CN115093049A - 一种超高磷污水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超高磷污水的处理方法，本发明采用独创的三级处理工序处理超高磷污水，本发明的降解剂在一级处理工序中进行污水污染物的吸附降解和过滤去除，在二级处理工序进行污水的pH值中和和过滤去除，在三级处理工序进行残余杂质的过滤去除和达标出水，以及在沉淀工序将超高磷污水污染物吸附降解后的过滤去除；经过采用本发明降解剂的三级处理工序处理吸附降解和过滤去除后，使污水中的磷污染物含量从≧30mg/L直接降到≤0.5mg/L，并且pH值保持在7左右。本发明可以在1～3个小时之间将污水中的超高磷指标降下来，处理周期非常短，处理后的水可达到城镇污水排放标准，沉淀后的饱和吸附物可以作为农用肥料回收利用。

Description

一种超高磷污水的处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种超高磷污水的处理方法。
背景技术
由于人类生活用水、农业用水和废弃物不断排入地下水中，使污水中含有大量的氮、磷等有机污染物，使水资源受到严重污染，从而影响水资源的有效利用。污水中的磷含量来源于生活用水、农用化肥以及沿海或沿江城市渔业生产企业处理鱼虾后的含磷用水等，这些废弃用水大量排入城镇污水的收集管道，从而造成了污水中的磷污染物含量高达15～20mg/L。而水体中如此高含量的磷污染物很难处理，以至于无法达到城镇污水排放标准而需要进一步进行降磷处理。污水中过高的磷含量严重导致空气和水质的恶化，并通过植物吸收和传递最终危害人类的生命和健康。而城镇污水排放标准规定的最高排放范围为：总磷6mg/L、氮25mg/L、化学需氧量140mg/L、生化需氧量70mg/L、悬浮物75mg/L。
目前，城镇污水处理厂大多采用生化法进行污水中污染物的处理。生化法以投加药剂从而产生化学反应，使污水或废水与微生物混合接触，利用微生物体内的生物化学作用来分解污水中的有机物和无机毒物，使有机物和无机毒物转化为无毒物质的一种污水处理方法。生化法从在生化池的污水中对微生物的培养，到生化降解污染物的整个处理周期需要20多个小时，如有多个生化池则需要更长的时间。因此，生化法处理周期长，而且生化法对有机物的降解效率不高，生化法无法处理高磷或超高磷污染物的降解。同时，在生化处理过程中，活性污泥中的微生物在进行新陈代谢的进程中因微生物的死亡而产生大量含有有机物的污泥，而污泥中含有的有机物不易降解，毒性残留时间长，这些有毒有害物质如进入地下水体或土壤中将造成环境的再次污染。
生化法处理工艺及设备也比较复杂，如生化法工艺过程需要设置拦污栅先将大块的固体污染物过滤掉，再经过细格栅进一步过滤，过滤后的污水进入调节池中进行污水的均衡等调节，之后进入氨氮吹脱罐将氨气吹脱，再进入生化反应池中进行微生物的培养，通过大量培养微生物对污染物进行降解和去除，然后在紫外线消毒池中进行有毒物质的消毒，再在污泥沉淀池中进行污泥的沉淀和浓缩，然后将沉淀和浓缩的污泥放置在专门建造的场房中存储污泥和去除水分，最后将达到含水量要求的污泥运送到垃圾填埋场进行填埋。因此，生化法处理周期长，对高磷等污染物的去除率有限，无法使总磷指标达到排放标准。
发明内容
本发明针对传统生化法在处理生活污水或城市废水时，无法解决污水中的高磷或超高磷污染物含量超标、处理工艺复杂，处理周期长以及沉淀后的污泥中存在有机污染物，提出一种超高磷污水的处理方法。该方法不仅可以将超高磷降下来，而且处理周期非常短，处理后沉淀的泥和水均可达到城镇污水排放标准。本发明的技术解决方案如下：
本发明提出一种超高磷污水的处理方法，包括经格栅过滤后进入污水调节池进行调节，其特征在于包括：
