CN111484174A

CN111484174A - 一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺

Info

Publication number: CN111484174A
Application number: CN202010267217.4A
Authority: CN
Inventors: 谢小青; 孔玲芬; 王宝臣; 郭春勇; 魏炎光
Original assignee: Dayuan Environmental Technology Xiamen Co ltd; Xiamen Shuihui Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Dayuan Environmental Technology Xiamen Co ltd; Xiamen Shuihui Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2020-08-04

Abstract

本发明公开了一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，本发明的污水依次经过预处理装置、等离子体脱氮装置和吸附除磷及磷回收装置进行脱氮吸附除磷进而实现深度净化，经过吸附除磷后可以将水体中的COD去除80～95％、使出水的COD≦20mg/L、BOD≦6mg/L；总磷除95～99％，使出水的总磷≦0.1mg/L；使出水的氨氮≦1.0mg/L、氨氮去除95～99.99％，使出水的总氮≦5mg/L、总氮去除80～95％；色度去除90～99％；特别适合于低于劣Ⅴ类水质的地表水体或黑臭水体的净化处理和污水处理厂的提标改造，使水体达《地表水环境质量标准GB3838‑2002》Ⅱ或Ⅲ类水质标准。

Description

一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体说涉及一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺。

背景技术

劣Ⅴ类水体和黑臭水体是因水体过量纳污、超出其水环境容量而导致变黑、发臭，通常低于《地表水水环境质量标准》(GB3838-2002)V类水质标准，其主要特征指标为溶解氧小于2.0mg/L、氨氮大于2.0mg/L或总磷大于0.4mg/L，多位于人口密集、污染负荷强度大、基础设施不完善的区域，主要包括城市建成区、城乡结合部、县城及中心镇等区域内水体。因此，治理水体污染是一项紧迫的任务。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种水体脱氮吸附除磷深度净化系统及其工艺。

本发明通过以下技术方案来实现：一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，包括如下步骤：

S1：预处理：污水水体经提升泵(120)提升进入精密过滤器过滤除去除固体小颗粒杂物；

S2：等离子体处理：将经过步骤S1处理后的水体输送至等离子体发生器(210)中，所述等离子体发生器(210)的脉冲工作电压为0.01～30KV，电流密度为1～10mA/cm²，频率为2400～2600MHz；

S3：脱氮反应：将经过步骤S2处理的出水分布在脱氮反应池(230)中，并利用等离子体处理后产生的自由基进行脱氮反应，去除水体中的小颗粒固形物和氨氮、总氮组分；

S4：吸附除磷：等离子脱氮后的出水经吸附塔(310)的进水口(311) 流入吸附塔(310)内，水体中的磷酸根被吸附塔(310)内的吸附填料(316) 吸附；

S5：磷的洗脱与吸附填料再生：当磷的吸附饱和度达到80～90％时，关闭吸附塔的进水阀(313)和出水阀，开启洗脱液的进水阀和再生液出口阀门 (323)，启动洗脱液加药泵，对吸附填料(316)进行解吸，使吸附在填料中的磷酸根脱附，随洗脱流出贮存于磷回收液贮罐(328)中；脱附完成后，关闭洗脱液进水阀和再生液出口阀门(323)，开启清水进水阀和清水阀326，用清水洗至中性，完成吸附填料再生。

较佳的，该工艺还包括步骤S6：磷的沉淀回收：将贮存于磷回收液贮罐 (328)中磷洗脱液泵入沉淀反应池(333)中，开启加药泵(336)，将贮存于磷沉淀溶液贮罐(335)中氢氧化钙饱和溶液泵入磷沉淀反应池(333)中反应，启动搅拌器(334)生成磷酸钙沉淀，之后将其泵入磷沉淀回收池(337)，再将其上清液泵入浓缩罐(339)浓缩后进入再生液贮罐(321)循环使用。

