连续型生物脱氮磷回收系统及工艺的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种连续型生物脱氮磷回收系统及工艺。

背景技术：

磷作为一种具有稀缺性和污染性的重要资源，若排放的污水中含有较多的磷会导致水体富营养化，影响水体系统的健康发展，如果能将磷回收，不仅能避免水体富营养化，还能实现磷资源的循环利用，具有经济和环境双重效益。

现有城市污水处理厂主要以排放剩余污泥的方式去除污水中的磷，极少考虑到磷资源的循环利用，即便考虑了磷的回收，已投入运行的侧流磷回收法以及其他从污泥中回收磷的方法，都存在消能、产生大量温室气体，经济成本较高等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种新型的生物脱氮磷回收工艺，除了较好的脱氮效果之外，还能同步实现磷的去除和磷酸盐溶液的富集。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种连续型生物脱氮磷回收系统，包括a/o系统以及并联设置于a/o系统后的多个生物膜反应器，所述生物膜反应器中装有曝气装置且富含聚磷菌；所述多个生物膜反应器均与所述a/o系统连通，且通路上设有控制通断的阀门；所述生物膜反应器之后设有磷回收池，所述磷回收池与所述多个生物膜反应器连通。

进一步地，所述磷回收池为高程回收池或低程回收池。本发明中，术语“高程回收池”、“低程回收池”分别指回收池的位置高于和低于生物膜反应器，如此，则由于磷回收池与生物膜反应器之间具有高度差，因此磷回收池内的富磷基液可在重力作用下直接流入生物膜反应器内，或生物膜反应器内经厌氧释磷后的溶液直接流入磷回收池内。

本发明中，所述多个生物膜反应器为至少2个生物膜反应器。进一步地，所述生物膜反应器的数量为3个。当然，在其他实施方式中，生物膜反应器的数量可超过3个。

进一步地，所述a/o系统包括依次连通的厌氧池、好氧池和二沉池。

进一步地，所述生物膜反应器为序批式生物膜反应器。

本发明另一方面提供了一种连续型生物脱氮磷回收工艺，包括以下步骤：

(1)将含氮含磷废水通过a/o工艺处理以脱氮，得到含磷废水；

(2)通过切换阀门使得含磷废水不间断地进入所述多个生物膜反应器内，进入生物膜反应器内的废水经聚磷菌好氧吸磷后排放，接着磷回收池中的富磷基液进入生物膜反应器，在厌氧和外加c源的条件下，聚磷菌吸收的磷以磷酸盐的形式释放到富磷基液中，所述富磷基液再回收至磷回收池内。

本发明步骤(1)中，在a/o工艺阶段只进行脱氮，无聚磷菌与硝化菌或反硝化菌(脱氮细菌)竞争c源，因此厌氧区的c源可全部作用于反硝化，提高了反硝化效率，保证了脱氮效率。

本发明步骤(2)中，所述生物膜反应器的数量优选为3个，且3个所述生物膜反应器分别处于进水阶段、好氧阶段和厌氧阶段，也即3个生物膜反应器中始终有一个处于进水阶段，从而能够实现连续的进水。

本发明步骤(2)中，聚磷菌在生物膜反应器中得到驯化后，在好氧条件下，将来自a/o系统的含磷废水进入装有曝气装置的生物膜反应器中，经过好氧吸磷，得到达到处理要求的废水，而后将其排放。

本发明步骤(2)中，所述外加c源优选为乙酸钠。

本发明步骤(2)中，在厌氧条件下，储存于磷回收池中的富磷基液通过泵泵入或利用重力作用流入生物膜反应器中，经过厌氧释磷，富磷基液中的磷酸盐浓度不断上升，再利用重力作用或者通过泵泵入至回收池中。进一步地，当磷回收池内富磷基液的磷浓度达到预定浓度时，取出富磷基液进行磷产品加工。更进一步地，所述预定浓度为50mg/l。

本发明的有益效果：

1.本发明的连续型生物脱氮磷回收工艺，优化了生物脱氮除磷性能，将磷去除与回收高浓度磷酸盐同步在主流工艺中实现；通过多个生物膜反应器与磷回收池的组合，实现了连续进水，且磷富集于回收液中，可间歇式取出进行磷产品加工。

