專利名稱：一種高效好氧生物除磷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域的污水處理方法，具體涉及一種通過微生物在一個好氧生物反應(yīng)器中對污水中的磷進(jìn)行脫除的處理方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長、資源能源消耗大幅度增加，污染物排放強(qiáng)度增大、負(fù)荷高，主要污染物排放量超過受納水體的環(huán)境容量，造成湖泊、河道、水庫等受納水體出現(xiàn)嚴(yán)重的富營養(yǎng)化問題，形成以氮、磷污染為基本特征的環(huán)境問題，集中表現(xiàn)為水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，造成藻類過渡增殖，水體溶氧降低，水中生物死亡，加速水質(zhì)惡化；同時大量藻類死亡也會進(jìn)一步消耗水中的氧并產(chǎn)生藻毒素，這些都威脅到水資源安全。氮、磷是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因，其中磷是水生植物和藻類生長的主要限制因素，因此除磷有利于控制水體富營養(yǎng)化。因?yàn)榈乜梢詮暮?8%的大氣中通過固氮作用獲得，而磷元素與氮元素不同，磷只能從水體中獲得，所以，控制水體中磷元素對于消除富營養(yǎng)化更有積極意義。因此，各國對磷的排放都有非常嚴(yán)格的限制。在我國，從1998年開始執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》中規(guī)定排入GB3838III類水域執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，其中元素磷不得超過0.1mg/1，排入GB3838中IV、V類水域執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)，元素磷不得超過0.3mg/l ;我國城鎮(zhèn)污水處理廠也已全面開始執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》中規(guī)定的一級A標(biāo)準(zhǔn)，其中總磷(以磷計(jì))不得超過0.5mg/l。2012年7月I日起執(zhí)行的北京市市政污水排放標(biāo)準(zhǔn)對新建污水處理廠的總磷排放要求控制在0.3mg/l以下，出水水質(zhì)要求更加嚴(yán)格。目前國內(nèi)外的除磷技術(shù)分為兩大類，一類是化學(xué)除磷，另一類是強(qiáng)化生物除磷(BEPR);化學(xué)除磷是指用鐵鹽、鋁鹽或氫氧化鈣等化學(xué)物質(zhì)與磷的化合物進(jìn)行反應(yīng)以除去污水中的磷。強(qiáng)化生物除磷有時也簡稱為生物除磷(BPR)是指污水處理系統(tǒng)中的微生物通過過量吸收超過自身代謝所需要的磷元素而以積累磷為細(xì)胞內(nèi)聚合磷的方式完成的除磷過程。

化學(xué)除磷的方法存在大量消耗鐵鹽、鋁鹽或氫氧化鈣等資源，產(chǎn)生大量的污泥，操作復(fù)雜，運(yùn)行處理成本高等缺點(diǎn)，處理后的水中含鹽度大幅度上升，產(chǎn)生二次污染，且藥劑的投加比隨進(jìn)水水質(zhì)的變化而變化，要控制穩(wěn)定出水水質(zhì)較困難，因此，強(qiáng)化生物除磷方法仍然是除磷的主要手段。最早發(fā)現(xiàn)具有生物除磷現(xiàn)象是在污水脫氮過程中，由印度的Srinath在1959年偶然發(fā)現(xiàn)的，后來經(jīng)過南非、加拿大和歐洲等多國科學(xué)家的研究和發(fā)展，提出和完善了強(qiáng)化生物除磷的概念，雖然其除磷機(jī)理至今也仍然有某些方面不清楚，但并不影響其應(yīng)用?，F(xiàn)有的強(qiáng)化生物除磷工藝主要是在聚磷菌存在的情況下，經(jīng)過先厭氧后好氧的順序環(huán)境下，反復(fù)的釋磷和聚磷，強(qiáng)化聚磷效果，最后通過排泥達(dá)到除磷的作用。一般來說，傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷效率最終與污泥齡相關(guān)，有資料顯示，污泥齡為30天時，除磷率為30%，污泥齡為17天時，除磷率為50%，污泥齡為5天時，除磷率為87%，污泥齡越短，除磷效率越高，因此傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷要求短污泥齡。