较佳的，步骤S2中，经过步骤(1)处理后的水体在所述等离子体发生器(210)中停留1～10s。

较佳的，经过步骤S3的脱氮反应处理后能够去除水体中85～99.9％的氨氮、80～95％的总氮，90～100％的BOD，99～100％的粪大肠菌群，5～15％的COD，5～10％的总磷，水体中的溶解氧大于7mg/L。

较佳的，步骤S4中，等离子脱氮后的出水在吸附塔(310)内的停留时间为200s～800s。

较佳的，经过步骤S4吸附除磷处理后，出水中总磷≦0.1mg/L，磷的去除率为95～99.5％。

较佳的，步骤S2中，当需要对所述等离子体发生器(210)除垢时，关闭水体进口阀门(212)和水体出口阀门(216)，再打开单向阀(241)、进口阀门(243)和出水阀门(244)，启动清洗泵(242)，将除垢液泵入等离子体发生器(210)内进行循环清洗。

较佳的，经过步骤S2处理的出水在所述脱氮反应池(230)中的停留时间为10～150min。

较佳的，所述再生液贮罐(321)贮存有1～5％的氢氧化钠溶液。

较佳的，所述再生液贮罐(321)贮存有3～5％的氢氧化钠溶液。

本发明的等离子体混凝一体化污水处理系统及工艺的作用原理如下：

第一，等离子体发生器210工作时产生大量的等离子体，等离子体与水体作用，产生大量活性很强的自由基，其中，O·和OH·能与其有机物分子反应生成水和二氧化碳；O·与NH₃反应生成水和NO₃ ^﹣；Cl·和H·与NO₃ ^﹣和氨氮反应生成N₂和H₂O。等离子体作用产生的并未及时参加反应的·H 生成氢气，形成大量的微气泡；此外，·H与NO₃ ^﹣和NO₂ ^﹣反应生成N₂，也形成大量的微气泡；随着这些氢气和氮气微气泡的上浮，会带出大量的固体悬浮物，达到固液分离的效果，形成气浮作用，进一步降低废水中的COD、色度、浊度等污染指数；等离子体作用产生的自由基与污染水体中的发臭物质作用，能消除臭味，因此，等离子体脱氮装置200还有的消除臭味的效果。

1、去除COD、BOD原理

RH+O·—→CO₂↑+H₂O

RH+HO·—→CO₂↑+H₂O

·Cl+H₂O—→HClO—→O·+HCl

RH——表示有机物。

2、脱色(除臭味)原理

R-R＇+O·—→CO₂↑+H2O

R＇——表示有机物发色基团。

3、去除氨氮原理

NH₃+O·—→NO₃ ^﹣+H₂O

4、去除硝态氮原理

NO₂ ^﹣+O·—→NO₃ ^﹣

NO₃ ^﹣+H·—→NO₂ ^﹣+H₂O

NO₂ ^﹣+H·—→N₂↑+H₂O脱氮主反应

5、增加水体中溶解氧的原理

采用等离子体机对水体进行等离子化处理，会产生大量的氧自由基和羟基自由基，水体处理过程中，没有完全消耗的氧自由基或羟基自由基互相结合，就产生水分子和氧分子，氧气溶于水中就增加了水体中的溶解氧。

O·+O·—→O₂↑

2HO·+2HO·—→2H₂O+O₂↑

第二，等离子脱氮后的出水经吸附塔的进水口流入磷吸附塔内，水体中的磷酸根离子被磷吸附塔内的磷吸附专用填料吸附，从而除去水体中的磷酸根。

反应式(吸附反应)：

Fe-OOH+H₂PO₄ ^-＝Fe-O-HPO₄ ^-+H₂O

第三，当磷的吸附饱和度达到80～90％时，关闭进水阀313和出水阀，开启洗脱液的进水阀和再生液出口阀门323，启动洗脱液加药泵，对磷吸附填料进行清洗，使吸附在填料中的磷酸根脱附，随洗脱流出贮存于磷回收液贮罐328中；脱附完成后，关闭洗脱液进水阀和再生液出口阀门，开启清水进水阀和清水阀326，用清水洗至中性，即完成吸附填料再生。

