申请日2010.12.24
公开(公告)日2011.06.15
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，包括以下步骤：污水进入厌氧池;污水进入第一沉淀池进行泥水分离，污泥超越硝化池进入缺氧池，上清液一部分进入诱导结晶反应器，完成除磷后再进入硝化池，另一部分上清液直接进入硝化池，硝化池将上清液中的氨氮转化成硝酸盐;硝化池内的污水进入第二沉淀池进行泥水分离，上清液进入缺氧池，完成吸磷和反硝化，污泥部分回流至硝化池，剩余污泥排出;污水由缺氧池进入曝气池，然后由曝气池进入终沉池进行泥水分离后，上清液排出，污泥部分回流至厌氧池，剩余污泥排出。本工艺处理后出水直接达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准，有很高的除磷脱氮效率。
权利要求书
1.一种城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)污水进入厌氧池(2)，厌氧状态下，污泥将碳源以聚-β-羟基丁酸酯的形式贮存在体内，同时释放出磷;
(2)污水进入第一沉淀池(3)进行泥水分离，污泥超越硝化池(5)进入缺氧池(7)，上清液一部分进入诱导结晶反应器(4)，完成除磷后再进入硝化池(5)，另一部分上清液直接进入硝化池(5)，硝化池(5)将上清液中的氨氮转化成硝酸盐;
(3)硝化池(5)内的污水进入第二沉淀池(6)进行泥水分离，上清液进入缺氧池(7)，完成吸磷和反硝化，污泥部分回流至硝化池(5)，剩余污泥排出;
(4)污水由缺氧池(7)进入曝气池(12)，然后由曝气池(12)进入终沉池(8)进行泥水分离后，上清液排出，污泥部分回流至厌氧池(2)，剩余污泥排出。
2.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述硝化池(5)上设有曝气装置。
3.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述厌氧池(2)内设有厌氧搅拌桨(15)。
4.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述缺氧池(7)内设有缺氧搅拌桨(16)。
5.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述诱导结晶反应器(4)包括主反应区(17)、过渡区(18)和沉淀区(19)，其中：主反应区(17)、过渡区(18)和沉淀区(19)依次相连，主反应区(17)、过渡区(18)和沉淀区(19)的直径依次增大，主反应区(17)上设有进水口(20)、进药口(21)、进气口(22)和取样口(23)，沉淀区(19)上设有出水口(24)。
6.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，进入诱导结晶反应器(4)的水量为进水量的10%-50%，诱导结晶反应器(4)内的反应时间为10min-50min。
7.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述诱导结晶反应器(4)内沉淀剂为钙盐。
8.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述诱导结晶反应器(4)内晶种为石英砂或方解石，粒径为0.1mm-0.5mm。
9.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(4)中，从终沉池(8)向厌氧池(2)的污泥回流量和从第一沉淀池(3)向缺氧池(7)的污泥越流量为进水流量的30%～50%。
10.根据权利要求1所述的城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，其特征在于：所述诱导结晶反应器(4)设于第二沉淀池(6)之后。
说明书
城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺
技术领域