現(xiàn)有的強(qiáng)化生物除磷的基本過程:首先，在厭氧條件下，聚磷菌能分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生ATP，并利用ATP將廢水中的有機(jī)物攝入細(xì)胞內(nèi)，以聚β -羥基丁酸酯和聚β-羥基戊酸酯等有機(jī)顆粒的形式貯存于細(xì)胞內(nèi)，同時還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出體外；其次，在好氧條件下，通過聚磷菌的過量攝取磷，聚磷菌利用污水中的可利用COD或體內(nèi)貯存的聚β_羥基丁酸酯和聚β_羥基戊酸酯的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一部分磷被用來合成ΑΤΡ，另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細(xì)胞體內(nèi)；最后，通過富磷污泥的排放實(shí)現(xiàn)除磷，聚磷菌在好氧條件下所攝取的磷比在厭氧條件下所釋放的磷要多很多，污水強(qiáng)化生物除磷工藝是利用除磷菌的這一特性，將多余剩余污泥排出系統(tǒng)而達(dá)到除磷的目的。目前比較認(rèn)同的強(qiáng)化生物除磷機(jī)理是:污水中的有機(jī)物進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)后，在有機(jī)營養(yǎng)型微生物的作用下將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)，此過程也稱為發(fā)酵過程。在厭氧的條件下，普通的異養(yǎng)菌不能夠利用VFAs，而聚磷菌能夠吸收液相中的VFAs并以聚β-羥基丁酸酯和聚羥基戊酸酯的形式貯存在體內(nèi)。為了吸收VFAs需要消耗聚磷菌細(xì)胞內(nèi)的一些聚合磷酸鹽得到能量并以正磷酸鹽的形式釋放到水體中，這個過程就是聚磷細(xì)菌厭氧釋磷。在此過程中釋放出的能量可供聚磷菌在厭氧環(huán)境下存活之用；另一部分能量供聚磷菌主動吸收VFAs，使之以PHB形式貯藏在菌體內(nèi)，并使發(fā)酵過程得以繼續(xù)進(jìn)行。進(jìn)入好氧區(qū)后，聚磷菌在有氧氣或者硝酸鹽等外來電子受體存在的情況下，即可將積貯的PHB作為碳源和能量來源供自身的細(xì)胞生長，釋放出的大量能量可供聚磷菌的生長、繁殖。當(dāng)環(huán)境中有溶磷存在時，一部分能量可供聚磷菌主動吸收磷酸鹽，并以聚磷的形式貯積在體內(nèi)，這個過程為聚磷菌的好氧吸磷。這時，污泥中非積磷的好氧性異養(yǎng)細(xì)菌雖也能利用廢水中殘存的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，釋放出能量可供它生長、繁殖，但由于廢水中大部分有機(jī)物已被聚磷菌吸收、貯藏和利用，所以在競爭上得不到優(yōu)勢?？梢妳捬?、好氧交替的系統(tǒng)是聚磷菌成為優(yōu)勢菌的“選擇器”。在以上強(qiáng)化生物除磷機(jī)理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的具有強(qiáng)化生物除磷功能的基本工藝流程有:A/0、SBR、A2/0、Bardenpho 工藝、Phoredox 工藝、UCT 工藝(University of CapeTown Process)、奧貝 爾(Orbal)氧化溝、UNITANK工藝等多種工藝流程；其核心均需厭氧釋磷、好氧聚磷兩個階段，厭氧過程釋磷量遠(yuǎn)小于好氧過程聚磷量，聚磷菌過量地、超出其生理需要的從外部攝取磷，并將其以聚合形態(tài)貯存在體內(nèi)，形成高磷污泥，其磷含量可占污泥干重的6%左右，并通過排放高磷污泥達(dá)到污水中除磷效果。