CN108675548B - 生活污水处理工艺及处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种生活污水处理工艺及处理系统。本发明的生活污水处理工艺，包括以下步骤：(a)在生活污水中加入混凝剂，然后进入磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液；(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池的预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵，得到发酵液；所述发酵液进入磷回收装置中进行磷肥回收，得到磷肥和第二上清液；(c)步骤(a)得到的第一上清液和/或步骤(b)得到的第二上清液进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，得到处理回收的净化水。本发明具有较高的脱氮除磷能力，并实现磷资源的有效回收，工艺简单，能耗低，易于实施，处理效果佳。

Description

生活污水处理工艺及处理系统

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体而言，涉及一种生活污水处理工艺及处理系统。

背景技术

随着我国社会经济和城市化的快速发展，一方面用水量不断增加，水资源日益紧缺，另一方面，污水排放量日益增多，对环境污染日益严重，从而污水处理问题也日益受到社会的高度重视。

磷是重要的难以再生的非金属矿资源，在我国日益发展的工业当中具有重要的经济价值；然而目前普遍存在着陆地磷矿产资源日益匮乏与水环境中磷含量过高导致水体富营养化这一矛盾。当前，氮、磷等营养元素随着污水排放所引起的水体富营养化现象日益加重，这也成为当前主要的环境问题之一，严重制约了社会和经济的可持续发展。而在污水处理过程中，由于磷元素具有单向流动的特点，不能直接被分解消耗，大部分的磷只能以必要元素的形式储存于生物体中，最终以剩余污泥的形式进行排放，使得生活中相当一大部分磷资源无法进行回用。

污水中的磷的回收和再循环利用成为污水处理的研究重点。因而，通过有效的方法，使磷从污泥中释放出来并以一定的形式加以回收，对于减轻水体富营养化程度，改善城市水环境质量，减轻污泥处置的二次污染，促进磷资源的可持续利用等均具有重要意义。然而，目前的生活污水处理过程中的除磷技术以及对污水中磷与有机物的回收工艺存在操作繁琐、运行成本高、能耗大、除磷效率不高，以及磷的回收率不高的问题。

另外，由于新的排放标准要求污水处理厂须完成对碳、氮、磷的同时高效去除，因而其选用的处理工艺应同时具备脱碳和除磷功能。然而目前的污水处理工艺在实际应用中经常出现脱氮和除磷效果不能同时达到最佳的现象，即脱氮效果好时除磷效果较差，而除磷效果好时，则脱氮效果不佳。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种生活污水处理工艺，该工艺具有较高的脱氮除磷能力，能够同时实现低能耗下的脱氮、除磷，并有效回收磷资源，运行成本低，工艺简单，易于实施，处理效果佳。

本发明的第二目的在于提供一种生活污水处理系统，具有较高的脱氮除磷能力，并实现磷资源的有效回收，设备简单，运行稳定可靠，能耗低，降低了污水处理的运行成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种生活污水处理工艺，包括以下步骤：

(a)在生活污水中加入混凝剂，然后进入磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液；

(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池的预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵，得到发酵液；

所述发酵液进入磷回收装置中进行磷肥回收，得到磷肥和第二上清液；

(c)步骤(a)得到的第一上清液和/或步骤(b)得到的第二上清液进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，得到处理回收的净化水。

作为进一步优选技术方案，所述混凝剂包括铁系混凝剂、铝系混凝剂、高分子系混凝剂以及钙化合物中的至少一种，优选为铁系混凝剂；

混凝剂的加入量为10～40mg/L。

作为进一步优选技术方案，所述混凝剂通过水射器加入到输送生活污水的管路中。

作为进一步优选技术方案，磷分离反应池中的水力停留时间为20～30min。

作为进一步优选技术方案，调节池中的调节剂采用EDTA或EDTA盐，EDTA或EDTA盐的投加量为80～150mg/L；

调节池中的水力停留时间为10～15min。

作为进一步优选技术方案，厌氧发酵反应器中设有搅拌装置，搅拌的转速为40～80rad/min；

厌氧发酵反应器中的污泥停留时间为8～12天；

优选地，采用鸟粪石法将厌氧发酵反应器中得到的发酵液在磷回收装置中进行磷肥回收。

作为进一步优选技术方案，微氧脱氮反应器采用鼓风曝气，溶解氧的浓度为0.2～0.5mg/L；

微氧脱氮反应器中设有膜组件，膜组件包括PVDF中空纤维膜，膜组件的孔径为0.1～0.4μm。

作为进一步优选技术方案，在加入混凝剂之前还包括对生活污水进行预处理的步骤；

优选地，还包括对微氧脱氮反应器的出水进行后处理的步骤，以得到处理回收的净化水。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种生活污水处理系统，包括：

