CN117361746A - 一种污水厂尾水深度除磷方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种污水厂尾水深度除磷的方法，基于反硝化除磷污泥实现，反硝化除磷污泥为活性污泥的一种，由细菌组成，方法包括：S1，将所述反硝化除磷污泥接种至反应器，通入含有碳源的配水A；反硝化除磷污泥吸收所述碳源实现释磷，待反硝化除磷污泥释磷结束后，排走富含磷的上清液；S2，向反应器中持续通入所述污水厂尾水，释磷后的反硝化除磷污泥开始进行反硝化吸磷反应，并形成连续出水；S3，当尾水处理的水量达到预期后，结束通入所述污水厂尾水，并进行所述反硝化除磷污泥的沉淀；沉淀完成后排走所述流化反应器内剩余的污水厂尾水形成出水；S4，循环执行S1‑S4，实现所述污水厂尾水的深度除磷。
Description
技术领域
本发明涉及污水厂尾水深度技术领域，尤其涉及一种基于反硝化除磷污泥的污水厂尾水深度除磷的方法及系统。
背景技术
磷是水体富营养化的重要因素，为保护污水厂尾水的受纳水体的生态环境，污水厂尾水中磷的排放限值已从0.5mg/L降至0.3mg/L，湖库水体则要求更高的排放标准。目前污水厂大多采用化学法以实现尾水深度除磷，但尾水标准越高，化学法除磷的效率就越低。生物法利用聚磷菌除磷，除磷效果好、处理成本低、对环境友好，然而，目前将生物法应用于尾水深度除磷的研究还没有任何成熟的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水厂尾水深度除磷的方法及系统，基于反硝化除磷污泥实现，实现尾水深度除磷的同时还可实现磷的富集，可节省较多除磷药剂的用量。
本发明一方面提供了一种污水厂尾水深度除磷的方法，基于反硝化除磷污泥实现，所述反硝化除磷污泥为活性污泥的一种，由细菌组成所述方法包括：
S1，将所述反硝化除磷污泥接种至反应器，通入含有碳源的配水A；其中，所述反硝化除磷污泥吸收所述碳源实现释磷，待所述反硝化除磷污泥释磷结束后，排走富含磷的上清液；
S2，向所述反应器中持续通入所述污水厂尾水，释磷后的所述反硝化除磷污泥开始进行反硝化吸磷反应，并形成连续出水；
S3，当尾水处理的水量达到预期后，结束通入所述污水厂尾水，并进行所述反硝化除磷污泥的沉淀；沉淀完成后排走所述流化反应器内剩余的污水厂尾水形成出水；
S4，循环执行S1-S4，实现所有所述污水厂尾水的深度除磷。
优选的，所述反应器为水力流化床深度除磷反应器。
优选的，所述反硝化除磷污泥的浓度为3000mg/L，所述污水厂尾水与所述配水A的比例优选为15：1。
优选的，所述配水A中COD浓度为150mg/L，所述污水厂尾水中总磷浓度(TP)为0.5mg/L。
优选的，所述反应器单周期运行时间为12h，水力停留时间为35分钟，即单批次所述污水厂尾水的反应时间为35分钟。
优选的，所述反应器中所述反硝化除磷污泥的泥龄为70d。
优选的，所述反硝化吸磷反应的反应温度范围为室温20～35℃。
优选的，所述反硝化吸磷反应的pH范围为6.0～8.0。
优选的，所述出水中磷的含量范围为0.1～0.2mg/L。
本发明的第二方面还在于提供一种污水厂尾水深度除磷的系统，基于反硝化除磷污泥实现，基于反硝化除磷污泥实现，所述反硝化除磷污泥为活性污泥的一种，由细菌组成，所述系统包括：
释磷反应子系统(101)，用于将所述反硝化除磷污泥接种至反应器，通入含有碳源的配水A；其中，所述反硝化除磷污泥吸收所述碳源进行释磷反应，待所述反硝化除磷污泥释磷结束后，排走富含磷的上清液；
反硝化吸磷反应子系统(102)，用于向所述反应器中持续通入所述污水厂尾水后，释磷后的所述反硝化除磷污泥开始进行反硝化吸磷反应，从而实现污水厂尾水深度除磷；
沉淀出水子系统(103)，用于当尾水处理的水量达到预期后，结束通入所述污水厂尾水，并进行所述反硝化除磷污泥的沉淀；沉淀完成后排走所述流化反应器内剩余的污水厂尾水形成出水。
