CN113461190A - 基于双向流脉冲的水体除磷装置和方法以及有机营养土 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种基于双向流脉冲的水体除磷装置和方法以及有机营养土。该水体除磷装置包括：预过滤单元、双向流除磷滤池、双向集配水系统、滤池分层气体脉冲系统、产水箱和控制系统；双向流除磷滤池的内部设置有装填除磷滤料的滤层；控制系统用于控制双向集配水系统向双向流除磷滤池进行交替上向流进出水和下向流进出水，从而用于控制双向流除磷滤池进行上向流过滤吸附模式除磷和下向流过滤吸附模式除磷切换；控制系统用于控制滤池分层气体脉冲系统对滤层进行分层脉冲气冲。该水体除磷装置能够防止滤层堵塞和板结，并且能够充分利用滤层下部滤料的吸附容量，提高磷的吸附效率。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，更具体地，涉及一种基于双向流脉冲的水体除磷装置和方法以及有机营养土。
背景技术
磷是人类维持生命活动与生产活动所必需的矿质元素。磷存在于磷酸岩矿石中，是地球上一种不可自然再生的资源。据报道，全世界可开采的磷矿量约为70亿吨，随着人口的不断增长，磷的消耗量逐年增加，如果磷的消耗量每年以2％的速度增长，则磷矿石储量仅能维持人类使用100年左右。因此，磷的资源回收再利用越来越受到世界各国政府的高度重视。
再生水厂回收磷是磷社会循环的关键环节。再生水厂出水中的磷是受纳水体中磷的重要来源。目前，北京市年产约10亿立方再生水，其中近80％回用于景观环境水体，虽然目前再生水中磷含量(TP<0.3mg/L)达到《再生水城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB11/890-2012)，但根据美国环保局(EPA)湖泊营养水平的评价标准，再生水排放标准中磷浓度水平远远超过维持良好水环境所需要的磷浓度水平(TP<0.025mg/L)。水体中磷元素含量过高会加快藻类繁殖，造成富营养化，导致水体中溶解氧浓度降低，水生生物缺氧死亡，使生态环境遭到严重破坏。因此，对再生水进行深度除磷与磷回收，既有利于维持良好的水生态环境，同时又能实现磷资源的可持续利用。
吸附除磷是一种有效的深度除磷方式。目前人工合成的除磷滤料多为金属氧化物及其复合材料，并且除磷滤池多采用下向流过滤模式，长期运行过程中发现下向流除磷的滤池中的滤层易出现堵塞和板结问题，加之单一的下向流过滤模式，导致滤层下部滤料的吸附容量无法得到充分利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于双向流脉冲的水体除磷装置和方法以及有机营养土，能够通过上向流过滤吸附模式和下向流过滤吸附模式切换防止滤层出现堵塞和板结问题，并且充分利用滤层的吸附容量。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于双向流脉冲的水体除磷装置，该水体除磷装置包括：预过滤单元、双向流除磷滤池、双向集配水系统、滤池分层气体脉冲系统、产水箱和控制系统；
所述双向流除磷滤池的内部设置有装填除磷滤料的滤层；
所述控制系统用于控制所述双向集配水系统向所述双向流除磷滤池进行交替上向流进出水和下向流进出水，从而用于控制所述双向流除磷滤池进行上向流过滤吸附模式除磷和下向流过滤吸附模式除磷切换；
所述控制系统用于控制所述滤池分层气体脉冲系统对所述滤层进行分层脉冲气冲。
具体地，在所述滤层的下方，所述双向流除磷滤池设置有下进水口和下出水口，在所述滤层的上方，所述双向流除磷滤池设置有上进水口和上出水口；
所述双向集配水系统包括进水管路和产水管路；
所述进水管路包括进水干管、与所述进水干管的出水端连通的进水第一支管和进水第二支管，所述进水干管上设有变频泵，所述进水第一支管与所述下进水口连通，所述进水第二支管与所述上进水口连通；所述进水第一支管上设有第五电动阀和压力变送器；所述进水第二支管上设有第六电动阀；
所述产水管路包括上向流产水支管、下向流产水支管、与所述上向流产水支管和所述下向流产水支管的出水端分别连通的初产水排放管和产水干管；所述上向流产水支管上设置有第三电动阀；所述下向流产水支管上设有第四电动阀；所述产水干管与所述产水箱连通，其上设置有第二电动阀；所述初产水排放管与所述预过滤单元的进水管路连通，其上设置有第一电动阀；
所述装置包括水质监测仪和液位计；所述水质监测仪用于监测所述上向流产水支管和下向流产水支管中的水质；所述液位计设置在所述装置内部的所述滤层的上方；
所述控制系统用于控制所述变频泵启停与运行频率、以及所述第五电动阀和所述第六电动阀开关，以及用于将所述水质监测仪的数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，所述控制系统用于控制所述第一电动阀处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经初产水排放管返回至所述预过滤单元的进水管路循环处理；如果该数据信号小于或等于该预设值，所述控制系统用于控制所述第二电动阀处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经产水干管流入所述产水箱。
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统包括供气装置和脉冲单元；每个脉冲单元包括至少一组脉冲喷气管、连接所述脉冲喷气管与所述供气装置的管路、以及设置在该管路上的脉冲阀；
所述脉冲喷气管沿所述滤层的高度方向分布，其中位于最下方的脉冲喷气管位于所述滤层的下方以及所述下进水口和所述下出水口的上方；
在所述双向流除磷滤池处于上向流过滤吸附模式时，所述控制系统用于通过控制所述供气装置和所述脉冲阀的开启和关闭，对所述滤层进行分层脉冲气冲。
优选地，脉冲喷气管具有喷气干管和多个与所述喷气干管连通的喷气支管；每个所述喷气干管上均设置有多个出气孔或多个喷嘴，每个所述出气孔或每个所述喷嘴上设置有防腐材料制成的筛网。筛网能够防止出气孔或喷嘴发生堵塞。
更优选地，所述控制系统用于根据预设的上向流过滤时间和下向流过滤时间，或者所述压力变送器检测的压力值和所述液位计检测的所述装置内的液位高度，控制所述进水管路，对所述双向流除磷滤池交替进行上向流进水和下向流进水，实现对所述双向流除磷滤池进行上向流过滤吸附模式和下向流过滤吸附模式切换。