反应式(解吸反应)：

Fe-O-HPO₄-+3OH^-＝Fe-OOH+PO₄ ^3-+OH^-+H₂O

第四，将贮存于磷回收液贮罐328中磷洗脱液泵入磷沉淀反应池333中，开启加药泵336和搅拌器334，将贮存于沉淀剂贮罐335中的氢氧化钙饱和溶液泵入磷沉淀反应池333中，反应生成磷酸钙沉淀，沉淀分离，上清液回流入混凝工序，沉淀为回收的磷酸钙。

反应式(沉淀结晶反应)：

PO₄ ^3-+3/2Ca(OH)₂＝1/2Ca₃(PO4)₂+3OH^-

采用所述的水体脱氮吸附除磷深度净化系统并经过以上步骤处理后，可以将水体中的COD去除80～95％、使出水的COD≦20mg/L；BOD去除95～ 99％、使出水的BOD≦6mg/L；总磷除95～99.5％，使出水的总磷≦0.1mg/L；使出水的氨氮≦1.0mg/L、氨氮去除95～99.99％，使出水的总氮≦5mg/L、总氮去除80～95％；色度去除90～99％；特别适合于低于劣Ⅴ类水质的地表水体或黑臭水体的净化处理和污水处理厂的提标改造，使水体达《地表水环境质量标准GB3838-2002》Ⅱ或Ⅲ类水质标准。

本发明的水体脱氮吸附除磷深度净化系统工艺，具有如下显著效果：

1、本发明的水体脱氮吸附除磷深度净化系统集水体预处理、等离子体脱氮和吸附除磷于一体，在等离子体脱氮时，一同除去水体中95～99.99％氨氮和80～95％总氮、使出水的氨氮≦1.0mg/L、总氮≦5mg/L，同时还可以进一步降低水体中的COD。

2、本发明的水体脱氮吸附除磷深度净化系统在等离子体脱氮净化之后还有一个吸附除磷装置，通过对磷酸根有较强选择作用的磷吸附填料，去除水体中的磷酸根，使水体中的总磷≦0.1mg/L，同时还吸附水体中的COD和色度，进一步提高水质，经过吸附除磷后可以将水体中的COD去除80～95％、使出水的COD≦20mg/L、BOD≦6mg/L；总磷除95～99％，使出水的总磷≦ 0.1mg/L；使出水的氨氮≦1.0mg/L、氨氮去除95～99.99％，使出水的总氮≦ 5mg/L、总氮去除80～95％；色度去除90～99％；特别适合于低于劣Ⅴ类水质的地表水体或黑臭水体的净化处理和污水处理厂的提标改造，使水体达《地表水环境质量标准GB3838-2002》Ⅱ或Ⅲ类水质标准。

3、本发明装置占地面积不到传统装置的十分之一，占地面积小，工艺步骤简单。

4、本发明除磷更彻底，通过等离子体处理产生的自由基与水体中的生物磷和有机磷反应生成无机磷酸根，之后经过吸附除磷后，总磷含量≤0.1mg/L。

5、本发明通过等离子体撞击水分子，使水分解产生氧气，净化后的水体溶解氧含量高大于7mg/L，能够有效提高水体的溶解氧，有效抑制藻类的生长，全面改善水质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1是本发明的等离子体脱氮吸附除磷工艺流程图。

图2是本发明的吸附除磷的原理图。

图3是本发明的装置示意图。

图4是本发明的等离子体脱氮装置的结构示意图。

图5是本发明的吸附除磷及磷回收装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

参考说明书附图1～5，本发明提供一种水体脱氮吸附除磷深度净化系统，包括预处理装置，等离子体脱氮装置200和吸附除磷及磷回收装置300；其中，预处理装置的进水口与污水进水口联接，且预处理装置100、等离子体脱氮装置200和吸附除磷及磷回收装置300依次联接。

