[发明专利]一种污水脱氮除磷装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水脱氮除磷装置及其应用，属于污水处理技术领域。

背景技术

为减少污水中氮磷元素对环境的负面影响，污水处理厂在脱氮除磷过程中扮演重要角色。目前国内污水处理厂已普遍执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准，其中TN浓度不得超过15mg/L，TP浓度不得超过0.5mg/L。近年来，我国许多地区开始执行更加严格的地方污水处理标准，如《北京地方水污染排放标准》(DB11/307-2013)中的A标准将出水总氮和总磷的限值分别降低至10mg/L和0.2mg/L，更高标准的氮磷出水要求已成为污水处理厂稳定运行所要面临的难题。传统活性污泥法需要利用碳源进行脱氮除磷，然而我国城镇污水处理厂普遍存在进水中碳源不足、碳氮比及碳磷比失衡的问题，这对于传统活性污泥法异养脱氮除磷无疑是巨大挑战。为实现一级A标准总氮及总磷的稳定达标，大部分污水处理厂要进行优质碳源及除磷药剂的投加，因而大大增加了运行成本。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种污水脱氮除磷装置，包括有效容积比为1:8:16:8:3.2的生物吸附池、第一沉淀池、曝气池、第二沉淀池、和硫铁自养反硝化滤池，依次通过泵和/或管道连接。

在本发明的一种实施方式中，所述污水处理装置中生物吸附池、第一沉淀池、曝气池、第二沉淀池、硫铁自养反硝化滤池的有效容积分别为1.5L、12L、24L、12L和4.8L；所述生物吸附池前端设置进水泵，底部设置通气管道与风机相连；生物吸附池与第一沉淀池之间设置污泥回流泵；所述第一沉淀池呈倒锥形，下部与生物吸附池双向连接，上部与曝气池连接；曝气池内设置通气管道，管道与风机连接；曝气池和第二沉淀池双相连接，并在二者之间设置污泥回流泵；曝气池与硫铁自养反硝化滤池之间通过硫铁自养反硝化进水泵连接。

在本发明的一种实施方式中，所述硫铁自养反硝化滤池内径10cm，底部为10cm的承托层，由粒径为5-10mm的石粒组成，承托层上方设置60cm的硫粒铁屑混合层，填料为填充铁屑的硫粒，填充率按体积比20％，粒径2-4mm，孔隙率50％的硫粒。

本发明的第二个目的是提供应用所述装置进行污水处理的方法，是控制生物吸附池水力停留时间为0.35-0.7h，污泥龄SRT 1.5-3d，溶解氧DO范围0.5-1mg/L，混合液悬浮固体浓度MLSS 4000-5000mg/L；第一沉淀池的HRT 2h；曝气池HRT 6-8h，SRT 18-22d，DO范围2-4mg/L，MLSS维持3500-5000mg/L；第二沉淀池的HRT 3h；硫铁自养反硝化滤池HRT为2-3h。

本发明的第三个目的是提供所述污水处理装置在环境领域的应用。

本发明的第四个目的是提供所述方法在化工领域对工业废水、生活污水进行脱氮除磷处理方面的应用，所述应用包括尾水处理、污水净化。

有益效果：采用生物吸附/曝气/硫铁自养反硝化组合工艺对污水处理厂原水进行实验，实现了污水处理的深度脱氮除磷。在该组合工艺中，生物吸附池在吸附进水中的有机物、减少后续处理单元有机负荷及有毒有害物质影响的同时，产生大量高有机质含量的污泥，可用于厌氧发酵/消化，实现资源化利用；曝气池实现氨氮的完全硝化及剩余COD的去除；硫铁自养反硝化实现硝态氮及磷酸盐的去除，完成脱氮除磷过程。结果表明，自养脱氮、铁屑除磷效率较高，可获得平均总氮浓度3.9mg/L、平均总磷浓度0.32mg/L的出水水质，优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准对于出水总氮和总磷的要求。

附图说明

图1为污水脱氮除磷装置的工艺图；1，进水泵；2，风机；3，生物吸附池；4，污泥回流泵；5，第一沉淀池；6，风机；7，曝气池；8，污泥回流泵；9，第二沉淀池；10，硫铁自养反硝化进水泵；11，硫铁自养反硝化滤池；12，硫粒铁屑混合层；13，石粒；

图2为生物吸附段对总氮的去除结果；

图3为生物吸附段对氨氮的去除结果；

图4为生物吸附段对总磷的去除结果；

图5为生物吸附段对COD的去除结果；

图6为生物吸附段MLSS及MLVSS/MLSS变化；

图7为污水脱氮除磷装置出水总氮、氨氮、总磷及COD浓度。

具体实施方式

实施例1污水处理装置的设计