优选地，所述上向流过滤吸附模式下，变频泵高频运行，所述第五电动阀打开，所述第六电动阀关闭，所述控制系统用于将所述压力变送器的数据信号与预设压力值进行比较，如果该数据信号小于该预设压力值，则双向流除磷滤池保持上向流过滤吸附模式；如果该数据信号大于该预设压力值，所述控制系统用于控制所述变频泵低频运行，所述第五电动阀关闭，所述第六电动阀打开，所述双向流除磷滤池由上向流过滤吸附模式切换为下向流过滤吸附模式；所述下向流过滤吸附模式下，所述控制系统用于将所述液位计的数据信号与预设液位值进行比较，如果该数据信号小于该预设液位值，则双向流除磷滤池保持下向流过滤吸附模式；如果该数据信号大于该预设液位值，所述控制系统用于控制所述变频泵高频运行，所述第五电动阀打开，所述第六电动阀关闭，所述双向流除磷滤池由下向流过滤吸附模式转变为上向流过滤吸附模式。
优选地，所述双向流除磷滤池的顶部设置有布水器；所述双向流除磷滤池设置有滤料再生碱液入口；所述滤料再生碱液入口和所述上进水口均与所述布水器连通。
优选地，所述水质监测仪用于对所述上向流产水支管和下向流产水支管中的产水的浊度和磷酸盐进行在线监测。
优选地，每个所述脉冲单元的脉冲阀均设置旁路，在所述旁路上设置有第七电动阀，可在对滤层持续鼓气时开启。
具体地，在所述滤层的下方，所述双向流除磷滤池设置有下进水口和下出水口，在所述滤层的上方，所述双向流除磷滤池设置有上进水口和上出水口；
所述双向集配水系统包括进水管路和产水管路；
所述进水管路包括进水干管、与所述进水干管的出水端连通的进水第一支管和进水第二支管，所述进水第一支管与所述下进水口连通，其上设置有第一工频泵和第五电动阀，所述进水第二支管与所述上进水口连通，其上设置有第二工频泵和第六电动阀；
所述产水管路包括上向流产水支管、下向流产水支管、与所述上向流产水支管和所述下向流产水支管的出水端分别连通的初产水排放管和产水干管；所述上向流产水支管上设置有第三电动阀；所述下向流产水支管上设有第四电动阀；所述产水干管与所述产水箱连通，其上设置有第二电动阀；所述初产水排放管与所述预过滤单元的进水管路连通，其上设置有第一电动阀；
所述装置包括水质监测仪和液位计；所述水质监测仪用于监测所述上向流产水支管和下向流产水支管中的水质；所述液位计设置在所述装置内部的所述滤层的上方；
所述控制系统用于控制所述第一工频泵和所述第二工频泵启停与运行频率、以及所述第五电动阀和所述第六电动阀开关，以及用于将所述水质监测仪的数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，所述控制系统用于控制所述第一工频泵开启，所述第一电动阀处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经初产水排放管返回至所述预过滤单元的进水管路循环处理；如果该数据信号小于或等于该预设值，所述控制系统用于控制所述第二电动阀处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经产水干管流入所述产水箱。
在本发明的一种具体实施方式中，所述双向流除磷滤池为至少两个串联，优选为3个串联。
本发明第二方面提供一种基于双向流脉冲的水体除磷方法，所述水体除磷方法在上述的水体除磷装置中进行，所述水体除磷方法包括以下步骤：
待除磷水体先经过所述预过滤单元截留，去除其中的部分悬浮物，截留后的出水流入所述双向集配水系统中；
所述控制系统控制所述双向配水系统进行交替上向流进水和下向流进水，使得截留后的出水进入所述双向流除磷滤池，通过所述滤层进行上向流过滤吸附模式和下向流过滤吸附模式切换除磷；同时所述控制系统控制所述滤池分层气体脉冲系统对所述滤层进行分层脉冲气冲。
在本发明中，待除磷的水体可以为再生水厂的含磷再生水。
优选地，在所述双向流除磷滤池进行上向流过滤吸附模式时，所述控制系统控制所述滤池分层气体脉冲系统对所述滤层进行分层脉冲气冲。
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统的脉冲压力和喷气量使得所述除磷滤料的瞬时膨胀率为30％～50％。
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统的脉冲频率根据所述滤层的过流能力或所述上向流进水压力设定。
在本发明的一种优选实施方式中，所述水体除磷方法包括以下步骤：
S0.待除磷水体先经过所述预过滤单元截留，去除其中的部分悬浮物，截留后的出水流入所述双向集配水系统中，所述截留后的出水的浊度＜1NTU；
S1.所述控制系统控制所述进水管路进行上向流进水，所述截留后的出水经过下进水口进入所述双向流除磷滤池；
S2.所述控制系统控制所述供气装置和所述脉冲阀的开启和关闭，对所述滤层进行分层脉冲气冲；
S3.所述双向流除磷滤池对所述截留后的出水进行上向流过滤吸附模式除磷，经过除磷后，产水从所述上出水口流入所述上向流产水支管，流入所述产水干管，所述水质监测仪对产水水质进行检测，并将所述水质监测仪的数据信号传输给所述控制系统，所述控制系统将该数据信号与预设值进行比较，如果该信号大于该预设值，则所述控制系统控制所述第一电动阀开启，产水经所述初产水排放管返回至所述预过滤单元的进水管路循环处理；反之，则所述控制系统控制所述第二电动阀开启，产水经所述产水干管流入所述产水箱；
S4.所述上向流过滤吸附模式除磷达到第一预设时间或所述上向流进水的压力大于预设压力值时，所述控制系统控制所述进水管路进行下向流进水，所述截留后的出水经过上进水口进入所述双向流除磷滤池；所述双向流除磷滤池对所述截留后的出水进行下向流过滤吸附模式除磷，经过除磷后，产水从所述下出水口经下向流产水支管，所述水质监测仪对产水水质进行检测，并将所述水质监测仪的数据信号传给所述控制系统，所述控制系统将该数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，则所述控制系统控制所述第一电动阀开启，产水经所述初产水排放管返回至所述预过滤单元的进水管路循环处理；反之，所述控制系统控制所述第二电动阀开启，产水经所述产水干管流入所述产水箱；
S5.所述下向流过滤吸附模式除磷达到第二预设时间或所述双向流除磷滤池的液位大于或等于预设液位时，重复步骤S1～S4。
本发明对第一预设时间、第二预设时间和上向流进水的预设压力不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况自行确定。此处仅举例说明，第一预设时间可以为2-3小时；第二预设时间可以为8-10小时；预设压力可以根据滤层的高度和重量确定。
在本发明的一种具体实施方式中，在步骤S1中，所述控制系统控制所述进水管路进行上向流进水为，所述控制系统控制所述变频泵运行以及所述第五电动阀开启，所述截留后的出水流经所述进水干管和所述进水第一支管，从所述下进水口进入所述双向流除磷滤池；
