專利名稱：用于市政污水脫氮除磷的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于市政污水處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用生化技術(shù)進行有機物分
解和用磁分離進行固液分離的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法。
背景技術(shù)：
隨著城市的不斷發(fā)展和城市人口的增多，城市有機污水的排放量也越來越大，對市政污水的處理一般采用活性污泥法、生物接觸氧化法及其它們的一般衍生工藝處理。而隨著膜成本的下降和膜技術(shù)的進步，膜生物反應(yīng)器(MBR)法也是比較熱門的用于市政污水處理的技術(shù)。目前，國內(nèi)建成的市政污水處理廠，主要采用厭氧_兼氧_好氧的處理工藝以及氧化溝工藝。但隨著國家排放標準提高到一級A標后，不僅用以上常規(guī)的工藝處理的水質(zhì)很難在除磷指標上達標，即便用M服法處理的水質(zhì)也很難達到排放標準的。另外，現(xiàn)有的市政污水處理廠，由于城市的擴容，規(guī)劃用地已經(jīng)被限制，使得被城市包圍的城市污水廠，在提標改造、擴能改造上已經(jīng)沒有太多的用地可供使用，所以也急需開發(fā)一種占地極小的工藝方法來滿足其需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是針對現(xiàn)有的生化法處理市政污水存在的不足，提供一種新的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法是一種將磁生物反應(yīng)器與磁分離技術(shù)相結(jié)合的方法，它能有效地解決現(xiàn)有工藝技術(shù)的不足，在提高生物處理效果的同時，能采用占地極小的磁固液分離設(shè)備，對現(xiàn)有污水廠進行擴能改造，達到脫氮除磷、降低SS、 C0D、 B0D、 TP等目的。 本發(fā)明的任務(wù)是通過如下技術(shù)方案來完成的 (1)先將市政污水置于投放有負載微生物磁種和/或磁性菌膠團的生物反應(yīng)器中并調(diào)節(jié)pH至6-9，曝氣溶氧量為0. 5-2mg/l，然后于溫度15-35。C下生物反應(yīng)處理15-48小時； (2)將經(jīng)生物反應(yīng)處理后的混合液以0. 1-0. 5m/s的流速進入磁分離器進行分離，分離后的活性弱的磁性菌膠團隨液體進入稀土磁盤分離設(shè)備中繼續(xù)進行分離，分離后活性強的磁性活性污泥回流到生物反應(yīng)器中； (3)分離后的液體在進入稀土磁盤分離設(shè)備前先在其中投加混凝劑并利用液體在
輸送管道中自身產(chǎn)生的水力條件進行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的液體再進入稀土磁盤分離設(shè)
備進行分離，液體中的固體懸浮物和水中的磷被去除，出水作為標準排放水排放。 該方法投放在市政污水中的負載微生物磁種和/或磁性菌膠團濃度為
8000-9000mg/l。投放在市政污水中的負載微生物磁種為負載有微生物的四氧化三鐵型磁
性活性碳、磁性聚苯乙烯小球、磁性發(fā)泡聚乙烯醇、磁性聚氨酯發(fā)泡小球體和磁性微生物載
體中的至少一種。投放在市政污水中的磁性菌膠團為負載有微生物的四氧化三鐵型磁性活
性碳、磁性聚苯乙烯小球、磁性發(fā)泡聚乙烯醇、磁性聚氨酯發(fā)泡小球體和磁性微生物載體中的至少一種在生長繁殖過程中形成的。這些負載在微生物磁種上的微生物可在處理有機廢水時自然產(chǎn)生并附著其上，也可事先培養(yǎng)并負載其上，且它們都會在生長繁殖過程中很快形成磁性菌膠團。 該方法中所用的稀土磁盤分離設(shè)備是一種大流量、高場強的磁分離設(shè)備，可以采用刮輪式稀土磁盤凈化設(shè)備(CN2448831)或稀土磁盤分離凈化設(shè)備(CN2412658)或浸沒式稀土磁環(huán)分離凈化廢水裝置(CN201268608)。