這些工藝影響除磷效果的因素較多，主要受污水中的碳磷比(B0D5/TP)、DO、N03_濃度、泥齡、溫度、出水中的懸浮物等因素影響。經(jīng)典強(qiáng)化生物除磷工藝主要由厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)及二沉池組成，增加缺氧區(qū)的目的是減少回流至厭氧區(qū)的N03_的量。代表工藝是UCT工藝，工藝流程見圖1。在UCT工藝中，流程按厭氧反應(yīng)器-缺氧反應(yīng)器-好氧反應(yīng)器-沉淀池設(shè)置，沉淀池的回流污泥和好氧區(qū)的污泥混合液分別回流至缺氧區(qū)，內(nèi)中攜帶的N03_-N在缺氧區(qū)中經(jīng)反硝化而去除。為了補(bǔ)充厭氧區(qū)中污泥的流失，增設(shè)了缺氧區(qū)至厭氧區(qū)的混合液回流。在廢水TKN/C0D適當(dāng)?shù)那闆r下，缺氧區(qū)中反硝化作用完全，可以使缺氧區(qū)出水中的NO3-濃度保持近于零，從而使接受缺氧區(qū)混合液回流的厭氧區(qū)NO3-亦接近于零，保持較為嚴(yán)格的厭氧環(huán)境。近年來，隨著出水水質(zhì)中磷含量要求的更加嚴(yán)格，強(qiáng)化生物除磷工藝也越來越復(fù)雜，如國內(nèi)出現(xiàn)的3AMBR強(qiáng)化脫氮除磷膜生物反應(yīng)器工藝，工藝流程見圖2，是一種將生物脫氮除磷的原理與膜生物反應(yīng)器技術(shù)相結(jié)合的污水處理新技術(shù)。其除磷機(jī)理并沒有本質(zhì)上的變化，仍然遵從傳統(tǒng)的強(qiáng)化生物除磷機(jī)理，流程按厭氧-前置缺氧-好氧-后缺氧-膜池設(shè)置，與UCT工藝比，增設(shè)了后缺氧反應(yīng)器和膜池，膜池內(nèi)放置膜組件；出水形式也不同，UCT工藝是經(jīng)過沉淀后溢流出水，3AMBR工藝是經(jīng)過膜過濾后負(fù)壓抽吸出水，為了防止膜堵，膜池內(nèi)還需大量曝氣；分三段回流，分別是膜池污泥回流至好氧池，后缺氧池回流至厭氧池、好氧池回流至前置缺氧池，該工藝設(shè)置前缺氧池和后缺氧池，對于溶氧和NOf的控制有好處，也發(fā)揮了膜生物反應(yīng)器高活性污泥濃度和高效率硝化的特性，使除磷脫氮能力有所提高，但其強(qiáng)化生物除磷的原理沒有變，還是在聚磷菌存在的情況下，經(jīng)過先厭氧后好氧的順序環(huán)境下，反復(fù)的釋磷和聚磷，強(qiáng)化聚磷效果，最后通過排泥達(dá)到除磷的作用。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，提高了活性污泥濃度，增強(qiáng)了除磷脫氮能力，且溶氧和N03_的控制也相對容易；缺點(diǎn)在于增加了工藝流程和膜組件，產(chǎn)生了新的問題，膜容易堵，反沖洗困難，且出水需要負(fù)壓抽吸，增加了能耗和運(yùn)行成本，工程投資也大幅度增加。綜上所述，現(xiàn)有的具有生物除磷功能的工藝都包含厭氧-缺氧-好氧方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，普遍存在如下問題:I)在好氧條件下，聚磷菌對有機(jī)物的要求比較苛刻，因此增殖速度緩慢，對溶解氧和有機(jī)物的競爭能力遠(yuǎn)不如脫碳好氧異養(yǎng)菌強(qiáng)，導(dǎo)致異養(yǎng)菌大量消耗碳源，除磷效果受bod5/tp的影響較大，這個比值一般需要大于20，對于bod5/tp的比值過低，聚磷菌在好氧池中吸磷不足，造成出水磷含量升高，影響除磷效果；同時一般的污水處理在好氧條件下，還存在硝化作用，會產(chǎn)生no3_，·它的存在也會影響除磷效率。2)為了達(dá)到在厭氧條件下釋磷充分，必須保持N03_小于0.2mg/L，工藝上增加了缺氧區(qū)來增強(qiáng)反硝化的作用，以達(dá)到回流后厭氧池中的N03_小于0.2mg/L，在操作控制上增加了難度，同時增加了成本。