在步骤S4中，通过所述控制系统控制所述进水管路进行下向流进水为，所述控制系统控制所述变频泵运行、所述第五电动阀关闭、以及所述第六电动阀开启，所述截留后的出水流经所述进水干管和所述进水第二支管，从所述上进水口进入所述双向流除磷滤池。
在本发明的另一种具体实施方式中，在步骤S1中，所述控制系统控制所述进水管路进行上向流进水为，所述控制系统控制所述第一工频泵运行和所述第五电动阀开启，所述截留后的出水流经所述进水干管和所述进水第一支管，从所述下进水口进入所述双向流除磷滤池。
在步骤S4中，所述控制系统控制所述进水管路进行下向流进水为，所述控制系统控制所述第一工频泵关闭、所述第五电动阀关闭、所述第二工频泵运行和第六电动阀开启，所述截留后的出水流经所述进水干管和所述进水第二支管，从所述上进水口进入所述双向流除磷滤池。
优选地，所述水体除磷方法还包括对所述除磷滤料再生。碱液淋溶或浸泡过程中可利用脉冲喷气或持续鼓气的方式对滤层进行扰动，提高饱和滤料的再生效率。
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统持续为所述滤层进行分层气冲。
优选地，所述双向流除磷滤池为多级串联运行，优选为3个双向流除磷滤池，采用其中两个双向流除磷滤池为两级串联、第三个双向流除磷滤池为一级备用的模式运行。例如3个双向流除磷滤池分别为双向流除磷滤池A、双向流除磷滤池B和双向流除磷滤池C。在工况一中，双向流除磷滤池A、双向流除磷滤池B分别为第一级和第二级，双向流除磷滤池C为再生备用；之后在工况二中，双向流除磷滤池A再生备用，双向流除磷滤池B为第一级，双向流除磷滤池C为第二级；之后在工况三中，双向流除磷滤池C为第一级，双向流除磷滤池A为第二级，双向流除磷滤池B再生备用。
本发明第三方面还提供一种有机营养土，所述有机营养土为利用上述的方法中的所述除磷滤料再生得到的富磷溶液制备有机营养土。
优选地，以再生水厂的厌氧消化污泥为原料，以所述富磷溶液为磷源添加剂，制备具有磷缓释效应的有机营养土。向所述富磷溶液中加入钙盐或镁盐，得到磷酸钙或磷酸铵镁(鸟粪石)，将磷酸钙或磷酸铵镁(鸟粪石)与再生水厂含水率≤60％的脱水污泥复配，制备具有磷缓释效应的有机营养土。该有机营养土的养分指标及其他指标水平满足北京排水集团排水集团企业标准“污泥高级厌氧消化制有机营养土(Q/BDG 45045-2017)”要求，可用于农业、林地、园艺种植或土地改良。
本发明提供的基于双向流脉冲的水体除磷装置，通过控制系统控制所述双向集配水系统向所述双向流除磷滤池进行交替上向流进水和下向流进水，从而控制所述双向流除磷滤池进行上向流过滤吸附模式除磷和下向流过滤吸附模式除磷切换；所述控制系统控制所述滤池分层气体脉冲系统对所述滤层进行分层脉冲气冲，防止滤层堵塞和板结，并且能够充分利用滤层下部滤料的吸附容量，提高磷的吸附效率。
本发明提供的基于双向流脉冲的水体除磷装置能够对除磷滤料实现原位再生。
本发明提供的基于双向流脉冲的水体除磷方法，通过过滤方向的上、下交替，辅助以气体脉冲，可充分发挥滤料的吸附容量，有效避免滤层堵塞和板结问题，提高除磷滤料对磷的吸附效率。不仅如此，还能提高除磷滤料的再生效率。
本发明提供的基于双向流脉冲的水体除磷方法，能够将产水的磷含量控制在TP≤0.025mg/L。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明提供的一种基于双向流脉冲的水体除磷装置的示意图。
图2示出了本发明提供的另一种基于双向流脉冲的水体除磷装置的示意图。
图3示出了本发明提供的再一种基于双向流脉冲的水体除磷装置的示意图。
附图标记说明
0、预过滤单元；
1、双向流除磷滤池；
101、滤层；
102、下进水口；
103、下出水口；
104、上进水口；
105、上出水口；
106、滤料再生碱液入口；
107、布水器；
108、富磷碱液回收口；
201、进水管路；
202、上向流产水管路；
2021、上向流产水干管；
2022、上向流产水第一支管；
2023、上向流产水第二支管；
203、下向流产水管路；
2031、下向流产水干管；
2032、下向流产水第一支管；
2033、下向流产水第二支管；
204、水质监测仪；
205、液位计；
206、变频泵；
207、压力变送器；
208、第一工频泵；
209、第二工频泵；
3、滤池分层气体脉冲系统；
301、供气装置；
302、脉冲单元；
3021、脉冲喷气管；
3022、脉冲阀；
4、产水箱；
5、控制系统；
F1、第一电动阀；
F2、第二电动阀；
F3、第三电动阀；
F4、第四电动阀；
F5、第五电动阀；
F6、第六电动阀；
F7、第七电动阀。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
本发明提供一种基于双向流脉冲的水体除磷装置。请参见图1，该水体除磷装置包括：预过滤单元0、双向流除磷滤池1、双向集配水系统2、滤池分层气体脉冲系统3、产水箱4和控制系统5；所述双向流除磷滤池1的内部设置有装填除磷滤料的滤层101；所述控制系统5用于控制所述双向集配水系统向所述双向流除磷滤池1进行交替上向流进出水和下向流进出水，从而用于控制所述双向流除磷滤池1进行上向流过滤吸附模式除磷和下向流过滤吸附模式除磷切换；所述控制系统5用于控制所述滤池分层气体脉冲系统3对所述滤层101进行分层脉冲气冲。
本发明提供的基于双向流脉冲的水体除磷装置的工作原理是：
通过控制系统5控制所述双向集配水系统2向所述双向流除磷滤池1进行交替上向流进水和下向流进水，从而控制所述双向流除磷滤池1进行上向流过滤吸附模式除磷和下向流过滤吸附模式除磷切换；所述控制系统5控制所述滤池分层气体脉冲系统3对所述滤层101进行分层脉冲气冲，防止滤层堵塞和板结，并且能够充分利用滤层下部滤料的吸附容量，提高磷的吸附效率。
请继续参见图1，水体除磷装置可以为如下结构：在所述滤层101的下方，所述双向流除磷滤池1设置有下进水口102和下出水口103，在所述滤层101的上方，所述双向流除磷滤池1设置有上进水口104和上出水口105。
进一步地，所述双向流除磷滤池1的顶部设置有布水器107；所述双向流除磷滤池1设置有滤料再生碱液入口106；所述滤料再生碱液入口106和所述上进水口104均与所述布水器107连通。在双向流除磷滤池1的下部设置有富磷碱液回收口108。
