專利名稱：超聲波提高生物脫氮除磷效率方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用超聲波提高污水的生物脫氮除磷效率的方法，是一種通過對連續(xù)式脫氮除磷設(shè)施后二沉池或間歇式脫氮除磷反應(yīng)器中的部分濃縮污泥進行超聲波輻射促進污泥中具脫氮除磷功能微生物的活性，以提高污水生物處理設(shè)施的脫氮除磷效率的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)境污染和水體富營養(yǎng)化問題的尖銳化迫使越來越多的國家和地區(qū)制定嚴格的氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)，這也使污水脫氮除磷技術(shù)成為污水處理領(lǐng)域的熱點和難點。當(dāng)前污水脫氮除磷工藝主要有化學(xué)脫氮除磷和生物脫氮除磷兩方面，其中生物脫氮是目前公認的最經(jīng)濟的方法，但其效率亟需提高。因此，研究和開發(fā)高效、經(jīng)濟的生物脫氮除磷工藝及提高其效率的方法成為當(dāng)前城市污水處理技術(shù)的研究重點。
污水生物脫氮是有機氮在氨化菌的作用下分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮(氨化作用)、在好氧條件下通過硝化菌的作用將氨氮氧化為硝酸鹽氮(硝化作用)、再通過缺氧條件下反硝化菌的作用將硝酸鹽異化還原成氣態(tài)氮從水中去除(反硝化作用)；而污水生物除磷是利用聚磷菌一類的微生物，過量地從外部環(huán)境中攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)儲藏在細菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達到從污水中除磷效果。
在生物脫氮除磷的過程中，微生物活性以及胞外酶的活性起到至關(guān)重要的作用，直接影響到微生物的處理能力。而在當(dāng)前生物脫氮除磷工藝中，普遍存在的問題是處理速度慢，水力停留時間長。要解決這些問題，提高微生物處理能力是一個很好的辦法。
根據(jù)低強度超聲波可以有效促進微生物活性的特性，可以將其運用于生物脫氮除磷微生物的脫氮作用主要依靠酶尤其是胞外酶的催化，超聲波提高胞外酶的產(chǎn)率促使氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng)以及反硝化反應(yīng)更迅速的進行，提高生物脫氮能力。超聲波的空化作用造成細胞表面微傷可提高細胞壁細胞膜的通透性，促進細胞膜主動運輸，進而促進聚磷菌對磷的釋放和吸收，提高生物除磷的速度和處理能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效、經(jīng)濟的強化生物脫氮除磷能力的方法，以滿足日益嚴格的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)對排放水中氮磷含量的要求。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種利用超聲波提高污水的生物脫氮除磷效率的方法，對于任一具備脫氮除磷功能的水處理流程只需每天對連續(xù)式脫氮除磷設(shè)施后設(shè)置的二沉池或間歇式脫氮除磷反應(yīng)器中1％-60％的濃縮污泥進行1-6次的超聲波輻射處理，以促進污泥中具有脫氮除磷功能微生物的活性，提高其脫氮除磷能力。然后將該污泥回流至脫氮除磷反應(yīng)器(或設(shè)施)。
