1.一種強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于,包括以下步驟:
整體處理:污水由進水管進入前置污泥減量單元,先停留3~5h后,進入污泥減量單元的初沉池,停留1h,然后以逆向流流態(tài),斜對角方式,反復逆流進入主反應器處理過程,依次流經(jīng)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)進行生化反應處理,水力停留時間HRT為7~10h,厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)體積比為1:1:2.5,好氧區(qū)出水進入二沉池靜置,經(jīng)20~30d排放二沉池剩余污泥,經(jīng)污泥外回流管回流至前置污泥減量單元,參加新引入的污水循環(huán)處理過程,處理完成后的污水經(jīng)二沉池上部出水管排出;同時,厭氧區(qū)上清液進入側(cè)流化學結(jié)晶柱進行磷的化學結(jié)晶去除,除磷后清液回流到缺氧區(qū);各處理單元具體運行如下:
前置污泥減量單元:
所述前置污泥減量單元包括由曝氣、缺氧和厭氧生物絮凝形成的一體化預處理區(qū),預處理區(qū)后設置有初沉池,預處理區(qū)的前端設有進水管,預處理區(qū)的上部與初沉池上部相連通,且預處理區(qū)底部與初沉池底部設有污泥內(nèi)回流管,預處理區(qū)和初沉池形成內(nèi)循環(huán)回流管路;
前置污泥減量單元與初沉池污泥回流相結(jié)合,利用長泥齡實現(xiàn)污泥原位減量;污水在前置污泥減量單元中與二沉池回流污泥混合后,以推流式流態(tài)依次通過前段曝氣、后段缺氧和厭氧生物絮凝形成的一體化預處理區(qū),回流污泥帶來的微生物在交替厭氧缺氧環(huán)境中,通過胞溶水解和解耦聯(lián)作用減少污泥量,同時生成小分子和易降解有機物,并為后續(xù)的生化反應提供充足的碳源;微生物還通過吸附絮凝作用吸附污水中的懸浮物和小顆粒物質(zhì),降低進水的懸浮物質(zhì),提高后續(xù)可生化性;然后污水進入預處理區(qū)后設置的初沉池,形成初沉污泥,初沉污泥回流至預處理區(qū)再吸附沉淀;
②主反應器處理過程:
所述厭氧區(qū)由2個或多個厭氧池串聯(lián),缺氧區(qū)由2個或多個缺氧池串聯(lián)、好氧區(qū)由2個或多個好氧池串聯(lián)而成;厭氧池、缺氧池和好氧池內(nèi)放置球形多孔鐵氧化物陶土復合填料;所述缺氧池與厭氧池之間由回流管聯(lián)通;最后一個好氧池與第一個缺氧池頂部之間設置消化液內(nèi)回流管,并在缺氧池頂部的回流管處設置活動擋流隔板;所述的好氧池底部設置有曝氣管路;
來自污泥減量單元初沉池的上部澄清液由底部流入?yún)捬醭?,以逆向流流態(tài),斜對角方式,往復逆流循環(huán),依次流經(jīng)厭氧池、缺氧池和好氧池,在各反應池中水流自下而上流動擾動混合液,在水流的帶動下,混合液微攪拌進而混合均勻,水流流經(jīng)球形多孔鐵氧化物陶土復合填料,與填料表面附著微生物充分接觸,帶動填料處于流離懸浮狀態(tài),最后,水流由好氧池側(cè)壁上部孔洞流出,進入二沉池;
側(cè)流化學結(jié)晶除磷
所述側(cè)流化學結(jié)晶柱由結(jié)晶反應區(qū)和位于其上部的上清液靜置區(qū)兩部分組成;厭氧池上清液經(jīng)側(cè)流管由底部流入側(cè)流化學結(jié)晶柱,以升流式流態(tài)通過結(jié)晶反應區(qū),結(jié)晶反應區(qū)內(nèi)裝填鐵氧化物鋼渣作為晶種,并投加氯化鈣,投加濃度為Ca2+與P摩爾比為3~5:1,污水中的高濃度磷酸鹽與結(jié)晶柱中的金屬鹽反應形成沉淀結(jié)晶析出,除磷后的混合液在結(jié)晶柱頂部上清液靜置區(qū)停留10~15min,上清液經(jīng)由回流管道回流到缺氧區(qū),結(jié)晶柱內(nèi)結(jié)晶體通過晶柱側(cè)面取樣口取出。
