[发明专利]一种城市污水脱氮除磷的复合处理系统及其处理方法

权利要求书

1.一种城市污水脱氮除磷的复合处理系统，其特征在于包括污水垂直流人工湿地－除磷膜生物反应器单元—污水水平流人工湿地复合脱氮除磷单元、第一沉淀池、反应池、第二沉淀池、氯化池、储水池，其中污水垂直流人工湿地－除磷膜生物反应器单元—污水水平流人工湿地复合脱氮除磷单元是按照垂直流人工湿地在前，除磷膜生物反应器单元在中间，水平流人工湿地在后的顺序串联起来组成的复合脱氮除磷单元；水平人工湿地采用水泥底的整体水泥池，在水泥底的整体水泥池的一侧设置一个管道，依次连接第一沉淀池和一个反应池；反应池通过管道连接第二沉淀池，第二沉淀池连接氯化池，最后连接储水池。

2.根据权利要求2所述城市污水脱氮除磷的复合处理系统，其特征在于所述除磷膜生物反应器是一体式膜生物反应器，包括调节池和生物反应器；

其中，所述生物反应器包括膜分离单元、鼓气管、空气泵、空气管、导流板、净化水管、净水箱；所述生物反应器中装有膜分离单元；膜分离单元的下部装有鼓气管，用于通过空气泵和空气管通入空气；鼓气管下至生物反应器底部安装有导流板；膜分离单元上连有用于流出净化水的净化水管和净水箱；

所述膜分离单元由膜组件排列组成，所述膜组件由上集水管、下集水管以及膜丝组成；膜丝两端粘接在上集水管、下集水管之间；膜组件自水面起向下布设，使得膜组件的上集水管安装在水面下，下集水管安装在自水面至2.8米水深范围内的水层中。

3.利用权利要求1所述城市污水脱氮除磷的复合处理系统的城市污水处理方法，其特征在于城市污水首先经垂直流人工湿地，然后进入一个除磷膜生物反应器单元，该除磷膜生物反应器单元通过将曝气量集中分布于膜区下方，在膜区局部形成溶解氧大于2mg/L的好氧区，其它区域溶解氧小于1mg/L，并通过形成循环流场形态，形成好氧-兼氧-厌氧的交替分布流场形态，实现好氧吸磷-厌氧释磷的生化反应环境；通过维持系统污泥浓度为13000～20000mg/L，促进活性污泥生菌种消化死亡释磷；磷在厌氧区被微生物释放出来后，在系统中的磷化氢还原菌的作用下，转化为磷化氢释放，并经曝气系统吹脱进入大气；该处理单元排出的水再通过水平流人工湿地，并使部分未经处理的污水直接进入水平流人工湿地以补充碳源；水平人工湿地采用水泥底整体池，在水泥底的整体水泥池的一侧设置一个管道，依次连接一个沉淀池和一个反应池，从水平流人工湿地排出的水进入第一沉淀池，进行第一次沉淀；然后用一个泵抽出上清液，排入反应池；在反应池中按照Mg²⁺∶NH⁴⁺∶PO₄^3-＝1～1.5∶1∶0.8～1.5比例首先加入反应全部所需的磷酸盐，待磷酸盐完全溶解后，在30～120分钟内分多次加入所需的全部镁盐，然后再加入氢氧化钠调节反应体系的ｐＨ值为8.5～10，采用搅拌桨混合搅拌反应液，然后重力沉降10~20分钟，将上清液和沉淀物进行分离；分离后的沉淀物进行脱水，向脱水后的沉淀物中按照磷酸铵镁与碱性粉煤灰重量比为10∶1~3投加碱性粉煤灰，加水混合搅拌，然后加热分解，加热时间为1.5ｈ～3ｈ，温度控制在65～125℃；加热分解后产生的氨气用酸溶液吸收；从反应池得到的上清液进入第二沉淀池，进行第二次沉淀，沉淀后的上清液排出该单元，进入氯化池，氯化池中按有效氯与氨氮重量比即Cl/N为9～12∶1加入含氯氧化剂，调节pH至7-7.3，搅拌反应15～20min，然后第三次沉淀，沉淀后的上清液通过泵排入最后的储水池。

4.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于所述搅拌桨的叶片为3片，各个叶片之间的夹角为50度；所述镁盐为氯化镁、硫酸镁或氧化镁，磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。

5.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于所述储水池的水用于工业用水、灌溉或卫生间冲洗。

6.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，其特征在于所述垂直流人工湿地填充富含铁、钙、硅和铝氧化物的高炉渣，水平流人工湿地填充富含钙的大理石或石灰石和煤渣。

7.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，垂直流人工湿地栽种花卉；水平流人工湿地栽种蔬菜。

8.根据权利要求3-7所述的处理方法，其特征在于，所述城市污水包括各种含磷废水或各种同时含氨氮和磷的废水。

9.根据权利要求3~8所述的处理方法，其特征在于，还将所述反应池的沉淀物回收利用，用作农业肥料。