请继续参见图1，双向集配水系统2的结构可以为：所述双向集配水系统2包括进水管路201和产水管路202；所述进水管路201包括进水干管2011、与所述进水干管2011的出水端连通的进水第一支管2012和进水第二支管2013，所述进水干管2011上设有变频泵206，所述进水第一支管2012与所述下进水口102连通，所述进水第二支管2013与所述上进水口104连通；所述进水第一支管2012上设有第五电动阀F5和压力变送器207；所述进水第二支管2013上设有第六电动阀F6；所述产水管路202包括上向流产水支管2021、下向流产水支管2022、与所述上向流产水支管2021和所述下向流产水支管2022的出水端分别连通的初产水排放管2023和产水干管2024；所述上向流产水支管2021上设置有第三电动阀F3；所述下向流产水支管2022上设有第四电动阀F4；所述产水干管2024与所述产水箱4连通，其上设置有第二电动阀F2；所述初产水排放管2023与所述预过滤单元0的进水管路连通，其上设置有第一电动阀F1。
请参见图2，图2中的双向集配水系统2中的进水管路201与图1中的不同之处在于，在进水干管2011上没有设置变频泵，而是在进水第一支管2012和进水第二支管2013上分别设置第一工频泵208和第二工频泵209，分别通过第一工频泵208和第二工频泵209对双向流除磷滤池1实现上向流进出水和下向流进出水。
在本发明中，基于双向流脉冲的水体除磷装置包括水质监测仪204和液位计205；所述水质监测仪204用于监测所述上向流产水支管2021和下向流产水支管2022中的水质；所述液位计205设置在所述装置内部的所述滤层101的上方。经过水质监测仪检测，不合格的产水流经下初产水排放管2023，返回预过滤单元0的进水管路循环处理；合格的产水流经产水干管2024，流入产水箱4。具体地，所述水质监测仪204用于对所述上向流产水支管2021和下向流产水支管2022中的产水的浊度和磷酸盐等水质指标进行在线监测。液位计205用于监测下向流过滤吸附模式中的双向流除磷滤池内的液位高度。
请继续参见图1，在本发明中，滤池分层气体脉冲系统的结构可以为，所述滤池分层气体脉冲系统3包括供气装置301和脉冲单元302；每个脉冲单元302包括至少一组脉冲喷气管3021、连接所述脉冲喷气管3021与所述供气装置301的管路、以及设置在该管路上的脉冲阀3022；所述脉冲喷气管3021沿所述滤层101的高度方向分布，其中位于最下方的脉冲喷气管3021位于所述滤层101的下方以及所述下进水口102和所述下出水口103的上方；在所述双向流除磷滤池1处于上向流过滤吸附模式时，所述控制系统5用于通过控制所述供气装置301和所述脉冲阀3022的开启和关闭，对所述滤层101进行分层脉冲气冲。
进一步地，每个所述脉冲单元302的脉冲阀3022均设置旁路，在所述旁路上设置有第七电动阀F7，可在对滤层持续鼓气时开启。
滤池分层气体脉冲系统3中的脉冲喷气管3021的结构可以为，脉冲喷气管3021具有喷气干管和多个与所述喷气干管连通的喷气支管；每个所述喷气干管上均设置有多个出气孔或多个喷嘴，每个所述出气孔或每个所述喷嘴上设置有防腐材料制成的筛网，防止水体中的固体杂质堵塞出气孔或喷嘴。
在本发明中，所述控制系统5用于控制所述变频泵206启停与运行频率、以及所述第五电动阀F5和所述第六电动阀F6开关，以及用于将所述水质监测仪204的数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，所述控制系统5用于控制所述第一电动阀F1处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经初产水排放管2023返回至所述预过滤单元0的进水管路循环处理；如果该数据信号小于或等于该预设值，所述控制系统5用于控制所述第二电动阀F2处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经产水干管2024流入所述产水箱4。
进一步地，所述控制系统5用于根据预设的上向流过滤时间和下向流过滤时间，或者所述压力变送器207检测的压力值和所述液位计205检测的所述双向流除磷装置内的液位高度，控制所述进水管路201，对所述双向流除磷滤池1交替进行上向流进水和下向流进水，实现对所述双向流除磷滤池1进行上向流过滤吸附模式和下向流过滤吸附模式切换。
更进一步地，在进水管路201的进水干管2011上设置有变频泵206的情况下，所述上向流过滤吸附模式下，变频泵206高频运行，所述第五电动阀F5打开，所述第六电动阀F6关闭，所述控制系统5用于将所述压力变送器207的数据信号与预设压力值进行比较，如果该数据信号小于该预设压力值，则双向流除磷滤池1保持上向流过滤吸附模式；如果该数据信号大于该预设压力值，所述控制系统5用于控制所述变频泵206低频运行，所述第五电动阀F5关闭，所述第六电动阀F6打开，所述双向流除磷滤池1由上向流过滤吸附模式切换为下向流过滤吸附模式；在所述下向流过滤吸附模式下，所述控制系统5用于将所述液位计205的数据信号与预设液位值进行比较，如果该数据信号小于该预设液位值，则双向流除磷滤池1保持下向流过滤吸附模式；如果该数据信号大于该预设液位值，所述控制系统5用于控制所述变频泵206高频运行，所述第五电动阀F5打开，所述第六电动阀F6关闭，所述双向流除磷滤池1由下向流过滤吸附模式转变为上向流过滤吸附模式。
更进一步地，在进水管路201的进水第一支管2012和进水第二支管2013分别设置有第一工频泵208和第二工频泵209的情况下，所述控制系统5用于控制所述第一工频泵208和所述第二工频泵209启停与运行频率、以及所述第五电动阀F5和所述第六电动阀F6开关，以及用于将所述水质监测仪204的数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，所述控制系统5用于控制所述第一电动阀F1处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经初产水排放管2023返回至所述预过滤单元0的进水管路循环处理；如果该数据信号小于或等于该预设值，所述控制系统5用于控制所述第二电动阀F2处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经产水干管2024流入所述产水箱4。
在本发明中，双向流除磷滤池1为多级串联运行，优选为3个双向流除磷滤池，采用其中两个双向流除磷滤池为两级串联、第三个双向流除磷滤池为一级备用的模式运行。请参见图3，3个双向流除磷滤池分别为双向流除磷滤池A、双向流除磷滤池B和双向流除磷滤池C。在工况一中，双向流除磷滤池A和双向流除磷滤池B分别为第一级和第二级，双向流除磷滤池C为再生备用；之后在工况二中，双向流除磷滤池A再生备用，双向流除磷滤池B为第一级，双向流除磷滤池C为第二级；之后在工况三中，双向流除磷滤池C为第一级，双向流除磷滤池A为第二级，双向流除磷滤池B再生备用。
