出或利用真空吸出；移開磁場裝置利用機械或風掃回收沉澱下來的絮體，或不移動磁場裝置直接進行下一步；
步驟5 :用酸溶解廢水中的含鐵絮體，過濾，得到亞鐵鹽和鐵鹽；再按步驟1)-2)製備磁 性絮凝劑；
步驟3)至5)實現磁性絮凝劑的重複循環利用。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
本發明克服現有常規生化處理工藝及膜生物反應器工藝通過排泥除磷存在的汙泥處置難度大、佔地大的缺陷，同時應用了新的混凝劑、吸附劑、絮凝劑更好的回收再生水，氮氣一超聲波一紫外組合消毒，並且將磷化氫轉化成磷肥，填補了目前國內外磷化氫有效轉化利用的空白。
具體實施例方式實施例I
本實施例針對劣V類廣州某一化工廠排放的汙水進行深度處理達到地表水III類水平(TN < 15mg/L)，日處理量為10噸。該實施例微汙染水處理步驟如下
一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，包括以下步驟 a)初步沉澱
將汙水管道收集的汙水通過粗格柵過濾去除固體雜物後進入沉砂集水池，通過水泵將沉砂集水池汙水抽取提升通過細格柵過濾泥砂後進入調整池，通過循環水泵及連接的射流器，向池底部裝敷設的穿孔曝氣管通水曝氣及攪動水體，保持水質相對穩定。b)厭氧一好氧處理
步驟a)得到的出水進入厭氧池停留I小時，好氧池停留3小時，經沉澱後上清液排入混凝池，沉澱池的汙泥部分回流到厭氧池，剩餘汙泥進入汙泥存放池；
c )在混凝池中加入混凝劑、納米級超微粉吸附劑、絮凝劑，促使水中的顆粒凝聚得混合液；然後將整個混合液引入沉澱池進行沉澱，並固、液分離的上清液，沉澱的固體物也進入汙泥存放池；
所述混凝劑採用聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚合氯化鋁，硫酸鋁、氯化鐵的混合物，其混合比例為3:2:1:1，用量為20mg/L ；
所述納米級超微粉吸附劑，所述納米級超微粉吸附劑由下述原料按所述重量份數比製備而成三甲基矽烷基籠形聚倍半矽氧烷10份、納米級活性炭粉末5份、納米級硅藻土 5份、活性黏土 20份，在常溫下混合反應製成；
所述絮凝劑採用鐵磁性絮凝劑；
所述絮凝劑採用磁性絮凝劑，其製備方法為
步驟I:將亞鐵鹽和三價鐵鹽按照摩爾比2 3混合，加熱攪拌升溫至55°C，緩慢加入氫氧化鈉或氨水，調整總鐵與鹼的摩爾比為I : 4 3,熟化0.5小時；再加入酸調節母液為酸性，加入3%的雙氧水或鼓入空氣將亞鐵離子全部氧化為三價鐵，得到含有磁粉的膠狀絮凝劑；用質量百分比濃度為92%的硫酸溶解廢水中的含鐵絮體，過濾，得到亞鐵鹽和鐵鹽；並利用空氣部分氧化成硫酸鐵或氯化鐵；
步驟2 :將鐵鹽和含鐵品位在55%的磁鐵礦粉，磁粉粒度在380目目的磁粉的比例按30-5 I混合，得到多組絮凝劑液；
步驟3 :用上述多組絮凝劑分別處理含鐵廢水，根據濁度和含鐵量確定磁性絮凝劑的 加入量低於20mg/L，進行攪拌，加入鹼調節pH為8，先快速攪拌然後慢速攪拌，然後放入裝有表面磁場為0. 2 I. 5T的永磁鐵的沉澱池內，靜止沉澱；
步驟4 :待上清液澄清後，將水放出或利用真空吸出；移開磁場裝置利用機械或風掃回收沉澱下來的絮體，或不移動磁場裝置直接進行下一步；
步驟5 :用酸溶解廢水中的含鐵絮體，過濾，得到亞鐵鹽和鐵鹽；按步驟I製備磁性絮凝劑。d)氮氣一超聲波一紫外組合消毒
對上述步驟c)得到的上清液進行氮氣一超聲波一紫外組合消毒，即一邊使用紫外光照射紫外消毒，一邊通入氮氣，一邊超聲波振蕩，使用攪拌器充分攪拌30分鐘，進行全面消毒，後沉澱I小時，精濾，去除水中的剩餘雜質，得到處理回收的淨化水。採用在《(水和廢水檢測分析方法(第四版)》，王心芳等著，中國環境科學出版社出版(2002年)中描述的方法，分析了本實施例處理水的水質
1、B0D:稀釋接種法
2、COD:重鉻酸鉀法
處理前後的多批水樣進行了分析，其分析結果列於下表I :
表I