該設(shè)備中由稀土磁鋼聚磁組合形成的旋轉(zhuǎn)磁盤的流道間的場強為3500 4300Gs (磁盤表面)，并采用刮條刨輪方式卸渣。在稀土磁盤分離設(shè)備下部設(shè)有排泥管道，可根據(jù)工況進行排泥，泥齡控制在5-30天。所用的磁分離器是一種大流量、中等場強的磁分離設(shè)備，其結(jié)構(gòu)、處理量、卸渣方式與稀土磁盤分離設(shè)備基本相同，所不同的只是磁分離器磁盤中裝配的是普通磁鋼而已，該旋轉(zhuǎn)磁盤流道間的場強為1500 2000Gs (磁盤表面)。 該方法中所用的混凝劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，其中聚合氯化鋁(PAC)的投加量為100 200ppm，聚丙烯酰胺(PAM)的投加量為2 5ppm。 使用時，待處理的市政污水進入生物反應(yīng)器中，置于生物反應(yīng)器中的負載微生物
磁種通過曝氣形成流化態(tài)，且負載其上的微生物很快生長繁殖形成磁性菌膠團，該磁性菌
膠團分解廢水中的有機物，使廢水中的C0D、 B0D、 SS、油脂等降低。由于在磁性菌膠團上掛
膜的部分菌體可處于厭氧和好氧狀態(tài)，再加上回流的磁性活性污泥，可以達到脫氮的目的。
生化反應(yīng)處理過的混合物進入磁分離器中，將磁性菌膠團與液體分離，少量的液體和菌膠
團作為磁性活性污泥可通過回流管回流到生物反應(yīng)器中，處理后的液體進入輸送管道后加
入混凝劑并利用自身產(chǎn)生的水力條件進行混合反應(yīng)成磁性絮團，當(dāng)其進入稀土磁盤分離設(shè)
備后分離出來的污泥排出，實現(xiàn)除憐目的。而處理后的水經(jīng)出水管排出，其含磷小于0. 5mg/
1， SS在5 10mg/l之間，其它指標如COD《50mg/l、 BOD《10mg/l、氨氮《8mg/l、油脂
《lmg/l，均達到國家規(guī)定相關(guān)標準。 本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點 1、由于本發(fā)明采用的是生物反應(yīng)與加藥磁分離相結(jié)合的工藝，因而不僅為市政污水處理提供了一種新的方法，而且還可同時獲得脫氮除磷和SS、 C0D、 BOD的去除率高的效果，使得排放水可達到國家規(guī)定的一級A標排放標準。 2、由于本發(fā)明采用的生物載體或由其生成的菌膠團，不僅具備了一般生物載體的通常特點和要求外(良好的生物親和性、優(yōu)良的傳質(zhì)特性、化學(xué)穩(wěn)定性好、載體表面粗糙、比表面積大、價廉并且密度較低、易于流態(tài)化等)，還因帶有磁性，易于分離，因而可用無污染，能耗低，過流量大的磁分離技術(shù)來代替膜分離技術(shù)，且投資和運行成本都較膜生物反應(yīng)技術(shù)低。 3、由于本發(fā)明采用的磁性生物載體可以附著多種菌群，生物反應(yīng)器內(nèi)部的微生物濃度高，因而有機物降解的負荷小，生物處理效果好。 4、由于本發(fā)明方法所采用的磁盤分離器和稀土磁盤分離設(shè)備均為盤式結(jié)構(gòu)，磁力
大，因而不僅處理量大，可達3000mVh，固液分離效果好，且占地面積小，還可省去一般活性
污泥法所需要的沉淀池，節(jié)省用地，尤其適用于現(xiàn)有城市污水處理廠的擴能改造。 5、由于本發(fā)明的固液分離過程是連續(xù)的，加之不存在膜生物反應(yīng)器中的膜污染問
題，需要經(jīng)常進行反沖洗，因而分離效率高。
6、由于本發(fā)明采用的稀土磁盤分離設(shè)備的動力需求遠小于膜生物反應(yīng)器運行時的泵動力，因而可大大降低能耗。


附圖為本發(fā)明方法中所適用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi)-進水管，2-生物反應(yīng)器，3-磁性生物載體或磁性菌膠團，4-曝氣管，5-自流排液管道，6-磁分離器，7-磁性活性污泥回流管，8-輸送藥劑管道，9-輸送管道，10-稀土磁盤分離設(shè)備，11-出水管，12-排泥管。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖給出實施例以對本發(fā)明作出進一步說明，但所給出的實施例不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，因而本專業(yè)的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容和設(shè)計思想
