CN101575159B

CN101575159B - 一种城市污水强化脱氮除磷的方法

Info

Publication number: CN101575159B
Application number: CN2009100722685A
Authority: CN
Inventors: 马军; 于德淼
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2029-06-12
Also published as: CN101575159A

Abstract

一种城市污水强化脱氮除磷的方法，它涉及一种污水脱氮除磷的方法。本发明解决了现有的A²O工艺处理城市污水存在的脱氮除磷效果差，成本高的问题。方法：a、二次沉淀池中的部分污泥经超声破碎、臭氧处理后与城市污水一起进入厌氧环境的初次沉淀池中进行水解酸化处理；b、厌氧段水处理；c、缺氧段水处理；d、一部分缺氧段的泥水混合液进入配水沉淀池中；e、配水沉淀池的上清液进入化学反应沉淀池；f、步骤e的泥水混合液和步骤d中剩余的泥水混合液一同进入到好氧段；g、好氧段的泥水混合液进入二次沉淀池，二次沉淀池的上清液出水即为脱氮除磷后的城市污水。本发明的方法脱氮除磷效果好，成本低。

Description

一种城市污水强化脱氮除磷的方法

技术领域

本发明涉及一种污水脱氮除磷的方法。

背景技术

随着我国城市污水排放标准越来越严格，普通的生物处理工艺已经不能满足要求，特别是污水中氮和磷含量很难得到有效的去除。目前，大多数污水处理厂污水除磷脱氮工艺为活性污泥法A²O工艺，但是A²O工艺还存在以下问题：一、A²O工艺的脱氮和除磷对污泥龄的要求不同，硝化脱氮时污泥龄为15天以上，而除磷时泥龄为8天以内，因污泥龄无法同时满足脱氮和除磷的要求，A²O工艺对城市污水除磷脱氮的效果差；二、A²O工艺在处理过程中需要定期排放剩余污泥，这些剩余污泥经过厌氧浓缩消化处理后，会将细胞内磷释放出来重新进入水中，对水质造成二次污染，且A²O工艺在处理过程中需要投加碳源以实现脱氮除磷的目的，A²O工艺多用乙酸钠作为碳源，乙酸钠的价格高，增加了污水处理的成本。

发明内容

本发明为了解决现有的A²O工艺处理城市污水存在的脱氮除磷效果差，成本高的问题，而提供了一种城市污水强化脱氮除磷的方法。

本发明城市污水强化脱氮除磷的方法按照以下步骤进行：a、二次沉淀池中占剩余污泥总体积10％～40％的污泥经超声破碎、臭氧处理后与城市污水一起进入到厌氧环境的初次沉淀池中进行水解酸化处理，初次沉淀池的水力停留时间为0.5～2h，表面负荷为0.8～1.2m³/m²·h；b、步骤a中经初次沉淀池水解酸化处理后的泥水混合液和二次沉淀池中回流的污泥一起进入厌氧段，厌氧段的水力停留时间为1～1.5h，外回流比为50％～100％；c、步骤b中的出水和好氧段回流的泥水混合液进入到缺氧段，缺氧段的水力停留时间为1～1.5h，泥水混合液的内回流比100％～300％；d、步骤c处理后的体积百分比为20％～80％的泥水混合液进入到配水沉淀池中进行泥水分离，配水沉淀池的水力停留时间为0.5～1.5h；e、步骤d中配水沉淀池的上清液进入到化学反应沉淀池，化学沉淀时间为25～35min，化学反应时间为5～15min，除磷药剂的投加量为5～30mg/L；f、步骤e的出水和步骤c中剩余的没有进入步骤d配水沉淀池的泥水混合液一同进入到好氧段中，好氧段的水力停留时间为6～8h，好氧段的气水比为20∶1；g、好氧段排出的泥水混合液进入到二次沉淀池中进行泥水分离，二次沉淀池的水力停留时间为2～3h，表面负荷为0.4～0.8m³/m²·h，二次沉淀池的上清液出水即为脱氮除磷后的城市污水。

