申请日2018.10.25
公开(公告)日2019.02.01
IPC分类号C02F9/14; C02F101/10
摘要
本发明涉及一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，该使用方法包括如下步骤：1)将给水厂脱水后的污泥直接放入造粒机中制成一定直径的颗粒;2)经自然风干24h‑48h后，污泥颗粒干化并硬度增强，选取适量污泥颗粒放于污泥颗粒网袋中并悬挂于铁架或不锈钢架上;3)将铁架或不锈钢架设置在城镇污水MBR的池体上方，利用MBR中池体的曝气和污水推流，使污水与污泥颗粒网袋进行充分混合，并在MBR中池体自身的水力停留时间内达到良好的吸附除磷效果。其具有操作使用方便、运行维护成本低、除磷成本较低、自动化智能化程度高，能够充分利用污水厂脱水污泥等优点。
权利要求书
1.一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：
所述城镇污水MBR的池体(1)中设置有曝气盘(2)，
所述池体的上方设置有铁架或不锈钢架(3);
所述铁架或不锈钢架上系有若干条长度不等的挂线(4);
每个挂线的下方挂设有污泥颗粒网袋(5);所述污泥颗粒网袋中设置有污泥颗粒(6);
所述污泥颗粒网袋均设置于曝气盘上方且置于所述池体中;
该使用方法包括如下步骤：
1)将给水厂脱水后的污泥直接放入造粒机中制成一定直径的颗粒;
2)经自然风干24h-48h后，污泥颗粒干化并硬度增强，选取适量污泥颗粒放于污泥颗粒网袋中并悬挂于铁架或不锈钢架上;
3)将铁架或不锈钢架设置在城镇污水MBR的池体上方，利用MBR中池体的曝气和污水推流，使污水与污泥颗粒网袋进行充分混合，并在MBR中池体自身的水力停留时间内达到良好的吸附除磷效果。
2.根据权利要求1所述的一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：还包括自动控制系统，所述曝气盘与鼓风机通过连接管路相连接;
所述铁架或不锈钢架包括架体和用于驱动架体竖直升降的自动升降器，
所述自动控制系统包括控制器、警报器、布设于池体中的用于在线监测磷浓度的第一传感器和用于在线监测氧浓度的第二传感器;所述第一传感器、第二传感器分别与控制器相连接;所述控制器分别与自动升降器、警报器和鼓风机相连接;
所述控制器根据第一传感器与第二传感器检测的结果控制调节自动升降器的升降高度和鼓风机的鼓风量的升降高度。
3.根据权利要求2所述的一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：当所述第二传感器检测的氧浓度高于预设氧浓度阈值时，所述控制器控制降低鼓风机的鼓风量;反之，则增加鼓风量;当所述第一传感器检测的磷浓度高于预设磷浓度阈值时，控制器控制自动升降器调节铁架或不锈钢架的高度，并在3-5h后，如果第一传感器检测的磷浓度依然高于预设磷浓度时，控制器控制警报器发出报警提示信号。
4.根据权利要求3所述的一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：所述污泥颗粒的粒径为3-10mm。
5.根据权利要求4所述的一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：所述污泥颗粒的粒径为3mm。
6.根据权利要求3所述的一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：所述自动控制系统还包括与控制器无线远程通信连接的远程监控中心，所述远程监控中心通过无线网络与控制器无线通信连接，用于实时接收第一传感器和第二传感器检测的相应浓度值。
7.根据权利要求1所述的一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：所述造粒机为滚筒造粒机，其滚筒直径为60-80mm，滚筒有效长度180-200mm，进料口尺寸为210*240mm，滚刀速度40-50r/min，筛网孔径为3-10mm。
8.根据权利要求1所述的一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：所述铁架或不锈钢架上沿水平纵横方向设置有多条导轨，所述导轨垂直设置有可沿导轨水平纵横方向滑动的金属竖条，所述金属竖条上还设置有与污泥颗粒网带可拆卸连接的活动卡扣，通过沿水平纵横方向移动金属竖条的位置可自由控制污泥颗粒网袋的位置。
9.根据权利要求1所述的一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其特征在于：所述水力停留时间为8-10h。
说明书
一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法。
背景技术
为控制水体富营养化，城镇污水中的氮磷必须达标排放。在传统污水处理中，主要采用生物除磷和化学除磷方法，但是因生物脱氮和生物除磷过程中存在碳源竞争的矛盾，生物除磷作用受到影响，总磷去除率仅10%-30%，并且除磷效果不稳定，因此污水厂主要依靠化学除磷保证出水总磷稳定达标。虽然化学除磷效果可靠，但需要投加化学药剂，费用较高，并且处理过程中会产生大量的化学污泥，处置费用也非常高。而吸附法除磷具有成本低、操作简便、效果好等优点。因此，开发低廉吸附材料是吸附除磷方法的关键所在。
近年来，在给水厂混凝单元中低分子的硫酸铝和氯化铁逐渐被高分子的聚合氯化铝为代表的新型铝盐混凝剂所取代，净水过程中产生了大量污泥。目前全国城市水厂脱水污泥(含水率70%)年产量超过2200万吨，这部分污泥的处理处置方式为弃置或填埋。