所作出的非本質(zhì)的改進和調(diào)整也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
實施例1 如附圖所示，本實施例是先將市政污水通過進水管1置于投放有負載微生物磁種3的生物反應(yīng)器2中并調(diào)節(jié)pH至9，曝氣管4的溶氧量為0. 8mg/l，然后于溫度2(TC下生物反應(yīng)處理36小時，本實施例投放的負載微生物磁種3為負載有微生物的四氧化三鐵型磁性活性碳，濃度為S500mg/1 ;經(jīng)生物反應(yīng)處理后的混合液經(jīng)自流排液管道5以0. 4m/s的流速進入磁盤表面場強為1800Gs的磁分離器6進行分離，分離后的液體進入刮輪式稀土磁盤分離設(shè)備10中繼續(xù)進行分離，分離后形成的磁性活性污泥通過磁性活性污泥回流管7回流到生物反應(yīng)器2中；分離后的液體在進入稀土磁盤分離設(shè)備10前的輸送管道9中先通過輸送藥劑管道8向其中投加100ppm的PAC， 3ppm的PAM并利用液體在輸送管道9中自身產(chǎn)生的水力條件進行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的液體再進入磁盤表面場強為3500Gs的稀土磁盤分離設(shè)備IO進行分離，液體中的固體懸浮物和水中的磷被去除，出水通過出水管11作為標準排放水排放。對于沉積在刮輪式稀土磁盤分離設(shè)備下部的污泥可通過開啟其下部設(shè)置的排泥管12排出。
實施例2 如附圖所示，本實施例是先將市政污水通過進水管1置于投放有負載微生物磁種3的生物反應(yīng)器2中并調(diào)節(jié)pH至7，曝氣管4的溶氧量為1. 8mg/1，然后于溫度3(TC下生物反應(yīng)處理24小時，本實施例投放的負載微生物磁種3為磁性微生物載體，該磁性微生物載體的制備見專利申請?zhí)枮?00910167879. 8公開的磁性微生物載體制備方法，濃度為8000mg/l ;經(jīng)生物反應(yīng)處理后的混合液經(jīng)自流排液管道5以0. 3m/s的流速進入磁盤表面場強為1500Gs的磁分離器6進行分離，分離后的液體進入刮輪式稀土磁盤分離設(shè)備10中繼續(xù)進行分離，分離后形成的磁性活性污泥通過磁性活性污泥回流管7回流到生物反應(yīng)器2中；分離后的液體在進入稀土磁盤分離設(shè)備10前的輸送管道9中先通過輸送藥劑管道8向其中投加150ppm的PAC，5ppm的PAM并利用液體在輸送管道9中自身產(chǎn)生的水力條件進行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的液體再進入磁盤表面場強為4000Gs的稀土磁盤分離設(shè)備10進行分離，液體中的固體懸浮物和水中的磷被去除，出水通過出水管11作為標準排放水排放。對于沉積在刮輪式稀土磁盤分離設(shè)備下部的污泥可通過開啟其下部設(shè)置的排泥管12排出。 實施例3 如附圖所示，本實施例是先將市政污水通過進水管1置于投放有負載微生物磁種 3的生物反應(yīng)器2中并調(diào)節(jié)pH至6，曝氣管4的溶氧量為0. 5mg/1，然后于溫度15。C下生物 反應(yīng)處理46小時，本實施例投放的負載微生物磁種3為磁性發(fā)泡聚乙烯醇和磁性聚氨酯發(fā) 泡小球體，濃度為9000mg/l ;經(jīng)生物反應(yīng)處理后的混合液經(jīng)自流排液管道5以0. 