CN102372391A

CN102372391A - 一种生物法与化学法相结合除磷的高钙污水处理方法及处理系统

Info

Publication number: CN102372391A
Application number: CN2010102530678A
Authority: CN
Inventors: 王建娜; 潘咸峰; 李茂双; 张方银
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: CN102372391B

Abstract

本发明涉及一种对污水除磷的处理方法及处理系统，尤其涉及一种生物法与化学法相结合的对高钙污水除磷的处理方法及处理系统。该方法所处理的高钙污水其主要组分含量及相关参数为，Ca²⁺3342-6768mg/L、TP 5.5-10.4mg/L、M-碱度371-539mg/L、pH值7.3-8.1、COD＜800mg/L、NH₃-N＜30mg/L，该方法主要有预处理、厌氧水解、活性污泥氧化分解、泥水分离、调节pH值及沉降六个工艺步骤。该处理系统，由预处理池、厌氧水解池、活性污泥池、二沉池、pH调节池及沉降池依次连接而成。本发明的有益效果在于，与其他除磷方法相比，除磷效率高，工艺稳定，所产生的渣量少。

Description

一种生物法与化学法相结合除磷的高钙污水处理方法及处理系统

技术领域

本发明涉及一种对污水除磷的处理方法及处理系统，尤其涉及一种生物法与化学法相结合的对高钙污水除磷的处理方法及处理系统。

背景技术

在石化行业会产生大量高钙混合污水，例如氯碱环氧氯丙烷污水和循环水排污水，含有高浓度CaCl₂和一定浓度磷酸盐。含有磷的污水进入水体后，不仅消耗大量的溶解氧，而且会导致水体富营养化。因此要严格控制污染源，降低排入水体的污水的磷含量。国标GB18918-2002中规定，石化行业污水总磷的排放标准小于0.5mg/L。目前大多石化污水处理厂不具备除磷功能，现有的除磷技术主要为化学絮凝法和生物法，可以将总磷降为2mg/L左右，很难达到小于0.5mg/L排放标准。

专利CN1417142A公开了一种化学强化生物除磷工艺方法。包括生物除磷除污染物，泥水分离，厌氧释磷，化学除磷工艺步骤，即先将含磷污水与回流污泥混合进入生物曝气池除磷和除去污染物，泥水混合物流入沉淀池进行泥水分离，上清液作为出水排放。沉降的含磷污泥进入释磷池，经厌氧选择处理，聚磷菌类细菌选择性增值。部分释磷污泥回流进入生物曝气池，将剩余污泥排出，上清液进入化学除磷池，通过化学除磷工艺沉淀上清液中的磷；该发明工艺系统简单，可有效提高活性污泥内聚磷菌类细菌浓度，保证系统除磷率达到90％以上；并能有效避免污泥浓缩处理过程中产生的释放磷进入污水处理系统的问题。化学沉淀剂包括钙、铝或铁等盐类。该法除磷效果明显，但是化学除磷产生污泥量较多。

发明内容

本发明提供一种生物法与化学法相结合的对高钙污水除磷的处理方法及处理系统，采用生物法与化学法相结合的工艺，可以保证污水处理系统除磷效果及工艺稳定性。同时充分利用污水中本身所含的高浓度钙和污水中的磷形成磷酸钙沉淀，从而达到污水除磷的目的。与普通化学除磷相比，除磷效率高，所产生的渣量少。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明所述的生物法与化学法相结合除磷的高钙污水处理方法，该方法所处理的高钙污水其主要组分含量及相关参数为，Ca²⁺3342-6768mg/L、TP 5.5-10.4mg/L、M-碱度371-539mg/L、pH值7.3-8.1、COD＜800mg/L、NH₃-N＜30mg/L。