本发明还提供一种基于双向流脉冲的水体除磷方法，所述水体除磷方法在上述的水体除磷装置中进行，所述水体除磷方法包括以下步骤：
待除磷水体先经过所述预过滤单元0截留，去除其中的部分悬浮物，截留后的出水流入所述双向集配水系统2中。
所述控制系统5控制所述双向配水系统进行交替上向流进水和下向流进水，使得截留后的出水进入所述双向流除磷滤池1，通过所述滤层101进行上向流过滤吸附模式和下向流过滤吸附模式切换除磷；同时所述控制系统5控制所述滤池分层气体脉冲系统3对所述滤层101进行分层脉冲气冲。
优选地，在所述双向流除磷滤池1进行上向流过滤吸附模式时，所述控制系统5控制所述滤池分层气体脉冲系统3对所述滤层101进行分层脉冲气冲。
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统3的脉冲压力和喷气量使得所述除磷滤料的瞬时膨胀率为30％～50％；所述滤池分层气体脉冲系统3的脉冲频率根据所述滤层101的过流能力或所述上向流进水压力设定。
在本发明的一种优选实施方式中，所述水体除磷方法包括以下步骤：
S0.待除磷水体先经过所述预过滤单元0截留，去除其中的部分悬浮物，截留后的出水流入所述双向集配水系统2中，所述截留后的出水的浊度＜1NTU。
S1.所述控制系统5控制所述进水管路201进行上向流进水，所述截留后的出水经过下进水口102进入所述双向流除磷滤池1。
S2.所述控制系统5控制所述供气装置301和所述脉冲阀3022的开启和关闭，对所述滤层101进行分层脉冲气冲。
S3.所述双向流除磷滤池1对所述截留后的出水进行上向流过滤吸附模式除磷，经过除磷后，产水从所述上出水口105流入所述上向流产水支管2021，流入所述产水干管2024，所述水质监测仪204对产水水质进行检测，并将所述水质监测仪204的数据信号传输给所述控制系统5，所述控制系统5将该数据信号与预设值进行比较，如果该信号大于该预设值，则所述控制系统5控制所述第一电动阀F1开启，产水经所述初产水排放管2023返回至所述预过滤单元0的进水管路循环处理；反之，则所述控制系统5控制所述第二电动阀F2开启，产水经所述产水干管2024流入所述产水箱4。
S4.所述上向流过滤吸附模式除磷达到第一预设时间或所述上向流进水的压力大于预设压力值时，所述控制系统5控制所述进水管路201进行下向流进水，所述截留后的出水经过上进水口104进入所述双向流除磷滤池1；所述双向流除磷滤池1对所述截留后的出水进行下向流过滤吸附模式除磷，经过除磷后，产水从所述下出水口103经下向流产水支管2022，所述水质监测仪204对产水水质进行检测，并将所述水质监测仪204的数据信号传给所述控制系统5，所述控制系统5将该数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，则所述控制系统5控制所述第一电动阀F1开启，产水经所述初产水排放管2023返回至所述预过滤单元0的进水管路循环处理；反之，所述控制系统5控制所述第二电动阀F2开启，产水经所述产水干管2024流入所述产水箱4。
S5.所述下向流过滤吸附模式除磷达到第二预设时间或所述双向流除磷滤池1的液位大于或等于预设液位时，重复步骤S1～S4。
在本发明的一种更优选实施方式中，请参见图1，在步骤S1中，所述控制系统5控制所述进水管路201进行上向流进水为，所述控制系统5控制所述变频泵206运行以及所述第五电动阀F5开启，所述截留后的出水流经所述进水干管2011和所述进水第一支管2012，从所述下进水口102进入所述双向流除磷滤池1。在步骤S4中，通过所述控制系统5控制所述进水管路201进行下向流进水为，所述控制系统5控制所述变频泵206运行、所述第五电动阀F5关闭、以及所述第六电动阀F6开启，所述截留后的出水流经所述进水干管2011和所述进水第二支管2013，从所述上进水口104进入所述双向流除磷滤池1。
在本发明的另一种更优选实施方式中，请参见图2，在步骤S1中，所述控制系统5控制所述进水管路201进行上向流进水为，所述控制系统5控制所述第一工频泵208运行和所述第五电动阀F5开启，所述截留后的出水流经所述进水干管2011和所述进水第一支管2012，从所述下进水口102进入所述双向流除磷滤池1。在步骤S4中，所述控制系统5控制所述进水管路201进行下向流进水为，所述控制系统5控制所述第一工频泵208关闭、所述第五电动阀F5关闭、所述第二工频泵209运行和第六电动阀F6开启，所述截留后的出水流经所述进水干管2011和所述进水第二支管2013，从所述上进水口104进入所述双向流除磷滤池1。
优选地，所述水体除磷方法还包括对所述除磷滤料再生。
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统3持续为所述滤层101进行脉冲鼓气，或通过脉冲阀旁路电动阀的开启持续为所述滤层101进行分层气冲。
优选地，在所述水体除磷装置包括3个串联的双向流除磷滤池的情况下，两个双向流除磷滤池串联运行，第三个双向流除磷滤池备用。
本发明还提供一种有机营养土，所述有机营养土为利用上述的方法中的所述除磷滤料再生得到的富磷溶液制备有机营养土。
优选地，以再生水厂厌氧消化污泥为原料，以所述富磷溶液为磷源添加剂，制备具有磷缓释效应的有机营养土。向所述富磷溶液中加入钙盐或镁盐，得到磷酸钙或磷酸铵镁(鸟粪石)，将磷酸钙或磷酸铵镁(鸟粪石)与再生水厂含水率≤60％的脱水污泥复配，制备具有磷缓释效应的有机营养土。该有机营养土的养分指标及其他指标水平满足北京排水集团排水集团企业标准“污泥高级厌氧消化制有机营养土(Q/BDG 45045-2017)”要求，可用于农业、林地、园艺种植或土地改良。
实施例1
本实施例提供一种基于双向流脉冲的水体除磷装置。请参见图1，该水体除磷装置包括：预过滤单元0、双向流除磷滤池1、双向集配水系统2、滤池分层气体脉冲系统3、产水箱4和控制系统5。
双向流除磷滤池1的内部设置有由除磷滤料形成的滤层101；在滤层101的下方，双向流除磷滤池1设置有下进水口102和下出水口103，在滤层101的上方，双向流除磷滤池1设置有上进水口104和上出水口105。所述双向流除磷滤池1的顶部设置有布水器107；所述双向流除磷滤池1设置有滤料再生碱液入口106；所述滤料再生碱液入口106和所述上进水口104均与所述布水器107连通。在双向流除磷滤池1的下部设置有富磷碱液回收口108。