具有进水口、第一出口和第二出口的磷分离反应池；

与磷分离反应池的第一出口连接的调节池；

与调节池的出口连接的厌氧发酵反应器；

与厌氧发酵反应器的出口连接的磷回收装置；

与磷回收装置的出口和/或磷分离反应池的第二出口连接的微氧脱氮反应器；以及，

与磷分离反应池的进水口的连接管路相连接的混凝剂投加装置。

作为进一步优选技术方案，还包括预处理装置，所述预处理装置包括格栅、筛网、毛发聚集器、沉砂池、初沉池、调节池、离子交换设备、吸附设备、气浮设备、水解酸化设备、催化氧化设备、电解设备和微波设备中的至少一种；

优选地，还包括后处理装置，所述后处理装置包括氯化消毒设备、紫外线消毒设备、臭氧设备、曝气生物滤池、人工湿地、吸附设备、活性炭设备、离子交换设备、超滤设备、纳滤设备、反渗透设备、电渗析设备和电除盐设置中的至少一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的生活污水处理工艺，在污水中加入混凝剂，依据混凝(或絮凝)原理，去除生活污水中的部分有机物和磷酸盐，并通过磷分离反应池、调节池、厌氧发酵反应器、磷回收装置和微氧脱氮反应器等的设置，实现高效率、低能耗的脱氮、除磷，除磷率高达95％以上，同时脱氮率也可达到84％以上，而且还回收了污水中磷资源，磷的回收率可达85％以上。

2、采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的部分有机物，降低微氧脱氮反应器的进水有机负荷。

采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的大颗粒有机物，可避免堵塞微氧脱氮反应器中的膜组件，缓解膜污染。

采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的磷酸盐，在生物处理单元进行除磷，既可以减少聚磷菌与硝化菌之间对碳源的竞争，又可以减少或避免外加碳源，降低污水处理的成本。

3、与传统污水处理工艺相比，本发明采用微氧脱氮技术进行生物脱氮可降低对氧气的需求，降低能耗。

4、本发明工艺流程简单，易于实施，稳定性高，操作工艺条件可控，处理成本低，能够同时满足脱氮和除磷效果佳的需求，并能回收优质的磷资源，资源与能源回收率高，绿色经济，能耗低，为资源利用和绿色经济的发展提供强有力的支撑，易于大规模推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施方式提供的生活污水处理工艺流程示意图；

图2为本发明一种实施方式提供的生活污水处理系统结构示意图；

图3为经本发明实施例1提供的生活污水工艺处理后水中SCOD、挥发酸和磷酸盐的变化示意图。

图标：1－预处理装置；2－提升泵；3－混凝剂投加装置；4－磷分离反应池；5－调节池；6－厌氧发酵反应器；7－磷回收装置；8－水泵；9－微氧脱氮反应器；10－出水泵；11－后处理装置；12－搅拌装置；13－鼓风机；14－气体流量计；15－搅拌器；16－在线pH/OPR计；17－在线DO检测仪；18－膜组件。

具体实施方式

下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。

第一方面，在至少一个实施例中提供一种生活污水处理工艺，包括以下步骤：

(a)在生活污水中加入混凝剂，然后进入磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液；

(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池的预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵，得到发酵液；

所述发酵液进入磷回收装置中进行磷肥回收，得到磷肥和第二上清液；

(c)步骤(a)得到的第一上清液和/或步骤(b)得到的第二上清液进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，得到处理回收的净化水。

本发明采用混凝剂与溶解性磷结合与污水分离，剩余的氨氮和有机物通过微氧脱氮反应器(微氧膜生物反应器)进行脱氮。絮凝产生的初沉污泥进行厌氧发酵回收生物气，并释放磷酸盐；并且在厌氧发酵之前进行预调节以强化释放磷酸盐的能力。进一步地讲，本发明的工艺包括磷的分步回收和氮的分步去除，其中，磷的分步回收主要包括以下三步：第一步，生活污水中的磷酸盐与混凝剂发生沉淀，以初沉污泥的形式去除；第二步，含磷初沉污泥经调节池预处理和厌氧发酵作用，使磷酸盐释放到发酵液中；第三步，释放的磷酸盐回收磷肥过程，优选通过鸟粪石法回收磷肥。

