一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法。本發(fā)明在反硝化除磷工藝中的厭氧階段或缺氧階段投加Fe2+鹽強化除磷。其一大特點是除了具備化學除磷的特點外，F(xiàn)e2+鹽的投加還可改變活性污泥中的菌群結(jié)構(gòu)，促進生物除磷的效果。
【專利說明】
一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水體富營養(yǎng)化一直以來都是一個比較嚴峻的環(huán)境污染問題，且日漸加重，氮磷的過量是導致水體富營養(yǎng)化的主要原因。污水處理深度除磷脫氮是解決氮磷污染的關(guān)鍵。目前，國內(nèi)大部分污水處理廠執(zhí)行一級A標準，然而，對于一些重點流域以及水源保護區(qū)，由于其水資源的特殊作用，對污染物的排放標準要求更加嚴苛。而且，中國水資源嚴重匱乏，隨著節(jié)水問題的尖銳化及公共環(huán)境意識的增強，地表水IV類、III類水質(zhì)指標作為排放標準已逐漸成為趨勢，其中地表水III類標準總磷排放要求為0.2mg/L以下。尤其在我國南方地區(qū)，城市生活污水普遍存在碳源不足的問題，A20、氧化溝等傳統(tǒng)脫氮除磷工藝由于競爭碳源與污泥齡等固有矛盾，很難實現(xiàn)出水氮磷同時達標排放。
[0003]隨著技術(shù)的不斷開發(fā)與深入研究，反硝化除磷工藝成為污水處理的熱點技術(shù)之一。反硝化除磷工藝是指利用反硝化聚磷菌在反硝化脫氮的同時進行磷的吸收與去除。反硝化聚磷菌是一類能夠以硝氮或亞硝氮為電子受體進行吸磷的微生物。因而，反硝化除磷工藝在處理低碳源生活污水時具有顯著優(yōu)勢。根據(jù)硝化菌與反硝化除磷菌在反硝化除磷系統(tǒng)中所處的位置，反硝化除磷工藝主要分為單污泥工藝與雙污泥工藝。
[0004]在雙污泥法反硝化除磷工藝中，硝化菌和反硝化聚磷菌獨立生存在兩套污泥系統(tǒng)中，由于適宜的生長環(huán)境，均能夠成為優(yōu)勢菌群。兩套相互獨立的污泥系統(tǒng)即好氧污泥系統(tǒng)和反硝化除磷污泥系統(tǒng)。因此，雙污泥工藝更具有反硝化除磷的代表性，典型的雙污泥法反硝化除磷工藝如A2N工藝，其工藝的基本流程如圖1所示。
[0005]該工藝由厭氧池、沉淀池1、硝化池、沉淀池2、缺氧池、后曝氣池、二沉淀池組成。工藝運行時，污水首先進入?yún)捬醭赝瓿舍屃祝⑶以诩毎麅?nèi)儲存大量的多聚物。釋磷后的泥水混合液進入沉淀池I進行泥水分離。沉淀池I的污泥越過硝化池進入缺氧池進行反硝化除磷，沉淀池I的上清液進入硝化池，進行硝化作用去除氨氮。然后硝化池混合液進入沉淀池2進行泥水分離，污泥回流到硝化池，上清液進入缺氧池與超越污泥混合進行反硝化脫氮和除磷，最后混合液經(jīng)后曝氣池進入二沉池進行泥水分離。二沉池污泥一部分回到厭氧池，一部分為剩余污泥排走。
[0006]SBR工藝即為間歇式污泥法，是一種結(jié)構(gòu)形式簡單、運行方式靈活多變、空間上完全混合、時間上理想推流的污水生物處理方法。它的運行工況是以間歇操作為主要特征。如果選擇合理的SBR運行方式并對處理過程的溶解氧等因素加以控制，可以把反硝化除磷細菌馴化培養(yǎng)成優(yōu)勢菌種，從而有利于反硝化除磷脫氮的發(fā)生。
[0007]典型反硝化除磷工藝出水總磷能夠達到一級A標準，但是，在不增加排泥量的條件下，很難實現(xiàn)總磷更高標準的排放；當進水磷負荷比較高時，出水總磷也隨之提高，即使增加工藝排泥量也很難實現(xiàn)出水總磷達標排放。
[0008]為達到更高標準的除磷，目前，在A20、SBR工藝中，可采用協(xié)同除磷的方式，即在A2O的好氧段末端，或者SBR的曝氣階段最后，往活性污泥系統(tǒng)中投加化學藥劑，與污水中的溶解性磷發(fā)生一系列的物理化學反應，生成難溶性的磷酸鹽沉淀，從而達到將磷去除的目的?；瘜W輔助除磷具有去除效率高、發(fā)揮作用快、除磷效果穩(wěn)定等優(yōu)點。目前，Ca2+鹽、Al3+鹽、Fe3+鹽以及Fe2+等金屬鹽類一直以來都是最常用的化學除磷藥劑，其中Fe2+鹽具有價格低廉、受溫度影響小、對微生物的親和力強等優(yōu)點，在化學除磷中的應用更為廣泛。但是，到目前為止，F(xiàn)e2+輔助除磷技術(shù)的應用主要還是以在好氧污泥體系中為主;關(guān)于Fe2+化學輔助除磷技術(shù)在反硝化污泥體系中的應用比較少見。