3)從強(qiáng)化生物除磷原理中整個系統(tǒng)各段聚磷、釋磷的控制主要是由DO值決定的，因此DO值的控制是影響除磷效果最重要的一個因子。聚磷過程一般要求DO:2 4mg/l，而釋磷過程要求在厭氧情況下反應(yīng)，一般要求DO < 0.2mg/l，這兩個過程對DO的濃度要求不同，使DO過程控制成為重要因素，工藝上增加了缺氧區(qū)，以減少帶入?yún)捬鯀^(qū)中的D0，在工程上控制難度較大，因此傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷工藝中聚磷和釋磷兩個過程為各自獨(dú)立的單元，在時間上和空間上難以統(tǒng)一，增加了流程和控制難度；4)為維持較高生物濃度及獲得較好的除磷效果，必須進(jìn)行大量的污泥回流，增加了動力消耗和運(yùn)行費(fèi)用；而且從污泥回流中將溶解氧帶到缺氧池中，導(dǎo)致難以維持厭氧池中低DO來滿足充分釋磷的需要。5)傳統(tǒng)的強(qiáng)化生物除磷是通過高磷污泥排放最終達(dá)到去除磷的目的，因此要求系統(tǒng)的泥齡短，產(chǎn)泥量就大，也增加了處理污泥的成本；另一方面一般的污水處理系統(tǒng)又要求具有脫氮的功能，要達(dá)到良好的脫氮效果，需要較長的泥齡，這是一對矛盾，在傳統(tǒng)的強(qiáng)化生物除磷技術(shù)中不能很好的解決這對矛盾，泥齡的控制也成為一個難點(diǎn)。6)傳統(tǒng)的強(qiáng)化生物除磷工藝都是與脫氮工藝伴生在一起，傳統(tǒng)生物脫氮一般也需要經(jīng)過厭氧好氧兩個過程，好氧是硝化過程，厭氧是反硝化過程。但脫氮與除磷之間操作參數(shù)很難統(tǒng)一，相互有矛盾和限制，增加了工藝設(shè)計(jì)和實(shí)際操作難度。因?yàn)榇嬖谙嗷ハ拗?，去除率就受影響，出水水質(zhì)也受影響。
7)現(xiàn)有的強(qiáng)化生物除磷與傳統(tǒng)的生物脫氮存在相互限制因素，特別是在污泥齡和可利用有機(jī)物方面存在矛盾，因此除磷效率受到很大制約，難以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一級A中磷元素≤ 0.5mg/l的要求。由于存在以上的問題，因此傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷工藝存在明顯的缺點(diǎn):工藝流程較長，厭氧好氧交替操作較難控制，占地面積大，基建投資大，動力消耗及運(yùn)行成本都較高，同時由于存在限制性因素，磷的去除率不高，較難達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有強(qiáng)化生物除磷技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明公開了一種在好氧條件下生物除磷的方法。本發(fā)明的目的是提供一種通過完全好氧的工藝經(jīng)過微生物的作用去除污水中含磷化合物的方法，解決傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷技術(shù)需要在兩個不同反應(yīng)單元中進(jìn)行，經(jīng)過好氧厭氧交替才能實(shí)現(xiàn)除磷的問題；實(shí)現(xiàn)在一個好氧反應(yīng)單元中生物除磷，無需在時間上和空間上劃分不同的操作單元，對于設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用及運(yùn)行復(fù)雜性都大大的降低了 ；本發(fā)明的生物除磷機(jī)理在本質(zhì)上與傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷不一樣，本發(fā)明除磷機(jī)理是通過除磷菌在好氧情況下，通過生物體內(nèi)的酶作用，使污水中磷的化合物以氣態(tài)PH3的形式除去，不同于傳統(tǒng)的強(qiáng)化生物除磷是依靠聚磷菌超量吸磷后排泥除去。