2.本发明的连续型生物脱氮磷回收工艺，将脱氮过程与除磷过程分开，保证了脱氮所需的长泥龄，导致排泥较传统工艺少，解决了传统脱氮工艺排泥量大的问题。在脱氮工艺中，无聚磷菌与硝化菌/反硝化菌互相竞争c源，导致厌氧段的c源全部作用于反硝化，提高了反硝化效率，保证了脱氮效率。在生物膜工艺中，无硝酸盐、亚硝酸盐对除磷产生影响，故极大程度上保证了除磷效率。同时也保证了生物膜工艺段的c源用于聚磷菌的好氧吸磷，促进了高浓度磷酸盐溶液的富集。

附图说明

图1为实施例1中的连续型生物脱氮磷回收工艺的流程示意图；

图2为实施例1中的连续型生物脱氮磷回收工艺的平面流程示意图；

图3为实施例1中的连续型生物脱氮磷回收工艺的工况一的示意图；

图4为实施例1中的连续型生物脱氮磷回收工艺的工况二的示意图；

图5为实施例1中的连续型生物脱氮磷回收工艺的工况三的示意图；

图6为实施例2中的连续型生物脱氮磷回收工艺的流程示意图；

图7为实施例2中的连续型生物脱氮磷回收工艺的平面流程示意图；

图8为实施例2中的连续型生物脱氮磷回收工艺的工况一的示意图；

图9为实施例2中的连续型生物脱氮磷回收工艺的工况二的示意图；

图10为实施例2中的连续型生物脱氮磷回收工艺的工况三的示意图；

其中，虚线代表阀门处于关闭阶段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例的一种连续型生物脱氮回收磷工艺，其所涉及的工艺包括：a/o工艺(厌氧池、好氧池、二沉池)以及生物膜工艺。

参见图2，在实施例1中，有并联运行的至少2个生物膜反应器，下面以3组相同的生物膜反应器为例，具有如下三种工作状况(虚线代表阀门处于关闭阶段)。

图3显示了工况1的运行状态，生物膜反应器a处于进水阶段，生物膜反应器b处于厌氧回收阶段，生物膜反应器c处于好氧阶段。打开阀2，来自a/o系统的含磷废水进入装有曝气装置的生物膜反应器a中；与此同时，生物膜反应器b处于厌氧回收阶段，打开阀门9，由于重力作用，高程的回收池中的富磷基液直接流入生物膜反应器b中，需外加基质，使生物膜上的聚磷菌将磷以磷酸盐的形式释放到富磷基液中，经过厌氧释磷后，打开阀10、11，通过泵2将生物膜反应器中的富磷基液泵入磷回收池中；与此同时，生物膜反应器c处于好氧阶段，经过好氧吸磷，溶液中的磷浓度达到排放的标准，打开出水阀16，将达标污水直接排放。

图4显示了工况二的运行状态，生物膜反应器a处于好氧阶段，生物膜反应器b处于进水阶段，生物膜反应器c处于厌氧回收阶段。生物膜反应器a处于好氧阶段，经过好氧吸磷，溶液中的磷浓度达到排放的标准，打开出水阀5，将达标污水直接排放；与此同时，生物膜反应器b处于进水阶段，打开阀4，来自a/o系统的含磷废水进入装有曝气装置的生物膜反应器b中；与此同时，生物膜反应器c处于厌氧回收阶段，打开阀门13，由于重力作用，高程的回收池中的富磷基液直接流入生物膜反应器c中，需外加基质，使生物膜上的聚磷菌将磷以磷酸盐的形式释放到富磷基液中，经过厌氧释磷后，打开阀14、15，通过泵3将生物膜反应器中的富磷基液泵入磷回收池中。