该方法的工艺步骤如下：

第一步，预处理：高钙污水进入预处理池，投加高分子絮凝剂，去除部分钙离子并中和污水中的碱度，中和后污水呈中性，然后，出水进入厌氧水解单元。

第二步，厌氧水解：采用液下搅拌的方式使预处理池出水与二沉池回流污泥充分混合，经厌氧选择处理，污泥中磷被释放，出水进入活性污泥池。

要保证厌氧水解的处理效率，就要保证厌氧水解池具有足够的污泥浓度和泥水的充分混合，为此，采用液下搅拌，搅拌强度可控，在保证泥水充分混合的同时，出水悬浮物较少，维持厌氧水解池具有较高污泥浓度。污水从底部进入后先同高浓度的厌氧微生物接触，污水中的有机物去除效果好。随着水流上升，污泥颗粒逐渐下沉，形成泥水逆向流，使出水夹带悬浮物少，维持厌氧水解具有足够的污泥浓度，确保厌氧水解池的处理效果。在厌氧水解池中聚合磷酸盐逐渐水解为正磷酸盐，有机磷化合物也被细菌分解为正磷酸盐。同时，在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H₃PO₄和能量，形成ADP。即ATP+H₂O＝ADP+H₃PO₄+能量。这样，聚磷菌在好氧条件下，过剩摄取H₃PO₄；在厌氧条件下，释放H₃PO₄。

第三步，活性污泥氧化分解：厌氧水解池出水进入活性污泥池，与二沉池回流污泥混合，氧化分解有机物。

活性污泥可吸收部分PO₄ ^3-，通过剩余污泥的释放，将P由液相转入固相，污水中部分P得到去除。

活性污泥池中有经过驯化、对有机物具有较高去除效率的适盐细菌微生物。在活性污泥池中能利用的碳源十分广泛，其中包括难生物降解的有机物，80％以上的有机物在此被适盐菌氧化分解。在进行生物处理时，钙盐浓度大幅度变化是影响生物正常处理的主要因素，为了减轻钙盐浓度的波动对生物处理的影响，采用加大污泥回流量的方式。

无机盐对生物有抑制作用，当盐质量分数大于1％时会造成质壁分离或细胞失活，严重影响废水处理效果，因此活性污泥池运行的关键是适盐菌的培养驯化。在此采用逐步动态加压驯化的方法，以盐分和水力负荷作为选择压力，视系统COD去除率和污泥驯化情况逐步提高压力强度，使微生物具有良好的耐盐和有机物降解性能。

第四步，泥水分离：活性污泥池出水溢流进入二沉池，经泥水分离后，二沉池下部的浓缩污泥一部分回流到活性污泥池、一部分回流到厌氧水解池，剩余污泥送污泥处理装置，上清液溢流进入PH调节池。

第五步，调节pH值：二沉池上清液溢流进入pH调节池，调节PH值并充分混合，使污水中的磷酸盐和钙盐反应生成磷酸钙沉淀，出水进入沉降池。

第六步，沉降：在沉降池中，污水中的磷酸盐以磷酸钙的形式被沉淀分离，上清液可以达标排放，沉渣送污泥处理装置。

所述的预处理池包括混合反应池和预沉池，在混合反应池中投加的高分子絮凝剂为聚合硫酸铝铁，投加浓度50～150mg/L。

所述的预处理池的主要工艺参数为，混合反应池的反应时间为5-30分钟，优选10-15分钟，预沉池沉降时间30-90分钟，优选40-60分钟。

所述的厌氧水解池的主要工艺参数为，水力停留时间8-10h，优选8.5-9h；溶解氧DO≤0.5mg/L，优选DO≤0.3mg/L；污泥浓度MLSS 1500-3000mg/L，优选2000-2500mg/L；混合液回流比100-300％，优选100-200％。

所述的活性污泥池内设有穿孔曝气管，用压缩空气进行曝气。

所述的活性污泥池的主要工艺参数为，pH 6.5-8.5，优选7.0-8.0；水力停留时间5-12h，优选6-10；污泥回流比50-150％，优选50-100％；DO＞3mg/L；MLSS＝5g/L；进水COD＜500g/L；COD容积负荷1.0-1.5KgCOD/m³.d，优选1.1-1.3KgCOD/m³.d。

所述的pH调节池的主要工艺参数为，pH值一般控制8.5-9.0，优选9.0(加碱量为0.08-0.12mg/L)；混合搅拌强度120-180rmp，优选150-160rmp；混合反应时间(pH调节池的停留时间)30-60分钟，优选30-40分钟。

当调节污水pH为9.0时，可以克服碳酸根和有机物对磷酸钙沉淀的影响。由于二沉池出水的pH值一般在8.0左右，因此需要加碱(NaOH)将pH调到适合磷酸钙晶体生长和沉淀的9.0。在调节池适宜的pH和充分混合条件下，污水中的磷酸盐和钙盐反应生成磷酸钙。