氮的分步去除过程则包括：(1)絮凝沉淀去除生活污水中的颗粒有机氮，被去除的颗粒有机氮在厌氧发酵反应器进行水解酸化转化为氨氮，部分氨氮经过磷回收装置得以去除，剩余的氨氮则继续进入微氧脱氮反应器进行生物脱氮；(2)絮凝沉淀过程中未去除的小分子有机氮和氨氮直接进入微氧脱氮反应器进行生物脱氮。

这样，通过上述工艺实现较高的脱氮除磷能力，并实现磷资源的有效回收，除磷率高达95％以上，同时脱氮率也可达到84％以上，磷的回收率可达85％以上，能够同时满足脱氮和除磷效果佳的需求，并能回收优质的磷资源，资源与能源回收率高，绿色经济，不仅效率高而且能耗低，运行稳定可靠。

本发明采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的部分有机物，降低微氧脱氮反应器的进水有机负荷。

采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的大颗粒有机物，可避免堵塞微氧脱氮反应器中的膜组件，缓解膜污染。

采用絮凝磷回收技术能够去除生活污水中的磷酸盐，在生物处理单元进行除磷，既可以减少聚磷菌与硝化菌之间对碳源的竞争，又可以减少或避免外加碳源，降低污水处理的成本。

与传统污水处理工艺相比，本发明采用微氧脱氮技术进行生物脱氮可降低对氧气的需求，降低能耗。

可以理解的是，上述“步骤(a)得到的第一上清液和/或步骤(b)得到的第二上清液进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮”代表的是，可以是第一上清液进入微氧脱氮反应器中，可以是第二上清液进入微氧脱氮反应器中，或者也可以是第一上清液和第二上清液一起进入微氧脱氮反应器中。

在一种优选的实施方式中，所述混凝剂包括铁系混凝剂、铝系混凝剂、高分子系混凝剂以及钙化合物中的至少一种，优选为铁系混凝剂；

混凝剂的加入量为10～40mg/L。

本发明中，对于混凝剂的具体类型没有特殊限制，采用本领域中常用的无机混凝剂或有机混凝剂即可。所述混凝剂包括但不限于铁系混凝剂、铝系混凝剂、高分子系混凝剂以及钙化合物中的一种或多种的混合物。

其中，铁系混凝剂例如可以为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、硫酸亚铁、氯化亚铁、氢氧化铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁和聚合硅酸铁中的任意一种或多种。

铝系混凝剂例如可以为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、硫酸铝、氢氧化铝、聚合氯化铝和聚合硫酸铝中的任意一种或多种。

高分子系混凝剂例如可以为双氰胺－甲醛缩聚物、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸盐、聚氧化乙烯、壳聚糖和羧甲基纤维素钠中的任意一种或多种。钙化合物例如可以为氯化钙、氧化钙、氢氧化钙和硝酸钙中的任意一种或多种。

本发明中的混凝剂优选采用铁系混凝剂，例如氯化铁或聚合氯化铁。铁系混凝剂具有形成的絮体密实、沉降速度快，同时市场供应量大，产品稳定性好，可有效降低成本等特点。

需要说明的是，本发明对于上述铁系混凝剂等的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员所熟知的各原料即可；如可以采用其市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备方法自行制备。

本发明中，混凝剂的加入量典型但非限制性的可以为10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L、30mg/L或40mg/L。

在一种优选的实施方式中，所述混凝剂通过水射器加入到输送生活污水的管路中。

生活污水通过管路输送至磷分离反应池中，在该输送管路中投加混凝剂。本发明中，对于混凝剂的具体投加方式没有特殊限制，采用本领域中常用的投加装置进行投加即可，例如可以通过水射器将混凝剂加入到输送生活污水的管路中。

在一种优选的实施方式中，磷分离反应池中的水力停留时间为20～30min。典型但非限制性的，磷分离反应池中的水力停留时间可以为20min、22min、24min、25min、26min、28min或30min。在该水力停留时间范围内有利于提高沉淀的沉降性能，增强混凝剂的反应效果，提高磷酸盐和有机物等的去除效果。

