CN102603065A - 一种生活污水深度除磷脱氮的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活污水深度除磷脱氮的处理方法，包括硝化菌的首次培养并依次经过吸附、再生和洗涤三个阶段，其中吸附阶段是将生活污水连续注入装有生物滤池填料(2)的间歇式生物滤池反应器(1)中，控制水力停留时间1～2小时，直至出水中氮浓度连续2小时超过1mg/L时停止进水；再生阶段是排净间歇式生物滤池反应器(1)内的水，从间歇式生物滤池反应器(1)的底部鼓风；洗涤阶段是鼓风结束后向间歇式生物滤池反应器(1)内喷淋水，淋洗的水由淋洗液集水箱(6)收集，并在集水箱中进行反硝化脱氮处理。本发明处理后的水能满足景观用水或工业循环冷却用水的要求，能耗低、处理成本低，且同步实现脱氮除磷。
Description
一、技术领域
本发明涉及污水的处理方法，具体地说是一种生活污水深度除磷脱氮的处理方法。
二、技术背景
我国是世界13个水资源不足的国家之一，人均淡水资源占有量不到世界平均水平的1/4，且时空分布不均。在中国600多座城市中，约半数以上的城市存在不同程度的缺水，五分之一的城市严重缺水。同时，我国也是水资源浪费最严重的国家之一，污水回用率不足5％。因此，实现污水资源化，对保障城市安全供水具有重要的战略意义。然而，经济性和安全性是实现污水资源化利用的前提。虽然目前我城市生活污水处理率提高，并且基本实现了达标排放，但是其中的氮、磷浓度仍然高于地面二类水体标准20多倍，作为景观水利用存在引起水体腐化的问题，作为循环冷却水也会引起微生物滋生、腐蚀管路的问题。污水的资源化利用需要对生活污水进行深度脱氮除磷处理。
另外，随着水体富营养化越来越严重，各个流域对污水氮磷排放标准要求越来越严格。从这个角度来说也需要开发新的技术，对污水甚至景观水、河水进行脱氮除磷处理。
目前废水深度脱氮处理的方法中，最有效的方法是曝气生物滤池。其主要优点是：占地面积小，基建投资省；出水水质高；氧的传输效率高；抗冲击负荷能力强，耐低温；易挂膜，启动快。但是仍然存在如下缺点：
1、目前的曝气生物滤池填料基本不具有吸附功能，使曝气生物滤池填料具有吸附氮磷的功能，可以实现同步脱氮除磷；
2、目前的曝气生物滤池填料基本不具有开放孔隙，附着生物主要在颗粒外表面，附着生物量有限，如果使用具有开放孔隙的滤料，曝气生物滤池填料附着的生物量可以大幅度提高，可以提高硝化速率；
3、曝气生物滤池填料只能使水中的氨氮转变为硝酸盐氮，总氮去除率不高。
生活污水深度除磷主要采用化学方法，“加药-沉淀-过滤”是主要的工艺。一方面需要消耗沉淀磷的化学药剂，另一方面，磷的去除率一般都不高，还需要建设具有反冲洗功能的滤池。最大的问题，只能够除磷，而不能在除磷的同时同步脱氮。
三、发明内容
本发明是为了避免现有技术存在的不足之处，旨在提供一种生活污水深度除磷脱氮的处理方法，所要解决的技术问题是对生活污水同步除磷脱氮，并使处理后的生活污水的含氮量满足地面水体II类标准。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明生活污水深度除磷脱氮的处理方法，包括硝化菌的首次培养和依次经吸附、再生和洗涤三个阶段的运行周期，其特征在于：