5m/s的流 速進入磁盤表面場強為2000Gs的磁分離器6進行分離，分離后的液體進入刮輪式稀土磁盤 分離設(shè)備10中繼續(xù)進行分離，分離后形成的磁性活性污泥通過磁性活性污泥回流管7回流 到生物反應(yīng)器2中；分離后的液體在進入稀土磁盤分離設(shè)備10前的輸送管道9中先通過輸 送藥劑管道8向其中投加120卯m的PAC， 2ppm的PAM并利用液體在輸送管道9中自身產(chǎn)生 的水力條件進行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的液體再進入磁盤表面場強為3800Gs的稀土磁盤 分離設(shè)備IO進行分離，液體中的固體懸浮物和水中的磷被去除，出水通過出水管11作為標 準排放水排放。對于沉積在刮輪式稀土磁盤分離設(shè)備下部的污泥可通過開啟其下部設(shè)置的 排泥管12排出。
實施例4 如附圖所示，本實施例是先將市政污水通過進水管1置于投放有負載微生物磁種 3的生物反應(yīng)器2中并調(diào)節(jié)pH至8，曝氣管4的溶氧量為2mg/1，然后于溫度35。C下生物反 應(yīng)處理18小時，本實施例投放的負載微生物磁種3為負載有微生物的四氧化三鐵型磁性活 性碳和回流的由磁性聚苯乙烯小球形成的磁性菌膠團，濃度為S800mg/1 ;經(jīng)生物反應(yīng)處理 后的混合液經(jīng)自流排液管道5以0. lm/s的流速進入磁盤表面場強為1600Gs的磁分離器6 進行分離，分離后的液體進入刮輪式稀土磁盤分離設(shè)備10中繼續(xù)進行分離，分離后形成的 磁性活性污泥通過磁性活性污泥回流管7回流到生物反應(yīng)器2中；分離后的液體在進入稀 土磁盤分離設(shè)備10前的輸送管道9中先通過輸送藥劑管道8向其中投加200ppm的PAC， 4卯m的PAM并利用液體在輸送管道9中自身產(chǎn)生的水力條件進行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的 液體再進入磁盤表面場強為4300Gs的稀土磁盤分離設(shè)備10進行分離，液體中的固體懸浮 物和水中的磷被去除，出水通過出水管11作為標準排放水排放。對于沉積在刮輪式稀土磁 盤分離設(shè)備下部的污泥可通過開啟其下部設(shè)置的排泥管12排出。
實施例5 如附圖所示，本實施例是先將市政污水通過進水管1置于投放有負載微生物磁種 3的生物反應(yīng)器2中并調(diào)節(jié)pH至9，曝氣管4的溶氧量為lmg/1，然后于溫度25。C下生物反 應(yīng)處理32小時，本實施例投放的負載微生物磁種3為負載有微生物的磁性發(fā)泡聚乙烯醇 所形成的磁性菌膠團，濃度為S300mg/1 ;經(jīng)生物反應(yīng)處理后的混合液經(jīng)自流排液管道5以 0. 2m/s的流速進入磁盤表面場強為1900Gs的磁分離器6進行分離，分離后的液體進入刮輪 式稀土磁盤分離設(shè)備10中繼續(xù)進行分離，分離后形成的磁性活性污泥通過磁性活性污泥 回流管7回流到生物反應(yīng)器2中；分離后的液體在進入稀土磁盤分離設(shè)備IO前的輸送管道 9中先通過輸送藥劑管道8向其中投加130卯m的PAC， 5ppm的PAM并利用液體在輸送管道 9中自身產(chǎn)生的水力條件進行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的液體再進入磁盤表面場強為3600Gs 的稀土磁盤分離設(shè)備10進行分離，液體中的固體懸浮物和水中的磷被去除，出水通過出水 管11作為標準排放水排放。對于沉積在刮輪式稀土磁盤分離設(shè)備下部的污泥可通過開啟
6其下部設(shè)置的排泥管12排出。
權(quán)利要求
一種用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法的工藝步驟和處理條件如下(1)先將市政污水置于投放有負載微生物磁種和/或磁性菌膠團的生物反應(yīng)器中并調(diào)節(jié)pH至6-9，曝氣溶氧量為0.5-2mg/l，然后于溫度15-35℃下生物反應(yīng)處理15-48小時；(2)將經(jīng)生物反應(yīng)處理后的混合液以0.1-0.5m/s的流速進入磁分離器進行分離，分離后的液體進入稀土磁盤分離設(shè)備中繼續(xù)進行分離，分離后形成的磁性活性污泥回流到生物反應(yīng)器中；(3)分離后的液體在進入稀土磁盤分離設(shè)備前先在其中投加混凝劑并利用液體在輸送管道中自身產(chǎn)生的水力條件進行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的液體再進入稀土磁盤分離設(shè)備進行分離，液體中的固體懸浮物和水中的磷被去除，出水作為標準排放水排放。