一種城市汙水強化脫氮除磷的方法

2023-10-10 08:44:14 2

專利名稱：一種城市汙水強化脫氮除磷的方法
技術領域：
本發明涉及一種汙水脫氮除磷的方法。
技術背景隨著我國城市汙水排放標準越來越嚴格，普通的生物處理工藝已經不能滿 足要求，特別是汙水中氮和磷含量很難得到有效的去除。目前，大多數汙水處理廠汙水除磷脫氮工藝為活性汙泥法A20工藝，但是A20工藝還存在以下問 題一、A20工藝的脫氮和除磷對汙泥齡的要求不同，硝化脫氮時汙泥齡為 15天以上，而除磷時泥齡為8天以內，因汙泥齡無法同時滿足脫氮和除磷的 要求，八20工藝對城市汙水除磷脫氮的效果差；二、八20工藝在處理過程中需 要定期排放剩餘汙泥，這些剩餘汙泥經過厭氧濃縮消化處理後，會將細胞內磷 釋放出來重新進入水中，對水質造成二次汙染，且A20工藝在處理過程中需 要投加碳源以實現脫氮除磷的目的，八20工藝多用乙酸鈉作為碳源，乙酸鈉的 價格高，增加了汙水處理的成本。 發明內容本發明為了解決現有的A20工藝處理城市汙水存在的脫氮除磷效果差， 成本高的問題，而提供了一種城市汙水強化脫氮除磷的方法。本發明城市汙水強化脫氮除磷的方法按照以下步驟進行a、 二次沉澱池 中佔剩餘汙泥總體積10% 40%的汙泥經超聲破碎、臭氧處理後與城市汙水一 起進入到厭氧環境的初次沉澱池中進行水解酸化處理，初次沉澱池的水力停留 時間為0.5 2h，表面負荷為0.8~1.21113/1112七；b、步驟a中經初次沉澱池水解酸 化處理後的泥水混合液和二次沉澱池中回流的汙泥一起進入厭氧段，厭氧段的 水力停留時間為l~1.5h,外回流比為50%~100%; c、步驟b中的出水和好氧 段回流的泥水混合液進入到缺氧段，缺氧段的水力停留時間為1 1.5h，泥水混 合液的內回流比100%~300%; d、步驟c處理後的體積百分比為20%~80%的 泥水混合液進入到配水沉澱池中進行泥水分離，配水沉澱池的水力停留時間為 0.5~1.5h; e、步驟d中配水沉澱池的上清液進入到化學反應沉澱池，化學沉澱時間為25 35min，化學反應時間為5 15min，除磷藥劑的投加量為5~30mg/L; f、步驟e的出水和步驟c中剩餘的沒有進入步驟d配水沉澱池的泥水混合液 一同進入到好氧段中，好氧段的水力停留時間為6 8h，好氧段的氣水比為20:l; 七、好氧段排出的泥水混合液進入到二次沉澱池中進行泥水分離，二次沉澱池 的水力停留時間為2 3h，表面負荷為0.4~0.8m3/m2.h， 二次沉澱池的上清液出 水即為脫氮除磷後的城市汙水。本發明將二沉池中部分剩餘汙泥經超聲破碎、臭氧處理後進入到初次沉澱 池中，在厭氧條件下充分水解酸化，將胞外大分子有機物分解為易於生物利用 的小分子有機酸，為厭氧段的聚磷菌釋磷和缺氧段的反硝化提供了碳源；本發 明的厭氧段的主要作用是使聚磷菌釋放細胞內的磷，而缺氧段的主要作用是將 從好氧段內回流的泥水混和液中含有的硝酸鹽氮通過反硝化細菌轉化為氮氣， 達到生物脫氮的目的；缺氧段的部分泥水混合液進入到配水沉澱池中進行泥水 分離進行泥水分離，上清液再進入化學反應沉澱池，化學反應沉澱池裡的除磷 藥劑與泥水混合液中的磷充分反應生成磷酸鹽沉澱，達到化學除磷目的，上清 液回流至好氧段進水端，化學汙泥經過脫水處理後可再利用；本發明的好氧段 利用異養微生物降解水中有機物，降低COD,並利用硝化細菌將汙水中的氨 氮轉化為硝酸鹽氮，硝酸鹽氮通過內回流至缺氧段反硝化脫氮，而聚磷菌在好 氧條件下過量吸收水中磷，從而實現生物除磷。本發明的方法將生物脫氮、生物除磷和化學除磷結合起來，將缺氧段處理 後的部分泥水混合物進入到配水沉澱池中進行泥水分離，經分離後的上清液進 入得到化學反應沉澱池中，通過投加除磷藥劑進行除磷，提高了除磷效率；另 外，本發明的方法減少了汙泥的排放量，延長了汙泥的泥齡，有利於硝化細菌 的生長，提高了脫氮率；本發明的方法與現有的A20工藝相比，本發明的方 法的脫氮除磷效果好，處理後的城市汙水中氮和磷的濃度能夠同時滿足排放要 求，經本發明處理後的城市汙水可以達到汙水排放一級標準。本發明的方法不 需要外加碳源就可實現脫氮除磷的目的，且本發明的方法可將剩餘的汙泥循環 再利用，極大的降低了汙泥處理成本，本發明脫氮除磷的方法成本低。