1、预处理装置

该预处理装置包括集水井110、提升泵120、精密过滤器和中间水池；所述集水井110的进水口与需要处理的污水联通，所述提升泵120的输入端与所述集水井110的出水口连通，所述提升泵120的出水口与精密过滤器的进水口连通，所述精密过滤器的出水口与中间水池的进水口连通，中间水池的出水口与等离子体发生器210的输入端连通。

2、等离子体脱氮装置

所述等离子体脱氮装置200包括等离子体发生器210、脉冲电源220和脱氮反应池230，所述等离子体发生器210进水口与中间水池间利用取水泵 211和水体进口阀门212来相连通，进而将混凝沉淀后的清水输入等离子体发生器内，所述等离子体发生器210的出口215则与所述脱氮反应池的进水口231连通。

优选地，上述等离子体发生器210内包括至少一组电极组，可选地，所述电极为石墨、铁、铝、锌、铜、铅、镍、合金和具有贵金属氧化物涂层的惰性电极中的一种；作为优选地，上述具有贵金属氧化物涂层的惰性电极。

优选地，所述等离子体发生器210的脉冲工作电压为0.01～30KV，电流密度为1～10mA/cm²，频率为2400～2600MHz，污水水体在等离子体发生器 210内的停留时间为1s～10s。

进一步地，所述脱氮反应池230的下部设有布水器232，用于将等离子体发生器210输出的污染水体均匀的分布于脱氮反应池230内的区域，所述布水器232的输入端与所述脱氮反应池的进水口231连通。

优选地，污染水体在所述脱氮反应池230中的停留时间为10～150min。

较佳的，所述的等离子体脱氮装置200还包括等离子体发生器的除垢系统，所述除垢系统包括除垢剂贮罐240，单向阀241，清洗泵242，进口阀门 243和出水阀门244，所述除垢剂贮罐240的输出端与等离子体发生器的进水口214之间安装有清洗泵242和进口阀门243，所述出水阀门244则安装于所述等离子体发生器的出口215处，即该等离子体发生器210的出口215处并列有两条水路。

3、吸附除磷及磷回收装置

所述吸附除磷及磷回收装置300由吸附塔310、脱附再生系统320和磷沉淀回收系统330构成。

具体地，所述的吸附塔310包括进水口311，下支撑板315，吸附填料 316，上支撑板317和出水口318，所述吸附填料316位于上支撑板317和下支撑板315之间用来吸附进入吸附塔内的水体中的磷组分，优选地，当进行吸附除磷时，脱氮反应处理后的水体在吸附塔310内的停留时间为200s～ 800s；所述进水口311与进水四通312的第一水路相连通，所述进水阀313 用于控制吸附塔和等离子体脱氮装置的水体连通；所述出水口318则与出水四通319的第一水路相连通。吸附除磷时，关闭再生液出口阀门323、出水阀314、清水阀326和磷回收液出水阀门327，进水水体通过进水阀313、进水四通312和进水口311进而与吸附塔(310)联接。

所述的脱附再生系统320包括再生液贮罐321，再生液输送泵322，再生液出口阀门323，清水罐324，清水泵325，清水阀326，磷回收液出水阀门 327和磷回收液贮罐328，再生液贮罐321通过再生液输送泵322和再生液出口阀门323与进水四通312的第二水路连通，并通过该进水四通312的第二水路联接到吸附塔的进水口311上；清水罐324通过清水泵325和清水阀326 与出水四通319的第二水路连通，进而通过所述出水四通319的第二水路与吸附塔310的出水口318联接；磷回收液贮罐328的进水口通过磷回收液出水阀门327和出水四通319的水路与吸附塔310的出水口318相联接，磷回收液贮罐的出水口则与磷沉淀回收系统330相联接。其中，所述再生液贮罐321贮存有1～5％的氢氧化钠溶液作为磷酸根的洗脱液(再生液)，通过再生液出口阀门323、进水四通312联接到吸附塔310上；更优选地，所述再生液贮罐321贮存的洗脱液为3～5％的氢氧化钠溶液。