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法投放在市政污水中的負載微生物磁種和/或磁性菌膠團濃度為8000-9000mg/l。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法投放在市政污水中的負載微生物磁種為負載有微生物的四氧化三鐵型磁性活性碳、磁性聚苯乙烯小球、磁性發(fā)泡聚乙烯醇、磁性聚氨酯發(fā)泡小球體和磁性微生物載體中的至少一種，投放在市政污水中的磁性菌膠團是由負載有微生物的四氧化三鐵型磁性活性碳、磁性聚苯乙烯小球、磁性發(fā)泡聚乙烯醇、磁性聚氨酯發(fā)泡小球體和磁性微生物載體中的至少一種在生長繁殖過程中形成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法中所用磁分離器的磁盤流道間的場強為1500 2000Gs，所用稀土磁盤分離設(shè)備的磁盤流道間的場強為3500 4300Gs。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法中所用磁分離器的磁盤流道間的場強為1500 2000Gs，所用稀土磁盤分離設(shè)備的磁盤流道間的場強為3500 4300Gs。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法中所用的混凝劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，其中聚合氯化鋁的投加量為100 200ppm，聚丙烯酰胺的投加量為2 5ppm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法中所用的混凝劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，其中聚合氯化鋁的投加量為100 200ppm，聚丙烯酰胺的投力口量為2 5ppm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法中所用的混凝劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，其中聚合氯化鋁的投加量為100 200ppm，聚丙烯酰胺的投力口量為2 5ppm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法中所用的混凝劑為聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，其中聚合氯化鋁的投加量為100 200ppm，聚丙烯酰胺的投力口量為2 5ppm。
全文摘要
本發(fā)明公開的用于市政污水脫氮除磷的工藝方法，該方法是先將市政污水置于投放有負載微生物磁種和/或磁性菌膠團的生物反應(yīng)器中進行生物反應(yīng)處理，然后將獲得的混合液送入磁分離器進行一次分離，再在分離后的液體中投加混凝劑反應(yīng)并進入稀土磁盤分離設(shè)備中進行二次分離，分離后形成的磁性活性污泥回流到生物反應(yīng)器中，出水作為標準排放水排放。由于本發(fā)明采用的是生物反應(yīng)與加藥磁分離相結(jié)合的工藝，因而投資和運行成本不僅較膜生物反應(yīng)器低，且分離效率高，能耗低，脫氮除磷和SS、COD、BOD的效果好，占地面積小，特別適合處理大流量、高濃度的市政污水和對現(xiàn)有城市污水處理廠的擴能改造。
文檔編號C02F3/34GK101746928SQ20091026356
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者倪明亮, 周勉 申請人:四川冶金環(huán)能工程有限責(zé)任公司