在一种优选的实施方式中，调节池中的调节剂采用EDTA或EDTA盐，EDTA或EDTA盐的投加量为80～150mg/L；

调节池中的水力停留时间为10～15min。

在污泥进入厌氧发酵反应池之前增加调节池，并采用EDTA或EDTA盐作为调节剂，可强化释放磷酸盐的能力，提高磷的去除率以及磷资源的回收率。典型但非限制性的，EDTA或EDTA盐的投加量为80mg/L、90mg/L、100mg/L、110mg/L、120mg/L、130mg/L、140mg/L或150mg/L；调节池中的水力停留时间为10min、11min、12min、13min、14min或15min。上述调节剂的添加量不易过多或过少，添加量过少时，反应比较慢且处理不完全，而添加量过多时，则会增加有机物含量又增加处理成本，还影响后续处理效果。

在一种优选的实施方式中，厌氧发酵反应器中设有搅拌装置，搅拌的转速为40～80rad/min；

厌氧发酵反应器中的污泥停留时间为8～12天；

优选地，采用鸟粪石法将厌氧发酵反应器中得到的发酵液在磷回收装置中进行磷肥回收。

本发明对于厌氧发酵反应器的具体结构形式没有特殊的限制，只要能够使污泥进行厌氧发酵即可；同时，对于磷回收装置的具体结构形式也没有特殊的限制，例如，厌氧发酵反应器和磷回收装置中均可设置搅拌装置，并在磷回收装置中加入鸟粪石(MAP：MgNH₄PO₄·6H₂O)；在污水处理中，采用鸟粪石形式回收除磷技术是本领域所熟知的，本发明在此不再赘述。

典型但非限制性的，厌氧发酵反应器的搅拌转速可以为40rad/min、50rad/min、60rad/min、70rad/min或80rad/min；污泥停留时间可以为8天、9天、10天、11天或12天。

在一种优选的实施方式中，微氧脱氮反应器采用鼓风曝气，溶解氧的浓度为0.2～0.5mg/L；

微氧脱氮反应器中设有膜组件，膜组件包括PVDF中空纤维膜，膜组件的孔径为0.1～0.4μm。

本发明对于微氧脱氮反应器的具体结构形式也没有特殊限制，例如可以在微氧脱氮反应中设置膜组件，并通过鼓风机向反应器中曝气；典型但非限制性的，微氧脱氮反应器中溶解氧的浓度可以为0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L或0.5mg/L；微氧脱氮反应器中污泥停留时间为120天～180天，例如可以为120天、130天、140天、150天、160天、170天或180天。

需要说明的是，微氧脱氮反应器中的膜组件可以为中空纤维膜或平板膜，膜组件的材料可以为PVDF、PE、PVC或陶瓷，膜组件的孔径大小可以为微滤或超滤。

在一种优选的实施方式中，在加入混凝剂之前还包括对生活污水进行预处理的步骤；

优选地，还包括对微氧脱氮反应器的出水进行后处理的步骤，以得到处理回收的净化水。

其中，所述的预处理包括对于生活污水进行初步的过滤，以去除较大的漂浮物和悬浮物；所述的后处理包括对于微氧脱氮反应器的出水进行消毒，以便于后续的回收利用。

图1为本发明一种实施方式提供的生活污水处理工艺流程示意图，如图1所示，本发明的一种优选实施方式中，生活污水处理工艺包括以下步骤：

(a)生活污水经过预处理装置如格栅去除较大的悬浮物和漂浮物后，通过提升泵将污水提升至磷分离反应池，且污水在进入磷分离反应池之前通过水射器将混凝剂如铁系混凝剂或铝系混凝剂加入到管路中，在磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液，其中，混凝剂的加入量为10～40mg/L，磷分离反应池中的水力停留时间为20～30min；

(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池中的EDTA或EDTA盐预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵产酸产甲烷反应，厌氧发酵产生的生物气体收集后作为能源使用，厌氧发酵得到的发酵液则进入磷回收装置，在磷回收装置中采用鸟粪石法进行处理，回收得到磷肥和第二上清液，其中，EDTA或EDTA盐的投加量为80～150mg/L，调节池中的水力停留时间为10～15min，厌氧发酵反应器中的搅拌转速为40～80rad/min，厌氧发酵反应器中的污泥停留时间为8～12天；

