專利名稱：一種生活污水深度除磷脫氮的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水的處理方法，具體地說是一種生活污水深度除磷脫氮的處理方法。
背景技術(shù)：
我國是世界13個水資源不足的國家之一，人均淡水資源占有量不到世界平均水平的1/4，且時空分布不均。在中國600多座城市中，約半數(shù)以上的城市存在不同程度的缺水，五分之一的城市嚴(yán)重缺水。同時，我國也是水資源浪費(fèi)最嚴(yán)重的國家之一，污水回用率不足5%。因此，實(shí)現(xiàn)污水資源化，對保障城市安全供水具有重要的戰(zhàn)略意義。然而，經(jīng)濟(jì)性和安全性是實(shí)現(xiàn)污水資源化利用的前提。雖然目前我城市生活污水處理率提高，并且基本實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放，但是其中的氮、磷濃度仍然高于地面二類水體標(biāo)準(zhǔn)20多倍，作為景觀水利用存在引起水體腐化的問題，作為循環(huán)冷卻水也會引起微生物滋生、腐蝕管路的問題。污水的資源化利用需要對生活污水進(jìn)行深度脫氮除磷處理。另外，隨著水體富營養(yǎng)化越來越嚴(yán)重，各個流域?qū)ξ鬯着欧艠?biāo)準(zhǔn)要求越來越嚴(yán)格。從這個角度來說也需要開發(fā)新的技術(shù)，對污水甚至景觀水、河水進(jìn)行脫氮除磷處理。目前廢水深度脫氮處理的方法中，最有效的方法是曝氣生物濾池。其主要優(yōu)點(diǎn)是 占地面積小，基建投資省；出水水質(zhì)聞；氧的傳輸效率聞；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，耐低溫；易掛膜，啟動快。但是仍然存在如下缺點(diǎn)I、目前的曝氣生物濾池填料基本不具有吸附功能，使曝氣生物濾池填料具有吸附氮磷的功能，可以實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷；2、目前的曝氣生物濾池填料基本不具有開放孔隙，附著生物主要在顆粒外表面， 附著生物量有限，如果使用具有開放孔隙的濾料，曝氣生物濾池填料附著的生物量可以大幅度提聞，可以提聞硝化速率；3、曝氣生物濾池填料只能使水中的氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}氮，總氮去除率不高。生活污水深度除磷主要采用化學(xué)方法，“加藥-沉淀-過濾”是主要的工藝。一方面需要消耗沉淀磷的化學(xué)藥劑，另一方面，磷的去除率一般都不高，還需要建設(shè)具有反沖洗功能的濾池。最大的問題，只能夠除磷，而不能在除磷的同時同步脫氮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，旨在提供一種生活污水深度除磷脫氮的處理方法，所要解決的技術(shù)問題是對生活污水同步除磷脫氮，并使處理后的生活污水的含氮量滿足地面水體II類標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明生活污水深度除磷脫氮的處理方法，包括硝化菌的首次培養(yǎng)和依次經(jīng)吸附、再生和洗滌三個階段的運(yùn)行周期，其特征在于所述硝化菌的首次培養(yǎng)是，取生活污水處理廠活性污泥，加入氯化銨使NH3-N濃度300-500mg/L,曝氣1_2天得到馴化培養(yǎng)的污泥，將所述馴化培養(yǎng)的污泥加入到裝有生物濾池填料2的間歇式生物濾池反應(yīng)器I中，所述馴化培養(yǎng)的污泥的添加量為間歇式生物濾池反應(yīng)器I體積的1/100-1/1000，用含NH3-N 50 500mg/L的水充滿間歇式生物濾池反應(yīng)器 1，曝氣1-2天使硝化菌在生物濾池填料2表面掛膜，然后繼續(xù)進(jìn)含NH3-N 50 500mg/L的水，水力停留時間3小時，按照氣-水體積比3 I的比例曝氣培養(yǎng)10天使生物濾池填料 2接種上硝化菌并形成穩(wěn)定的硝化菌生物膜；本發(fā)明間歇式生物濾池反應(yīng)器首次運(yùn)行的時候需要對生物濾池填料按上述方法進(jìn)行硝化菌的培養(yǎng)，后續(xù)運(yùn)行時只要依次按照下述吸附、再生和洗滌的運(yùn)行周期處理即可。