[0009]上述化學輔助除磷方法方法，主要通過鋁、鐵金屬離子與磷發(fā)生化學反應生成磷酸鹽沉淀，實現(xiàn)磷的去除。在實際使用中，鋁磷摩爾比、鐵磷摩爾比值的理論值是1.0，但是受鋁離子、鐵離子水解的影響，在實際應用中，鋁磷摩爾比、鐵磷摩爾比值通常大于2.0。這帶來了一系列的問題:1、增加了藥劑投加的成本;2、增加污泥量過多;3、影響活性污泥的活性。因此不能長期大劑量的投加。
[0010]例如現(xiàn)有技術(shù)CN101973629A和CN102603064A雖分別公開一種采用亞鐵進行反硝化除磷的工藝，但其投加點、投加量和投加方式為常規(guī)方法，主要用于好氧污泥處理，并且，其亞鐵添加量高，會在后續(xù)工藝中造成二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明針對反硝化除磷工藝，在不增加工藝單元的前提下，發(fā)明了一種Fe2+鹽的強化除磷技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)的最大不同之處在于本發(fā)明可強化生物除磷，從而實現(xiàn)反硝化脫氮除磷工藝的高標準除磷。
[0012]本發(fā)明通過以下優(yōu)選技術(shù)方案實現(xiàn):在反硝化除磷工藝中的厭氧階段或缺氧階段投加Fe2+鹽強化除磷。所述反硝化除磷工藝是指以反硝化除磷菌為功能微生物實現(xiàn)同步脫氮除磷的工藝。所述反硝化除磷工藝包含有厭氧和缺氧兩個階段，在厭氧階段發(fā)生釋磷，在缺氧階段發(fā)生反硝化吸磷。Fe2+鹽的投加位置為反硝化除磷工藝的厭氧階段或缺氧階段。Fe2+鹽的投加量為Fe2+鹽的投加量與除磷增加量的摩爾比為0.2?1:1，更加優(yōu)選的摩爾比為0.3?0.5:1 Te2+鹽的投加方式為間歇投加，持續(xù)投加10?30天后，停止投加，當工藝出水除磷效率降低時，恢復投加，依次循環(huán)。
[0013]本發(fā)明相對于以往方法的不同:
[0014]1、投加點不同。本發(fā)明在雙污泥工藝中的厭氧池或缺氧池投加Fe2+鹽除磷；
[0015]2、投加量不同。本發(fā)明Fe2+鹽的投加量較少；
[0016]3、投加方式不同。現(xiàn)有技術(shù)采用方式(I):持續(xù)投加;本發(fā)明采用方式(2):間歇投加，持續(xù)投加10?30天后，停止投加，當工藝出水除磷效率降低時，恢復投加，依次循環(huán)；
[0017]4、效果不同。本發(fā)明鐵磷摩爾比不幅度降低，低于化學當量比；
[0018]5、機理不同。以前方法是化學除磷;本發(fā)明是強化生物除磷，同時有一部分化學除磷。
[0019]6、應用不同。以前方法全部是用于好氧污泥系統(tǒng)，本發(fā)明是厭氧/缺氧的反硝化除磷工藝中。
[0020]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果包括:
[0021]1.本發(fā)明選擇Fe2+鹽作為除磷藥劑，其一大特點是除了具備化學除磷的特點外，F(xiàn)e2+鹽的投加還可改變活性污泥中的菌群結(jié)構(gòu)，促進生物除磷的效果。Fe2+鹽的投加，生物法和化學法的結(jié)合，有較好的除磷效果，工藝出水能穩(wěn)定的達到一級A標準或更高標準。
[0022]2.只需要投加較少的化學藥劑，可大大節(jié)約藥劑成本。
[0023]3.反硝化除磷工藝本身可利用反硝化除磷菌同時脫氮除磷能大大減少對碳源的競爭。
[0024]4.產(chǎn)生的化學污泥量遠遠小于減少的生物污泥量。
[0025]5.停止投加Fe2+鹽，系統(tǒng)還可以保持非常好的除磷效果。
【附圖說明】
[0026]圖1 A2N工藝流程示意圖
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但發(fā)明的實施方式不限于此。
[0028]實施例一:
[0029]一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法，采用SBR反應器運行。設置3組反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR反應器，有效容積為2L，進水量為1.2L。根據(jù)反硝化除磷工藝中污泥系統(tǒng)的運行參數(shù)，對SBR反應器各階段時間進行設定，并通過微電腦時控開關(guān)進行控制。反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR反應器采用每天3個周期，每周期時間設置為進水15min、厭氧段
2.011、缺氧段3.511、后曝氣1.011、沉淀1.011，排水151^11。厭氧末端栗入一定量硝酸鹽濃縮液，排泥比為I/30。
[0030]進水采用人工配水，磷濃度為4mg/L。對于3組反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR裝置，第一組為空白組即不投加Fe2+鹽，第二組向反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR反應器的厭氧階段投入5mg/L Fe2+鹽，第二組向反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR反應器的缺氧階段投入5mg/L硫酸亞鐵濃縮液。實驗結(jié)果表明:第一組空白組出水的磷濃度為0.85mg/L;第二組的出水磷濃度為0.30mg/L，相較于第一組磷的去除率分別提高了 14.50% ;第三組的出水磷濃度為0.25mg/L，相較于第一組磷的去除率分別提高了 15.75%。使用本發(fā)明的方法，可使污水處理工藝出水中總磷含量提標至地表IV類(總磷含量低于0.3mg/L)標準。
[0031]實施例二:
[0032]一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法，采用SBR反應器運行。設置3組反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR反應器，有效容積為2L，進水量為1.2L。根據(jù)反硝化除磷工藝中污泥系統(tǒng)的運行參數(shù)，對SBR反應器各階段時間進行設定，并通過微電腦時控開關(guān)進行控制。反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR反應器采用每天3個周期，每周期時間設置為進水15min、厭氧段
2.011、缺氧段3.511、后曝氣1.011、沉淀1.011，排水151^11。厭氧末端栗入一定量硝酸鹽濃縮液，排泥比為I/30。
[0033]進水采用人工配水，磷濃度為12.5mg/L。對于3組反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR裝置，第一組為空白組即不投加Fe2+鹽，第二組向反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR反應器的厭氧階段投入20mg/L Fe2+鹽，第二組向反硝化除磷污泥系統(tǒng)SBR反應器的缺氧階段投入20mg/L硫酸亞鐵濃縮液。實驗結(jié)果表明:第一組空白組出水的磷濃度為1.35mg/L;第二組的出水磷濃度為
0.48mg/L，相較于第一組磷的去除率分別提高了6.96% ;第三組的出水磷濃度為0.45mg/L，相較于第一組磷的去除率分別提高了 7.20%。使用本發(fā)明的方法，可使污水處理工藝出水中總磷含量從一級B標準(總磷含量低于lmg/L)提標至地表IV類(總磷含量低于0.5mg/L)標準。
[0034]實施例三:
[0035]一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法，采用A2N工藝運行。研究了投加Fe2+對雙污泥工藝(A2N工藝，如圖1所示)的除磷效果的影響，進水磷濃度為4mg/L，F(xiàn)e2+投加量為3mg/L。結(jié)果表明，未投加Fe2+時，雙污泥工藝出水平均磷濃度為1.26mg/L;而厭氧池投加Fe2+濃度為3mg/L，出水磷濃度為0.08mg/L，可穩(wěn)定達地表水IV類標準(總磷含量低于0.3mg/L)，向缺氧池投加Fe2+濃度為3mg/L，出水磷濃度為0.06mg/L，也可穩(wěn)定達地表水IV類標準。