(c)步骤(a)得到的第一上清液经沉淀去除污水中的小颗粒悬浮物和磷酸盐等无机物后，通过重力流进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，且步骤(b)得到的第二上清液通过水泵进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，在微氧脱氮反应器中去除有机碳和氮后，污水经过后处理如消毒处理后排入水体。

上述污水处理工艺采用絮凝磷回收技术进行前处理，不仅降低了后续微氧脱氮反应器的有机负荷，而且降低了除磷菌和反硝化菌对碳源的竞争；而采用微氧脱氮进行生物脱氮则有效降低了硝化所需的氧气量。总之，本发明能够实现低能耗、高效率的脱氮、除磷，并回收挥发酸和磷肥，操作简单，具有显著的经济效益和环境效益。

第二方面，在至少一个实施例中提供一种生活污水处理系统，包括：

具有进水口、第一出口和第二出口的磷分离反应池；

与磷分离反应池的第一出口连接的调节池；

与调节池的出口连接的厌氧发酵反应器；

与厌氧发酵反应器的出口连接的磷回收装置；

与磷回收装置的出口和/或磷分离反应池的第二出口连接的微氧脱氮反应器；以及，

与磷分离反应池的进水口的连接管路相连接的混凝剂投加装置。其中的混凝剂投加装置包括水射器。

在一种优选的实施方式中，还包括预处理装置，这里的预处理装置指的是，生活污水在投加混凝剂之前对其进行预处理的装置；所述预处理装置包括但不限于格栅、筛网、毛发聚集器、沉砂池、初沉池、调节池、离子交换设备、吸附设备、气浮设备、水解酸化设备、催化氧化设备、电解设备和微波设备中的一种或两种以上的组合，预处理装置的作用是用于去除污水中的大块漂浮物、悬浮物、油脂、泥砂、长纤维物质等。

优选地，还包括后处理装置，这里的后处理装置指的是，可以对出微氧脱氮反应器的水进行进一步处理的装置；所述后处理装置包括但不限于氯化消毒设备、紫外线消毒设备、臭氧设备、曝气生物滤池、人工湿地、吸附设备、活性炭设备、离子交换设备、超滤设备、纳滤设备、反渗透设备、电渗析设备和电除盐设置中的一种或两种以上的组合，后处理装置的作用是用以对微氧脱氮反应器的出水进行进一步的消毒、脱色，或进一步去除仍有残留的有机物和无机盐等。

可以理解的是，本发明的生活污水处理系统还可以包括各个装置之间的连接管路上的输送泵，以及其他辅助设备。

需要说明的是，该生活污水处理系统与前述生活污水处理工艺是基于同一发明构思的，该生活污水处理系统具有前述生活污水处理工艺的所有效果，在此不再赘述。

图2为本发明一种实施方式提供的生活污水处理系统结构示意图，如图2所示，本发明的一种优选实施方式中，生活污水处理系统包括：预处理装置1、提升泵2、混凝剂投加装置3、磷分离反应池4、调节池5、厌氧发酵反应器6、磷回收装置7、水泵8、微氧脱氮反应器9、出水泵10和后处理装置11；

其中，预处理装置1的出口与提升泵2连接，提升泵2与磷分离反应池4的进水口连接，且提升泵2与磷分离反应池4之间的连接管路与混凝剂投加装置3连接；

磷分离反应池4的第一出口与调节池5的进口连接，调节池5的出口与厌氧发酵反应器6的进口连接，厌氧发酵反应器6的出口与磷回收装置7的进口连接，且厌氧发酵反应器6和磷回收装置7中均设有搅拌装置12；

磷回收装置7的出口与水泵8连接，水泵8以及磷分离反应池4的第二出口与微氧脱氮反应器9的进口连接，微氧脱氮反应器9的出口与出水泵10连接，出水泵10与后处理装置11的进口连接；其中的微氧脱氮反应器9与鼓风机13管路连接，且该连接管路上设有气体流量计14，微氧脱氮反应器9还分别与搅拌器15、在线pH/OPR计16和在线DO检测仪17连接，微氧脱氮反应器9内设有膜组件18。