本发明所述的生物法与化学法相结合除磷的高钙污水的处理系统，由预处理池、厌氧水解池、活性污泥池、二沉池、pH调节池及沉降池依次连接而成。

其中，

所述的预处理池由混合反应池和预沉池依次连接而成。

所述的二沉池设有回流污泥排出口和剩余污泥排出口，污泥排出口与所述的厌氧水解池的进水口、活性污泥池的进水口连通，出水口与pH调节池连通。

所述的沉降池设有剩余污泥排出口。

本发明的有益效果在于：采用生化除磷与化学除磷相结合的工艺，可以保证污水处理系统除磷效果及工艺稳定性。充分利用污水中已有的高浓度Ca²⁺和碱度，根据磷酸钙的溶度积很小(2.0×10^-29)的特点，通过调节污水pH值，消除碳酸根、有机物对磷酸钙沉淀的影响，使污水中磷酸盐与Ca²⁺充分沉降，总磷(TP)从液相转入固相，使其最终出水可以达到国标GB18918-2002中规定的，石化行业污水总磷小于0.5mg/L的排放标准。与普通化学除磷相比，除磷效率高，所产生的渣量少。

附图说明

图1是本发明高钙污水处理方法工艺流程示意图；

图2是本发明高钙污水的处理系统各部分连接示意图。

图中：1、预处理池；2、厌氧水解池；3、活性污泥池；4、二沉池；5、pH调节池；6、沉降池；7、混合反应池；8、预沉池；9、厌氧水解池进水口；10、活性污泥池进水口；11、二沉池回流污泥排出口；12、二沉池剩余污泥排出口；13、沉降池剩余污泥排出口；14、回流污泥回流管道。

具体实施方式

实施例1

含钙(以CaCO₃计)5300mg/L、碱度(以CaCO₃计)450mg/L、TP(以P计)7.30mg/L的高钙污水(COD＜800mg/L，NH₃-N＜30mg/L)进入图1所示的处理流程，各个处理单元的主要工艺参数为：预处理单元絮凝反应时间10分钟，沉降时间40分钟；厌氧水解池水力停留时间8.5h，溶解氧DO≤0.3mg/L，污泥浓度MLSS 2000-2500mg/L，混合液回流比200％；活性污泥池pH 7.0-8.0，水力停留时间6h，污泥回流比100％，DO＞3mg/L，MLSS＝5g/L，进水COD＜500g/L，COD容积负荷≤1.5KgCOD/m³·d；pH调节池pH值9.0，混合搅拌强度150rmp，混合反应时间30分钟。二沉池出水TP 2.64mg/L。最终出水水质(沉降池出水)：TP 0.32mg/L(COD＜80mg/L，NH₃-N＜5mg/L)。

实施例2

含钙(以CaCO₃计)4870mg/L、碱度(以CaCO₃计)506mg/L、TP(以P计)6.87mg/L的高钙污水(COD＜800mg/L，NH₃-N＜30mg/L)进入图1所示的处理流程，各个处理单元的主要工艺参数为：预处理单元絮凝反应时间12分钟，沉降时间50分钟；厌氧水解池水力停留时间9h，溶解氧DO≤0.3mg/L，污泥浓度MLSS 2000-2500mg/L，混合液回流比300％；活性污泥池pH 7.0-8.0，水力停留时间8h，污泥回流比150％，DO＞3mg/L，MLSS＝5g/L，进水COD＜500g/L，COD容积负荷≤1.5KgCOD/m³·d；pH调节池pH值9.0，混合搅拌强度150rmp，混合反应时间35分钟。二沉池出水TP 3.56mg/L。最终出水水质：TP 0.30mg/L(COD＜80mg/L，NH₃-N＜5mg/L)。

实施例3

含钙(以CaCO₃计)6450mg/L、碱度(以CaCO₃计)423mg/L、TP(以P计)5.92mg/L的高钙污水(COD＜800mg/L，NH₃-N＜30mg/L)进入图1所示的处理流程，各个处理单元的主要工艺参数为：预处理单元絮凝反应时间15分钟，沉降时间60分钟；厌氧水解池水力停留时间9h，溶解氧DO≤0.3mg/L，污泥浓度MLSS 2000-2500mg/L，混合液回流比100％；活性污泥池pH 7.0-8.0，水力停留时间9h，污泥回流比50％，DO＞3mg/L，MLSS＝5g/L，进水COD＜500g/L，COD容积负荷≤1.5KgCOD/m³·d；pH调节池pH值9.0，混合搅拌强度160rmp，混合反应时间40分钟。二沉池出水TP 2.75mg/L。最终出水水质：TP 0.29mg/L(COD＜80mg/L，NH₃-N＜5mg/L)。