圖1為具體實施方式
一城市汙水脫氮除磷的流程圖，其中虛線表示汙泥流動方向，實線表示水流方向。
具體實施方式
具體實施方式
一本實施方式城市汙水強化脫氮除磷的方法按照以下步驟 進行城市汙水強化脫氮除磷的方法按照以下步驟進行a、 二次沉澱池中佔 剩餘汙泥總體積10%~40%的汙泥經超聲破碎、臭氧處理後與城市汙水一起進 入到厭氧環境的初次沉澱池中進行水解酸化處理，初次沉澱池的水力停留時間為0.5 2h，表面負荷為0.8-1.2mVm、h; b、步驟a中經初次沉澱池水解酸化處 理後的泥水混合液和二次沉澱池中回流的汙泥一起進入厭氧段，厭氧段的水力 停留時間為1 1.5h，外回流比為50% 100%; c、步驟b中的出水和好氧段回 流的泥水混合液進入到缺氧段，缺氧段的水力停留時間為1 L5h，泥水混合液 的內回流比100%~300%; d、步驟c處理後的體積百分比為20%~80%的泥水 混合液進入到配水沉澱池中進行泥水分離，配水沉澱池的水力停留時間為 0.5~1.5h; e、步驟d中配水沉澱池的上清液進入到化學反應沉澱池，化學沉澱 時間為25 35min，化學反應時間為5 15min，除磷藥劑的投加量為5 30mg/L; f、步驟e的出水和步驟c中剩餘的沒有進入步驟d配水沉澱池的泥水混合液 一同進入到好氧段中，好氧段的水力停留時間為6~8h，好氧段的氣水比為20:1; 七、好氧段排出的泥水混合液進入到二次沉澱池中進行泥水分離，二次沉澱池 的水力停留時間為2 3h，表面負荷為0.4~0.8m3/m2.h, 二次沉澱池的上清液出水即為脫氮除磷後的城市汙水。本實施方式步驟a中的剩餘汙泥記載於2005年12月由中國建築工業出版 社出版的《排水工程》(下冊第四版)中。本實施方式步驟b中的外回流比為回流汙泥流量和總進水流量的比值，回 流汙泥流量即為步驟b中所述的二次沉澱池中回流至厭氧段的汙泥量。本實施方式步驟c中的內回流比為回流硝化液流量和總進水流量的比值， 回流硝化液流量即為步驟c中所述的好氧段回流的泥水混合液的流量。本實施方式的流程圖如圖1所示。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟a中超聲破 碎時超聲強度為2 5kw/m3，超聲破碎時間為5 20min。其他步驟及參數與具 體實施方式一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟a中臭 氧處理時臭氧的投加量為2~10mg/L，臭氧處理的時間為5 10min。其他步驟 及參數與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體賣施方式三不同的是步驟b中厭氧段 的水力停留時間為Ll 1.4h。其他步驟及參數與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一、二或四不同的是步驟c 中缺氧段的水力停留時間為l.l~1.4h。其他步驟及參數與具體實施方式
一、二 或四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟e中除磷藥 劑為鐵鹽或聚合鋁。其他步驟及參數與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一、二、四或六不同的是步 驟f中好氧段的汙泥濃度為1800 3600mg/L，好氧段的汙泥負荷為 0.2~0.6kgBOD5/kgMLVSS.d。其他步驟及參數與具體實施方式