下面结合具体实施例、对比例，对本发明作进一步说明。

实施例1

一种生活污水处理工艺，包括以下步骤：

(a)生活污水经过预处理装置去除较大的悬浮物和漂浮物后，通过提升泵将污水提升至磷分离反应池，且污水在进入磷分离反应池之前通过水射器将混凝剂氯化铁加入到管路中，在磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液，其中，混凝剂的加入量为20mg/L，磷分离反应池中的水力停留时间(HRT)为20min；

(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池中的EDTA预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵产酸产甲烷反应，厌氧发酵产生的生物气体收集后作为能源使用，厌氧发酵得到的发酵液则进入磷回收装置，在磷回收装置中采用鸟粪石法进行处理，回收得到磷肥和第二上清液，其中，EDTA的投加量为100mg/L，调节池中的水力停留时间为10min，厌氧发酵反应器中的搅拌转速为50rad/min，厌氧发酵反应器中的污泥停留时间(SRT)为10天；

(c)步骤(a)得到的第一上清液经沉淀去除污水中的小颗粒悬浮物和磷酸盐等无机物后，通过重力流进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，且步骤(b)得到的第二上清液通过水泵进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，在微氧脱氮反应器中去除有机碳和氮后，污水经消毒处理后排入水体，其中，微氧脱氮反应器采用鼓风曝气，溶解氧(DO)浓度控制在0.2mg/L，污泥停留时间(SRT)为150天，膜组件为PVDF中空纤维膜，膜孔径为0.2μm。

实施例2

一种生活污水处理工艺，与实施例1不同的是：

本实施例中，混凝剂采用聚合氯化铁，混凝剂的加入量为25mg/L，磷分离反应池中的水力停留时间(HRT)为30min；

EDTA的投加量为80mg/L，调节池中的水力停留时间为15min，厌氧发酵反应器中的搅拌转速为50rad/min，厌氧发酵反应器中的污泥停留时间(SRT)为10天；

其余均与实施例1相同。

实施例3

一种生活污水处理工艺，与实施例1不同的是：

本实施例中，混凝剂采用氯化铁和聚合硫酸铝的混合物，混凝剂的加入量为30mg/L，磷分离反应池中的水力停留时间(HRT)为25min；

调节剂为EDTA盐，EDTA盐的投加量为150mg/L，调节池中的水力停留时间为12min，厌氧发酵反应器中的搅拌转速为80rad/min，厌氧发酵反应器中的污泥停留时间(SRT)为12天；

微氧脱氮反应器中溶解氧(DO)浓度控制在0.5mg/L；

其余均与实施例1相同。

对比例1

一种生活污水处理工艺，与实施例1不同的是：

本对比例中，省略掉调节池，即从磷分离反应池中出来的污泥直接进入厌氧发酵反应器中；

其余均与实施例1相同。

对比例2

一种生活污水处理工艺，与实施例1不同的是：

本对比例中，将微氧脱氮反应器替换为普通的好氧生物反应池，或厌氧－好氧反应池；

其余均与实施例1相同。

实验效果

上述各实施例和对比例中的生活污水取自污水处理厂进水，其性质如表1所示。

表1实施例和对比例所用生活污水性质

指标	数值
		总化学需氧量(TCOD)(mg/L)	374±54
可溶性化学需氧量(SCOD)(mg/L)	156±30
		氨氮(NH<sub>4</sub><sup>+</sup>－N)(mg/L)	28.7±0.5
总氮(TN)(mg/L)	52.1±3
		磷酸盐(PO<sub>4</sub><sup>3－</sup>－P)(mg/L)	6.2±0.2
总磷(TP)(mg/L)	8.5±0.2
		总碱度(TA)(mgCaCO<sub>3</sub>/L)	187.5±2.0
pH	7.02±0.05

图3为经本发明实施例1提供的生活污水工艺处理后水中SCOD、挥发酸和磷酸盐的变化示意图，如图3所示，本发明的实施例1中，经过10天的厌氧连续发酵后，SCOD平均出水浓度为3720mg/L，挥发酸出水平均浓度为2950mg/L，磷酸盐平均浓度为25.2mg/L；由此说明本发明的工艺具有较强的厌氧产酸释磷能力。