本发明提供的方法和系统，具有如下有益的技术效果：
实现了高效、低成本、低污泥量的尾水深度除磷，出水总磷浓度低于0.2mg/L，同时还可去除2mg/L的硝氮；基于反硝化除磷污泥的污水厂尾水深度除磷方法在污水厂尾水处理方面有较大的应用价值。
(1)与现有化学除磷法相比，在达到相同尾水除磷效果的条件下，可节省大量化学除磷药剂，且具有一定脱氮效果。
(2)属于低药耗、低污泥量、磷资源可回收的尾水深度除磷技术，符合当前建设环境友好型和资源节约型社会的要求。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例示出的污水厂尾水深度除磷方法流程图；
图2为根据本发明优选实施例示出的尾水深度除磷流化反应器结构示意图；
图3为根据本发明应用实施例示出的流化床深度除磷反应器的运行周期时间安排示意图；
图4为根据本发明应用实施例示出的流化反应器污泥厌氧阶段，尾水深度除磷装置释磷阶段的碳源吸收与释磷效果示意图；
图5为根据本发明应用实施例示出的流化反应器处理实际尾水过程中，尾水深度除磷装置处理实际尾水的总磷去除效率和效果示意图；
图6为根据本发明应用实施例示出的流化反应器处理实际尾水过程中，尾水深度除磷装置处理实际尾水的硝氮去除效率和效果示意图；
图7为根据本发明优选实施例示出的污水厂尾水深度除磷系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本实施例提供了一种污水厂尾水深度除磷的方法，基于反硝化除磷污泥实现，所述反硝化除磷污泥为活性污泥的一种，由细菌组成，所述方法包括：
S1，将所述反硝化除磷污泥接种至反应器，通入含有碳源的配水A；其中，所述反硝化除磷污泥吸收所述碳源实现释磷，待所述反硝化除磷污泥释磷结束后，排走富含磷的上清液；
S2，向所述反应器中持续通入所述污水厂尾水，释磷后的所述反硝化除磷污泥开始进行反硝化吸磷反应，并形成连续出水，从而实现污水厂尾水深度除磷；
S3，当尾水处理的水量达到预期后，结束通入所述污水厂尾水，并进行所述反硝化除磷污泥的沉淀；沉淀完成后排走所述流化反应器内剩余的污水厂尾水形成出水；
S4，循环执行S1-S4，实现所有所述污水厂尾水的深度除磷。
作为优选的实施方式，所述反应器为水力流化床深度除磷反应器。
作为优选的实施方式，所述反硝化除磷污泥的浓度为3000mg/L，所述污水厂尾水与所述配水A的比例优选为15：1，综合处理效果最好。
作为优选的实施方式，所述配水A中COD浓度为150mg/L，所述污水厂尾水中总磷浓度TP为0.5mg/L。
作为优选的实施方式，所述反应器单周期运行时间为12h，水力停留时间为35分钟，即单批次所述污水厂尾水的反应时间为35分钟。
作为优选的实施方式，所述反应器中所述反硝化除磷污泥的泥龄为70d。
作为优选的实施方式，所述反硝化吸磷反应的反应温度范围为室温20～35℃。
作为优选的实施方式，所述反硝化吸磷反应的pH范围为6.0～8.0。
作为优选的实施方式，所述出水中磷的含量范围为0.1～0.2mg/L。
本实施例采用基于反硝化除磷污泥的尾水深度除磷工艺，主要试验装置流化反应器如图2所示。试验装置使用的流化反应器采用有机玻璃管与不锈钢管进行加工制作，有机玻璃管作为反应器外筒1，不锈钢管作为内筒2。反应器总高50cm，有机玻璃管内径5.4cm，不锈钢管内径3cm，反应器有效容积1.0L。反应器按功能可分为反应区3和沉淀区4两个部分，反应区3高25cm，沉淀区4高15cm。反应器在底部5cm高处设置第一进水口5和第一排水口6，在底部高45cm处设置第二出水口7，在底部高25厘米处于内筒中切割两个开口。实际污水厂尾水与配水A在不同时期通过蠕动泵8定量泵入0.48L与7.2L至流化反应器中，在搅拌器9底部设置的螺旋搅拌叶片9a的搅拌作用下，流化反应区中的污泥呈流化状态，沉淀区中水呈上升流状态，因此可实现连续进水下的泥水分离，运行状态下反应器实际有效容积为1L。
