申请日2018.02.09
公开(公告)日2018.06.29
IPC分类号C02F3/32; C02F1/44
摘要
本申请公开了一种污水深度处理装置与方法，该方法在预定的光照条件下利用旋转单针藻进行脱氮除磷，包括如下步骤：(1)污水通过入水口进入反应池，第一曝气装置向所述反应池内提供气体，经过反应池处理后的污水和微藻混合液进入膜池;(2)第二曝气装置向所述膜池内提供气体，膜池内的膜过滤组件将微藻和水分离，处理后的水通过膜过滤组件上的排水口排出，膜池内的微藻和污水混合液一部分回流至所述反应池内，一部分通过排藻口排出。本申请可以在短时间内降低水中氮磷浓度至极低水平，从而降低污水厂尾水收纳水体富营养化风险。
权利要求书
1.一种污水深度处理装置，其特征在于：包括反应池、膜池、第一曝气装置和第二曝气装置;
所述反应池上设有入水口和微藻回流入口，所述反应池的出口与所述膜池的入口连通;
所述膜池上设有排藻口与微藻回流出口，所述膜池上的藻回流出口与所述反应池上的微藻回流入口通过回流泵和回流管连通，所述膜池内设有膜过滤组件，所述膜过滤组件上设有排水口，通过所述膜过滤组件过滤出水;
所述第一曝气装置设于所述反应池下方，用于向所述反应池内提供气体;所述第二曝气装置设于所述膜池下方，用于向所述膜池内提供气体。
2.如权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于：所述膜池与反应池的体积比为1:1～1:4。
3.如权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于：还包括气体混匀器，所述气体混匀器的入口分别与空气输送管和二氧化碳输送管连通，所述气体混匀器的出口分别通过管道与所述第一曝气装置和第二曝气装置连通。
4.如权利要求1所述的污水深度处理装置，其特征在于：还包括微藻收集池，所述膜池上的排藻口与所述微藻收集池连通。
5.一种污水深度处理方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1所述的污水深度处理装置在预定的光照条件下进行，所述污水深度处理装置的反应池和膜池中均含有微藻，所述微藻为旋转单针藻;包括如下步骤：
(1)污水通过入水口进入反应池，第一曝气装置向所述反应池内提供气体，经过反应池处理后的污水和微藻混合液进入膜池;
(2)第二曝气装置向所述膜池内提供气体，膜池内的膜过滤组件将微藻和水分离，处理后的水通过膜过滤组件上的排水口排出，膜池内的微藻和污水混合液一部分回流至所述反应池内，一部分通过排藻口排出。
6.如权利要求5所述的污水深度处理方法，其特征在于，所述第一曝气装置向所述反应池内提供气体，以及所述第二曝气装置向所述膜池内提供气体均为：提供空气与二氧化碳的混合气体，所述混合气体中，二氧化碳的体积浓度为1%～2%;曝气速率为0.2v/v·min-1～0.4v/v·min-1。
7.如权利要求5所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述微藻和污水混合液的回流比为50%～200%。
8.如权利要求5所述的污水深度处理方法，其特征在于，所述污水深度处理装置的水力停留时间为2h～6h;所述微藻停留时间为1天～4天。
9.如权利要求5所述的污水深度处理方法，其特征在于，所述预定的光照条件为：光照强度为350～1000μmol·m-2·s-1，光暗周期比为12h:12h～24h:0h;由太阳光和/或冷荧光光源提供光照。
10.如权利要求5所述的污水深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中，通过入水口进入反应池的污水中：总氮浓度为2～15mg/L，总磷浓度为0.2～1.5mg/L，化学需氧量<60mg/L。
说明书
一种污水深度处理装置与方法
技术领域
本发明涉及污水处理与水污染控制领域，特别涉及一种污水深度处理装置与方法。
背景技术