BOD5 CODcr NH4 -N NO:脖 NO:脖 NHr-N 硝化率 (mg+L) Cmg L) (mgL) (mg I〕 (mgL) 降解率 進水指標230-3807S0-10001000-11000==
出水指標52M232-310 522-66070-182 75-87 7S 卯 ％
原水的總磷濃度為1000mg/L，處理出水已達到0. 015mg/L,也達到了國家新的排放標準。進一步地，對步驟b)、c)中進入汙泥存放池的剩餘汙泥進行深度處理，半封閉汙泥存放池，往汙泥存放池中通入氣體磷化氫並攪拌，磷化氫很容易被吸附到汙泥顆粒上，形成基質結合態磷化氫MBP，再加入土壤吸附劑，通過磷化氫在土壤吸附劑的高吸附儲藏，施用到土壤中，土壤吸附劑中的磷化氫將轉變為易被農作物吸收利用的活性磷酸鹽，即磷肥，用於缺磷土壤或者磷以無效形式存在的土壤；所述土壤吸附劑為草炭與腐殖酸的混合物，混合比例為1:1。進一步地加入土壤吸附劑的同時，也加入土壤改良劑、土壤保墒劑；
所述土壤改良劑由下述重量(份)配比的原料製成選自草炭、風化煤、沸石、水玻璃、白雲石、蛭石、高嶺土、鈣膨潤土、硅藻土中的一種或幾種的混合物30份；二水硫酸鈣10份、無水硫酸鈣5份、硫鐵礦I份、草酸5份、鉀3份，將上述原料充分磨細混勻，製備成土壤改良劑，細度要求彡110目；
所述土壤保墒劑，由下述重量(份)配比的原料製成丙稀酸或二甲基丙稀酸58份；氫氧化鈉16份；氫氧化鉀6份；過硫酸鉀2份；乙氨酸2份；硫酸亞鐵5份；氯化銨或硫酸銨或過氧化氫2份；澱粉20份；佔以上化合物總量5重量份的好氧顆粒汙泥；
殺菌消毒的目的是為防止水回用過程中產生對設備與管道的微生物腐蝕，接觸時間大於45min為宜,加氯量為5mg/L,保證管網餘氯量為0. lmg/L。本發明的工藝中所有用到的設備都是目前市場上銷售的產品，例如江蘇潤田水工業設備有限公司的相關產品。表2為步驟b)、c)後得到的汙泥未通入PH3前汙泥的主要成分 表權利要求
1.一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，其特徵在於包括以下步驟 a)初步沉澱 將汙水管道收集的汙水通過粗格柵過濾去除固體雜物後進入沉砂集水池，通過水泵將沉砂集水池汙水抽取提升通過細格柵過濾泥砂後進入調整池，通過循環水泵及與循環水泵連接的射流器，向調整池底部裝敷設的穿孔曝氣管通水曝氣及攪動水體，通過水泵水管出水； b)厭氧一好氧處理 步驟a)得到的出水進入厭氧池停留f 2小時，再進入好氧池停留3 4小時，再進入第一沉澱池沉澱後上清液排入混凝池，第一沉澱池的汙泥部分回流到厭氧池，剩餘汙泥進入汙泥存放池； c )在混凝池中加入混凝劑、納米級超微粉吸附劑、絮凝劑，促使水中的顆粒凝聚得混合液；然後將整個混合液引入第二沉澱池進行沉澱，並固、液分離得上清液，沉澱的固體物也進入汙泥存放池；所述混凝劑採用聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚合氯化鋁，硫酸鋁、氯化鐵的混合物；所述納米級超微粉吸附劑由下述原料按所述重量份數比製備而成三甲基矽烷基籠形聚倍半矽氧烷1(T25份、納米級活性炭粉末5 10份、納米級硅藻土 5 10份、活性黏土 2(T25份，在常溫下混合反應製成；所述絮凝劑採用磁性絮凝劑； d)氮氣一超聲波一紫外組合消毒 對上述步驟c)得到的上清液進行氮氣一超聲波一紫外組合消毒，即一邊使用紫外光照射紫外消毒，一邊通入氮氣，一邊超聲波振蕩，使用攪拌器充分攪拌30-60分鐘，進行全面消毒，後沉澱1-1. 2小時，精濾，去除水中的剩餘雜質，得到處理回收的淨化水。
2.根據權利要求2所述的一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，其特徵在於所述聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚合氯化鋁，硫酸鋁、氯化鐵的重量比比例為3:2:1:1 ;所述混凝劑用量為20 150 (mg/L)步驟b)所得上清液。
