一種深度脫氮除磷工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種深度脫氮除磷工藝，尤其適用于城市污水二級(jí)生化出水的深度脫 氮除磷。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市污水是氮、磷等無(wú)機(jī)污染物的主要來(lái)源之一，這些生物營(yíng)養(yǎng)物排入受納水體 后，會(huì)導(dǎo)致藻類和其他水生植物的異常生長(zhǎng)、消耗水中的溶解氧，使水變黑發(fā)臭，引起水體 的富營(yíng)養(yǎng)化，已成為當(dāng)今各國(guó)最為關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一。
[0003] 城市污水是一種水量穩(wěn)定、供給可靠的潛在水資源，城市污水中水回用是緩解城 市水資源的短缺的有效途徑之一。目前，大多數(shù)城市污水處理廠都采用傳統(tǒng)的活性污泥處 理工藝?；钚晕勰喾m然能有效去除污水中的BODjPSS，但對(duì)污水中氮和磷的去除率較低。 一些常規(guī)的脫氮除磷工藝往往需要較長(zhǎng)的污泥齡，占地大，運(yùn)行管理復(fù)雜，而且微生物在脫 氮除磷過(guò)程中也存在相互競(jìng)爭(zhēng)，相互干擾，脫氮除磷的效率難以同時(shí)達(dá)到最佳。因此，城市 污水經(jīng)過(guò)二級(jí)生化處理后，水中的B0D 5得到了有效的利用，氮和磷的含量卻相對(duì)過(guò)剩，導(dǎo)致 出水中總氮的含量達(dá)到2(T50 mg/L、總磷在2~10 mg/L左右，無(wú)法滿足工業(yè)回用水的水質(zhì)標(biāo) 準(zhǔn)(總氮< 15 mg/L，總磷< 0? 5 mg/L)。
[0004] CN102249491A提出了城市污水廠二級(jí)處理出水深度處理裝置及工藝，通過(guò)對(duì)出 水采用反硝化生物濾池、超濾膜過(guò)濾、臭氧氧化處理，達(dá)到脫除總氮、降低濁度、色度和部分 C0D的目的，實(shí)現(xiàn)城市污水中水回用的目的。但該工藝方法仍主要適用于含有易生化降解 C0D、色度和含鹽量較低的生化出水，而大多數(shù)城市污水經(jīng)二級(jí)生化處理后，水中的有機(jī)物 濃度較低且多為可溶性難生物降解性有機(jī)物，后續(xù)的反硝化過(guò)程無(wú)法利用這類有機(jī)物作為 碳源達(dá)到脫除總氮的目的。另外，因其臭氧氧化單元后沒(méi)有生化處理設(shè)施，其功能也主要用 于脫色，生成的易生物降解的小分子有機(jī)酸無(wú)法進(jìn)一步被生物所利用，不具備深度脫除C0D 的功效，處理后出水不能回用做工業(yè)用水、特別是鍋爐給水。CN1456520A提出了對(duì)城市污水 采用微絮凝--深床直接過(guò)濾同步脫氮除磷的新工藝，該工藝適用于對(duì)城市污水進(jìn)行深度 處理，能有效去除二級(jí)生化處理出水中的氮、磷、COD、SS等，也可用于其它含氮磷廢水。但 該工藝方法僅適用于低濁度SS < 50 mg/L，低有機(jī)物濃度的二級(jí)生化出水，并且在脫氮的 過(guò)程中還需要額外投加碳源，運(yùn)行費(fèi)用和管理難度均有所增加，不適用于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種城市污水深度脫氮除磷工藝，適用于城市 污水經(jīng)二級(jí)生化處理后的出水。該發(fā)明方法具有流程短，脫氮除磷效果穩(wěn)定等特點(diǎn)，得到的 出水可滿足工業(yè)回用水的標(biāo)準(zhǔn)。