本发明将二沉池中部分剩余污泥经超声破碎、臭氧处理后进入到初次沉淀池中，在厌氧条件下充分水解酸化，将胞外大分子有机物分解为易于生物利用的小分子有机酸，为厌氧段的聚磷菌释磷和缺氧段的反硝化提供了碳源；本发明的厌氧段的主要作用是使聚磷菌释放细胞内的磷，而缺氧段的主要作用是将从好氧段内回流的泥水混和液中含有的硝酸盐氮通过反硝化细菌转化为氮气，达到生物脱氮的目的；缺氧段的部分泥水混合液进入到配水沉淀池中进行泥水分离进行泥水分离，上清液再进入化学反应沉淀池，化学反应沉淀池里的除磷药剂与泥水混合液中的磷充分反应生成磷酸盐沉淀，达到化学除磷目的，上清液回流至好氧段进水端，化学污泥经过脱水处理后可再利用；本发明的好氧段利用异养微生物降解水中有机物，降低COD，并利用硝化细菌将污水中的氨氮转化为硝酸盐氮，硝酸盐氮通过内回流至缺氧段反硝化脱氮，而聚磷菌在好氧条件下过量吸收水中磷，从而实现生物除磷。

本发明的方法将生物脱氮、生物除磷和化学除磷结合起来，将缺氧段处理后的部分泥水混合物进入到配水沉淀池中进行泥水分离，经分离后的上清液进入得到化学反应沉淀池中，通过投加除磷药剂进行除磷，提高了除磷效率；另外，本发明的方法减少了污泥的排放量，延长了污泥的泥龄，有利于硝化细菌的生长，提高了脱氮率；本发明的方法与现有的A²O工艺相比，本发明的方法的脱氮除磷效果好，处理后的城市污水中氮和磷的浓度能够同时满足排放要求，经本发明处理后的城市污水可以达到污水排放一级标准。本发明的方法不需要外加碳源就可实现脱氮除磷的目的，且本发明的方法可将剩余的污泥循环再利用，极大的降低了污泥处理成本，本发明脱氮除磷的方法成本低。

附图说明

图1为具体实施方式一城市污水脱氮除磷的流程图，其中虚线表示污泥流动方向，实线表示水流方向。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式城市污水强化脱氮除磷的方法按照以下步骤进行：城市污水强化脱氮除磷的方法按照以下步骤进行：a、二次沉淀池中占剩余污泥总体积10％～40％的污泥经超声破碎、臭氧处理后与城市污水一起进入到厌氧环境的初次沉淀池中进行水解酸化处理，初次沉淀池的水力停留时间为0.5～2h，表面负荷为0.8～1.2m³/m²·h；b、步骤a中经初次沉淀池水解酸化处理后的泥水混合液和二次沉淀池中回流的污泥一起进入厌氧段，厌氧段的水力停留时间为1～1.5h，外回流比为50％～100％；c、步骤b中的出水和好氧段回流的泥水混合液进入到缺氧段，缺氧段的水力停留时间为1～1.5h，泥水混合液的内回流比100％～300％；d、步骤c处理后的体积百分比为20％～80％的泥水混合液进入到配水沉淀池中进行泥水分离，配水沉淀池的水力停留时间为0.5～1.5h；e、步骤d中配水沉淀池的上清液进入到化学反应沉淀池，化学沉淀时间为25～35min，化学反应时间为5～15min，除磷药剂的投加量为5～30mg/L；f、步骤e的出水和步骤c中剩余的没有进入步骤d配水沉淀池的泥水混合液一同进入到好氧段中，好氧段的水力停留时间为6～8h，好氧段的气水比为20∶1；g、好氧段排出的泥水混合液进入到二次沉淀池中进行泥水分离，二次沉淀池的水力停留时间为2～3h，表面负荷为0.4～0.8m³/m²·h，二次沉淀池的上清液出水即为脱氮除磷后的城市污水。