反应器一天运行2周期，每周期12h，分为厌氧期和缺氧期，单个周期时间安排如图3所示。在厌氧期，首先通过蠕动泵将0.48L配水A泵入反应器中，之后开始搅拌，反应75min，结束搅拌后污泥沉淀5min，最后将上清液由第一排水口6排走，此时厌氧期结束，进入缺氧期。缺氧期通过蠕动泵连续泵入实际尾水，边进水边搅拌，出水从第二出水口7排出，维持525min，使泵入实际尾水的水量为7.2L，水力停留时间为35min，达到预期进水水量后，停止进水，污泥沉淀5min，最后将上清液由第一排水口6排走。此时缺氧期结束，暂停95min后，反应器再次进入厌氧期，如此循环反复。
应用实施例：
对以一级A标准排放的尾水作为实际污水厂尾水，经尾水深度除磷方法进行处理。其中实际污水厂尾水水质情况如表1所示。
表1
反应器连续运行95天(190个周期)，每个周期12h，测量尾水经处理后的TP与硝氮，结果如图4所示。由图4可知，在厌氧期反硝化除磷污泥吸收碳源，实现释磷，此时配水A中磷浓度较高，因此仅用少量除磷剂(聚合氯化铝，具体成分及含量见表2)即可实现磷的回收。由图5可知，在95天的运行中，尾水深度除磷工艺可将尾水中的磷浓度从0.55mg/L降至0.14mg/L，达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)III类标准(TP≤0.2mg/L)。同时由图6可知，在95天的运行中，该工艺平均去除2mg/L硝氮，实现一定的脱氮效果。
表2为该应用实施例中，采用化学法处理的实际尾水与配水A的化学除磷效果及投药量比较，投加药物为表3所述的聚合氯化铝。
表2
从表2可知，在去除相似量的磷的情况下，直接在尾水中通过化学法除磷时，除磷剂聚合氯化铝(PAC)投加量为300mg/L，但“基于反硝化除磷污泥的尾水深度除磷工艺”可将尾水中的磷富集至配水A中，在配水A中除磷时，PAC的投加量仅为80mg/L，投药量大大减少，磷回收效率得到较大提升，若考虑助凝剂的投加，节省的药剂投加量与成本则更多。
表3所示为配水A中高浓度磷回收所使用的聚合氧化铝的具体成分与含量。
聚合氯化铝是化学除磷剂的一种，国标规定聚合氯化铝中铝的含量以氧化铝来表示。在传统污水厂除磷中，聚合氯化铝的主要作用为除磷，然而，本发明优选实施例，尾水中磷的去除及在配水A中的富集是通过反硝化除磷污泥来实现的，而聚合氯化铝的主要作用是用于配水A中高浓度磷的回收。
表3
如图7所示，一种污水厂尾水深度除磷的系统，基于反硝化除磷污泥实现，包括：
释磷反应子系统101，用于将所述反硝化除磷污泥接种至反应器，通入含有碳源的配水A；其中，所述反硝化除磷污泥吸收所述碳源进行释磷反应，待所述反硝化除磷污泥释磷结束后，排走富含磷的上清液；
反硝化吸磷反应子系统102，用于向所述反应器中持续通入所述污水厂尾水后，释磷后的所述反硝化除磷污泥开始进行反硝化吸磷反应，从而实现污水厂尾水深度除磷；
沉淀出水子系统103，用于当尾水处理的水量达到预期后，结束通入所述污水厂尾水，并进行所述反硝化除磷污泥的沉淀；沉淀完成后排走所述流化反应器内剩余的污水厂尾水形成出水。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，基于反硝化除磷污泥实现，所述反硝化除磷污泥为活性污泥的一种，由细菌组成，所述方法包括：
S1，将所述反硝化除磷污泥接种至反应器，通入含有碳源的配水A；其中，所述反硝化除磷污泥吸收所述碳源实现释磷，待所述反硝化除磷污泥释磷结束后，排走富含磷的上清液；
S2，向所述反应器中持续通入所述污水厂尾水，释磷后的所述反硝化除磷污泥开始进行反硝化吸磷反应，并形成连续出水；
S3，当尾水处理的水量达到预期后，结束通入所述污水厂尾水，并进行所述反硝化除磷污泥的沉淀；沉淀完成后排走所述反应器内剩余的污水厂尾水形成出水；
