申請日2013.09.18

　　公開(公告)日2014.01.08

　　IPC分類號C02F3/30

　　摘要

　　本發明涉及一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法。污水先經過格柵和初沉池，去除部分懸浮物，再經裝有鐵炭填料的厭氧濾池和好氧濾池，好氧濾池出水回流至厭氧濾池，在厭氧狀態下污水中有機物發生酸化使pH下降，鐵炭填料表層發生電化學反應，加強了反硝化作用，同時溶出少量的亞鐵離子(Fe2+);在好氧狀態下亞鐵離子(Fe2+)氧化為鐵離子(Fe3+)，鐵離子與污水中溶解性磷酸根反應生成沉淀，最后進入沉淀池，經重力沉淀后排放。本發明無需單獨投加藥劑除磷，僅靠生化法即能使出水COD低于30mg/L，TN為1.5mg/L，TP為0.2mg/L達到地表水Ⅳ類水體標準。工藝簡單，節省投資和運行成本，具有重大應用價值。

　　權利要求書

　　1.一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法，其特征在于：生活污水先用格 柵和初沉池預除部分懸浮物后進入集水井，然后集水井中的生活污水依次經厭氧 濾池和好氧濾池，厭氧濾池和好氧濾池內各裝有鐵炭填料，好氧濾池出水回流至 厭氧濾池，回流比為50%，進入厭氧濾池內的生活污水中的有機物在厭氧狀態下 發生酸化，使厭氧濾池中水體pH下降為5.8-6.2，厭氧濾池內鐵炭填料表層發生 電化學反應，一方面加強生活污水中微生物反硝化作用，另一方面溶出少量亞鐵 離子;進入好氧濾池后在好氧狀態下生活污水中亞鐵離子氧化成鐵離子，鐵離子 與生活污水中溶解性磷酸根反應生成沉淀，從而使生活污水中磷的濃度降低;最 后進入沉淀池，經過重力沉淀后，出水水質COD為12mg/L，TN為1.5mg/L， TP為0.2mg/L，達到地表水Ⅳ類水體標準，排放利用;沉淀池底部污泥通過污泥 排出系統排泥放;

　　上述生活污水在厭氧濾池內停留時間1.5h，好氧濾池內停留時間3h，好氧 濾池采用微孔曝氣頭曝氣，氣水比為10：1;

　　上述生活污水在集水井停留時間0.5h;

　　上述初沉池采用平流式沉淀池，其表面負荷為1m3/m2·h，停留時間3h;

　　上述生活污水COD為126mg/L、TN為28mg/L，TP為3.2mg/L，pH為6.7。

　　2.根據權利要求1所述的一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法，其特征 在于：所述鐵炭填料制備方法參照發明名稱為鐵炭微電解填料制備方法，專利號 為ZL200910198816.9進行：先用粒徑小于60目的鐵屑、粒徑小于100目的粉末 活性炭作為原料，量取鐵：炭=(10～13)：1質量比，由粉末壓力機在200kN壓 力下將混勻后的原料加入模型中壓制成球徑為8～3mm的球狀毛坯，然后隔絕空 氣在1050～1200℃加熱90～100min后淬火制得。

　　3.根據權利要求1所述的一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法，其特征 在于：所述的厭氧濾池和好氧濾池內各裝有鐵炭填料是，厭氧濾池內鐵炭填料體 積是厭氧濾池內部體積的70%體積百分比;好氧濾池內鐵炭填料體積是好氧濾池 內部體積的70%體積百分比。

　　說明書

　　一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法

　　技術領域

　　一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法，涉及一種生活污水的處理方法。屬 于污水處理脫氮除磷技術領域。

　　背景技術

　　太湖藍藻事件爆發以來，富營養化引起湖泊水質惡化、進而威脅飲水安全， 引起了各級政府及環保部門的高度重視。富營養化罪魁禍首為氮、磷，隨著《城 鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的“一級A”標準實施與推廣， 脫氮除磷逐漸成為污水處理領域核心競爭技術。

　　脫氮除磷技術主要有生化法、物化法及物化生化聯用法。

　　生物脫氮除磷為目前的主流方法。富氧條件下，廢水中的氨被氧化為硝酸鹽 (硝化過程)，聚磷菌吸收廢水中的磷以聚磷形式儲于體內(吸磷);缺氧條件下， 廢水中的硝酸鹽轉化為氮氣排除(反硝化);厭氧條件下，聚磷分解釋放無機磷至 污泥中(釋磷)。生物脫氮除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合， 因而其工藝參數應同時滿足三種功能的要求。如能有效地脫氮或除磷，一般也能 同時高效地去除BOD5。但除磷和脫氮往往是相矛盾的，具體體現在某些參數上， 并使這些參數只能局限在某一狹窄的范圍內。而且由于生化法泥水分離不徹底， 出水不可避免含有懸浮微生物，使得出水氮磷濃度最低只能達到一級B標準，一 級A成為咫尺之遙的技術瓶頸。

　　物化法除磷主要通過額外投加鋁鹽、鐵鹽等通過化學沉淀和吸附去除TP， 而物化法除TN一般只用于有機氮的去除，對于硝態氮和亞硝態氮沒有顯著效果。 由于物化法需要額外投加藥劑并增加動力設備，運行價格較生化高，一般與生化 法聯用，作為深度處理。