Claims

1.一种生物法与化学法相结合除磷的高钙污水处理方法，其特征在于，该方法所处理的高钙污水其主要组分含量及相关参数为，Ca²⁺3342-6768mg/L、TP 5.5-10.4mg/L、M-碱度371-539mg/L、pH值7.3-8.1、COD＜800mg/L、NH₃-N＜30mg/L；

该方法的工艺步骤如下：

第一步，预处理：高钙污水进入预处理池，投加高分子絮凝剂，去除部分钙离子并中和污水中的碱度，中和后污水呈中性，然后，出水进入厌氧水解单元；

第二步，厌氧水解：采用液下搅拌的方式使预处理池出水与二沉池回流污泥充分混合，经厌氧选择处理，污泥中磷被释放，出水进入活性污泥池；

第三步，活性污泥氧化分解：厌氧水解池出水进入活性污泥池，与二沉池回流污泥混合，氧化分解有机物，同时好氧污泥吸收水中的磷，随剩余污泥排放去除部分磷；

第四步，泥水分离：活性污泥池出水溢流进入二沉池，经泥水分离后，二沉池下部的浓缩污泥一部分回流到活性污泥池、一部分回流到厌氧水解池，剩余污泥送污泥处理装置，上清液溢流进入PH调节池；

第五步，调节pH值：二沉池上清液溢流进入pH调节池，调节PH值并充分混合，使污水中的磷酸盐和钙盐反应生成磷酸钙沉淀，出水进入沉降池；

2.根据权利要求1所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的预处理池包括混合反应池和预沉池，在混合反应池中投加的高分子絮凝剂为聚合硫酸铝铁，投加浓度50～150mg/L。

3.根据权利要求1所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的预处理池的主要工艺参数为，混合反应池的反应时间为5-30分钟，预沉池沉降时间为30-90分钟。

4.根据权利要求3所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的预处理池的主要工艺参数为，混合反应池的反应时间为10-15分钟，预沉池沉降时间为40-60分钟。

5.根据权利要求1所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的厌氧水解池的主要工艺参数为，水力停留时间8-10h，溶解氧DO≤0.5mg/L，污泥浓度MLSS 1500-3000mg/L，混合液回流比100-300％。

6.根据权利要求4所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的厌氧水解池的主要工艺参数为，水力停留时间8.5-9h，溶解氧DO≤0.3mg/L，污泥浓度MLSS 2000-2500mg/L，混合液回流比100-200％。

7.根据权利要求1所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的活性污泥池内设有穿孔曝气管，用压缩空气进行曝气。

8.根据权利要求1所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的活性污泥池的参数为，pH 6.5-8.5，水力停留时间5-12h，污泥回流比50-150％，DO＞3mg/L，MLSS＝5g/L，进水COD＜500g/L，COD容积负荷1.0-1.5KgCOD/m³.d。

9.根据权利要求5所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的活性污泥池的参数为，pH 7.0-8.0，水力停留时间6-10h，污泥回流比50-100％，DO＞3mg/L，MLSS＝5g/L，进水COD＜500g/L，COD容积负荷1.1-1.3KgCOD/m³.d。

10.根据权利要求1所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的pH调节池的参数为，加NaOH调高pH值，pH值8.5-9.0，混合搅拌强度120-180rmp，混合反应时间30-60分钟。

11.根据权利要求6所述的高钙污水的除磷方法，其特征在于，所述的pH调节池的参数为，加NaOH调高pH值，pH值9.0，混合搅拌强度150-160rmp，混合反应时间为30-40分钟。

12.一种生物法与化学法相结合除磷的高钙污水的处理系统，其特征在于，该系统由预处理池、厌氧水解池、活性污泥池、二沉池、pH调节池及沉降池依次连接而成；其中，

所述的预处理池由混合反应池和预沉池依次连接而成；

所述的二沉池设有回流污泥排出口和剩余污泥排出口，污泥排出口与所述的厌氧水解池的进水口、活性污泥池的进水口连通；

所述的沉降池设有剩余污泥排出口。