一、二、四或六 相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟a中初次沉 澱池的水力停留時間為l~1.5h，表面負荷為0.9~l.lm3/m2.h。其他步驟及參數 與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟b中厭氧段 的水力停留時間為1.2h，厭氧段的汙泥濃度為3000mg/L，厭氧段的汙泥負荷 為0.35kgBOD5/kgMLVSS.d。其他步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟c中缺氧段 的水力停留時間為1.2h，缺氧段的汙泥濃度為3000mg/L，缺氧段的汙泥負荷 為0.35kgBOD5/kgMLVSS.d。其他步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四中配水 沉澱池的水力停留時間為lh。其他步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十二、本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟e中化學 沉澱時間為30min，化學反應時間為5 15min，除磷藥劑的投加量為20mg/L。 其他步驟及參數與具體實施方式
一相同。本實施方式除磷藥劑為鐵鹽或聚合鋁，其中除磷藥劑為鐵鹽時投加量以Fe"計算，除磷藥劑為聚合鋁時投加量以.A嚴計算。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟f中好氧 段的水力停留時間為7h，好氧段的汙泥濃度為3000mg/L，好氧段的汙泥負荷 為0.35kgBOD5/kgMLVSS.d，好氧段的氣水比為20:1 。其他步驟及參數與具體 實施方式一相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
一不同的是二次沉澱池的 水力停留時間為2.5h，表面負荷為0.6m3/m2.h。其他步驟及參數與具體實施方 式一相同。
具體實施方式
十五本實施方式城市汙水強化脫氮除磷的方法按照以下步 驟進行a、 二次沉澱池中佔剩餘汙泥總體積35%的汙泥經超聲破碎、臭氧處 理後與城市汙水一起進入到厭氧環境的初次沉澱池中進行水解酸化處理，初次 沉澱池的水力停留時間為1.2h,表面負荷為lm3/m2*h; b、步驟a中經初次沉 澱池水解酸化處理後的泥水混合液和二次沉澱池中回流的汙泥一起進入厭氧 段，厭氧段的水力停留時間為1.2h，外回流比為70%; c、步驟b中的出水和 好氧段回流的泥水混合液進入到缺氧段，缺氧段的水力停留時間為1.2h，泥水 混合液的內回流比200%; d、步驟c處理後的體積百分比為60%的泥水混合液 進入到配水沉澱池中進行泥水分離，配水沉澱池的水力停留時間為1.3h; e、 步驟d中配水沉澱池的上清液進入到化學反應沉澱池，化學沉澱時間為30min， 化學反應時間為10min，除磷藥劑的投加量為30mg/L; f、步驟e的出水和步 驟c中剩餘的沒有進入步驟d配水沉澱池的泥水混合液一同進入到好氧段中， 好氧段的水力停留時間為7h，好氧段的氣水比為20:1;七、好氧段排出的泥 水混合液進入到二次沉澱池中進行泥水分離，二次沉澱池的水力停留時間為 2.5h,表面負荷為0.6m3/m2.h， 二次沉澱池的上清液出水即為脫氮除磷後的城 市汙水。本實施方式步驟b中的外回流比為回流汙泥流量和總進水流量的比值，回 流汙泥流量即為步驟b中所述的二次沉澱池中回流至厭氧段的汙泥量。本實施方式步驟c中的內回流比為回流硝化液流量和總進水流量的比值， 回流硝化液流量即為步驟c中所述的好氧段回流的泥水混合液的流量。本實施方式步驟a中超聲破碎時超聲強度為4kw/m3，超聲破碎時間為10min。本實施方式步驟a中臭氧處理時臭氧的投加量為8mg/L，臭氧處理的時間 為8min。本實施方式步驟b中厭氧段的汙泥濃度為3000mg/L，厭氧段的汙泥負荷 為0.4kgBOD5/kgMLVSS.d。本實施方式步驟c中缺氧段的汙泥濃度為3600mg/L，缺氧段的汙泥負荷 為0.7kgBOD5/kgMLVSS.d。本實施方式步驟e中除磷藥劑為鐵鹽，除磷藥劑的投家量以F^+計。