[发明专利]污水处理与资源回收的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理和资源回收领域，具体涉及到利用白云石石灰或白云石熟石灰除去污水中的磷和氮化合物，并将其富集成可利用的磷氮产物的污水处理和资源回收的方法和系统。

背景技术

大量含高磷，氮化合物的生活污水，农副业污水，和工业污水的排放已造成世界许多国家地表水的严重富营养化，其中包括北美、欧洲、亚洲50%以上的湖泊。生活污水处理厂排放的处理水是磷氮污染的一个主要来源。有些农副业污水,例如猪场污水，也含有高浓度的磷，氮化合物。地表水中这些营养物质含量过多会引起水生生物，特别是藻类的大量繁殖，使生物量的种群种类数量发生改变，破坏了水体的生态平衡。富营养化也会造成饮用水源污染和对饮用水水处理的干扰。另外，磷氮是农业生产必须的营养元素。世界现有的磷矿资源只可维持人类200多年的需求。人类的可持续发展需要有效的除去污水中的磷氮，并将其转化成可利用的肥料。

目前，国内外生活污水处理厂大都只采用除磷技术，只有少数几家国外处理厂试用磷回收技术。生活污水处理厂采用的除磷技术一般为生物法(enhanced biological pHospHorus removal)（Liu et al.,1996;Lesjean et al.,2003）和化学沉淀法（Maurer and Boller,1999;De-Bashan and Bashan，2004）。生物除磷法利用对磷有富集功能的细菌在厌氧和好氧不断交换的条件下将污水中的磷除去。但生物除磷法增加了污水处理厂的费用和操作复杂程度。化学沉淀法常用铁盐、铝盐和钙化合物来沉淀和吸附污水中的磷。但这些添加物生成的氢氧化物沉淀增加了污泥的体积，使得污泥的生物可降解性降低，从而增加了用于污水处理和污泥清除的费用。

在生物污水和许多农副业污水处理过程中，大部分磷氮被富集在活性污泥里。当从澄清池沉积出的部分活性污泥进入厌氧消化池消化后，大量富集在生物污泥里的磷氮又被释放到厌氧消化液里。污水处理厂的厌氧消化液含有高浓度磷酸根和铵,所以有利于磷氮的去除和回收。从厌氧消化液里去除和回收磷技术大多数采用加镁盐的方法(Momberg and Oellermann,1992;Shu et al.,2006;Pastor et al.,2008；Song et al.,2007;He et al.,2007;Chen et al.,2009;Zhang et al.,2009;Ye et al.,2010;Song et al.,2011)。这类方法大多数采用向厌氧消化液里加镁盐（如氯化镁）的方法促使磷酸铵镁的沉淀或鸟粪石（MgNH₄PO₄·6(H₂O)）的生成；也有采用加钙化合物（如石灰）与水中的磷酸根生成羟基磷灰石（Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂）；还有采用脱厌氧消化液中的二氧化碳气或加碱的办法来提高厌氧消化液的pH值，从而促使鸟粪石的生成。

美国专利(U.S.Pat.No.6893567B1)用生物硝化法将污水中的铵转化成硝酸根，然后向预处理后的污水中加氯化镁、氯化钙及氢氧化钠钾促使污水中的磷酸根生成沉淀。

美国专利(U.S.Pat.No.7,622,047)用流化床反应器将污水中的磷生成颗粒状的鸟粪石类沉淀。该技术将镁离子加进污水里并用碱液将污水的pH值调到7.4~8.5的范围内，从而促使沉淀物的生成。该技术还用空气剥离法(air stripping)脱除污水里的二氧化碳气体以提高污水的pH值。

美国专利(U.S.Pat.No.7,842,186)用厌氧反应器处理含有磷铵的污水，然后用空气剥离法脱除处理后的污水里的二氧化碳气，从而将污水的pH值从8.4提高到9.6以促使鸟粪石沉淀物的生成。

综上所属，目前的污水除磷技术采用镁化合物，费用高。而采用石灰和其它钙化合物除磷效率低。目前还没有用一种处理物和一个处理过程同时去除污水中磷铵的技术。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种污水处理与资源回收的方法和系统，用以实现除去污水中的磷和氮化合物，并将其富集成可利用的磷氮产物。

第一方面提供了一种污水处理与资源回收方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1.1、将足量的白云石石灰或白云石熟石灰加入待处理的污水中；

步骤1.2、将白云石石灰或熟石灰与所述污水充分混合反应5~240min；