S4，循环执行S1-S4，实现所述污水厂尾水的深度除磷。
2.根据权利要求1所述的一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，所述反应器为水力流化床深度除磷反应器。
3.根据权利要求1所述的一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，所述反硝化除磷污泥的浓度为3000mg/L，所述污水厂尾水与所述配水A的比例优选为15：1。
4.根据权利要求1所述的一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，所述配水A中COD浓度为150mg/L，所述污水厂尾水中总磷浓度TP为0.5mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，所述反应器单周期运行时间为12h，水力停留时间为35分钟，即单批次所述污水厂尾水的反应时间为35分钟。
6.根据权利要求1所述的一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，所述反应器中所述反硝化除磷污泥的泥龄为70d。
7.根据权利要求1所述的一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，所述反硝化吸磷反应的反应温度范围为室温20～35℃。
8.根据权利要求1所述的一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，所述反硝化吸磷反应的pH范围为6.0～8.0。
9.根据权利要求1所述的一种污水厂尾水深度除磷的方法，其特征在于，所述出水中磷的含量范围为0.1～0.2mg/L。
10.一种污水厂尾水深度除磷的系统，基于反硝化除磷污泥实现，所述反硝化除磷污泥为活性污泥的一种，由细菌组成，所述系统包括：
释磷反应子系统(101)，用于将所述反硝化除磷污泥接种至反应器，通入含有碳源的配水A；其中，所述反硝化除磷污泥吸收所述碳源进行释磷反应，待所述反硝化除磷污泥释磷结束后，排走富含磷的上清液；
反硝化吸磷反应子系统(102)，用于向所述反应器中持续通入所述污水厂尾水后，释磷后的所述反硝化除磷污泥开始进行反硝化吸磷反应，并形成连续出水；
沉淀出水子系统(103)，用于当尾水处理的水量达到预期后，结束通入所述污水厂尾水，并进行所述反硝化除磷污泥的沉淀；沉淀完成后排走所述流化反应器内剩余的污水厂尾水形成出水。
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| CN105884028A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-24 | 北京工业大学 | 连续流城市污水短程硝化厌氧氨氧化耦合反硝化除磷的装置与方法 |
| CN108585384A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-28 | 青岛思普润水处理股份有限公司 | 一种mbbr高标准污水处理系统及处理工艺 |
| CN116143290A (zh) * | 2023-01-17 | 2023-05-23 | 长沙理工大学 | 用于实现低碳脱氮除磷的单级双污泥反应系统及方法 |
-
2023
- 2023-10-13 CN CN202311330968.6A patent/CN117361746A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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