本實施方式步驟f中好氧段的汙泥濃度為2600mg/L，好氧段的汙泥負荷 為0.5kgBOD5/kgMLVSS.cU本實施方式處理後的城市汙水中總氮濃度為18mg/L，氨氮濃度為3mg/L， 總磷濃度為0.8mg/L，本實施方式處理後的城市汙水達到了汙水排放一級標準 的要求；而採用AZO工藝處理後的城市汙水中總氮濃度為36mg/L，氨氮濃度 為8mg/L，總磷濃度為2mg/L，僅能達到汙水排放二級標準的要求。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十五不同的是步驟一中二 次沉澱池中佔剩餘汙泥總體積35%的汙泥經超聲破碎、臭氧處理後進入總進水 管與城市汙水混和。其他步驟及參數與具體實施方式
十五相同。
權利要求
1、一種城市汙水強化脫氮除磷的方法，其特徵在於城市汙水強化脫氮除磷的方法按照以下步驟進行a、二次沉澱池中佔剩餘汙泥總體積10％～40％的汙泥經超聲破碎、臭氧處理後與城市汙水一起進入到厭氧環境的初次沉澱池中進行水解酸化處理，初次沉澱池的水力停留時間為0.5～2h，表面負荷為0.8～1.2m3/m2·h；b、步驟a中經初次沉澱池水解酸化處理後的泥水混合液和二次沉澱池中回流的汙泥一起進入厭氧段，厭氧段的水力停留時間為1～1.5h，外回流比為50％～100％；c、步驟b中的出水和好氧段回流的泥水混合液進入到缺氧段，缺氧段的水力停留時間為1～1.5h，泥水混合液的內回流比100％～300％；d、步驟c處理後的體積百分比為20％～80％的泥水混合液進入到配水沉澱池中進行泥水分離，配水沉澱池的水力停留時間為0.5～1.5h；e、步驟d中配水沉澱池的上清液進入到化學反應沉澱池，化學沉澱時間為25～35min，化學反應時間為5～15min，除磷藥劑的投加量為5～30mg/L；f、步驟e的出水和步驟c中剩餘的沒有進入步驟d配水沉澱池的泥水混合液一同進入到好氧段中，好氧段的水力停留時間為6～8h，好氧段的氣水比為20∶1；七、好氧段排出的泥水混合液進入到二次沉澱池中進行泥水分離，二次沉澱池的水力停留時間為2～3h，表面負荷為0.4～0.8m3/m2.h，二次沉澱池的上清液出水即為脫氮除磷後的城市汙水。
2、 根據權利要求1所述的一種城市汙水強化脫氮除磷的方法，其特徵在 於步驟a中超聲破碎時超聲強度為2~5kw/m3，超聲破碎時間為5~20min。
3、 根據權利要求1或2所述的一種城市汙水強化脫氮除磷的方法，其特 徵在於步驟a中臭氧處理時臭氧的投加量為2~10mg/L，臭氧處理時間為 5~10min。
4、 根據權利要求3所述的一種城市汙水強化脫氮除磷的方法，其特徵在 於步驟b中厭氧段的水力停留時間為l.l~1.4h。
5、 根據權利要求l、 2或4所述的一種城市汙水強化脫氮除磷的方法，其 特徵在於步驟c中缺氧段的水力停留時間為l.l~1.4h。
6、 根據權利要求5所述的一種城市汙水強化脫氮除磷的方法，其特徵在 於步驟e中除磷藥劑為鐵鹽或聚合鋁。
7、 根據權利要求1、 2、 4或6所述的一種城市汙水強化脫氮除磷的方法， 其特徵在於步驟f中好氧段的汙泥濃度為1800~3600mg/L，好氧段的汙泥負荷 為0.2~0.6kgBOD5/kgMLVSS.d。
全文摘要
一種城市汙水強化脫氮除磷的方法，它涉及一種汙水脫氮除磷的方法。本發明解決了現有的A2O工藝處理城市汙水存在的脫氮除磷效果差，成本高的問題。方法a.二次沉澱池中的部分汙泥經超聲破碎、臭氧處理後與城市汙水一起進入厭氧環境的初次沉澱池中進行水解酸化處理；b.厭氧段水處理；c.缺氧段水處理；d.一部分缺氧段的泥水混合液進入配水沉澱池中；e.配水沉澱池的上清液進入化學反應沉澱池；f.步驟e的泥水混合液和步驟d中剩餘的泥水混合液一同進入到好氧段；g.好氧段的泥水混合液進入二次沉澱池，二次沉澱池的上清液出水即為脫氮除磷後的城市汙水。本發明的方法脫氮除磷效果好，成本低。
文檔編號C02F11/00GK101575159SQ200910072268
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月12日 優先權日2009年6月12日
發明者於德淼, 軍 馬 申請人:哈爾濱工業大學