內(nèi)由消化液內(nèi)循環(huán)或通入消化產(chǎn)氣壓縮氣引起的水力擾動，沉降至池底部而得到分離。定期排出污泥厭氧消化池底部的藍鐵石晶體顆粒，經(jīng)過洗滌干燥后，獲得磷回收產(chǎn)品。
[0033]污泥消化液中未反應的過量Fe2+被輸送至污水的主體生物處理單元，在厭氧池/段、缺氧池/段和好氧池/段中先后作為磷酸根的沉淀劑和混凝劑起梯級除磷作用。在厭氧池/段中，回流污泥中的聚磷菌以原污水和污泥消化液中的有機物質作為碳源，在低氧化還原電位的厭氧條件下，大量釋磷，并與污泥消化液帶入的溶解性Fe2+生成磷酸鹽沉淀。剩余的Fe2+經(jīng)缺氧池/段后隨污泥混合液進入好氧反應池/段，還原態(tài)Fe 2+被快速氧化為Fe3+。通過磷酸鐵的沉淀作用和Fe3+的混凝作用，污水中的磷酸根在好氧池生物吸磷的同時得到強化物化去除，二級處理出水中磷的濃度可達到國家一級A排放標準。
[0034]在好氧池/段污泥中的Fe3+最終隨污泥經(jīng)二沉池和濃縮池回至剩余污泥厭氧消化池。這些Fe3+在污泥消化池中被再次還原，并在藍鐵石晶種的作用下與污泥厭氧消化釋放的磷酸鹽發(fā)生強化結晶反應，最終形成藍鐵石晶體使磷酸鹽得到進一步去除并回收。
[0035]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0036]1、本發(fā)明的強化除磷方法除磷效果好，明顯降低污水二級生物處理出水中磷的濃度，污水中磷的去除效率高，除磷率達到95 %以上。
[0037]2、本發(fā)明向污泥厭氧消化池內(nèi)添加Fe3+化合物和藍鐵石晶體顆粒，藍鐵石晶體作為誘導結晶的晶種，促使污泥厭氧消化釋放的磷酸根與Fe3+經(jīng)污泥中鐵還原菌還原得到的Fe2+反應，生成并回收藍鐵石晶體，即降低了系統(tǒng)的磷酸鹽水平，又有效地回收了污水中的磷資源。
[0038]3、本發(fā)明的強化除磷方法在pH中性或近中性的條件下進行，即在污水和污泥處理過程中不需要調(diào)節(jié)pH，從而克服了傳統(tǒng)化學結晶除磷法在堿性條件下進行的技術缺陷，節(jié)省了化學藥劑投加的費用，減低了污水處理的成本，同時還減輕了化學藥劑使用對環(huán)境的污染。
[0039]4、本發(fā)明除磷方法中所投加Fe3+化合物中的鐵在藍鐵石的結晶過程中得到回收，與此同時也實現(xiàn)了污水和污泥中磷資源的回收利用。整個過程不僅未增加污水處理廠的運行成本，還回收了污水中的磷資源，從而具有重大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
[0040]5、本發(fā)明的污水強化除磷方法操作簡單、穩(wěn)定性高、操作工藝條件可控，不增加污水處理環(huán)節(jié)及處理成本，并能回收優(yōu)質的磷酸鹽，適用于強化去除和回收城市污水或工業(yè)廢水中的磷酸鹽，利于大規(guī)模推廣。
【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明污水強化除磷的工藝流程圖；
[0042]圖2為污泥厭氧消化池內(nèi)藍鐵石結晶產(chǎn)物照片；
[0043]圖3為污泥厭氧消化池結晶產(chǎn)物藍鐵石的XRD圖譜。
【具體實施方式】
[0044]下面結合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術方案的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0045]本發(fā)明【具體實施方式】的實施例以城市污水處理廠采用生物強化除磷為主體處理工藝進行污水處理為例進行說明。
[0046]實施例1
[0047]取以A2/0為主體處理工藝的某污水處理廠二沉池活性污泥5L，采用重力濃縮的方法將泥放置1山測定其總磷濃度為700mg/L。取IL該濃縮污泥置于一厭氧反應器中，并在反應器底部加入50g的藍鐵石晶體，平均粒徑為4mm。設置厭氧消化的溫度為35°C，污泥上升流速為0.05m/s，投加42.4mmol的無定型FeOOH，反應21d，并監(jiān)測污泥消化體系中溶解性磷酸鹽的變化。結果表明，與對照實驗最終溶解性磷濃度240mg/L相比，投加FeOOH污泥厭氧消化體系的最終磷濃度為80mg/L，磷濃度降低了 67%。
[0048]實施例2