　　生物濾池是在生物反應器內裝填高比表面積的顆粒濾料，以提供微生物膜生 長的載體，并根據污水的不同流向分為下向流或上向流，污水由上向下或由下向 上流過濾料層，使污水中的有機物和填料表面生物膜通過生化反應得到去除，濾 料同時起到物理過濾作用。生物濾池最大的特點是集生物氧化和截留懸浮固體于 一體，節省了后續二次沉淀池和污泥回流，在保證處理效果的前提下使處理工藝 簡化，曝氣生物濾池具有容積負荷高、水力負荷大、水力停留時間短、所需基建 投資少、占地面積小、處理出水水質好等特點，又由于生物濾池沒有污泥膨脹問 題，微生物不會流失，能保持較高的生物濃度，因此日常管理簡單。

　　但是普通生物濾池仍然存在濾池堵塞問題和脫落生物膜引起的污染問題，通 常對進水SS要求較高且出水氮、磷不能同時達標(磷基本不去除)。且生物濾池 容積負荷較低，通常與活性污泥法聯用作為深度處理。

　　發明內容

　　本發明的目的是公開一種生活污水的生化同步脫氮除磷方法。

　　為了達到上述目的，本發明是這樣進行的：

　　生活污水先用格柵和初沉池預除部分懸浮物后進入集水井，集水井中的生活 污水依次經厭氧濾池和好氧濾池，厭氧濾池和好氧濾池內各裝有鐵炭填料，好氧 濾池出水回流至厭氧濾池，回流比為50%，進入厭氧濾池內的生活污水中有機物 在厭氧狀態下發生酸化，使厭氧濾池中水體pH下降為5.8-6.2，厭氧濾池內鐵炭 填料表層發生電化學反應，一方面加強生活污水中微生物反硝化作用，另一方面 溶出少量亞鐵離子;進入好氧濾池后在好氧狀態下生活污水中亞鐵離子氧化成鐵 離子，鐵離子與生活污水中溶解性磷酸根反應生成沉淀，從而使生活污水中磷的 濃度降低;最后進入沉淀池，經過重力沉淀后，出水水質COD為12mg/L，TN 為1.5mg/L，TP為0.2mg/L，達到地表水Ⅳ類水體標準，排放利用，沉淀池底部 污泥通過污泥排出系統排泥;

　　上述生活污水在厭氧濾池內停留時間1.5h，好氧濾池內停留時間3h，好氧 濾池采用微孔曝氣頭曝氣，氣水比為10：1;

　　上述集水井停留時間0.5h，以保證水泵工作正常并減少沉淀池擾動;

　　上述初沉池采用平流式，表面負荷1m3/m2·h，停留時間3h;

　　上述生活污水COD為126mg/L、TN為28mg/L，TP為3.2mg/L，pH為6.7。

　　所述鐵炭填料制備方法參照發明名稱為鐵炭微電解填料制備方法，專利號為 ZL200910198816.9進行：先用粒徑小于60目的鐵屑、粒徑小于100目的粉末活 性炭作為原料，量取鐵：炭=(10～13)：1質量比，由粉末壓力機在200kN壓力 下將混勻后的原料加入模型中壓制成球徑為8～3mm的球狀毛坯，然后隔絕空氣 在1050～1200℃加熱90～100min后淬火制得。

　　所述的厭氧濾池和好氧濾池內各裝有鐵炭填料是，厭氧濾池內鐵炭填料的裝 填體積是厭氧濾池內部體積的70%體積百分比;好氧濾池內鐵炭填料裝填體積是 好氧濾池內部體積的70%體積百分比。

　　與現有的脫氮除磷方法相比，本發明的優點如下：

　　1.由于本發明的厭氧濾池和好氧濾池內裝有鐵炭填料，同時好氧池至厭氧 池設置回流，在厭氧狀態下生活污水中有機物發生酸化，產生的酸性物質使鐵炭 填料表層發生微電解反應，一方面強化微生物新陳代謝去除部分污染物，另一方 面溶出少量亞鐵鐵離子，亞鐵離子在好氧狀態下氧化成鐵離子，鐵離子與磷酸根 反應生成沉淀，去除水體中磷酸鹽，因此無需單獨投加化學藥劑除磷，即可使出 水氮磷濃度達到地表水Ⅳ類水體標準，減少了污泥量，降低了運行成本。

　　2.由于本發明的生活污水在進入厭氧濾池和好氧濾池前，不需采用活性污 泥法進行預處理，也不需要設立中沉池，僅僅經過初沉池重力沉淀除去懸浮物后， 直接進入兩級濾池，因此，具有工藝流程簡單，投資省，占地面積小等優點。

　　3.由于本發明的厭氧濾池和好氧濾池內裝有鐵炭填料，因此本發明經過厭 氧濾池和好氧濾池后產生的鐵離子一方面可以強化微生物新陳代謝，另一方面可 以和磷酸根生成磷酸鐵，易于脫離生物膜隨出水進入沉淀池后由于鐵鹽的存在， 污泥密度較高，沉降性能優異，能徹底通過污泥排出系統，保持系統穩定性。

　　4.本發明在厭氧濾池和好氧濾池之間設置內回流，回流比僅為50%，比常 規生化脫氮回流比小的多(100%～300%)，減少回流泵用量和能耗。

　　5.由于本發明的厭氧濾池和好氧濾池內裝有的鐵炭填料是用鐵、炭為主要 原料研制而成的濾料，空隙率大，不宜堵塞，充氧率高，動力消耗省，因此與普 通生物濾池相比較不存在濾池堵塞問題和脫落生物膜引起的污染問題，對進水 SS要求較低且出水氮、磷能同時達標。