一级处理工序，进行污水污染物的吸附降解和去除，以及沉淀和过滤；二级处理工序，进行污水的pH值中和和过滤；三级处理工序，进行杂质过滤和出水；沉淀工序，收集上述三个处理工序排出的污泥进行沉淀，并排出污泥和沉淀的水；经过上述三级处理工序处理后的出水中磷含量及pH值达到城镇污水排放标准的出水；所述方法包括以下步骤：
1)将调节池中的污水通过水泵和管道打入所述一级处理工序，同时，向所述一级处理工序中加入3‰～5％的降解剂，将所述污水和所述降解剂进行充分搅拌和混合，所述降解剂对污水中的超高磷污染物进行5～15分钟的充分吸附降解和去除，以及过滤和沉淀，使污水中的磷含量直接降为≤0.5mg/L，调节pH值达到8～11；沉淀后的水经过所述一级处理工序过滤，其出水通过管道进入二级处理工序中；
2)所述一级处理工序过滤的出水进入所述二级处理工序中的同时，向所述二级处理工序中加入中和剂，使所述一级处理工序过滤的出水和加入的所述中和剂充分搅拌混合5～15分钟，调节pH值达到6～9，使水中的磷含量和pH值均达到城镇污水排放标准，沉淀后的水经过所述二级处理工序过滤，其出水通过管道进入三级处理工序中；
3)进入所述三级处理工序中的出水经过5～15分钟的过滤，过滤掉水中的絮状物等细小杂质，使水中的磷含量及pH值指标达到城镇污水污染物排放标准一级A标准的达标出水；
4)所述污水经过一级处理工序、二级处理工序以及三级处理工序处理后沉淀的污泥，通过排泥管道排入沉淀池中，在所述沉淀池中沉淀后的污泥装入滤袋过滤30分钟～1个小时后运走，沉淀后的滤水通过回水管进入一级处理工序回用。
本发明所述降解剂以质量百分比计由以下两种或两种以上非金属矿物质材料组成：15％～25％的火山岩、10％～20％的硅藻土、5％～15％的碳酸钙、10％～25％的陶粒、10％～25％的沸石，其余为煤灰。所述降解剂原材料为50目～500目的粉状，然后以料水比1:1的比例混合成浆料，添加到所述一级处理工序中对污水进行吸附降解、去除和沉淀。
本发明的特征还在于，在整个超高磷污水的处理过程中，设置有工序自动控制装置和自动传感测量仪器，通过自动控制装置的自动控制阀门，所述自动传感测量仪器自动测量并及时将测量数据自动传出，即时监控测量污水处理过程中数据的变化，并根据监测数据的变化及时对降解剂加入量和pH值进行调节。
进一步的，本发明所述一级处理工序和所述二级处理工序中均设置有潜水搅拌机对污水进行充分搅拌和混合。所述中和剂采用稀硫酸、盐酸或草酸中的至少一种。
更进一步，本发明所述一级处理工序、二级处理工序以及三级处理工序的每个工序中的过滤层约1～1.5米，由多层滤布和多层多孔吸附材料组成；所述多孔吸附材料为火山岩石、麦饭石、沸石中的至少一种，所述多孔吸附材料为5～10mm的粒状；所述滤布为100～1000目数。所述一级处理工序、和所述二级处理工序设置有3～5层过滤层，所述三级处理工序中设置有6～8层过滤层；所述过滤层为滤布和多孔吸附材料相互叠加而成。
本发明所述的超高磷污水是指污水中的磷污染物含量达到≧30mg/L的污水，通过所述降解剂的吸附降解和去除，使水中的磷含量降到≤0.5mg/L，pH值保持在6～9。本发明还采用紫外线对沉淀后的出水进行大肠菌群等病原体消毒至达标出水。
本发明所述降解剂还可以对污水中的CODcr、BOD5、氨氮、总氮、总磷等污染物进行充分吸附降解、沉淀和去除，使出水达到污水排放标准以及相应的地表水环境质量标准，并可排放到地表水环境中或回收利用。
本发明所述的污水排放标准出水是指城镇污水污染物排放标准一级A标准出水；所述地表水环境质量标准出水是指国家地表水环境质量标准Ⅳ类或Ⅲ类标准出水。