3.根據權利要求1-3所述的一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，其特徵在於對步驟b)、c)中進入汙泥存放池的剩餘汙泥進行深度處理，半封閉汙泥存放池，往汙泥存放池中通入氣體磷化氫並攪拌，磷化氫被吸附到汙泥顆粒上，形成基質結合態磷化氫MBP，再加入土壤吸附劑，通過磷化氫在土壤吸附劑的吸附儲藏，施用到土壤中，土壤吸附劑中的磷化氫將轉變為被農作物吸收利用的活性磷酸鹽，其中土壤中的氧化劑能將磷化氫氧化為磷酸鹽，即磷肥，用於缺磷土壤或者磷以無效形式存在的土壤；所述土壤吸附劑為草炭與腐殖酸的混合物。
4.根據權利要求3所述的一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，其特徵在於所述土壤吸附劑中草炭與腐殖酸的重量比混合比例為1:1。
5.根據權利要求2所述的一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，其特徵在於所述加入土壤吸附劑的同時，還加入土壤改良劑和土壤保墒劑； 所述土壤改良劑由下述重量份的原料製成草炭、風化煤、沸石、水玻璃、白雲石、蛭石、高嶺土、鈣膨潤土、硅藻土中的一種或幾種的混合物30份；二水硫酸鈣1(T20份、無水硫酸鈣51份、硫鐵礦f 5份、草酸51份、鉀3份，將上述原料充分磨細混勻製成所述土壤改良劑，細度> 110目； 所述土壤保墒劑由下述重量份的原料製成丙稀酸或二甲基丙稀酸58 78份；氫氧化鈉16 24份；氫氧化鉀6 16份；過硫酸鉀(TlO份；乙氨酸Ol份；硫酸亞鐵5份；氯化銨或硫酸銨或過氧化氫2飛份；澱粉20份；佔以上化合物總量(T45重量份的好氧顆粒汙泥。
6.根據權利要求I所述的一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，其特徵在於所述步驟c)磁性絮凝劑的製備方法為 步驟I :將亞鐵鹽和三價鐵鹽按照摩爾比2 : 3混合，加熱攪拌升溫至55°C，緩慢加入氫氧化鈉或氨水，調整總鐵與鹼的摩爾比為I : 4 I : 3，熟化0. 5 5小時；再加入酸調節母液為酸性，加入母液重量的3% 10%的雙氧水或鼓入空氣將亞鐵離子全部氧化為三價鐵，得到含有磁粉的膠狀絮凝劑；用質量百分比濃度為92% 97%的硫酸溶解廢水中的含鐵絮體，過濾，得到亞鐵鹽和鐵鹽；並利用空氣部分氧化成硫酸鐵或氯化鐵； 步驟2 :將上述的硫酸鐵或氯化鐵和含鐵品位重量百分比55% 70%且粒度在380目 500的磁鐵礦粉按重量比30-5 I混合，得到多組絮凝劑，都能用於步驟c)作為磁性絮凝劑； 步驟3 :用上述多組絮凝劑分別處理含鐵廢水，根據濁度和含鐵量確定磁性絮凝劑的加入量低於20 (mg/L)，進行攪拌，加入鹼調節pH為8 10，先快速攪拌然後慢速攪拌，然後放入裝有表面磁場為0. 2 I. 5T的永磁鐵的沉澱池內，靜止沉澱； 步驟4 :待上清液澄清後，將水放出或利用真空吸出；移開磁場裝置利用機械或風掃回收沉澱下來的絮體，或不移動磁場裝置直接進行下一步； 步驟5 :用酸溶解廢水中的含鐵絮體，過濾，得到亞鐵鹽和鐵鹽；再按步驟1)-2)製備磁性絮凝劑； 步驟3)至5)實現磁性絮凝劑的重複循環利用。
全文摘要
本發明公開了一種耦合式汙水脫磷淨化再生處理工藝，以城市汙水為處理對象；該再生處理方法包括a)初步沉澱、b)將汙水中的磷轉化為磷化氫除磷、c)磷化氫的轉化、d)淨化水的回收，將城市汙水回收利用，並將汙水處理後的汙泥全部回收利用，去除有機汙染物和脫氮。本發明克服現有常規生化處理工藝及膜生物反應器工藝通過排泥除磷存在的汙泥處置難度大、佔地大的缺陷，同時應用了新的混凝劑、吸附劑、絮凝劑更好的回收再生水，氮氣—超聲波—紫外組合消毒，並且將磷化氫轉化成磷肥，填補了目前國內外磷化氫有效轉化利用的空白。
文檔編號C09K17/40GK102775019SQ20121025935
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者牛曉君 申請人:華南理工大學