本發(fā)明的除磷不是依靠積累到生物體內(nèi)，通過排泥達(dá)到除磷的目的，因此污泥量產(chǎn)生量較之傳統(tǒng)的強(qiáng)化生物除磷方法要少很多，這樣可以降低污泥處理成本；同時也解決了現(xiàn)有的強(qiáng)化生物除磷工藝中要達(dá)到良好的除磷效果必須泥齡短的問題，解決了與脫氮之間泥齡的矛盾，并能在工藝上實(shí)現(xiàn)單獨(dú)除磷效果。一段式的好氧除磷方式也解決了 DO控制難和碳源利用問題，能有效的提高除磷效果，除磷效果可以達(dá)到90%以上。本發(fā)明與傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷一樣，雖然其除磷機(jī)理仍然有很多方面不清楚，但并不影響其除磷效果和實(shí)際應(yīng)用。本發(fā)明是通過控制調(diào)節(jié)污泥回流比、反應(yīng)PH值、生物反應(yīng)器內(nèi)DO值及生物反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度等指標(biāo)，并加入由江蘇仙融環(huán)境技術(shù)有限公司提供，牌號是XRP-Ol的好氧復(fù)合除磷菌群來處理含磷污水，實(shí)現(xiàn)一段式好氧生物除磷，除磷率可以達(dá)到90%以上的好氧生物除磷方法。其原理是在好氧條件下，通過本發(fā)明的方法，經(jīng)過復(fù)合除磷菌群的作用，將污水中磷的化合物最終轉(zhuǎn)化為PH3,以PH3的形式釋放到空氣中，達(dá)到去除磷的目的。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:將含磷污水經(jīng)過格柵預(yù)處理后進(jìn)入好氧生物反應(yīng)器進(jìn)行生化處理，經(jīng)生化處理后的污水溢流到沉淀池，含有復(fù)合菌群污泥經(jīng)沉淀池沉淀后用污泥回流泵回流至好氧生物反應(yīng)器，排放的剩余污泥量依據(jù)污泥齡確定，沉淀后的上清液溢流至清水池，從清水池再溢流出水；工藝流程圖請參考圖3。工藝詳細(xì)情況如下:1)好氧生物反應(yīng)器采用推流式布置，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻及推流器，底部安裝微孔曝氣充氧設(shè)備，將空氣中的氧均勻擴(kuò)散到好氧生物反應(yīng)器中，空氣由空壓機(jī)提供；好氧生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖見圖4;2)好氧生物反應(yīng)器中置有復(fù)合除磷菌群，含復(fù)合除磷菌群污泥濃度4 7g/l ；3)好氧生物反應(yīng)器中DO控制在2 4mg/l, pH:6.5 9.0 ;4)沉淀池池底中間布置有泥斗，邊上做成斜坡，防止局部積泥；含有復(fù)合菌群污泥經(jīng)沉淀池沉淀聚集到泥斗后用污泥回流泵回流至好氧生物反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)生化處理，其回流比R = 0.5 4.0，污泥在沉淀池中的停留時間控制在1.5 2小時；5)剩余污泥排到污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行濃縮后脫水處理，處理后的污泥做生物堆肥或填埋處理，排放的剩余污泥量依據(jù)污泥齡確定，污泥齡取20 30天；6)本發(fā)明可以處理以下水質(zhì)的污水:C0D:200 800mg/l，TP:1.0 10.0mg/1,pH:6.0 9.0，溫度 10 35°C ；7)好氧生物反應(yīng)器的水力停留時間HRT = 8 14小時。