通过采用本发明的降解剂对磷污染物含量在≧30mg/L的超高磷污水进行吸附降解和去除，使水中的磷含量降到≤0.5mg/L，pH值保持在6～9左右。经过三级处理后沉淀的水和污泥均达到城镇污水污染物排放标准。因此，在沉淀和滤袋过滤过程中，滤掉30％～50％的水分，可直接用来制作堆肥或用作种植蔬菜和花卉的基肥。本发明解决了超高磷污水难以达标的难题，处理后水中的磷含量和pH值均可达到城镇污水污染物排放标准一级A标准出水指标。本发明工艺流程简单，操作方便，处理周期仅需1～2个小时，成本非常低。处理后的污泥成为有机饱和吸附物而可以回收利用，如用来制造堆肥或种植蔬菜等花草植物。本发明具有良好的社会效益和经济效益前景，对目前环境保护和污水处理技术提出了新的技术思路。
附图说明
图1是现有生化法处理污水的工艺流程图；
图2是本发明超高磷污水处理方法的流程示意图；
具体实施方式
以下为本发明的示例性实施例，以及对本发明具体实施方式的详细说明。为了清楚地说明本发明，附图中的结构尺寸和区域范围可能被放大或夸张，或者有些图形结构在文字说明清楚明了的情况下没有示出，这些优选实施例并不用来限定本发明。
参照图1，本申请的发明人对现有污水处理厂所采用的传统生化法进行了实地考察和分析，现有生化法采用大量培养微生物菌种的方式来对污水中的污染物进行降解和去除，虽然该方法可去除污水中的大部分污染物，但由于该方法的降解不充分，对某些污染物来讲，如磷含量过度超标≧30mg/L，是无法得到充分降解和去除的。
参照图2，为了解决污水中高磷或超高磷污染物的降解及去除问题，发明人通过多次试验和分析研究，找到一种超高磷污水的处理方法。本发明采用现有污水厂的前端设置，即污水经格栅过滤后进入污水调节池进行调节，再经过本发明的一级处理工序进行污水污染物的吸附降解以及过滤去除；经过二级处理工序进行污水的pH值中和和过滤；经过三级处理工序杂质的过滤和出水；经过污泥沉淀工序收集上述三个处理工序排出的污泥进行沉淀并排出沉淀的污泥和沉淀的水，使经过本发明上述三级处理工序处理后出水中的磷含量及pH值达到城镇污水排放标准出水。具体步骤如下：
1)将调节池中的污水通过水泵和管道打入一级处理工序，同时向一级处理工序中加入3‰～5％的降解剂，并采用潜水搅拌机将污水和降解剂进行充分搅拌和混合，使降解剂对污水中的超高磷污染物进行5～15分钟的充分吸附降解和去除以及过滤和沉淀，使污水中的磷含量直接降为≤0.5mg/L，调节pH值达到8～11，沉淀后的水经过一级处理工序过滤，其出水通过管道进入二级处理工序中；
2)在一级处理工序过滤的出水进入二级处理工序中的同时，向二级处理工序中加入中和剂，采用潜水搅拌机使一级处理工序过滤的出水和加入的中和剂充分搅拌混合5～15分钟，调节pH值达到6～9，使水中的磷含量和pH值均达到镇污水污染物排放标准一级A标准，沉淀后的水经过二级处理工序过滤，其出水通过管道进入三级处理工序中；
3)进入三级处理工序中的出水经过5～15分钟的过滤，过滤掉水中的絮状物等细小杂质，使水中的磷含量及pH值指标达到城镇污水污染物排放标准一级A标准的达标出水；
4)所述污水经过一级处理工序、二级处理工序以及三级处理工序处理后沉淀的污泥，通过排泥管道排入沉淀池中，在沉淀池中沉淀后的污泥装入滤袋过滤30分钟～1个小时后运走，沉淀后的滤水通过回水管进入一级处理工序回用。
本发明一级处理工序所采用的降解剂以质量百分比计由两种或两种以上非金属矿物质材料组成：15％～25％的火山岩、10％～20％的硅藻土、5％～15％的碳酸钙、10％～25％的陶粒、10％～25％的沸石，其余为煤灰。所述降解剂原材料为50目～500目的粉状，以料水比1:1的比例混合成浆料，添加到一级处理工序中对污水进行吸附降解、去除和沉淀。本发明二级处理工序中所添加的中和剂采用稀硫酸、盐酸或草酸中的至少一种。