所述硝化菌的首次培养是，取生活污水处理厂活性污泥，加入氯化铵使NH3-N浓度300-500mg/L，曝气1-2天得到驯化培养的污泥，将所述驯化培养的污泥加入到装有生物滤池填料2的间歇式生物滤池反应器1中，所述驯化培养的污泥的添加量为间歇式生物滤池反应器1体积的1/100-1/1000，用含NH3-N 50～500mg/L的水充满间歇式生物滤池反应器1，曝气1-2天使硝化菌在生物滤池填料2表面挂膜，然后继续进含NH3-N 50～500mg/L的水，水力停留时间3小时，按照气-水体积比3∶1的比例曝气培养10天使生物滤池填料2接种上硝化菌并形成稳定的硝化菌生物膜；
本发明间歇式生物滤池反应器首次运行的时候需要对生物滤池填料按上述方法进行硝化菌的培养，后续运行时只要依次按照下述吸附、再生和洗涤的运行周期处理即可。
所述吸附阶段是将生活污水连续注入装有接种硝化菌后的生物滤池填料2的间歇式生物滤池反应器1中，控制水力停留时间1～2小时，直至出水中氮浓度连续2小时超过1mg/L时停止进水；
所述再生阶段是排净间歇式生物滤池反应器1内的水，启动鼓风机8从间歇式生物滤池反应器1的底部鼓风10～24小时，滤料表面的微生物把沸石吸附的氨氮转化为硝酸盐氮，完成沸石的生物再生；
所述洗涤阶段是鼓风结束后从间歇式生物滤池反应器1的顶部向下喷淋水洗涤生物滤池填料2，淋洗水用量为间歇式生物滤池反应器1体积的1～2倍，淋洗的水收集后进行反硝化脱氮处理。
所述生物滤池填料是以沸石粉料为主料、以水泥为胶结材料混合并造粒后制备得到的填料，其中沸石粉料与水泥的质量比为1∶2-5∶1，所述生物滤池填料的粒径为1-10mm。
与已有技术相比，本发明水处理方法的有益效果体现在：
1、本发明使用的填料具有吸附氨氮和磷的功能，可以通过吸附作用同步吸附去除水中微量的氨氮和磷，并且吸附氨氮的持续时间可达到3-10天，周期长。吸附除磷的持续时间可以达到半年以上。
2、本发明使用的填料具有大量开放孔隙存在，孔径0.01-0.1毫米，微生物可以深入颗粒内部空隙，微生物负载量大，可以提高硝化的效率。
3、本发明吸附、再生、洗涤间歇运行。吸附阶段不用曝气，再生阶段滤池的水排空，无静水压力，鼓风气体阻力小。与现有的曝气生物滤池相比，大幅度降低能耗。
4、本发明再生阶段产生的硝酸盐，通过淋洗单独排放到储池中进行反硝化脱氮处理。与现有的曝气生物滤池相比，大幅度降低处理出水的总氮。
四、附图说明
图1是本发明方法使用的间歇式曝气生物滤池的结构示意图。其中1间歇式生物滤池反应器，2生物滤池填料，3进水箱，4进水泵，5淋洗喷头，6淋洗液集水箱，7出水管，8鼓风机。
图2本发明吸附阶段进水、出水氨氮浓度以及氨氮去除率随时间变化曲线。
五、具体实施方式
下面结合图1，本发明非限定实施例如下：
1、生物滤池填料的制备
将天然沸石矿石破碎过筛得到粒径0.07-0.5mm的沸石粉料，将沸石粉料和水泥按照质量比4∶1的比例混合并搅拌均匀得混合料，向混合料中加入混合料质量20-40％的水造粒成型得到粒径2-4mm的球状颗粒，保持潮湿状态(湿度＞90％)静置48小时，然后浸没在水中养护30天，并用水洗涤至pH值小于9.0得到生物滤池填料；
2、装柱
将制备的生物滤池填料装填滤柱，滤柱高2000mm，直径150mm，填料有效高度1500mm；
3、吸附、再生和洗涤的间歇式循环处理
通过进水泵4将进水箱3内的生活污水注入装有生物滤池填料2的间歇式生物滤池反应器1中，直至出水管7中出水氮浓度连续2小时超过1mg/L时停止进水；排净间歇式生物滤池反应器1内的生活污水，启动鼓风机8从间歇式生物滤池反应器1的底部鼓风10-24小时，滤料表面的微生物把沸石吸附的氨氮转化为硝酸盐氮，完成沸石的生物再生；鼓风结束后通过淋洗喷头5向间歇式生物滤池反应器1内喷淋水10min，淋洗的水由淋洗液集水箱6收集，此时可进行下一个循环处理过程。