通過以上的方法處理后，系統(tǒng)TP去除率彡90 %，處理后的出水水質(zhì)中的TP ( 0.3mg/l，優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一級A中磷元素的要求。該方法適宜處理含磷的城鎮(zhèn)污水，也適宜處理其他類似水質(zhì)的含磷污水，該方法具有節(jié)省投資、簡化運(yùn)行操作、減少處理成本的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的有益效果:通過微生物的作用以完全好氧的方法去除污水中的磷元素，解決了傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷需要經(jīng)過好氧厭氧交替才能實(shí)現(xiàn)除磷的問題，實(shí)現(xiàn)了在一個好氧反應(yīng)單元中生物除磷，無需在時間上和空間上劃分不同的操作單元，對于設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用及運(yùn)行復(fù)雜性都大大的降低，有利于工藝實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行控制。本發(fā)明通過生物體內(nèi)的酶作用，使污水中磷的化合物以氣態(tài)PH3的形式除去，不同于傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷依靠聚磷菌超量吸磷后排泥除去，污泥齡大幅度延長，可以實(shí)現(xiàn)污泥齡20 30天，因此污泥產(chǎn)生量較之傳統(tǒng)的強(qiáng)化生物除磷方法要少三分之一以上，降低污泥處理成本；同時也解決了現(xiàn)有的強(qiáng)化生物除磷工藝中要達(dá)到良好的除磷效果必須泥齡短的問題，解決了與脫氮之間泥齡的矛盾；也實(shí)現(xiàn)了在工藝上單獨(dú)除磷的目的。一段式的好氧除磷方式也解決了 DO控制難和碳源利用問題，由于除磷方式的改變有效的提高了除磷效果，除磷率可以達(dá)到90%以上，能滿足對磷元素越來越高的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，能應(yīng)用于污水處理廠的建設(shè)及提標(biāo)改造。


圖1:傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷UCT工藝流程圖
圖2:3AMBR工藝流程圖
圖3:本發(fā)明工藝流程示意圖；
圖4:本發(fā)明好氧生物反應(yīng)器示意圖
圖5:本發(fā)明裝置示意圖
具體實(shí)施例方式為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果，發(fā)明人設(shè)計(jì)了一套工程化的裝置，裝置流程與本發(fā)明的工藝流程完全一致，具體裝置示意圖參考圖5。原水經(jīng)過格柵處理后進(jìn)入原水池，經(jīng)提升泵提升通過流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入好氧生物反應(yīng)器，好氧生物反應(yīng)器內(nèi)安裝微孔曝氣管，并用PVC板做導(dǎo)流墻，通過空氣泵對微孔曝氣管充空氣，滿足好氧生物反應(yīng)器內(nèi)溶氧的需求，空氣量用轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量；好氧生物反應(yīng)器體積為1.5m3，材質(zhì)為PE，在不同的高度有溢流口，可以根據(jù)不同的生化停留時間選不同的溢流口出水，不用的溢流口用閥門控制；選用的提升泵加設(shè)變頻控制系統(tǒng)，流量可以從50-250L/h進(jìn)行調(diào)節(jié)，空氣泵選用功率為80W，最大氣量為70L/min，氣量大小通過閥門控制；經(jīng)過生化處理后的污水溢流進(jìn)入沉淀池，池底一邊布置有泥斗，另一邊做成斜坡，防止局部積泥；含有復(fù)合菌群污泥經(jīng)沉淀池沉淀后用污泥回流泵回流至好氧生物反應(yīng)器，回流污泥用流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，排放的剩余污泥量依據(jù)污泥齡確定，剩余污泥通過旁路進(jìn)行排放；經(jīng)沉淀后的清水溢流至清水池，從清水池溢流出水。