本发明的降解剂由于采用非金属矿物质材料组成，而非金属矿物质材料为多孔吸附材料，可以对污水中的多种污染物进行强有力的吸附和降解，将污水中的有机污染物或其它污染物质基本全部吸附在多孔吸附材料。因此，可使污水中的污染物得到清除并达到城镇污水污染物排放标准一级A标准达标出水。
由于降解剂是由多孔吸附材料组成的，吸附了大部分的氮、磷、钾等有机污染物，经处理后沉淀的也成为了饱和吸附物。污水中的有机污染物对于地下水质或生活用水来讲是污染物，但因其含有大量的氮、磷、钾等有机物质，对于用来制作农用肥料却是有益的。因此，经处理后沉淀的多孔吸附材料可用来制作堆肥，或作为种植蔬菜或花卉的基肥，使这些原来需要填埋的作为饱和吸附物得到了有效利用。
本发明在整个超高磷污水的处理过程中，设置有工序自动控制装置和自动传感测量仪器，通过自动控制装置的自动控制阀门，所述自动传感测量仪器自动测量并及时将测量数据自动传出，即时监控测量污水处理过程中数据的变化，并根据监测数据的变化及时对降解剂加入量和pH值进行调节。
本发明的一级处理工序、二级处理工序以及三级处理工序的每个工序中的过滤层约1～1.5米，6～8层，由多层滤布和多层多孔吸附材料组成。多孔吸附材料为火山岩石、麦饭石、沸石中的至少一种，制备成5～10mm的粒状；滤布为100～1000目数。在一级处理工序和二级处理工序中设置有3～5层过滤层，在三级处理工序中设置有6～8层过滤层；过滤层为滤布和多孔吸附材料上下相互叠加而成，是可过滤超细杂质和絮状物的超强过滤层。
本发明所处理的超高磷污水是指污水中的磷污染物含量达到≧30mg/L的污水，通过本发明降解剂的吸附降解和去除，使水中的磷含量降到≤0.5mg/L，pH值始终保持在6～9。本发明还对沉淀后的出水需要进行紫外线消毒时，对超标的大肠菌群等病原体进行紫外线消毒至达标出水。
本发明经过三级处理工序后沉淀的污泥也即饱和吸附物经过在滤袋中滤掉30％～50％的水分，可直接用来制作堆肥或用作种植蔬菜或花卉的基肥。
本发明独创的降解剂还可以对污水中的CODcr、BOD5、氨氮、总氮、总磷等污染物进行充分吸附降解、沉淀和去除，使出水达到城镇污水排放标准或达到地表水环境质量标准，并可排放到地表水环境中或回收利用。
本发明所述城镇污水排放标准出水是指城镇污水污染物排放标准一级A标准出水；所述地表水环境质量排放标准出水是指国家地表水环境质量标准Ⅳ类或Ⅲ类标准出水。
实施例1
本实施例采用广西某市镇污水处理厂收集的超高磷污染物生活污水进行工业化生产运行，要求达到《城镇污水污染物排放标准》一级A排放标准。进入到污水处理厂的污水或废水进水口时的检测项目为：
废水进水口：化学需氧量(CODcr)72.7mg/L、生化需氧量(BOD5)26mg/L、悬浮物158(SS)、总氮15.3mg/L、总磷35mg/L、pH值7.50；共计6项；进水中废水的流量为200m3/h。
《城镇污水污染物排放标准》一级A排放标准为：化学需氧量(CODcr)75/mg/L、生化需氧量(BOD5)15mg/L、悬浮物20(SS)、总氮20mg/L、总磷1mg/L、pH值6～9。
本实施例所采用的降解剂由15％的火山岩、10％的硅藻土、15％的碳酸钙、25％的陶粒、10％的沸石，其余为煤灰的多孔吸附材料组成；将上述降解剂组成物质粉碎成100目的粉状，以料水比1:1的比例混合成浆料待用。
进入污水处理厂的污水经格栅对固体污染物进行过滤后，进入污水调节池进行流量均衡调节，将污水调节池的污水通过泵和管道打入一级处理工序，同时向一级处理工序中加入3‰质量百分比的降解剂桨料，将污水和降解剂进行充分搅拌和混合，使该降解剂对污水中的污染物进行10分钟左右的充分吸附降解后，经检测，污水中的磷含量直接降到了≤0.5mg/L，很快去除了污水中超标的磷和其它污染物。同时在一级处理工序中的处理过程中，通过设置的自动传感测量仪自动测量并即时监控测量数据的变化，自动控制降解剂和pH值的加入量，使pH值始终保持在8～11。在沉淀10分钟后，沉淀后的水通过一级处理工序中多层过滤层的过滤后出水，通过管道进入二级处理工序中，沉淀后的污泥通过排泥管道排入污泥沉淀池。