磷沉淀回收系统330包括磷沉淀反应池333，沉淀剂贮罐335，磷沉淀回收池337和浓缩罐339，磷回收液贮罐328的出水口通过洗脱液进水阀332 进入磷沉淀反应池333；所述磷沉淀反应池333上安装有搅拌器334，且所述磷沉淀反应池333连接于沉淀剂贮罐335，优选的，所述沉淀剂贮罐335内贮存有氢氧化钙饱和溶液，更优先地，磷沉淀液贮罐内贮存有氯化钙溶液；磷沉淀反应池333的进水口连通于所述磷回收液贮罐328的出水口，同时磷沉淀反应池333的出水口则与磷沉淀回收池337相联接；所述磷沉淀回收池 337的出水口连接于所述浓缩罐339，浓缩罐339的出水口与再生液贮罐321 联接。当工作时，将磷回收液贮罐328的磷洗脱液泵入磷沉淀反应池333中，开启加药泵336，将贮存于沉淀剂贮罐335的中氢氧化钙饱和溶液泵入磷沉淀反应池333中，同时启动搅拌器334加速反应生成磷酸钙沉淀，并将其泵入磷沉淀回收池337中，磷沉淀回收池中的上清液经泵338的作用进入浓缩罐339浓缩后再利用回收泵340泵入再生液贮罐321中循环使用。

在一较佳实施例中，所述水体脱氮吸附除磷深度净化系统还包括一个自动控制装置，它由控制器、电导率传感器、流量传感器、电位传感器、搅拌转速传感器、温度传感器、氯传感器、氢传感器、pH值传感器、PLC以及控制阀，所述控制包括电动阀或气动阀。具体地，上述控制器包括控制单元、故障检测单元、数据接收单元和数据处理单元，所述数据处理单元包括计算模块和判断模块，所述故障检测单元能够接收故障信号并传送至控制单元；所述数据接收单元能够接收上述各传感器获取的水质、系统运行、阀组开关状态和泵运行状态等工作信号，并传送至数据处理单元，通过计算模块和模块处理后输送至控制单元。所述控制单元能够发出指令，控制系统中水体等离子体净化、混凝沉淀过程、污泥处理过程即回流再净化。通过自动控制装置实现等离子体混凝一体化污水处理系统的自动运行，进而实现污染水体的自动净化。

本发明另一方面还提供一种污水脱氮除磷深度净化工艺，包括如下步骤：

(1)预处理：污水注入集水井110中，经提升泵120提升进入精密过滤器过滤除去除各种固体小颗粒杂物后进入中间水池；

(2)等离子体脱氮处理：将污水从中间水池输送至等离子体发生器210 中停留1～10s，等离子体发生器210产生的等离子体互相碰撞生成自由基；所述等离子体发生器210的脉冲工作电压为0.01～30KV，电流密度为1～ 10mA/cm²，频率为2400～2600MHz；

(3)脱氮反应：步骤(2)中出水通过布水器232均匀分布在脱氮反应池230中，停留时间为10～150min，在催化剂的催化作用下，水体中的氧自由基(O·)、羟基氧自由基(·OH)与水体中的氨氮反应生成硝态氮、亚硝态氮和水；同时，水体中的氢自由基(·H)与硝态氮、亚硝态氮反应，生成氮气和水；除此之外，水体中的氧自由基(O·)、羟基氧自由基(·OH)与水体中的BOD反应，生成CO₂和水，降低COD，水体中的氧自由基(O·)、羟基氧自由基(·OH)还可以与水体中有机磷、生物磷反应，生成磷酸根，脱氮反应过程中生成的氮气和等离子体作用产生的氧气起到气浮作用，可以除去水体中的小颗粒固形物；通过脱氮反应可以一同去除水体中85～99.9％的氨氮、80～95％的总氮，90～100％的BOD，99～100％的粪大肠菌群，5～ 15％的COD，5～10％的总磷，同时，还可以将水体中的溶解氧增加到7mg/L 以上；