[0036]實施例四:
[0037]一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法，采用A2N工藝運行。研究了投加Fe2+對雙污泥工藝(A2N工藝，如圖1所示)的除磷效果的影響，進水磷濃度為4mg/L，向缺氧池投加Fe2+濃度為3mg/L，F(xiàn)e2+鹽的投加方式為間歇投加，持續(xù)投加15天后，停止投加，當工藝出水除磷效率降低時，恢復投加，依次循環(huán)。實驗結(jié)果表明:在A2N工藝投加Fe2+持續(xù)運行15天后，停止投加Fe2+，之后的20天內(nèi)該工藝出水的磷濃度仍然維持原有的水平，始終低于
0.2mg/L，說明停止投加Fe2+鹽，系統(tǒng)還可以保持非常好的除磷效果，可大大減少工藝運行過程中Fe2+鹽的投加量。
[0038]實施例五:
[0039]一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法，采用A2N工藝運行。研究了雙污泥工藝(A2N工藝，如圖1所示)投加Fe2+后各反應器中污泥樣品的菌群結(jié)構(gòu)。工藝進水磷濃度為4mg/L，進水磷濃度為4mg/L，F(xiàn)e2+投加量為3mg/L。對未投加Fe2+、厭氧初投加Fe2+和缺氧初投加Fe2+污泥樣品中聚磷菌的比例進行了分析。通過微生物序列與本地序列數(shù)據(jù)庫進行對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反硝化除磷污泥系統(tǒng)中長期投加Fe2+鹽，聚磷菌的比例顯著增加。
[0040]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細的說明，但是不表示本發(fā)明的具體實施是局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬拘束領(lǐng)的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或是替換，都應視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種反硝化除磷污泥中亞鐵鹽強化除磷的方法，其特征在于，在反硝化除磷工藝中的厭氧階段或缺氧階段投加Fe2+鹽強化除磷。2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反硝化除磷工藝包含有厭氧和缺氧兩個階段，在厭氧階段發(fā)生釋磷，在缺氧階段發(fā)生反硝化吸磷。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，F(xiàn)e2+鹽的投加位置為反硝化除磷工藝的厭氧階段或缺氧階段。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，F(xiàn)e2+鹽的投加量為Fe2+鹽的投加量與除磷增加量的摩爾比為0.2?1:1。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，更為優(yōu)化的摩爾比為0.3?0.5:1。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，F(xiàn)e2+鹽的投加方式為間歇投加，持續(xù)投加10?30天后，停止投加，當工藝出水除磷效率降低時，恢復投加，依次循環(huán)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反硝化除磷工藝是指以反硝化除磷菌為功能微生物實現(xiàn)同步脫氮除磷的工藝。
【文檔編號】C02F3/28GK105923761SQ201610442818
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】李繼, 呂小梅, 李永
【申請人】深圳市瑞清環(huán)?？萍加邢薰?br>