在二级处理工序中，一级处理工序过滤的出水进入二级处理工序中的同时，向二级处理工序中加入适量中和剂，使一级处理工序过滤的出水和加入的中和剂通过潜水搅拌机充分搅拌混合5分钟，并且沉淀10分钟，自动控制装置使pH值保持在7左右，水中的磷含量和pH值均达到城镇污水排放标准，沉淀后的水经过二级处理工序的多层过滤并出水，然后通过管道进入三级处理工序中，沉淀后的污泥通过排污管道进入污泥沉淀池。
进入三级处理工序中的水的磷含量和pH值均已达到城镇污水排放标准，在三级处理工序的过滤层进行絮状物等细小杂质的精细过滤5分钟后达标出水，同时沉淀后的污泥饱和吸附物通过排污管道进入污泥沉淀池。
上述三个处理工序排出的污泥，通过排泥管道的收集进入污泥沉淀池中进行沉淀，在沉淀池沉淀30分钟后，排出污泥饱和吸附物和沉淀的水；将排出的污泥饱和吸附物装入滤袋继续滤干水分，当滤袋滤掉至30％～50％的水分后，即可直接用来制作堆肥后用作种植蔬菜或花卉的基肥。而沉淀后的水则通过回水管道排回到一级处理工序中回用。
经过上述三级处理工序处理后的出水，经过第三方检测机构检测，采用本发明降解剂处理后的出水，将进水口总磷35mg/L的超高磷污水中的磷含量实际降低至0.16～0.31mg/L，pH值在6.11～7.19之间。完全达到了降低污水中超高磷含量的目的。
同时，在第三方的检测报告中，采用本发明的超高磷污水的处理方法处理后的出水中的其它污染物含量也同时有很大程度的降低。下表1是广西某污水处理厂除磷专项改造项目竣工验收报告的检测数据，该检测数据共检测了四批实际处理前后的水样。
表1废水检测结果(分四批次进行了检测)
Figure BDA0003713883120000071
从上述检测结果可看出，采用本发明超高磷污水的处理方法处理后的废水所含污染物指标相对于废水进水口样品的原始数据，CODcr下降了60％～70％，BOD5下降了60％以上，总氮下降了30％～50％；总磷下降了99.8％以上，悬浮物(mg/L)平均下降了90％左右。本发明使总氮和总磷的含量大幅下降，各项指标均满足城镇污水污染物排放标准一级A标准，本发明的超高磷污水处理方法效果非常显著，为目前的污水处理技术提供了技术改进的新思路。
以上仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明设计原理的前提下还可以做出各种改进，这些改进也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超高磷污水的处理方法，包括经格栅过滤后进入污水调节池进行调节，其特征在于包括：
一级处理工序，进行污水污染物的吸附降解和去除，以及沉淀和过滤；二级处理工序，进行污水的pH值中和和过滤；三级处理工序，进行杂质过滤和出水；沉淀工序，收集上述三个处理工序排出的污泥进行沉淀，并排出污泥和沉淀的水；经过上述三级处理工序处理后的出水中磷含量及pH值达到城镇污水排放标准的出水；
所述方法包括以下步骤：
1)将调节池中的污水通过水泵和管道打入所述一级处理工序，同时，向所述一级处理工序中加入3‰～5％的降解剂，将所述污水和所述降解剂进行充分搅拌和混合，所述降解剂对污水中的超高磷污染物进行5～15分钟的充分吸附降解和去除，以及过滤和沉淀，使污水中的磷含量直接降为≤0.5mg/L，调节pH值达到8～11；沉淀后的水经过所述一级处理工序过滤，其出水通过管道进入二级处理工序中；