本发明涉及的是一种污水处理工艺，尤其涉及的是一种城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺。
背景技术
目前我国水污染问题日趋严重，湖泊总氮、总磷严重超标导致富营养化问题突出。现有大部分污水处理厂采用传统的生物脱氮除磷工艺，难以实现脱氮除磷效率的同步提高。针对氮磷去除效率无法进一步提高的问题，国外学者提出了新型的生物处理工艺，如双污泥反硝化除磷工艺。该工艺解决了传统工艺中存在的碳源竞争和泥龄矛盾等问题。目前在反硝化聚磷菌代谢模型、工艺的影响因素、反硝化除磷微生物特性等方面都有具有指导意义的研究成果报道，推动了该工艺的研究和工程应用。然而，双污泥反硝化除磷工艺面临着实际应用时进水中氮和磷的比例很难恰好满足缺氧摄磷的要求。
另一方面，磷是一种宝贵的资源，磷矿已成为2010年后不能满足国民经济发展需要的20种矿产之一。因此，将污水中的磷进行回收再利用，不仅对控制水体富营养化产生积极效果，而且能够实现磷资源的可持续循环利用。诱导结晶除磷法可以实现磷的回收。结晶磷回收过程不产生附加污泥，结晶产物易于分离，纯度较高。结晶磷回收系统与反硝化除磷工艺结合尚属首次，两者结合具有独特的优势。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种城镇污水反硝化除磷脱氮及磷资源高效回收工艺，使其兼有高效脱氮除磷和磷资源回收功能。
技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：(1)污水进入厌氧池，厌氧状态下，污泥将碳源以聚-β-羟基丁酸酯的形式贮存在体内，同时释放出磷;
(2)污水进入第一沉淀池进行泥水分离，污泥超越硝化池进入缺氧池，上清液一部分进入诱导结晶反应器，完成除磷后再进入硝化池，另一部分上清液直接进入硝化池，硝化池将上清液中的氨氮转化成硝酸盐;
(3)硝化池内的污水进入第二沉淀池进行泥水分离，上清液进入缺氧池，完成吸磷和反硝化，污泥部分回流至硝化池，剩余污泥排出;
(4)污水由缺氧池进入曝气池，然后由曝气池进入终沉池进行泥水分离后，上清液排出，污泥部分回流至厌氧池，剩余污泥排出。
所述缺氧池的出水口和终沉池的进水口之间设有曝气池，曝气池进行曝气吹脱，满足少量吸磷和污泥再生，保证出水质量。
所述厌氧池的进水口上设有高位水箱，高位水箱和污水入口相连，使得污水顺利进入污水处理系统。
所述硝化池上设有曝气装置，方便将氨氮转化为硝酸盐，为后续的缺氧环境提供电子受体。
所述厌氧池内设有厌氧搅拌桨，促进反应迅速发生。
所述缺氧池内设有缺氧搅拌桨，促进反应迅速发生。
所述诱导结晶反应器包括主反应区、过渡区和沉淀区，其中：主反应区、过渡区和沉淀区依次相连，主反应区、过渡区和沉淀区的直径依次增大，主反应区上设有进水口、进药口、进气口和取样口，沉淀区上设有出水口。
所述步骤(2)中，进入诱导结晶反应器的水量为进水量的10%-50%，诱导结晶反应器内的反应时间为10min-50min，反应结束后静置10min～30min。
所述诱导结晶反应器内沉淀剂为钙盐，优选为氯化钙。
所述诱导结晶反应器内晶种为石英砂或方解石，粒径为0.1mm～0.5mm。
有益效果：1、与传统的脱氮除磷工艺相比，本发明具有以下优点：解决了硝化菌与除磷菌的泥龄矛盾的问题;最大程度地将污水中碳源用于反硝化，既充分利用了碳源，又节省了曝气部分的能源消耗;逆流封闭式反硝化，从根本上解决了回流液反硝化效率低的弊病;实现了高效高品质回收磷资源。
2、与单纯的双污泥生物除磷工艺相比，本发明具有以下优点：由于增加了磷的化学出口，可以保持相对长的污泥龄，从而减少了污泥排放量;诱导结晶反应器弥补了双污泥技术实际应用时进水中氮和磷的比例很难恰好满足缺氧摄磷的要求;在进水N/P(氮/磷)变化较大时，可在保证生物系统正常运行的条件下调节进入诱导结晶反应器流量与进水流量之比，由此调节结晶除磷以及反硝化除磷的在系统中脱氮除磷比例，维持和加强系统脱氮除磷效果。
3、与传统的生物脱氮除磷和化学除磷结合的技术相比，双污泥技术与诱导结晶技术相结合有着独特的优势：厌氧池中反硝化聚磷污泥可最大程度发挥吸附进水中有机物及释磷潜能，一方面提高了厌氧上清液含磷量，利于化学单元的磷回收，另一方面为反硝化聚磷过程提供了碳源，提高了脱氮除磷效率。