然而，国内外大量研究发现，给水厂污泥是一种潜在的可回收利用资源，能用于吸附除磷。研究表明，污泥中因存在铝盐、铁盐等混凝剂成分导致其铝、铁含量相对较高;并且通过比表面积和孔隙结构分析可知，污泥具有较大的比表面积和发达的孔隙结构，因此，给水厂污泥对磷酸根等阴离子具有很强的吸附能力。另有研究发现，随着水源水微污染的加剧，给水厂在常规混凝沉淀过滤工艺的基础上通常增加了活性炭滤池深度处理工艺，因而很多给水厂的污泥中除了含铝盐、铁盐等成分外，还含有活性炭组分。活性炭使污泥具有更加丰富的孔隙结构，比表面积更大，进而更有利于其对水中磷的吸附。
将给水厂污泥制成材料吸附除磷，不仅降低了污泥处理成本和污水除磷成本，还能够将废弃污泥资源化利用，具有良好的应用前景。因此，越来越多的研究者将给水厂污泥制成吸附除磷材料，如公开号为CN105642221A的专利中提出将给水厂和污水厂污泥按照一定配比混合，制成污泥除磷颗粒;公开号为CN106540650A的专利中提出将干化、破碎和筛分后的污泥与海藻酸钠溶液混合，并滴入氯化钙溶液形成除磷小球;公开号为号CN106747299A的专利中提出将给水厂污泥干化破碎后与粘土混合造粒，干燥后需经高温煅烧得到除磷陶粒等。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术中生物除磷中存在的不足，提供一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，其具有操作使用方便、运行维护成本低、除磷成本较低、自动化智能化程度高，能够充分利用污水厂脱水污泥等优点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
一种利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法，所述城镇污水MBR的池体中设置有曝气盘，所述池体的上方设置有铁架或不锈钢架;所述铁架或不锈钢架上系有若干条长度不等的挂线;每个挂线的下方挂设有污泥颗粒网袋;所述污泥颗粒网袋中设置有污泥颗粒;所述污泥颗粒网袋均设置于曝气盘上方且置于所述池体中;
该使用方法包括如下步骤：
1)将给水厂脱水后的污泥直接放入造粒机中制成一定直径的颗粒;
2)经自然风干24h-48h后，污泥颗粒干化并硬度增强，选取适量污泥颗粒放于污泥颗粒网袋中并悬挂于铁架或不锈钢架上;
3)将铁架不锈钢架设置在城镇污水MBR的池体上方，利用MBR中池体的曝气和污水推流，使污水与污泥颗粒网袋进行充分混合，并在MBR中池体自身的水力停留时间内达到良好的吸附除磷效果。
作为上述方案的进一步优化，还包括自动控制系统，所述曝气盘与鼓风机通过连接管路相连接;
所述铁架或不锈钢架包括架体和用于驱动架体竖直升降的自动升降器，
所述自动控制系统包括控制器、警报器、布设于池体中的用于在线监测磷浓度的第一传感器和用于在线监测氧浓度的第二传感器;所述第一传感器、第二传感器分别与控制器相连接;所述控制器分别与自动升降器、警报器和鼓风机相连接;
所述控制器根据第一传感器与第二传感器检测的结果控制调节自动升降器的升降高度和鼓风机的鼓风量的升降高度。
作为上述方案的进一步优化，当所述第二传感器检测的氧浓度高于预设氧浓度阈值时，所述控制器控制降低鼓风机的鼓风量;反之，则增加鼓风量;当所述第一传感器检测的磷浓度高于预设磷浓度阈值时，控制器控制自动升降器调节铁架或不锈钢架的高度，并在3-5h后，如果第一传感器检测的磷浓度依然高于预设磷浓度时，控制器控制警报器发出报警提示信号。
作为上述方案的进一步优化，所述污泥颗粒的粒径为3-10mm。
作为上述方案的进一步优化，所述污泥颗粒的粒径为3mm。
作为上述方案的进一步优化，所述自动控制系统还包括与控制器无线远程通信连接的远程监控中心，所述远程监控中心通过无线网络与控制器无线通信连接，用于实时接收第一传感器和第二传感器检测的相应浓度值。
作为上述方案的进一步优化，所述铁架或不锈钢架上沿水平纵横方向设置有多条导轨，所述导轨垂直设置有可沿导轨水平纵横方向滑动的金属竖条，所述金属竖条上还设置有与污泥颗粒网带可拆卸连接的活动卡扣，通过沿水平纵横方向移动金属竖条的位置可自由控制污泥颗粒网袋的位置。
作为上述方案的进一步优化，所述水力停留时间为8-10h。
采用本发明的利用污泥颗粒吸附去除城镇污水MBR中磷的方法具有如下有益效果：
(1)将给水厂脱水后排放的污泥不经任何处理直接放入造粒机中制颗粒，并且经自然风干后即可使用，污泥颗粒制造工序简单，成本低廉，实用性非常强。
(2)将制成后的污泥颗粒直接放入网袋中，并悬挂于MBR上方铁架上进行吸附除磷，只需要准备网袋和简单的铁架或不锈钢架即可，并将悬挂有污泥颗粒网袋的铁架或不锈钢架直接放在MBR中池体上方，利用MBR中池体曝气和推流作用使污泥颗粒与污水进行充分的混合，装置简单，并且不需要单独的反应装置和设备，节省占地和能耗，应用方便，实用性非常强。
(3)给水厂污泥属于废弃物，具有产量大、易获取、无毒害和低成本等优点，并且里面还有大量的铝盐、铁盐等混凝剂成分，导致其铝、铁含量高，并且污泥自身具有较大的比表面积和发达的孔隙结构，因此给水厂污泥对磷酸根具有很强的吸附能力，可直接用于污水除磷中，有利于实现废弃物资源化利用，实现“以废制废”的目的，并且降低了给水厂污泥处置成本和城镇污水的生物除磷和化学除磷成本。
(4)将制出来的污泥颗粒风干后，稳定性极好，经过长时间泡水后，基本无脱落现象，颗粒损失率极低，使MBR污泥含量增加较少，且所制的污泥颗粒进行吸附除磷基本无副作用产生。