所述吸附階段是將生活污水連續(xù)注入裝有接種硝化菌后的生物濾池填料2的間歇式生物濾池反應(yīng)器I中，控制水力停留時間I 2小時，直至出水中氮濃度連續(xù)2小時超過lmg/L時停止進(jìn)水；所述再生階段是排凈間歇式生物濾池反應(yīng)器I內(nèi)的水，啟動鼓風(fēng)機(jī)8從間歇式生物濾池反應(yīng)器I的底部鼓風(fēng)10 24小時，濾料表面的微生物把沸石吸附的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，完成沸石的生物再生；所述洗滌階段是鼓風(fēng)結(jié)束后從間歇式生物濾池反應(yīng)器I的頂部向下噴淋水洗滌生物濾池填料2，淋洗水用量為間歇式生物濾池反應(yīng)器I體積的I 2倍，淋洗的水收集后進(jìn)行反硝化脫氮處理。所述生物濾池填料是以沸石粉料為主料、以水泥為膠結(jié)材料混合并造粒后制備得到的填料，其中沸石粉料與水泥的質(zhì)量比為I : 2-5 1，所述生物濾池填料的粒徑為 I-IOmm0與已有技術(shù)相比，本發(fā)明水處理方法的有益效果體現(xiàn)在I、本發(fā)明使用的填料具有吸附氨氮和磷的功能，可以通過吸附作用同步吸附去除水中微量的氨氮和磷，并且吸附氨氮的持續(xù)時間可達(dá)到3-10天，周期長。吸附除磷的持續(xù)時間可以達(dá)到半年以上。2、本發(fā)明使用的填料具有大量開放孔隙存在，孔徑O. 01-0. I毫米，微生物可以深入顆粒內(nèi)部空隙，微生物負(fù)載量大，可以提高硝化的效率。3、本發(fā)明吸附、再生、洗滌間歇運(yùn)行。吸附階段不用曝氣，再生階段濾池的水排空， 無靜水壓力，鼓風(fēng)氣體阻力小。與現(xiàn)有的曝氣生物濾池相比，大幅度降低能耗。4、本發(fā)明再生階段產(chǎn)生的硝酸鹽，通過淋洗單獨(dú)排放到儲池中進(jìn)行反硝化脫氮處理。與現(xiàn)有的曝氣生物濾池相比，大幅度降低處理出水的總氮。
四

圖I是本發(fā)明方法使用的間歇式曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)示意圖。其中I間歇式生物濾池反應(yīng)器，2生物濾池填料，3進(jìn)水箱，4進(jìn)水泵，5淋洗噴頭，6淋洗液集水箱，7出水管，8 鼓風(fēng)機(jī)。圖2本發(fā)明吸附階段進(jìn)水、出水氨氮濃度以及氨氮去除率隨時間變化曲線。
五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1，本發(fā)明非限定實(shí)施例如下
I、生物濾池填料的制備將天然沸石礦石破碎過篩得到粒徑O. 07-0. 5mm的沸石粉料，將沸石粉料和水泥按照質(zhì)量比4 I的比例混合并攪拌均勻得混合料，向混合料中加入混合料質(zhì)量20-40%的水造粒成型得到粒徑2-4mm的球狀顆粒，保持潮濕狀態(tài)(濕度>90%)靜置48小時，然后浸沒在水中養(yǎng)護(hù)30天，并用水洗滌至pH值小于9. O得到生物濾池填料；2、裝柱將制備的生物濾池填料裝填濾柱，濾柱高2000mm，直徑150mm，填料有效高度 1500mm ；3、吸附、再生和洗滌的間歇式循環(huán)處理通過進(jìn)水泵4將進(jìn)水箱3內(nèi)的生活污水注入裝有生物濾池填料2的間歇式生物濾池反應(yīng)器I中，直至出水管7中出水氮濃度連續(xù)2小時超過lmg/L時停止進(jìn)水；排凈間歇式生物濾池反應(yīng)器I內(nèi)的生活污水，啟動鼓風(fēng)機(jī)8從間歇式生物濾池反應(yīng)器I的底部鼓風(fēng) 10-24小時，濾料表面的微生物把沸石吸附的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，完成沸石的生物再生; 鼓風(fēng)結(jié)束后通過淋洗噴頭5向間歇式生物濾池反應(yīng)器I內(nèi)噴淋水lOmin，淋洗的水由淋洗液集水箱6收集，此時可進(jìn)行下一個循環(huán)處理過程。循環(huán)處理過程中的微生物培養(yǎng)是經(jīng)上述的吸附、再生過程進(jìn)行操作，但是本循環(huán)處理過程首次運(yùn)行時需要對微生物進(jìn)行培養(yǎng)，與上述過程有些不同，是按照以下方法操作所述硝化菌的首次培養(yǎng)是取合肥市王小郢污水處理廠的活性污泥，加入氯化銨使 NH3-N濃度300-500mg/L，曝氣1_2天得到馴化培養(yǎng)的污泥，將所述馴化培養(yǎng)的污泥加入到裝有生物濾池填料2的間歇式生物濾池反應(yīng)器I中，所述馴化培養(yǎng)的污泥的添加量為間歇式生物濾池反應(yīng)器I體積的1/1000，用含NH3-N 50 500mg/L的水充滿間歇式生物濾池反應(yīng)器I，曝氣1-2天使硝化菌在生物濾池填料2表面掛膜，然后繼續(xù)進(jìn)含NH3-N 50 500mg/ L的水，水力停留時間3小時，按照氣-水體積比3 I的比例曝氣培養(yǎng)10天使生物濾池填料2接種上硝化菌；淋洗液集水箱6收集到的淋洗水隨后進(jìn)行反硝化脫氮處理，主要按照以下方法操作淋洗液集水箱6中懸掛填料作為反硝化菌的載體，向淋洗液集水箱6加入易被反硝化菌利用的有機(jī)物，如乙醇、葡萄糖等，加入有機(jī)物的質(zhì)量為集水箱中硝酸鹽質(zhì)量的2 3倍，反硝化菌以有機(jī)物為電子供體，還原硝酸鹽為氮?dú)?。