對二沉池或間歇式脫氮除磷反應(yīng)器中含有的具脫氮除磷功能微生物的濃縮污泥進行超聲所采用的超聲波頻率為20-500kHz，強度為0.05-10W/cm2，超聲持續(xù)時間為0.5-60min。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用頻率為20-500kHz的超聲波對連續(xù)式或者是間歇式的脫氮除磷反應(yīng)器中1％-60％劑量的具脫氮除磷能力微生物進行輻照，增強微生物酶的活性以及細胞膜通透性，從而提高微生物脫氮除磷能力。應(yīng)用本發(fā)明可提高生物脫氮除磷能力40％-60％以上，可有效緩解日益尖銳的水體富營養(yǎng)化問題，解決目前采用生物脫氮除磷處理方法出水難以達標(biāo)的問題。


圖1為本發(fā)明應(yīng)用于連續(xù)式脫氮除磷設(shè)施的工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明應(yīng)用于間歇式脫氮除磷反應(yīng)器的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的描述。
本發(fā)明所涉及的污水生物脫氮除磷工藝，從工作方式上可分為連續(xù)式和間歇式兩種。對于連續(xù)式生物脫氮除磷工藝，則只需對脫氮除磷設(shè)施后二沉池的濃縮回流污泥進行提取和超聲輻照；而對于間歇式脫氮除磷反應(yīng)器，則可以在其閑置階段直接對反應(yīng)器內(nèi)的濃縮污泥進行提取和超聲輻照。
實施例1如圖1所示，在連續(xù)式生物脫氮除磷設(shè)施后設(shè)有二次沉淀池，二沉池的底部設(shè)有剩余污泥排放口和回流污泥管路，可以在回流污泥管路上對部分回流污泥進行超聲輻照，并將經(jīng)輻照的污泥微生物回流至脫氮除磷設(shè)施的入水口。本實施例對含有微生物的污泥進行提取是從設(shè)在連續(xù)式生物脫氮除磷反應(yīng)器之后的二次沉淀池的回流污泥管道上按照每天1-6次進行提取，將提取的污泥微生物以20-40kHz的超聲波頻率對其進行每次5-30分鐘的超聲輻照處理，每次提取的污泥量約為回流污泥的5％-25％。
實施例2如圖2所示，當(dāng)采用間歇式脫氮除磷反應(yīng)器時，可直接取泥水混合物的5％-25％經(jīng)沉淀濃縮后超聲處理5-30分鐘，再返回至反應(yīng)器進水口，若是在反應(yīng)器沉淀或者是閑置階段超聲，則可以直接取反應(yīng)器底部濃縮污泥進行超聲。采用的超聲頻率為20-40kHz，每天超聲1-6次。
權(quán)利要求
1.一種利用超聲波提高污水的生物脫氮除磷效率的方法，其特征在于，包括對于連續(xù)式脫氮除磷設(shè)施，其后設(shè)有二次沉淀池，每天多次按1％-60％的比例取二沉池的濃縮回流污泥進行超聲波輻射，促進污泥中具有脫氮除磷功能微生物的活性，然后將該污泥回流至脫氮除磷設(shè)施以提高其脫氮除磷能力；對于間歇式脫氮除磷反應(yīng)器，可每天多次按1％-60％的比例直接取反應(yīng)器內(nèi)的沉淀濃縮污泥超聲輻射，以提高反應(yīng)器內(nèi)微生物的脫氮除磷能力。
2.如權(quán)利要求1所述超聲波提高污水的生物脫氮除磷效率方法，其特征在于每天對連續(xù)式脫氮除磷設(shè)施后的二沉池或間歇式脫氮除磷反應(yīng)器中的濃縮污泥進行1-6次的超聲波輻射。
3.如權(quán)利要求1所述超聲波提高污水的生物脫氮除磷效率方法，其特征在于超聲濃縮污泥所采用的超聲波頻率為20-500kHz，強度為0.05-10W/cm2，超聲持續(xù)時間為0.5-60min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用超聲波提高污水的生物脫氮除磷效率的方法，對于任一具備脫氮除磷功能的水處理流程只需每天多次對連續(xù)式脫氮除磷設(shè)施后的二沉池或間歇式脫氮除磷反應(yīng)器中的部分濃縮污泥進行超聲波輻射處理，促進污泥中具有脫氮除磷功能微生物的活性，然后將該污泥回流至脫氮除磷反應(yīng)器或設(shè)施中以提高其脫氮除磷能力。
文檔編號C02F1/36GK1884133SQ20061008680
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日
發(fā)明者劉紅, 謝倍珍 申請人:北京航空航天大學(xué)