本实施方式步骤a中的剩余污泥记载于2005年12月由中国建筑工业出版社出版的《排水工程》(下册第四版)中。

本实施方式步骤b中的外回流比为回流污泥流量和总进水流量的比值，回流污泥流量即为步骤b中所述的二次沉淀池中回流至厌氧段的污泥量。

本实施方式步骤c中的内回流比为回流硝化液流量和总进水流量的比值，回流硝化液流量即为步骤c中所述的好氧段回流的泥水混合液的流量。

本实施方式的流程图如图1所示。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤a中超声破碎时超声强度为2～5kw/m³，超声破碎时间为5～20min。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤a中臭氧处理时臭氧的投加量为2～10mg/L，臭氧处理的时间为5～10min。其他步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是步骤b中厌氧段的水力停留时间为1.1～1.4h。其他步骤及参数与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一、二或四不同的是步骤c中缺氧段的水力停留时间为1.1～1.4h。其他步骤及参数与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤e中除磷药剂为铁盐或聚合铝。其他步骤及参数与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一、二、四或六不同的是步骤f中好氧段的污泥浓度为1800～3600mg/L，好氧段的污泥负荷为0.2～0.6kgBOD₅/kgMLVSS·d。其他步骤及参数与具体实施方式一、二、四或六相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤a中初次沉淀池的水力停留时间为1～1.5h，表面负荷为0.9～1.1m³/m²·h。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤b中厌氧段的水力停留时间为1.2h，厌氧段的污泥浓度为3000mg/L，厌氧段的污泥负荷为0.35kgBOD₅/kgMLVSS·d。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤c中缺氧段的水力停留时间为1.2h，缺氧段的污泥浓度为3000mg/L，缺氧段的污泥负荷为0.35kgBOD₅/kgMLVSS·d。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中配水沉淀池的水力停留时间为1h。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式十二、本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤e中化学沉淀时间为30min，化学反应时间为5～15min，除磷药剂的投加量为20mg/L。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

本实施方式除磷药剂为铁盐或聚合铝，其中除磷药剂为铁盐时投加量以 Fe³⁺计算，除磷药剂为聚合铝时投加量以Al³⁺计算。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤f中好氧段的水力停留时间为7h，好氧段的污泥浓度为3000mg/L，好氧段的污泥负荷为0.35kgBOD₅/kgMLVSS·d，好氧段的气水比为20∶1。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是二次沉淀池的水力停留时间为2.5h，表面负荷为0.6m³/m²·h。其他步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式十五：本实施方式城市污水强化脱氮除磷的方法按照以下步骤进行：a、二次沉淀池中占剩余污泥总体积35％的污泥经超声破碎、臭氧处理后与城市污水一起进入到厌氧环境的初次沉淀池中进行水解酸化处理，初次沉淀池的水力停留时间为1.2h，表面负荷为1m³/m²·h；b、步骤a中经初次沉淀池水解酸化处理后的泥水混合液和二次沉淀池中回流的污泥一起进入厌氧段，厌氧段的水力停留时间为1.2h，外回流比为70％；c、步骤b中的出水和好氧段回流的泥水混合液进入到缺氧段，缺氧段的水力停留时间为1.2h，泥水混合液的内回流比200％；d、步骤c处理后的体积百分比为60％的泥水混合液进入到配水沉淀池中进行泥水分离，配水沉淀池的水力停留时间为1.3h；e、步骤d中配水沉淀池的上清液进入到化学反应沉淀池，化学沉淀时间为30min，化学反应时间为10min，除磷药剂的投加量为30mg/L；f、步骤e的出水和步骤c中剩余的没有进入步骤d配水沉淀池的泥水混合液一同进入到好氧段中，好氧段的水力停留时间为7h，好氧段的气水比为20∶1；g、好氧段排出的泥水混合液进入到二次沉淀池中进行泥水分离，二次沉淀池的水力停留时间为2.5h，表面负荷为0.6m³/m²·h，二次沉淀池的上清液出水即为脱氮除磷后的城市污水。