每個間歇運(yùn)行周期(即運(yùn)行一次吸附、再生和洗滌過程)排水一次，排出集水箱中的水。本實(shí)施例中生活污水的進(jìn)水氨氮含量和出水氨氮含量以及氮的去除率隨時間的變化曲線見圖2。從圖2中可以看出，在進(jìn)水氨氮濃度小于12mg/L的情況下，吸附運(yùn)行在5 天內(nèi)出水氨氮濃度小于lmg/L，氨氮去除率大于90%。
權(quán)利要求
1.一種生活污水深度除磷脫氮的處理方法，包括硝化菌的首次培養(yǎng)并依次經(jīng)吸附、再生和洗滌三個階段的運(yùn)行周期，其特征在于所述硝化菌的首次培養(yǎng)是，取生活污水處理廠活性污泥，加入氯化銨使NH3-N濃度 300-500mg/L,曝氣1_2天得到馴化培養(yǎng)的污泥，將所述馴化培養(yǎng)的污泥加入到裝有生物濾池填料(2)的間歇式生物濾池反應(yīng)器(I)中，所述馴化培養(yǎng)的污泥的添加量為間歇式生物濾池反應(yīng)器(I)體積的1/100-1/1000，用含NH3-N 50 500mg/L的水充滿間歇式生物濾池反應(yīng)器(1)，曝氣1-2天使硝化菌在生物濾池填料(2)表面掛膜，然后繼續(xù)進(jìn)含NH3-N 50 500mg/L的水，水力停留時間3小時，按照氣-水體積比3 I的比例曝氣培養(yǎng)10天使生物濾池填料(2)接種上硝化菌；所述吸附階段是將生活污水連續(xù)注入裝有接種硝化菌后的生物濾池填料(2)的間歇式生物濾池反應(yīng)器(I)中，控制水力停留時間I 2小時，直至出水中氮濃度連續(xù)2小時超過lmg/L時停止進(jìn)水；所述再生階段是排凈間歇式生物濾池反應(yīng)器(I)內(nèi)的水，啟動鼓風(fēng)機(jī)(8)從間歇式生物濾池反應(yīng)器(I)的底部鼓風(fēng)10 24小時；所述洗滌階段是鼓風(fēng)結(jié)束后從間歇式生物濾池反應(yīng)器(I)的頂部向下噴淋水淋洗生物濾池填料(2)，淋洗水用量為間歇式生物濾池反應(yīng)器(I)體積的I 2倍，淋洗的水收集后進(jìn)行反硝化脫氮處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生活污水深度除磷脫氮的處理方法，其特征在于所述生物濾池填料是以沸石粉料為主料、以水泥為膠結(jié)材料混合并造粒后制備得到的填料，其中沸石粉料與水泥的質(zhì)量比為I : 2-5 1，所述生物濾池填料的粒徑為l-10mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生活污水深度除磷脫氮的處理方法，包括硝化菌的首次培養(yǎng)并依次經(jīng)過吸附、再生和洗滌三個階段，其中吸附階段是將生活污水連續(xù)注入裝有生物濾池填料(2)的間歇式生物濾池反應(yīng)器(1)中，控制水力停留時間1～2小時，直至出水中氮濃度連續(xù)2小時超過1mg/L時停止進(jìn)水；再生階段是排凈間歇式生物濾池反應(yīng)器(1)內(nèi)的水，從間歇式生物濾池反應(yīng)器(1)的底部鼓風(fēng)；洗滌階段是鼓風(fēng)結(jié)束后向間歇式生物濾池反應(yīng)器(1)內(nèi)噴淋水，淋洗的水由淋洗液集水箱(6)收集，并在集水箱中進(jìn)行反硝化脫氮處理。本發(fā)明處理后的水能滿足景觀用水或工業(yè)循環(huán)冷卻用水的要求，能耗低、處理成本低，且同步實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。
文檔編號C02F3/00GK102603065SQ20111039717
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者李平, 謝晶晶, 陳天虎, 鮑滔 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)