所述双向集配水系统2包括进水管路201和产水管路202；所述进水管路201包括进水干管2011、与所述进水干管2011的出水端连通的进水第一支管2012和进水第二支管2013，所述进水干管2011上设有变频泵206，所述进水第一支管2012与所述下进水口102连通，所述进水第二支管2013与所述上进水口104连通；所述进水第一支管2012上设有第五电动阀F5和压力变送器207；所述进水第二支管2013上设有第六电动阀F6；所述产水管路202包括上向流产水支管2021、下向流产水支管2022、与所述上向流产水支管2021和所述下向流产水支管2022的出水端分别连通的初产水排放管2023和产水干管2024；所述上向流产水支管2021上设置有第三电动阀F3；所述下向流产水支管2022上设有第四电动阀F4；所述产水干管2024与所述产水箱4连通，其上设置有第二电动阀F2；所述初产水排放管2023与所述预过滤单元0的进水管路连通，其上设置有第一电动阀F1。
所述水质监测仪204用于对所述上向流产水支管2021和下向流产水支管2022中的产水的浊度和/或磷酸盐等水质指标进行在线监测。所述液位计205设置在所述装置内部的所述滤层101的上方，用于监测下向流过滤吸附模式中的双向流除磷滤池内的液位高度。
滤池分层气体脉冲系统3包括供气装置301和至少两个脉冲单元302；每个脉冲单元302包括脉冲喷气管3021、连接脉冲喷气管3021与供气装置301的管路、以及设置在该管路上的脉冲阀3022；所有的脉冲喷气管3021沿滤层101的高度方向分布，其中位于最下方的脉冲喷气管3021位于滤层101的下方以及下进水口102和下出水口103的上方。
控制系统5用于通过控制变频泵206运行、以及第五电动阀F5和第六电动阀F6开关，从而用于控制进水管路201对双向流除磷滤池1交替进行上向流进水和下向流进水，实现对双向流除磷滤池1进行上向流过滤吸附模式和下向流过滤吸附模式切换。控制系统5用于将水质监测仪204的数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，控制系统5用于控制第一电动阀F1处于打开状态，上向流产水支管2021和下向流产水支管2022中的产水返回至进水管路201循环处理；如果该数据信号小于或等于该预设值，控制系统5用于控制第二电动阀F2处于打开状态，上向流产水支管2021和下向流产水支管2022中的产水流入产水箱4；在双向流除磷滤池1处于上向流过滤吸附模式时，控制系统5用于通过控制供气装置301和脉冲阀3022的开启和关闭，气体从脉冲喷气管3021喷出对滤层101进行分层脉冲气冲。
实施例2
本实施例提供一种基于双向流脉冲的水体除磷方法。请参见图3，该方法包括以下步骤：
三个双向流除磷滤池构成一组两用一备的生产序列，城市再生水厂出水依次通过两级串联双向流除磷滤池1，双向流除磷滤池1中装填有多元复合金属氧化物除磷滤料，形成滤层101，滤层101厚度2m，分别在滤层101中间与底部设置脉冲喷气管3021，滤池采用双向流交替方式运行，即下向流进水或者下向流过滤吸附模式除磷为8小时，上向流进水或者上向流过滤吸附模式除磷为2小时，双向流除磷滤池1的出水总磷维持在TP≤0.025mg/L。
在上向流过滤吸附模式下，间隔1小时利用滤池分层气体脉冲系统3对滤层101实施脉冲气冲，保持滤层101蓬松，脉冲阀3022开启瞬间滤层101的膨胀率40％。一级串联双向流除磷滤池A吸附饱和后，转为原位再生模式，备用双向流除磷滤池C转为过滤模式，串联在原二级串联双向流除磷滤池B之后，原一级串联双向流除磷滤池A再生后转为备用模式，三个双向流除磷滤池按照上述顺序实现过滤与再生工序的循环；通过双向流滤池过滤方向的上下交替，及三个滤池过滤、再生工序的循环，在有效防止滤层堵塞的同时，使整个滤层的吸附容量得到充分利用。
当一级串联滤池出水总磷浓度大于设定值时，即TP>0.1mg/L时，需对一级串联滤池滤料进行原位再生。将2mol/L NaOH通过滤池顶部的碱液喷淋器加注到滤层中，浸泡1h，碱液浸泡过程中，每间隔10min启停一次气体脉冲单元302，对再生除磷滤料进行扰动，促进再生碱液与除磷滤料接触反应，提高吸附磷酸根在滤料表面的解析率。再生1h后得到再生后的除磷吸附滤料和富磷再生碱液。
利用双向流除磷滤池的产水对再生后的磷吸附滤料进行水洗，采用上向流进水与下向流进水交替清洗，在上向流清洗过程中，利用气体脉冲或持续鼓气的方式加速残余碱液的排出，待滤池清洗水pH调至中性，滤料清洗结束，滤池转为备用模式。
实施例3
本实施例提供一种有机营养土。向实施例2获得的富磷再生碱液中加入钙盐或镁盐得到磷酸钙或磷酸铵镁(鸟粪石)，将制得的磷酸盐与再生水厂含水率≤60％的脱水污泥复配制得具有磷缓释效应的有机营养土，并将有机营养土用于林地与园艺种植，具体参照北京排水集团排水集团企业标准“城镇污水处理厂污泥产品林地施用技术规程(Q/BDG43046-2019)”实施。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种基于双向流脉冲的水体除磷装置，其特征在于，该水体除磷装置包括：预过滤单元(0)、双向流除磷滤池(1)、双向集配水系统(2)、滤池分层气体脉冲系统(3)、产水箱(4)和控制系统(5)；
所述双向流除磷滤池(1)的内部设置有装填除磷滤料的滤层(101)；
所述控制系统(5)用于控制所述双向集配水系统向所述双向流除磷滤池(1)进行交替上向流进出水和下向流进出水，从而用于控制所述双向流除磷滤池(1)进行上向流过滤吸附模式除磷和下向流过滤吸附模式除磷切换；
所述控制系统(5)用于控制所述滤池分层气体脉冲系统(3)对所述滤层(101)进行分层脉冲气冲。
2.根据权利要求1所述的水体除磷装置，其特征在于，在所述滤层(101)的下方，所述双向流除磷滤池(1)设置有下进水口(102)和下出水口(103)，在所述滤层(101)的上方，所述双向流除磷滤池(1)设置有上进水口(104)和上出水口(105)；
所述双向集配水系统(2)包括进水管路(201)和产水管路(202)；
所述进水管路(201)包括进水干管(2011)、与所述进水干管(2011)的出水端连通的进水第一支管(2012)和进水第二支管(2013)，所述进水干管(2011)上设有变频泵(206)，所述进水第一支管(2012)与所述下进水口(102)连通，所述进水第二支管(2013)与所述上进水口(104)连通；所述进水第一支管(2012)上设有第五电动阀(F5)和压力变送器(207)；所述进水第二支管(2013)上设有第六电动阀(F6)；