本实施方式步骤a中超声破碎时超声强度为4kw/m³，超声破碎时间为 10min。

本实施方式步骤a中臭氧处理时臭氧的投加量为8mg/L，臭氧处理的时间为8min。

本实施方式步骤b中厌氧段的污泥浓度为3000mg/L，厌氧段的污泥负荷为0.4kgBOD₅/kgMLVSS·d。

本实施方式步骤c中缺氧段的污泥浓度为3600mg/L，缺氧段的污泥负荷为0.7kgBOD₅/kgMLVSS·d。

本实施方式步骤e中除磷药剂为铁盐，除磷药剂的投家量以Fe³⁺计。

本实施方式步骤f中好氧段的污泥浓度为2600mg/L，好氧段的污泥负荷为0.5kgBOD₅/kgMLVSS·d。

本实施方式处理后的城市污水中总氮浓度为18mg/L，氨氮浓度为3mg/L，总磷浓度为0.8mg/L，本实施方式处理后的城市污水达到了污水排放一级标准的要求；而采用A²O工艺处理后的城市污水中总氮浓度为36mg/L，氨氮浓度为8mg/L，总磷浓度为2mg/L，仅能达到污水排放二级标准的要求。

具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式十五不同的是步骤一中二次沉淀池中占剩余污泥总体积35％的污泥经超声破碎、臭氧处理后进入总进水管与城市污水混和。其他步骤及参数与具体实施方式十五相同。

Claims

1.一种城市污水强化脱氮除磷的方法，其特征在于城市污水强化脱氮除磷的方法按照以下步骤进行：a、二次沉淀池中占剩余污泥总体积10％～40％的污泥经超声破碎、臭氧处理后与城市污水一起进入到厌氧环境的初次沉淀池中进行水解酸化处理，初次沉淀池的水力停留时间为0.5～2h，表面负荷为0.8～1.2m³/m²·h；b、步骤a中经初次沉淀池水解酸化处理后的泥水混合液和二次沉淀池中回流的污泥一起进入厌氧段，厌氧段的水力停留时间为1～1.5h，外回流比为50％～100％；c、步骤b中的出水和好氧段回流的泥水混合液进入到缺氧段，缺氧段的水力停留时间为1～1.5h，泥水混合液的内回流比100％～300％；d、步骤c处理后的体积百分比为20％～80％的泥水混合液进入到配水沉淀池中进行泥水分离，配水沉淀池的水力停留时间为0.5～1.5h；e、步骤d中配水沉淀池的上清液进入到化学反应沉淀池，化学沉淀时间为25～35min，化学反应时间为5～15min，除磷药剂的投加量为5～30mg/L；f、步骤e的出水和步骤c中剩余的没有进入步骤d配水沉淀池的泥水混合液一同进入到好氧段中，好氧段的水力停留时间为6～8h，好氧段的气水比为20∶1；g、好氧段排出的泥水混合液进入到二次沉淀池中进行泥水分离，二次沉淀池的水力停留时间为2～3h，表面负荷为0.4～0.8m³/m²·h，二次沉淀池的上清液出水即为脱氮除磷后的城市污水。

2.根据权利要求1所述的一种城市污水强化脱氮除磷的方法，其特征在于步骤a中超声破碎时超声强度为2～5kw/m³，超声破碎时间为5～20min。

3.根据权利要求1或2所述的一种城市污水强化脱氮除磷的方法，其特征在于步骤a中臭氧处理时臭氧的投加量为2～10mg/L，臭氧处理时间为5～10min。

4.根据权利要求3所述的一种城市污水强化脱氮除磷的方法，其特征在于步骤b中厌氧段的水力停留时间为1.1～1.4h。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种城市污水强化脱氮除磷的方法，其特征在于步骤c中缺氧段的水力停留时间为1.1～1.4h。

6.根据权利要求5所述的一种城市污水强化脱氮除磷的方法，其特征在于步骤e中除磷药剂为铁盐或聚合铝。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种城市污水强化脱氮除磷的方法，其特征在于步骤f中好氧段的污泥浓度为1800～3600mg/L，好氧段的污泥负荷为0.2～0.6kgBOD₅/kgMLVSS·d。