脱氨氮的反应为：

NH₄ ⁺+10O·→2NO₃ ^-+4H₂O

脱硝态氮的反应为：

NO₂ ^-+O·→NO₃ ^-

NO₃ ^-+H·→NO₂ ^-+H₂O

NO₂ ^-+H·→N₂↑+H₂O

(4)吸附除磷：通过等离子体脱氮步骤后的出水经吸附塔的进水口311 流入磷的吸附塔310内，水体中的磷酸根离子被吸附塔310内的磷吸附专用填料吸附，从而除去水体中的磷酸根，主要原理为：部分金属羟基氧化物在中性pH的水中对磷有极强的选择性吸附能力，在pH变为强碱时，已吸附的磷能迅速解吸附；其中，该金属羟基氧化物的载体例如为聚乙烯或聚苯乙烯，上述金属羟基氧化物接枝于上述载体上。出水中总磷≦0.1mg/L，磷的去除率为95～99.5％。

反应式(吸附反应)：

Fe-OOH+H₂PO₄ ^-＝Fe-O-HPO₄ ^-+H₂O

(5)磷的洗脱与吸附填料再生：当磷的吸附饱和度达到80～90％时，关闭吸附塔的进水阀313和出水阀，开启洗脱液(再生液)的进水阀和再生液出口阀门323，启动洗脱液加药泵，对吸附塔310内的磷吸附填料进行清洗，使吸附在填料中的磷酸根脱附，随洗脱液流出贮存于磷回收液贮罐328 中；脱附完成后，关闭洗脱液进水阀和再生液出口阀门，开启清水进水阀和清水阀326，用清水洗至中性，即完成吸附填料再生；所述的洗脱液为1～5％的氢氧化钠溶液。

反应式(解吸反应)：

Fe-O-HPO₄ ^-+3OH^-＝Fe-OOH+PO₄ ^3-+OH^-+H₂O

(6)磷的沉淀回收：将贮存于磷回收液贮罐328中磷洗脱液泵入磷沉淀反应池333中，开启加药泵336，将贮存于沉淀剂贮罐335中氢氧化钙饱和溶液泵入磷沉淀反应池333中，启动搅拌器334反应生成磷酸钙沉淀，泵入磷沉淀回收池337，上清液经泵338进入浓缩罐339浓缩后泵入再生液贮罐 321循环使用，沉淀为回收的磷酸钙。

反应式(沉淀结晶反应)：

PO₄ ^3-+3/2Ca(OH)₂＝1/2Ca₃(PO₄)₂+3OH^-

较佳的，当需要对等离子脱氮装置中的等离子体发生器除垢时，先关闭水体进口阀门212和水体出口阀门216，再打开单向阀241、进口阀门243 和出水阀门244，启动清洗泵242，将除垢液泵入等离子体发生器210内进行循环清洗。

采用上述污水脱氮吸附除磷深度净化系统装置并经过以上步骤处理后，可以将水体中的COD去除80～95％、使出水的COD≦20mg/L；BOD去除 95～99％、使出水的BOD≦6mg/L；总磷除95～99.5％，使出水的总磷≦ 0.1mg/L；使出水的氨氮≦1.0mg/L、氨氮去除95～99.99％，使出水的总氮≦ 5mg/L、总氮去除80～95％；色度去除90～99％，特别适合于低于劣Ⅴ类水质的地表水体或黑臭水体的净化处理和污水处理厂的提标改造，使水体达《地表水环境质量标准GB3838-2002》Ⅱ或Ⅲ类水质标准。

实施例一

某河道未处理的污水水质指标，如下表表1所示：

表1、某河道微污染水体的水质指标

序号	基本控制项目	测定值(mg/L)
			1	COD	39.27
2	BOD	18.11
			3	SS	77
4	总氮(以N计)	8.46
			5	氨氮(以N计)	7.22
6	总磷(以P计)	1.95
			7	色度(稀释倍数)	10
8	pH	7.5
			9	溶解氧	1.91