2)所述一级处理工序过滤的出水进入所述二级处理工序中的同时，向所述二级处理工序中加入中和剂，使所述一级处理工序过滤的出水和加入的所述中和剂充分搅拌混合5～15分钟，调节pH值达到6～9，使水中的磷含量和pH值均达到城镇污水排放标准，沉淀后的水经过所述二级处理工序过滤，其出水通过管道进入三级处理工序中；
3)进入所述三级处理工序中的出水经过5～15分钟的过滤，过滤掉水中的絮状物等细小杂质，使水中的磷含量及pH值指标达到城镇污水污染物排放标准一级A标准的达标出水；
4)所述污水经过一级处理工序、二级处理工序以及三级处理工序处理后沉淀的污泥，通过排泥管道排入沉淀池中，在所述沉淀池中沉淀后的污泥装入滤袋过滤30分钟～1个小时后运走，沉淀后的滤水通过回水管进入一级处理工序回用。
2.根据权利要求1所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，所述降解剂以质量百分比计由以下两种或两种以上非金属矿物质材料组成：15％～25％的火山岩、10％～20％的硅藻土、5％～15％的碳酸钙、10％～25％的陶粒、10％～25％的沸石，其余为煤灰。
3.根据权利要求2所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，所述降解剂原材料为50目～500目的粉状，然后以料水比1:1的比例混合成浆料，添加到所述一级处理工序中对污水进行吸附降解、去除和沉淀。
4.根据权利要求1所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，在整个超高磷污水的处理过程中，设置有工序自动控制装置和自动传感测量仪器，通过自动控制装置的自动控制阀门，所述自动传感测量仪器自动测量并及时将测量数据自动传出，即时监控测量污水处理过程中数据的变化，并根据监测数据的变化及时对降解剂加入量和pH值进行调节。
5.根据权利要求1所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，所述一级处理工序和所述二级处理工序中均设置有潜水搅拌机对污水进行充分搅拌和混合。
6.根据权利要求1所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，所述中和剂采用稀硫酸、盐酸或草酸中的至少一种。
7.根据权利要求1所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，所述一级处理工序、二级处理工序以及三级处理工序的每个工序中的过滤层约1～1.5米，由多层滤布和多层多孔吸附材料组成；所述多孔吸附材料为火山岩石、麦饭石、沸石中的至少一种，所述多孔吸附材料为5～10mm的粒状；所述滤布为100～1000目数。
8.根据权利要求7所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，所述一级处理工序、和所述二级处理工序设置有3～5层过滤层，所述三级处理工序中设置有6～8层过滤层；所述过滤层为滤布和多孔吸附材料相互叠加而成。
9.根据权利要求4所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，所述超高磷污水是指污水中的磷污染物含量达到≧30mg/L的污水，通过所述降解剂的吸附降解和去除，使水中的磷含量降到≤0.5mg/L，pH值保持在6～9。
10.根据权利要求1所述超高磷污水的处理方法，其特征在于，还包括采用紫外线对沉淀后的出水进行大肠菌群等病原体消毒至达标出水。
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