循环处理过程中的微生物培养是经上述的吸附、再生过程进行操作，但是本循环处理过程首次运行时需要对微生物进行培养，与上述过程有些不同，是按照以下方法操作：
所述硝化菌的首次培养是取合肥市王小郢污水处理厂的活性污泥，加入氯化铵使NH3-N浓度300-500mg/L，曝气1-2天得到驯化培养的污泥，将所述驯化培养的污泥加入到装有生物滤池填料2的间歇式生物滤池反应器1中，所述驯化培养的污泥的添加量为间歇式生物滤池反应器1体积的1/1000，用含NH3-N 50～500mg/L的水充满间歇式生物滤池反应器1，曝气1-2天使硝化菌在生物滤池填料2表面挂膜，然后继续进含NH3-N 50～500mg/L的水，水力停留时间3小时，按照气-水体积比3∶1的比例曝气培养10天使生物滤池填料2接种上硝化菌；
淋洗液集水箱6收集到的淋洗水随后进行反硝化脱氮处理，主要按照以下方法操作：
淋洗液集水箱6中悬挂填料作为反硝化菌的载体，向淋洗液集水箱6加入易被反硝化菌利用的有机物，如乙醇、葡萄糖等，加入有机物的质量为集水箱中硝酸盐质量的2～3倍，反硝化菌以有机物为电子供体，还原硝酸盐为氮气。每个间歇运行周期(即运行一次吸附、再生和洗涤过程)排水一次，排出集水箱中的水。
本实施例中生活污水的进水氨氮含量和出水氨氮含量以及氮的去除率随时间的变化曲线见图2。从图2中可以看出，在进水氨氮浓度小于12mg/L的情况下，吸附运行在5天内出水氨氮浓度小于1mg/L，氨氮去除率大于90％。
Claims (2)
1.一种生活污水深度除磷脱氮的处理方法，包括硝化菌的首次培养并依次经吸附、再生和洗涤三个阶段的运行周期，其特征在于：
所述硝化菌的首次培养是，取生活污水处理厂活性污泥，加入氯化铵使NH3-N浓度300-500mg/L，曝气1-2天得到驯化培养的污泥，将所述驯化培养的污泥加入到装有生物滤池填料(2)的间歇式生物滤池反应器(1)中，所述驯化培养的污泥的添加量为间歇式生物滤池反应器(1)体积的1/100-1/1000，用含NH3-N 50～500mg/L的水充满间歇式生物滤池反应器(1)，曝气1-2天使硝化菌在生物滤池填料(2)表面挂膜，然后继续进含NH3-N 50～500mg/L的水，水力停留时间3小时，按照气-水体积比3∶1的比例曝气培养10天使生物滤池填料(2)接种上硝化菌；
所述吸附阶段是将生活污水连续注入装有接种硝化菌后的生物滤池填料(2)的间歇式生物滤池反应器(1)中，控制水力停留时间1～2小时，直至出水中氮浓度连续2小时超过1mg/L时停止进水；
所述再生阶段是排净间歇式生物滤池反应器(1)内的水，启动鼓风机(8)从间歇式生物滤池反应器(1)的底部鼓风10～24小时；
所述洗涤阶段是鼓风结束后从间歇式生物滤池反应器(1)的顶部向下喷淋水淋洗生物滤池填料(2)，淋洗水用量为间歇式生物滤池反应器(1)体积的1～2倍，淋洗的水收集后进行反硝化脱氮处理。
2.根据权利要求1所述的生活污水深度除磷脱氮的处理方法，其特征在于：
所述生物滤池填料是以沸石粉料为主料、以水泥为胶结材料混合并造粒后制备得到的填料，其中沸石粉料与水泥的质量比为1∶2-5∶1，所述生物滤池填料的粒径为1-10mm。
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