所述产水管路(202)包括上向流产水支管(2021)、下向流产水支管(2022)、与所述上向流产水支管(2021)和所述下向流产水支管(2022)的出水端分别连通的初产水排放管(2023)和产水干管(2024)；所述上向流产水支管(2021)上设置有第三电动阀(F3)；所述下向流产水支管(2022)上设有第四电动阀(F4)；所述产水干管(2024)与所述产水箱(4)连通，其上设置有第二电动阀(F2)；所述初产水排放管(2023)与所述预过滤单元(0)的进水管路连通，其上设置有第一电动阀(F1)；
所述装置包括水质监测仪(204)和液位计(205)；所述水质监测仪(204)用于监测所述上向流产水支管(2021)和下向流产水支管(2022)中的水质；所述液位计(205)设置在所述装置内部的所述滤层(101)的上方；
所述控制系统(5)用于控制所述变频泵(206)启停与运行频率、以及所述第五电动阀(F5)和所述第六电动阀(F6)开关，以及用于将所述水质监测仪(204)的数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，所述控制系统(5)用于控制所述第一电动阀(F1)处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经初产水排放管(2023)返回至所述预过滤单元(0)的进水管路循环处理；如果该数据信号小于或等于该预设值，所述控制系统(5)用于控制所述第二电动阀(F2)处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经产水干管(2024)流入所述产水箱(4)；
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统(3)包括供气装置(301)和脉冲单元(302)；每个脉冲单元(302)包括至少一组脉冲喷气管(3021)、连接所述脉冲喷气管(3021)与所述供气装置(301)的管路、以及设置在该管路上的脉冲阀(3022)；
所述脉冲喷气管(3021)沿所述滤层(101)的高度方向分布，其中位于最下方的脉冲喷气管(3021)位于所述滤层(101)的下方以及所述下进水口(102)和所述下出水口(103)的上方；
在所述双向流除磷滤池(1)处于上向流过滤吸附模式时，所述控制系统(5)用于通过控制所述供气装置(301)和所述脉冲阀(3022)的开启和关闭，对所述滤层(101)进行分层脉冲气冲；
优选地，脉冲喷气管(3021)具有喷气干管和多个与所述喷气干管连通的喷气支管；每个所述喷气干管上均设置有多个出气孔或多个喷嘴，每个所述出气孔或每个所述喷嘴上设置有防腐材料制成的筛网。
3.根据权利要求2所述的水体除磷装置，其特征在于，所述控制系统(5)用于根据预设的上向流过滤时间和下向流过滤时间，或者所述压力变送器(207)检测的压力值和所述液位计(205)检测的所述装置内的液位高度，控制所述进水管路(201)，对所述双向流除磷滤池(1)交替进行上向流进水和下向流进水，实现对所述双向流除磷滤池(1)进行上向流过滤吸附模式和下向流过滤吸附模式切换；
优选地，所述上向流过滤吸附模式下，变频泵(206)高频运行，所述第五电动阀(F5)打开，所述第六电动阀(F6)关闭，所述控制系统(5)用于将所述压力变送器(207)的数据信号与预设压力值进行比较，如果该数据信号小于该预设压力值，则双向流除磷滤池(1)保持上向流过滤吸附模式；如果该数据信号大于该预设压力值，所述控制系统(5)用于控制所述变频泵(206)低频运行，所述第五电动阀(F5)关闭，所述第六电动阀(F6)打开，所述双向流除磷滤池(1)由上向流过滤吸附模式切换为下向流过滤吸附模式；所述下向流过滤吸附模式下，所述控制系统(5)用于将所述液位计(205)的数据信号与预设液位值进行比较，如果该数据信号小于该预设液位值，则双向流除磷滤池(1)保持下向流过滤吸附模式；如果该数据信号大于该预设液位值，所述控制系统(5)用于控制所述变频泵(206)高频运行，所述第五电动阀(F5)打开，所述第六电动阀(F6)关闭，所述双向流除磷滤池(1)由下向流过滤吸附模式转变为上向流过滤吸附模式；
优选地，所述双向流除磷滤池(1)的顶部设置有布水器(107)；所述双向流除磷滤池(1)设置有滤料再生碱液入口(106)；所述滤料再生碱液入口(106)和所述上进水口(104)均与所述布水器(107)连通；
优选地，所述水质监测仪(204)用于对所述上向流产水支管(2021)和下向流产水支管(2022)中的产水的浊度和磷酸盐进行在线监测；
优选地，每个所述脉冲单元(302)的脉冲阀(3022)均设置旁路，在所述旁路上设置有第七电动阀(F7)，可在对滤层持续鼓气时开启。
4.根据权利要求1所述的水体除磷装置，其特征在于，在所述滤层(101)的下方，所述双向流除磷滤池(1)设置有下进水口(102)和下出水口(103)，在所述滤层(101)的上方，所述双向流除磷滤池(1)设置有上进水口(104)和上出水口(105)；
所述双向集配水系统(2)包括进水管路(201)和产水管路(202)；
所述进水管路(201)包括进水干管(2011)、与所述进水干管(2011)的出水端连通的进水第一支管(2012)和进水第二支管(2013)，所述进水第一支管(2012)与所述下进水口(102)连通，其上设置有第一工频泵(208)和第五电动阀(F5)，所述进水第二支管(2013)与所述上进水口(104)连通，其上设置有第二工频泵(209)和第六电动阀(F6)；
所述产水管路(202)包括上向流产水支管(2021)、下向流产水支管(2022)、与所述上向流产水支管(2021)和所述下向流产水支管(2022)的出水端分别连通的初产水排放管(2023)和产水干管(2024)；所述上向流产水支管(2021)上设置有第三电动阀(F3)；所述下向流产水支管(2022)上设有第四电动阀(F4)；所述产水干管(2024)与所述产水箱(4)连通，其上设置有第二电动阀(F2)；所述初产水排放管(2023)与所述预过滤单元(0)的进水管路连通，其上设置有第一电动阀(F1)；
所述装置包括水质监测仪(204)和液位计(205)；所述水质监测仪(204)用于监测所述上向流产水支管(2021)和下向流产水支管(2022)中的水质；所述液位计(205)设置在所述装置内部的所述滤层(101)的上方；