经各实施例和对比例的处理工艺处理后的效果即出水指标(性质)，如表2所示。

表2各实施例和对比例处理后的出水性质

由表2可以看出，上述工艺中磷酸盐主要通过化学除磷从磷分离反应器中去除；总氮TN则主要由微氧脱氮反应器中通过生物法去除。同时，由表2也可以计算出，实施例1中的SCOD、TN和TP的去除率分别为83.1％、84.6％和95.3％；实施例2中的SCOD、TN和TP的去除率分别为82.9％、83.9％和94.1％；实施例3中的SCOD、TN和TP的去除率分别为83.7％、87.3％和96.5％。而对比例1中，SCOD、TN和TP的去除率分别为82.8％、82.7％和72.9％；对比例2中的SCOD、TN和TP的去除率分别为81.7％、79.3％和91.8％。

此外，由以上也可以看出，本发明的处理工艺磷的回收率可达85％以上，氧气消耗量可降低30％－50％。因此，本发明通过采用混凝剂与溶解性磷结合与污水分离，剩余的氨氮和有机物通过微氧膜生物反应器进行脱氮的处理工艺，能够同时满足脱氮和除磷效果佳的需求，并能回收优质的磷资源，资源与能源回收率高，且运行成本低，能耗低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种生活污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(a)在生活污水中加入混凝剂，然后进入磷分离反应池中进行泥水分离，得到污泥和第一上清液；

(b)步骤(a)得到的污泥经过调节池的预处理后，进入厌氧发酵反应器中进行厌氧发酵，得到发酵液；

所述发酵液进入磷回收装置中进行磷肥回收，得到磷肥和第二上清液；

(c)步骤(a)得到的第一上清液和/或步骤(b)得到的第二上清液进入微氧脱氮反应器中进行生物脱氮，得到处理回收的净化水；

采用鸟粪石法将厌氧发酵反应器中得到的发酵液在磷回收装置中进行磷肥回收；

调节池中的调节剂采用EDTA或EDTA盐。

2.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，所述混凝剂包括铁系混凝剂、铝系混凝剂、高分子系混凝剂以及钙化合物中的至少一种；

混凝剂的加入量为10～40mg/L。

3.根据权利要求2所述的生活污水处理工艺，其特征在于，所述混凝剂为铁系混凝剂。

4.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，所述混凝剂通过水射器加入到输送生活污水的管路中。

5.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，磷分离反应池中的水力停留时间为20～30min。

6.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，EDTA或EDTA盐的投加量为80～150mg/L；

调节池中的水力停留时间为10～15min。

7.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，厌氧发酵反应器中设有搅拌装置，搅拌的转速为40～80rad/min；

厌氧发酵反应器中的污泥停留时间为8～12天。

8.根据权利要求1所述的生活污水处理工艺，其特征在于，微氧脱氮反应器采用鼓风曝气，溶解氧的浓度为0.2～0.5mg/L；

微氧脱氮反应器中设有膜组件，膜组件包括PVDF中空纤维膜，膜组件的孔径为0.1～0.4μm。

9.根据权利要求1～8任一项所述的生活污水处理工艺，其特征在于，在加入混凝剂之前还包括对生活污水进行预处理的步骤。

10.根据权利要求9所述的生活污水处理工艺，其特征在于，还包括对微氧脱氮反应器的出水进行后处理的步骤，以得到处理回收的净化水。

11.一种生活污水处理系统，其特征在于，包括：

具有进水口、第一出口和第二出口的磷分离反应池；

与磷分离反应池的第一出口连接的调节池；

与调节池的出口连接的厌氧发酵反应器；

与厌氧发酵反应器的出口连接的磷回收装置；

与磷回收装置的出口和/或磷分离反应池的第二出口连接的微氧脱氮反应器；以及，

与磷分离反应池的进水口的连接管路相连接的混凝剂投加装置。

12.根据权利要求11所述的生活污水处理系统，其特征在于，还包括预处理装置，所述预处理装置包括格栅、筛网、毛发聚集器、沉砂池、初沉池、调节池、离子交换设备、吸附设备、气浮设备、水解酸化设备、催化氧化设备、电解设备和微波设备中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的生活污水处理系统，其特征在于，还包括后处理装置，所述后处理装置包括氯化消毒设备、紫外线消毒设备、臭氧设备、曝气生物滤池、人工湿地、吸附设备、活性炭设备、离子交换设备、超滤设备、纳滤设备、反渗透设备、电渗析设备和电除盐设备 中的至少一种。

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