一種深度脫氮除磷工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種深度脫氮除磷工藝，尤其適用于城市污水二級生化出水的深度脫 氮除磷。
【背景技術】
[0002] 城市污水是氮、磷等無機污染物的主要來源之一，這些生物營養物排入受納水體 后，會導致藻類和其他水生植物的異常生長、消耗水中的溶解氧，使水變黑發臭，引起水體 的富營養化，已成為當今各國最為關注的環境問題之一。
[0003] 城市污水是一種水量穩定、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，大多數城市污水處理廠都采用傳統的活性污泥處 理工藝。活性污泥法雖然能有效去除污水中的BODjPSS，但對污水中氮和磷的去除率較低。 一些常規的脫氮除磷工藝往往需要較長的污泥齡，占地大，運行管理復雜，而且微生物在脫 氮除磷過程中也存在相互競爭，相互干擾，脫氮除磷的效率難以同時達到最佳。因此，城市 污水經過二級生化處理后，水中的B0D 5得到了有效的利用，氮和磷的含量卻相對過剩，導致 出水中總氮的含量達到2(T50 mg/L、總磷在2~10 mg/L左右，無法滿足工業回用水的水質標 準(總氮< 15 mg/L，總磷< 0? 5 mg/L)。
[0004] CN102249491A提出了城市污水廠二級處理出水深度處理裝置及工藝，通過對出 水采用反硝化生物濾池、超濾膜過濾、臭氧氧化處理，達到脫除總氮、降低濁度、色度和部分 C0D的目的，實現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，而大多數城市污水經二級生化處理后，水中的有機物 濃度較低且多為可溶性難生物降解性有機物，后續的反硝化過程無法利用這類有機物作為 碳源達到脫除總氮的目的。另外，因其臭氧氧化單元后沒有生化處理設施，其功能也主要用 于脫色，生成的易生物降解的小分子有機酸無法進一步被生物所利用，不具備深度脫除C0D 的功效，處理后出水不能回用做工業用水、特別是鍋爐給水。CN1456520A提出了對城市污水 采用微絮凝--深床直接過濾同步脫氮除磷的新工藝，該工藝適用于對城市污水進行深度 處理，能有效去除二級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，低有機物濃度的二級生化出水，并且在脫氮的 過程中還需要額外投加碳源，運行費用和管理難度均有所增加，不適用于大規模工業應用。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明提出一種城市污水深度脫氮除磷工藝，適用于城市 污水經二級生化處理后的出水。該發明方法具有流程短，脫氮除磷效果穩定等特點，得到的 出水可滿足工業回用水的標準。
[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入臭氧氧化反應器中，在臭氧氧化劑的作用下進行 臭氧氧化反應，使污水中的有機氮、有機磷轉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器中進行生化脫氮除磷處 理，所述管式膜生物反應器沿污水流動方向分為進水區、好氧區和兼氧區，進水區設置臭氧 過濾層分解臭氧、好氧區進行脫磷處理、兼氧區進行脫氮處理，出水經沉淀池后排放，部分 污泥回流至管式膜生物反應器。
[0007] 本發明方法步驟（1)中，臭氧由處理裝置外的臭氧發生器提供，以空氣作為氣源， 臭氧產生量10 g/h，進氣臭氧的濃度為59T10%，臭氧的投加量為5?20 mg/L廢水。
[0008] 本發明方法步驟（1)中，廢水在氧化反應器中的水力停留時間為5~20min，出口廢 水臭氧濃度小于3. 5 mg/L。
[0009] 本發明方法步驟（2)中，管式膜生物反應器的有機負荷為0. 1~0. 5 kgC0D/m3_d，廢 水停留時間為1~4 h。
[0010] 本發明方法步驟（2)中，進水區溶解氧（DO)濃度為4~6 mg/L，此區域的溶解氧由 殘余臭氧分解提供；好氧區的D0濃度2~4 mg/L，好氧微生物附著在填料上形成生物膜，進 一步分解臭氧氧化生成的低分子有機物，與此同時，聚磷菌吸附過量的磷酸鹽形成高磷污 泥而排出系統之外，達到除磷的效果；兼氧區D0濃度0.5~2 mg/L，利于反硝化細菌將硝酸 鹽還原為氮氣，達到脫氮的效果。
[0011] 本發明方法步驟（2)中，所述管式膜生物反應器由2~20級堅直單管串聯而成，堅 直單管的高徑比為10:1-20:1。堅直單管的出水口處設有導流板，堅直單管通過彎曲管相連 接，連接堅直單管底部的彎曲管設有排泥口，首根堅直單管內設置布水器，布水器上方為裝 填臭氧分解催化劑的臭氧過濾層，末跟堅直單管的頂部設有溢流堰。所述堅直單管內填充 懸掛式立體彈性填料，比表面積為30(T500 m2/m3,填充高度為堅直單管高度的1/2?5/6。填 料在反應器內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，兼有 活性污泥法和生物膜法的優點。
[0012] 本發明方法中，控制臭氧反應器出口廢水臭氧濃度為1~2 mg/L及管式膜生物反應 器出水溶解氧濃度為〇. 8~1. 2 mg/L時，二者相互配合具有最佳的脫氮除磷效果。
[0013] 與傳統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器聯用的方法 無需投加化學藥劑，具有處理能力大，占地小，脫氮除磷效果穩定等特點。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，無需額外的曝氣，減少 了動力消耗，管式膜生物反應器內部溶解氧呈梯度變化，有利于微生物進行脫氮除磷的代 謝活動。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明一種深度脫氮除磷工藝的流程圖。圖中：1_臭氧發生器，2-進水池， 3_臭氧氧化反應器，4-管式膜生物反應器，5-沉淀池。
[0015