以下通過具體的實(shí)施范例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:圖5中，含磷污水先經(jīng)過格柵處理后進(jìn)入推流式好氧生物反應(yīng)器進(jìn)行生化處理，反應(yīng)器內(nèi)加入復(fù)合除磷菌群，復(fù)合菌群污泥濃度(MLSS)4 7g/l ;好氧生物反應(yīng)器內(nèi)生化停留時間8 14小時，溶解氧控制在2 4mg/l ;生化處理后的污水溢流到沉淀池，含有復(fù)合菌群污泥經(jīng)過沉淀池沉淀，聚集到池底的污泥斗中，形成積存污泥，污泥斗底部連接污泥回流泵，通過污泥回流泵把積存污泥回流到曝氣生化池中，回流比R = 0.5 4.0，泥齡控制在20 30天，根據(jù)泥齡通過旁路排放剩余污泥；沉淀時間控制在1.5 2小時。從沉淀池底部通過污泥泵將污泥回流至好氧生物反應(yīng)器，好氧生物反應(yīng)器中污泥濃度顯著提高，可防止活性微生物流失，提高除磷 效果。同時降低污泥有機(jī)負(fù)荷，防止污泥膨脹，使污泥進(jìn)入內(nèi)源消化狀態(tài)，減少污泥產(chǎn)生量。好氧生物除磷工藝特點(diǎn):I)實(shí)現(xiàn)一段式的好氧除磷，工藝流程短，無需在時間上和空間上劃分不同的操作單元，對于設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用及運(yùn)行復(fù)雜性都大大的降低，有利于工藝實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行控制；2)好氧生物除磷工藝磷元素不在污泥里積累，不用通過排泥達(dá)到除磷目的，可以有選擇的控制泥齡，解決了與脫氮工藝之間的泥齡控制矛盾，方便與其他工藝的兼容；也可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的生物除磷；同時泥量少，減少污泥處理成本；3)低能耗。采用好氧生物除磷工藝，只有一段污泥回流，降低了能耗；4)好氧生物除磷工藝解決了傳統(tǒng)強(qiáng)化生物除磷工藝中除磷效率與污泥齡的相關(guān)性，除磷效率與污泥齡關(guān)聯(lián)性不大，有效的提高了除磷效率；即使污泥齡控制到30天，除磷效率也能達(dá)到90%以上，能滿足國家對水質(zhì)排放中磷元素的越來越嚴(yán)格的要求，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模污水處理廠除磷升級改造要求和新建污水處理廠的要求。5)好氧生物除磷工藝對DO控制范圍相對較大，操作更容易；6)工藝環(huán)節(jié)少，操作自動化程度高，處理過程簡單，易于管理。7)總磷的去除率高，可以達(dá)到對磷元素排放更高的要求，從源頭上解決富營養(yǎng)化問題。8)能處理較高濃度的污水，運(yùn)行控制進(jìn)水濃度=CODtt = 200 800mg/l，TP =
1.0 10.0mg/1, PH 值 6.0 9.0，溫度 10 35 ；工藝操作參數(shù):MLSS = 4 7g/l，溶解氧控制在2 4mg/l，好氧生物反應(yīng)器pH值
6.5 9.0，好氧生物反應(yīng)器的水力停留時間HRT = 8 14小時。出水水質(zhì)中TP彡0.3mg/l,優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一級A中磷元素的要求，TP去除率達(dá)到90%以上。實(shí)例I 5:處理原水從實(shí)際污水處理廠進(jìn)水渠中抽取，該污水處理廠進(jìn)水部分為生活污水，另一部分為工業(yè)污水，不需要添加其他營養(yǎng)鹽。
實(shí)際水質(zhì)基本情況=CODcr= 213 610mg/l，TP = 2.90 8.90mg/l，pH 值 6.0
7.5。實(shí)際控制指標(biāo):MLSS = 4.55 6.56g/l，好氧生物反應(yīng)器pH值6.5 9.0，好氧生物反應(yīng)器的水力停留時間HRT = 12小時，生化池DO:2 4mg/l，沉淀池沉淀時間控制在1.5小時，進(jìn)水流量為0.125t/h，回流比R = 3.0，泥齡控制在30天。運(yùn)行上述污水處理后的出水指標(biāo)中:C0D& = 3 23mg/l，TP = 0.08 0.26mg/I。具體的進(jìn)水水質(zhì)及處理后的水質(zhì)情況實(shí)際結(jié)果見表I。表I不同進(jìn)水水質(zhì)情況下的處理結(jié)果(實(shí)施實(shí)例1-5)