氮、磷等元素是引起水体富营养化的重要污染物，控制氮磷的排放是控制自然水体富营养化的重要手段。现有的污水处理工艺可以去除水体中的大部分氮磷，但大量研究表明，现有污水处理工艺处理后，污水中含有的氮磷仍会导致较高的受纳水体富营养化风险。目前生物处理手段可以较为有效的去除二沉出水中的氮磷，但具有占地面积大，水力停留时间长的问题。化学处理手段可以较为有效的去除污水中的剩余磷元素，但对氮元素没有去除效果，同时还会产生难以处理的剩余污泥。
近年来，微藻被越来越多的应用于污水 原水的处理，也有研究尝试将微藻应用于污水厂二级出水的处理上，但由于污水厂二级出水具有低营养的典型特征，微藻通常难以生长或生长速率缓慢，导致水力停留时间长、难以实现高效的脱氮除磷的目的。
发明内容
为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种既高效又节能的污水处理系统及方法。
为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种污水深度处理装置与方法，其能极高效地、较彻底地脱氮除磷。
本发明采用以下的技术方案：
一种污水深度处理装置，包括反应池、膜池、第一曝气装置和第二曝气装置;所述反应池上设有入水口和微藻回流入口，所述反应池的出口与所述膜池的入口连通;所述膜池上设有排藻口与微藻回流出口，所述膜池上的藻回流出口与所述反应池上的微藻回流入口通过回流泵和回流管连通，所述膜池内设有膜过滤组件，所述膜过滤组件上设有排水口，通过所述膜过滤组件过滤出水;所述第一曝气装置设于所述反应池下方，用于向所述反应池内提供气体;所述第二曝气装置设于所述膜池下方，用于向所述膜池内提供气体。
优选地，所述膜池与反应池的体积比为1:1～1:4。
优选地，还包括气体混匀器，所述气体混匀器的入口分别与空气输送管和二氧化碳输送管连通，所述气体混匀器的出口分别通过管道与所述第一曝气装置和第二曝气装置连通。
优选地，还包括微藻收集池，所述膜池上的排藻口与所述微藻收集池连通。
一种污水深度处理方法，所述方法利用所述的污水深度处理装置在预定的光照条件下进行，所述污水深度处理装置的反应池和膜池中均含有微藻，所述微藻为旋转单针藻;包括如下步骤：
(1)污水通过入水口进入反应池，第一曝气装置向所述反应池内提供气体，经过反应池处理后的污水和微藻混合液进入膜池;
(2)第二曝气装置向所述膜池内提供气体，膜池内的膜过滤组件将微藻和水分离，处理后的水通过膜过滤组件上的排水口排出，膜池内的微藻和污水混合液一部分回流至所述反应池内，一部分通过排藻口排出。
优选地，所述第一曝气装置向所述反应池内提供气体，以及所述第二曝气装置向所述膜池内提供气体均为：提供空气与二氧化碳的混合气体，所述混合气体中，二氧化碳的体积浓度为1%～2%;曝气速率为0.2v/v·min-1～0.4v/v·min-1。
优选地，步骤(2)中，所述微藻和污水混合液的回流比为50%～200%。
优选地，所述污水深度处理装置的水力停留时间(HRT)为2h～6h;微藻停留时间(SRT)为1天～4天。
优选地，所述预定的光照条件为：光照强度为350～1000μmol·m-2·s-1，光暗周期比为12h:12h～24h:0h;由太阳光和/或冷荧光光源提供光照。
优选地，步骤(1)中，通过入水口进入反应池的污水中：总氮浓度为2～15mg/L，总磷浓度为0.2～1.5mg/L，化学需氧量<60mg/L。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：本发明的方法具有处理效率高、停留时间短等特点。污水经过本发明的处理，出水总无机氮可降至国家标准紫外分光光度法检出限以下(<0.02mg/L)，出水总磷可降至国家标准钼锑抗分光光度法检出限以下(<0.02mg/L)，可以达到HRT 6h以内>99%的去除率效果，长期运行可以达到99%的平均去除效果，通过应用本申请，对控制污水厂出水氮磷含量至极低水平、降低受纳水体营养负荷、缓解水体富营养化风险等具有重要意义。