所述控制系统(5)用于控制所述第一工频泵(208)和所述第二工频泵(209)启停与运行频率、以及所述第五电动阀(F5)和所述第六电动阀(F6)开关，以及用于将所述水质监测仪(204)的数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，所述控制系统(5)用于控制所述第一工频泵(208)开启，所述第一电动阀(F1)处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经初产水排放管(2023)返回至所述预过滤单元(0)的进水管路循环处理；如果该数据信号小于或等于该预设值，所述控制系统(5)用于控制所述第二电动阀(F2)处于打开状态，所述上向流与所述下向流的产水经产水干管(2024)流入所述产水箱(4)。
5.根据权利要求2所述的水体除磷装置，其特征在于，所述双向流除磷滤池(1)为多级串联运行，优选为3个双向流除磷滤池，采用其中两个双向流除磷滤池为两级串联、第三个双向流除磷滤池备用的模式运行。
6.一种基于双向流脉冲的水体除磷方法，所述水体除磷方法在权利要求1所述的水体除磷装置中进行，所述水体除磷方法包括以下步骤：
待除磷水体先经过所述预过滤单元(0)，去除其中的悬浮物，出水流入所述双向集配水系统(2)中；
所述控制系统(5)控制所述双向配水系统进行交替上向流进水和下向流进水，使得来水进入所述双向流除磷滤池(1)，通过所述滤层(101)进行上向流过滤吸附模式和下向流过滤吸附模式切换除磷；同时所述控制系统(5)控制所述滤池分层气体脉冲系统(3)对所述滤层(101)进行分层脉冲气冲；
优选地，在所述双向流除磷滤池(1)进行上向流过滤吸附模式时，所述控制系统(5)控制所述滤池分层气体脉冲系统(3)对所述滤层(101)进行分层脉冲气冲；
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统(3)的脉冲压力和喷气量使得所述除磷滤料的瞬时膨胀率为30％～50％；所述滤池分层气体脉冲系统(3)的脉冲频率根据所述滤层(101)的过流能力、预设脉冲周期或所述上向流进水压力设定。
7.根据权利要求6所述的水体除磷方法，其特征在于，所述水体除磷方法在权利要求2-4任一项所述的水体除磷装置中进行，所述水体除磷方法包括以下步骤：
S0.待除磷水体先经过所述预过滤单元(0)截留，去除其中的部分悬浮物，截留后的出水流入所述双向集配水系统(2)中，所述截留后的出水的浊度＜1NTU；
S1.所述控制系统(5)控制所述进水管路(201)进行上向流进水，所述截留后的出水经过下进水口(102)进入所述双向流除磷滤池(1)；
S2.所述控制系统(5)控制所述供气装置(301)和所述脉冲阀(3022)的开启和关闭，对所述滤层(101)进行分层脉冲气冲；
S3.所述双向流除磷滤池(1)对所述截留后的出水进行上向流过滤吸附模式除磷，经过除磷后，产水从所述上出水口(105)流入所述上向流产水支管(2021)，流入所述产水干管(2024)，所述水质监测仪(204)对产水水质进行检测，并将所述水质监测仪(204)的数据信号传输给所述控制系统(5)，所述控制系统(5)将该数据信号与预设值进行比较，如果该信号大于该预设值，则所述控制系统(5)控制所述第一电动阀(F1)开启，产水经所述初产水排放管(2023)返回至所述预过滤单元(0)的进水管路循环处理；反之，则所述控制系统(5)控制所述第二电动阀(F2)开启，产水经所述产水干管(2024)流入所述产水箱(4)；
S4.所述上向流过滤吸附模式除磷达到第一预设时间或所述上向流进水的压力大于预设压力值时，所述控制系统(5)控制所述进水管路(201)进行下向流进水，所述截留后的出水经过上进水口(104)进入所述双向流除磷滤池(1)；所述双向流除磷滤池(1)对所述截留后的出水进行下向流过滤吸附模式除磷，经过除磷后，产水从所述下出水口(103)经下向流产水支管(2022)，所述水质监测仪(204)对产水水质进行检测，并将所述水质监测仪(204)的数据信号传给所述控制系统(5)，所述控制系统(5)将该数据信号与预设值进行比较，如果该数据信号大于该预设值，则所述控制系统(5)控制所述第一电动阀(F1)开启，产水经所述初产水排放管(2023)返回至所述预过滤单元(0)的进水管路循环处理；反之，所述控制系统(5)控制所述第二电动阀(F2)开启，产水经所述产水干管(2024)流入所述产水箱(4)；
S5.所述下向流过滤吸附模式除磷达到第二预设时间或所述双向流除磷滤池(1)的液位大于或等于预设液位时，重复步骤S1～S4。
8.根据权利要求7所述的水体除磷方法，其特征在于，所述水体除磷方法在权利要求3所述的水体除磷装置中进行；
在步骤S1中，所述控制系统(5)控制所述进水管路(201)进行上向流进水为，所述控制系统(5)控制所述变频泵(206)运行以及所述第五电动阀(F5)开启，所述截留后的出水流经所述进水干管(2011)和所述进水第一支管(2012)，从所述下进水口(102)进入所述双向流除磷滤池(1)；
在步骤S4中，通过所述控制系统(5)控制所述进水管路(201)进行下向流进水为，所述控制系统(5)控制所述变频泵(206)运行、所述第五电动阀(F5)关闭、以及所述第六电动阀(F6)开启，所述截留后的出水流经所述进水干管(2011)和所述进水第二支管(2013)，从所述上进水口(104)进入所述双向流除磷滤池(1)；
优选地，所述水体除磷方法还包括对所述除磷滤料再生；
优选地，所述滤池分层气体脉冲系统(3)为滤层进行脉冲鼓气，或通过脉冲阀旁路电动阀的开启持续为所述滤层进行分层气冲。
9.根据权利要求7所述的水体除磷方法，其特征在于，所述水体除磷方法在权利要求4所述的水体除磷装置中进行；
在步骤S1中，所述控制系统(5)控制所述进水管路(201)进行上向流进水为，所述控制系统(5)控制所述第一工频泵(208)运行和所述第五电动阀(F5)开启，所述截留后的出水流经所述进水干管(2011)和所述进水第一支管(2012)，从所述下进水口(102)进入所述双向流除磷滤池(1)；
在步骤S4中，所述控制系统(5)控制所述进水管路(201)进行下向流进水为，所述控制系统(5)控制所述第一工频泵(208)关闭、所述第五电动阀(F5)关闭、所述第二工频泵(209)运行和第六电动阀(F6)开启，所述截留后的出水流经所述进水干管(2011)和所述进水第二支管(2013)，从所述上进水口(104)进入所述双向流除磷滤池(1)；
优选地，在所述水体除磷装置包括3个串联的双向流除磷滤池的情况下，两个双向流除磷滤池串联运行，第三个双向流除磷滤池备用。
10.一种有机营养土，其特征在于，所述有机营养土为利用权利要求9所述的方法中的所述除磷滤料再生得到的富磷溶液制备有机营养土；
优选地，以再生水厂厌氧消化污泥为原料，以所述富磷溶液为磷源添加剂，制备具有磷缓释效应的有机营养土。
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