[0006] 一種深度脫氮除磷工藝，包括如下步驟： (1)城市污水處理廠的生化出水進(jìn)入臭氧氧化反應(yīng)器中，在臭氧氧化劑的作用下進(jìn)行 臭氧氧化反應(yīng)，使污水中的有機(jī)氮、有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為可溶性的硝酸鹽和磷酸鹽； (2 )將步驟（1)臭氧氧化處理后的出水送入管式膜生物反應(yīng)器中進(jìn)行生化脫氮除磷處 理，所述管式膜生物反應(yīng)器沿污水流動(dòng)方向分為進(jìn)水區(qū)、好氧區(qū)和兼氧區(qū)，進(jìn)水區(qū)設(shè)置臭氧 過(guò)濾層分解臭氧、好氧區(qū)進(jìn)行脫磷處理、兼氧區(qū)進(jìn)行脫氮處理，出水經(jīng)沉淀池后排放，部分 污泥回流至管式膜生物反應(yīng)器。
[0007] 本發(fā)明方法步驟（1)中，臭氧由處理裝置外的臭氧發(fā)生器提供，以空氣作為氣源， 臭氧產(chǎn)生量10 g/h，進(jìn)氣臭氧的濃度為59T10%，臭氧的投加量為5?20 mg/L廢水。
[0008] 本發(fā)明方法步驟（1)中，廢水在氧化反應(yīng)器中的水力停留時(shí)間為5~20min，出口廢 水臭氧濃度小于3. 5 mg/L。
[0009] 本發(fā)明方法步驟（2)中，管式膜生物反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷為0. 1~0. 5 kgC0D/m3_d，廢 水停留時(shí)間為1~4 h。
[0010] 本發(fā)明方法步驟（2)中，進(jìn)水區(qū)溶解氧（DO)濃度為4~6 mg/L，此區(qū)域的溶解氧由 殘余臭氧分解提供；好氧區(qū)的D0濃度2~4 mg/L，好氧微生物附著在填料上形成生物膜，進(jìn) 一步分解臭氧氧化生成的低分子有機(jī)物，與此同時(shí)，聚磷菌吸附過(guò)量的磷酸鹽形成高磷污 泥而排出系統(tǒng)之外，達(dá)到除磷的效果；兼氧區(qū)D0濃度0.5~2 mg/L，利于反硝化細(xì)菌將硝酸 鹽還原為氮?dú)?，達(dá)到脫氮的效果。
[0011] 本發(fā)明方法步驟（2)中，所述管式膜生物反應(yīng)器由2~20級(jí)堅(jiān)直單管串聯(lián)而成，堅(jiān) 直單管的高徑比為10:1-20:1。堅(jiān)直單管的出水口處設(shè)有導(dǎo)流板，堅(jiān)直單管通過(guò)彎曲管相連 接，連接堅(jiān)直單管底部的彎曲管設(shè)有排泥口，首根堅(jiān)直單管內(nèi)設(shè)置布水器，布水器上方為裝 填臭氧分解催化劑的臭氧過(guò)濾層，末跟堅(jiān)直單管的頂部設(shè)有溢流堰。所述堅(jiān)直單管內(nèi)填充 懸掛式立體彈性填料，比表面積為30(T500 m2/m3,填充高度為堅(jiān)直單管高度的1/2?5/6。填 料在反應(yīng)器內(nèi)部能全方位均勻布滿，使微生物與廢水得到充分接觸，并呈推流式反應(yīng)，兼有 活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 本發(fā)明方法中，控制臭氧反應(yīng)器出口廢水臭氧濃度為1~2 mg/L及管式膜生物反應(yīng) 器出水溶解氧濃度為〇. 8~1. 2 mg/L時(shí)，二者相互配合具有最佳的脫氮除磷效果。
[0013] 與傳統(tǒng)的物化和生物脫氮除磷的方法相比，臭氧與管式膜生物反應(yīng)器聯(lián)用的方法 無(wú)需投加化學(xué)藥劑，具有處理能力大，占地小，脫氮除磷效果穩(wěn)定等特點(diǎn)。其中，臭氧既可以 改善廢水的色度，提高其可生化性，又能氧化生物處理無(wú)法代謝的氮、磷元素，使其生成微 生物可以利用的硝酸鹽和磷酸鹽。另外，多余的臭氧分解生成氧氣，無(wú)需額外的曝氣，減少 了動(dòng)力消耗，管式膜生物反應(yīng)器內(nèi)部溶解氧呈梯度變化，有利于微生物進(jìn)行脫氮除磷的代 謝活動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明一種深度脫氮除磷工藝的流程圖。圖中：1_臭氧發(fā)生器，2-進(jìn)水池， 3_臭氧氧化反應(yīng)器，4-管式膜生物反應(yīng)器，5-沉淀池。
[0015