上述污水水体进入所述水体脱氮吸附除磷深度净化系统内进行处理；上述污水水体依次通过所述水体脱氮吸附除磷深度净化系统的预处理装置处理 100、等离子体脱氮装置200和吸附除磷及磷回收装置300内进行处理。

步骤1中，所述污水水体经过预处理装置进行精密过滤处理后的出水水质如表2。

表2、某河道水体经过精密过滤处理后的水质指标

步骤2和步骤3中，经过预处理后的水体进入等离子体脱氮装置200处理，处理后水体进入脱氮反应池230进行脱氮反应，出水的水质指标如表3；其中，所述等离子体发生器210的工作电压为30V，电流密度为1mA/cm²。

表3、某微污染水体经混凝沉淀和等离子脱氮装置处理后的水质指标

序号	基本控制项目	过滤出水(mg/L)	脱氮出水(mg/L)	去除率(％)
					1	COD	33.04	17.13	48.21
2	BOD	17.55	未检出	100
					3	SS	15	10	33.33
4	动植物油	0.5	未检出	100
					5	石油类	0.3	未检出	100
6	总氮(以N计)	7.37	0.93	87.38
					8	氨氮(以N计)	7.09	0.15	97.88
9	总磷(以P计)	1.84	1.79	2.72
					10	溶解氧	2.5	8.67	-
11	色度(稀释倍数)	8	5	37.50
					12	pH	7.6	7.5	-

步骤4中，经过等离子体脱氮装置200处理的出水再流经吸附除磷处理进行深度净化，处理后的出水水质见表4。

表4、某微污染水体等离子脱氮和吸附除磷系统处理后的水质指标

从表4可知，微污染的河道水体经过处理后的出水指标完全满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准。

实施例二

污水处理厂二沉池沉淀后的水质指标，如下表表5所示：

表5、某污水处理厂二沉池沉淀后的水质指标

序号	基本控制项目	测定值(mg/L)
			1	COD	57
2	BOD	16
			3	SS	23
4	动植物油	1.5
			5	石油类	1.0
6	总氮(以N计)	23
			7	氨氮(以N计)	12
8	总磷(以P计)	1.0
			9	色度(稀释倍数)	40
10	pH	7
			11	溶解氧	4.6

所述污水处理厂出水进入所述水体脱氮吸附除磷深度净化系统的预处理装置100处理后，出水进入等离子体脱氮装置200进行脱氮处理，等离子体化处理后的出水进入脱氮反应池230进行脱氮反应，脱氮反应池230出水再流经吸附除磷及磷回收装置300进行深度净化处理。

其中，步骤1中，水体进入预处理装置100处理时，出水水质如表6。

表6、某污水处理厂二沉池沉淀后的水经精密过滤后的水质指标

序号	基本控制项目	污水厂进水(mg/L)	过滤出水(mg/L)	去除率(％)
					1	COD	57	48.2	15.44
2	BOD	16	12.00	25.00
					3	SS	23	9	60.87
4	动植物油	1.5	1.3	13.33
					5	石油类	1.0	0.8	20.00
6	总氮(以N计)	23	22.07	4.04
					8	氨氮(以N计)	12	11.51	4.08
9	总磷(以P计)	1.0	0.91	0.09
					10	溶解氧	4.6	4.8	-
11	色度(稀释倍数)	40	35	12.50
					12	pH	7	7	-

步骤2和步骤3中，经过精密过滤的出水再经过等离子体脱氮装置200 处理：污水输送至等离子体发生器210中停留10s，工作电压为30KV，电流密度为10mA/cm²；经过等离子脱氮装置(200)处理的出水水质见表7。

表7、某污水厂出水等离子脱氮处理后的水质指标

序号	基本控制项目	过滤出水(mg/L)	脱氮出水(mg/L)	去除率(％)
					1	COD	48.2	31.06	34.44
2	BOD	12.00	未检出	100
					3	SS	9	7	22.22
4	动植物油	1.3	0	100
					5	石油类	0.8	0	100
6	总氮(以N计)	22.07	3.75	83.00
					7	氨氮(以N计)	11.51	0.32	97.23
8	总磷(以P计)	0.91	0.35	61.54
					9	溶解氧	4.8	7.93	-
10	色度(稀释倍数)	35	20	42.86
					11	pH	7	7.1	-