[0049]某以A2/0為主體處理工藝污水處理廠的二沉池活性污泥，經(jīng)重力濃縮Id后，污泥總磷濃度為610?750mg/L。將該濃縮污泥作為實驗材料加入一個有效容積為IL內(nèi)含1g藍鐵石晶種(平均粒徑為3mm)的CSTR反應器中，同時按Fe/污泥TP摩爾比為2.0加入無定型的FeOOH，設置厭氧消化的溫度為55°C，污泥上升流速為0.05m/s，共運行108天。經(jīng)檢測證實，運行一段時間后，消化池泥相中的藍鐵石晶體尺寸有所增加，且沒有其他伴生礦物生成，物相單一，如圖2、圖3所示。
【主權項】
1.一種污水強化除磷方法，其特征在于，包括在污泥厭氧消化池內(nèi)強化藍鐵石的結晶作用，去除污泥混合液中磷。
2.如權利要求1所述的強化除磷方法，其特征在于，所述的結晶強化過程包括:向污泥厭氧消化池中投加Fe3+化合物，F(xiàn)e 3+經(jīng)微生物作用還原為Fe 2+，并與污泥在厭氧消化過程中釋放的磷酸根離子反應，生成藍鐵石結晶沉淀，從而去除污泥中的磷。
3.如權利要求1或2所述的強化除磷方法，其特征在于，還包括向污泥厭氧消化池中投加藍鐵石顆粒作為晶種以強化結晶過程。
4.如權利要求1或2所述的強化除磷方法，其特征在于，所述Fe3+化合物選擇無定型的羥基氧化鐵、水合氧化鐵、三氧化二鐵或含鐵礦渣。
5.一種污水/污泥的梯級除磷方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)向污泥厭氧消化池中投加Fe3+化合物，在厭氧條件下Fe3+被消化池的厭氧微生物還原成Fe2+，并與污泥中在厭氧消化過程中釋放的磷酸根離子反應，生成藍鐵石結晶沉淀； 其中，步驟I)中所述污泥厭氧消化池可為A2/0、SBR、氧化溝法等不同污水處理工藝中的污泥厭氧消化池； 2)污泥厭氧消化池中經(jīng)藍鐵石強化結晶處理后的上清液、二沉池回流污泥和經(jīng)一級(初沉池)處理后的污水一起進入二級生物反應池(一般包括厭氧池/段、缺氧池/段和好氧池/段)，在二級生物反應池中的鐵離子先后作為磷酸根的沉淀劑(在厭氧池/段和好氧池/段中)和混凝劑(好氧池/段中)發(fā)揮梯級除磷作用； 3)經(jīng)厭氧池/段、缺氧池/段、好氧生物反應池/段的混合液進入二沉池中進行泥水分離，二沉池的上清液出水即為經(jīng)梯級除磷后的污水處理廠出水。
6.如權利要求4或5所述的污水強化除磷方法，其特征在于，步驟I)中所述投加Fe3+與污泥厭氧消化池中污泥總磷的摩爾比為1.8-2.2:1。
7.如權利要求4或5所述的污水強化除磷方法，其特征在于，步驟I)中所述的含F(xiàn)e3+化合物選擇無定型的羥基氧化鐵、水合氧化鐵、三氧化二鐵或含鐵礦渣。
8.如權利要求4或5所述的污水強化除磷方法，其特征在于，步驟I)中還包括向污泥厭氧消化池中投加藍鐵石顆粒作為藍鐵石結晶沉淀的晶種。
9.如權利要求4或5所述的污水強化除磷方法，其特征在于，步驟I)中污泥厭氧消化池的消化溫度為35-55°C，優(yōu)選為50-55°C。
10.如權利要求4或5所述的污水強化除磷方法，其特征在于，步驟I)中采用消化液內(nèi)循環(huán)或通入污泥厭氧消化產(chǎn)氣壓縮氣的方式獲得優(yōu)化的水力條件使污泥消化反應區(qū)磷酸根與Fe2+充分混合與接觸，以強化藍鐵石的結晶作用；同時，生長至一定粒徑的藍鐵石晶體顆?？煽朔捬跸貎?nèi)的水力擾動，經(jīng)沉降至池底部而得到分離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于污水生物處理過程的污水強化除磷方法，屬于污水深度處理工藝技術領域，包括：通過藍鐵石(Fe3(PO4)2·H2O)結晶來實現(xiàn)污泥厭氧消化池內(nèi)污泥混合液中磷的去除與回收；以及通過三價鐵的絮凝沉淀作用來實現(xiàn)好氧生物反應池污水中磷的去除。本發(fā)明方法以藍鐵石結晶為主體過程除磷，采用生物-化學聯(lián)合的方法除磷，除磷效率高，既不產(chǎn)生化學污泥，又可實現(xiàn)污水中磷資源的回收，同時還節(jié)約了污水處理的運行成本，是一種環(huán)境友好的污水除磷新技術方法。
【IPC分類】C02F3-30, C02F11-00, C02F11-04
【公開號】CN104761114
【申請?zhí)枴緾N201410641499
【發(fā)明人】程翔, 陳兵, 孫德智, 劉佳琪
【申請人】北京林業(yè)大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年11月13日