權(quán)利要求
1.一種高效好氧生物除磷的方法，其特征在于采用好氧方式對含磷污水進(jìn)行生物除磷處理，具體步驟為: 1)將含磷污水經(jīng)過格柵預(yù)處理后進(jìn)入好氧生物反應(yīng)器進(jìn)行生化處理，好氧生物反應(yīng)器內(nèi) DO 控制在 2 4mg/l，pH:6.5 9.0 ; 2)經(jīng)生化處理后的污水溢流到沉淀池，沉淀池停留時間控制在1.5 2小時，沉淀池池底中間布置有泥斗，邊上做成斜坡，防止局部積泥； 3)含有復(fù)合菌群污泥經(jīng)沉淀池沉淀聚集到泥斗后用污泥回流泵回流至好氧生物反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)生化處理，其回流比R = 0.5 4.0，排放的剩余污泥量依據(jù)污泥齡確定，污泥齡取20 30天； 4)沉淀后的上清液溢流至清水池，從清水池溢流出水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效好氧生物除磷的方法，其特征在于:好氧生物反應(yīng)器采用推流式布置，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻及推流器，底部安裝微孔曝氣充氧設(shè)備，將空氣中的氧均勻擴(kuò)散到好氧生物反應(yīng)器中，空氣由空壓機(jī)提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效好氧生物除磷的方法，其特征在于所述好氧生物除磷過程中已利用篩選并馴化的好氧復(fù)合除磷菌群，好氧生物反應(yīng)器中復(fù)合除磷菌群污泥濃度4 7g/l。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效好氧生物除磷的方法，其特征在于好氧生物反應(yīng)器中水力停留時間HRT = 8 14小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效好氧生物除磷的方法，其特征在于處理的污水水質(zhì)COD = 200 800mg/l，TP = 1.0 10.0mg/1, pH:6.0 9.0，溫度 10 35 。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效好氧生物除磷的方法，其特征在于系統(tǒng)TP去除率彡90%，處理后的出水水質(zhì)中TP ( 0.3mg/l，優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》規(guī)定的一級A中磷元素的要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效好氧生物除磷的方法，該方法通過控制調(diào)節(jié)污泥回流比、反應(yīng)pH值、生物反應(yīng)器內(nèi)DO值及生物反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度等指標(biāo)，并加入好氧復(fù)合除磷菌群來處理含磷污水，實(shí)現(xiàn)一段式好氧生物除磷，除磷率可以達(dá)到90％以上的好氧生物除磷方法。該方法適宜處理含磷的城鎮(zhèn)污水，也適宜處理其他類似水質(zhì)的含磷污水，該方法具有節(jié)省投資、簡化運(yùn)行操作、減少處理成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F9/14GK103172227SQ201310139268
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者應(yīng)清界, 潘濤, 汪蘋, 覃曉農(nóng), 王智宏, 郭利川 申請人:應(yīng)清界