步骤4中，经过等离子体脱氮装置200处理后污水再经过吸附除磷处理，其停留时间为275s，处理后的出水水质见表8。

表8、某污水厂污水经过吸附除磷后的出水指标

序号	基本控制项目	过滤出水(mg/L)	脱氮出水(mg/L)	去除率(％)
					1	COD	31.06	19.23	38.09
2	BOD	未检出	1	-
					3	SS	7	3	57.14
4	动植物油	0	0	0
					5	石油类	0	0	0
6	总氮(以N计)	3.75	3.21	14.40
					7	氨氮(以N计)	0.32	0.27	15.63
8	总磷(以P计)	0.35	0.03	91.43
					9	溶解氧	7.93	7.85	-
10	色度(稀释倍数)	20	1	95.00
					11	pH	7.1	7.0	-

从表8可知，污水处理厂出水经过处理后的出水指标完全满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)类Ⅳ类水质标准。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S4：吸附除磷：等离子脱氮后的出水经吸附塔(310)的进水口(311)流入吸附塔(310)内，水体中的磷酸根被吸附塔(310)内的吸附填料(316)吸附；

S5：磷的洗脱与吸附填料再生：当磷的吸附饱和度达到80～90％时，关闭吸附塔的进水阀(313)和出水阀，开启洗脱液的进水阀和再生液出口阀门(323)，启动洗脱液加药泵，对吸附填料(316)进行解吸，使吸附在填料中的磷酸根脱附，随洗脱流出贮存于磷回收液贮罐(328)中；脱附完成后，关闭洗脱液进水阀和再生液出口阀门(323)，开启清水进水阀和清水阀(326)，用清水洗至中性，完成吸附填料再生。

2.根据利要求1所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，还包括步骤S6：磷的沉淀回收：

将贮存于磷回收液贮罐(328)中磷洗脱液泵入沉淀反应池(333)中，开启加药泵(336)，将贮存于磷沉淀溶液贮罐(335)中氢氧化钙饱和溶液泵入磷沉淀反应池(333)中反应，启动搅拌器(334)生成磷酸钙沉淀，之后将其泵入磷沉淀回收池(337)，再将其上清液泵入浓缩罐(339)浓缩后进入再生液贮罐(321)循环使用。

3.根据利要求1所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，步骤S2中，经过步骤(1)处理后的水体在所述等离子体发生器(210)中停留1～10s。

4.根据利要求1所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，经过步骤S3的脱氮反应处理后能够去除水体中85～99.9％的氨氮、80～95％的总氮，90～100％的BOD，99～100％的粪大肠菌群，5～15％的COD，5～10％的总磷，水体中的溶解氧大于7mg/L。

5.根据利要求1所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，步骤S4中，等离子脱氮后的出水在吸附塔(310)内的停留时间为200s～800s。

6.根据利要求1所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，经过步骤S4吸附除磷处理后，出水中总磷≦0.1mg/L，磷的去除率为95～99.5％。

7.根据利要求1所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，步骤S2中，当需要对所述等离子体发生器(210)除垢时，关闭水体进口阀门(212)和水体出口阀门(216)，再打开单向阀(241)、进口阀门(243)和出水阀门(244)，启动清洗泵(242)，将除垢液泵入等离子体发生器(210)内进行循环清洗。

8.根据利要求1所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，经过步骤S2处理的出水在所述脱氮反应池(230)中的停留时间为10～150min。

9.根据利要求2所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，所述再生液贮罐(321)贮存有1～5％的氢氧化钠溶液。

10.根据利要求2所述的一种水体脱氮吸附除磷深度净化工艺，其特征在于，所述再生液贮罐(321)贮存有3～5％的氢氧化钠溶液。