2.根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:采用 多步驟強化厭氧釋磷:硝化液內(nèi)回流點活動隔板阻礙回流硝化液擴散造至成厭氧池,降低抑制釋磷作用;前置污泥減量模塊缺氧/厭氧環(huán)境,消耗硝酸根,降低抑制釋磷作用;高濃度混合液和長泥齡提高發(fā)性脂肪酸等易生化碳源濃度,強化后續(xù)厭氧池釋磷作用;增加厭氧池上清液側(cè)流點,上清液按照比例流入側(cè)流化學除磷沉淀池,生物和化學復合除磷提高除磷效果。
3.根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:
步驟中,所述的曝氣,曝氣量為2~3mg/L;污泥減量模塊污泥濃度為8g/L。
4.根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:步驟②中,污水在厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)停留時間比為 1:1:5,總停留時間優(yōu)選7h;厭氧區(qū)由2個厭氧池串聯(lián)、缺氧區(qū)由2個缺氧池串聯(lián)、好氧區(qū)由5個好氧池串聯(lián)而成;溶解氧量控制在厭氧池0mg/L、缺氧池0.2mg/L、5個好氧池依次為5 mg/L、2 mg/L、3.6 mg/L、1.5 mg/L、2mg/L.
根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:步驟②中,所述的球形多孔鐵氧化物陶土復合填料,好氧池的裝填體積比為40~60%,厭氧池和缺氧池的裝填體積比為90~100%。
5.根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:
步驟②中,所述的球形多孔氧化鐵陶土復合填料,球形,直徑8cm,由外部鐵氧化物陶土外殼和內(nèi)部懸浮填料構(gòu)成。
6.所述的鐵氧化物陶土外殼包括PVC注塑支架以及在支架表面粘附的鐵氧化物陶土,直徑8cm,表面呈多孔狀,孔隙率65%;內(nèi)部懸浮填料,由填料旋轉(zhuǎn)軸支撐,由多孔外殼內(nèi)部包裹PVC材質(zhì)圓形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成,直徑5cm,內(nèi)部懸浮填料繞旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:步驟②中,所述的好氧池為好氧/限氧曝氣模式,好氧池消化液經(jīng)回流管回流到缺氧池的回流點,回流比例200%;二沉池采用單側(cè)溢流出水,每20d排放一次剩余污泥。
8.根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:
步驟中,所述沉淀結(jié)晶析出,以反沖洗方式回收磷結(jié)晶體,反沖洗水由側(cè)流化學結(jié)晶柱底部設置的化學藥劑投加口進入,由結(jié)晶取樣口回收反沖洗水;反沖洗時間為每間隔20d反沖洗一次結(jié)晶柱,回收磷晶體。
9.根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:步驟中,所述的厭氧池上清液按照30~40%的比例流入化學結(jié)晶柱;
厭氧池由于聚磷菌釋磷作用,上清液中磷濃度較高,將30~40%的富磷上清液引入側(cè)流化學除磷結(jié)晶柱中,投加鈣鹽等化學藥劑形成化學含磷結(jié)晶物,含磷結(jié)晶物通過結(jié)晶柱側(cè)收集口收集用以后續(xù)的磷回收,沉淀上清液回流到缺氧段;所述的結(jié)晶柱下部設有曝氣口,充入的氣體使混合液中CO2溢出,保持結(jié)晶柱混合液維持在堿性環(huán)境。
10.根據(jù)權利要求1所述的強化除磷與污泥減量型污水處理工藝,其特征在于:步驟中,所述鐵氧化物鋼渣為改性含鐵氧化物鋼渣,制備方法為取粒度為3~5mm的鋼渣顆粒,按照鋼渣與含鐵氧化物粉末、陶土質(zhì)量比為10:1:1加入含鐵氧化物粉末和陶土混合,制成5mm球形顆粒;然后按固液比0.8加入到NaOH、磷酸鹽、CaCl2的混合水溶液中,溶液中NaOH 濃度為6mol/L,Ca2+濃度為1mol/L,Ca2+與P摩爾比為3:1,100oC反應6h,過濾即得。