图5显示了工况三的运行状态，生物膜反应器a处于厌氧回收阶段，生物膜反应器b处于好氧阶段，生物膜反应器c处于进水阶段。生物膜反应器a处于厌氧回收阶段，打开阀门8，由于重力作用，高程的回收池中的富磷基液直接流入生物膜反应器a中，需外加基质，使生物膜上的聚磷菌将磷以磷酸盐的形式释放到富磷基液中，经过厌氧释磷后，打开阀6、7，通过泵1将生物膜反应器中的富磷基液泵入磷回收池中；与此同时，生物膜反应器b处于好氧阶段，经过好氧吸磷，溶液中的磷浓度达到排放的标准，打开出水阀12，将达标污水直接排放；与此同时，生物膜反应器c处于进水阶段，打开阀3，来自a/o系统的含磷废水进入装有曝气装置的生物膜反应器c中。

在本实施例中，工况一、工况二和工况三的来回切换即可完成连续流进水并同步去除及回收富磷基液。经过一段时间的工况切换，富磷基液中的磷酸盐浓度不断上升，厌氧阶段重复使用该富磷基液，经过一段时间富集可以得到高浓度磷酸盐溶液，当回收液中磷酸盐浓度达到50mg/l时，将回收液取出进行磷产品加工。

本实施例的新型污水处理工艺，在保证工艺脱氮除磷的同时，可以实现对磷的同步去除及回收。还可以根据反应周期的时间选择不同数量的生物膜反应器组合，使得整个系统变成连续流。

实施例2

本实施例的连续型生物脱氮回收磷工艺，其所涉及的工艺包括：a/o工艺(厌氧池、好氧池、二沉池)以及生物膜工艺。

参见图7所示，在实施例2中，有并联运行的至少2个生物膜反应器，下面以3组相同的生物膜反应器为例，具有如下两种工作状况(虚线代表阀门处于关闭阶段)。

图8显示了工况一的运行状态，生物膜反应器a处于进水阶段，生物膜反应器b处于厌氧回收阶段，生物膜反应器c处于好氧阶段。打开阀2，来自a/o系统的含磷废水进入装有曝气装置的生物膜反应器a中；与此同时，生物膜反应器b处于厌氧回收阶段，打开阀门10、11，低程的回收池中的回收液通过泵2泵入生物膜反应器b中，需外加基质，使生物膜上的聚磷菌将磷以磷酸盐的形式释放到富磷基液中，经过厌氧释磷后，打开阀9，由于重力作用，生物膜反应器中的富磷基液直接流入回收池中；与此同时，生物膜反应器c处于好氧阶段，经过好氧吸磷，溶液中的磷浓度达到排放的标准，打开出水阀16，将达标污水直接排放。

图9显示了工况二的运行状态，生物膜反应器a处于好氧阶段，生物膜反应器b处于进水阶段，生物膜反应器c处于厌氧回收阶段。生物膜反应器a处于好氧阶段，经过好氧吸磷，溶液中的磷浓度达到排放的标准，打开出水阀5，将达标污水直接排放；与此同时，生物膜反应器b处于进水阶段，打开阀4，来自a/o系统的含磷废水进入装有曝气装置的生物膜反应器b中；与此同时，生物膜反应器c处于厌氧回收阶段，打开阀门14、15，低程的回收池中的回收液通过泵3泵入生物膜反应器c中，需外加基质，使生物膜上的聚磷菌将磷以磷酸盐的形式释放到富磷基液中，经过厌氧释磷后，打开阀13，由于重力作用，生物膜反应器中的富磷基液直接流入回收池中。

图10显示了工况三的运行状态，生物膜反应器a处于厌氧回收阶段，生物膜反应器b处于好氧阶段，生物膜反应器c处于进水阶段。生物膜反应器a处于厌氧回收阶段，打开阀门7、8，低程的回收池中的回收液通过泵1泵入生物膜反应器a中，需外加基质，使生物膜上的聚磷菌将磷以磷酸盐的形式释放到富磷基液中，经过厌氧释磷后，打开阀6，由于重力作用，生物膜反应器中的富磷基液直接流入回收池中；与此同时，生物膜反应器b处于好氧阶段，经过好氧吸磷，溶液中的磷浓度达到排放的标准，打开出水阀12，将达标污水直接排放；与此同时，生物膜反应器c处于进水阶段，打开阀3，来自a/o系统的含磷废水进入装有曝气装置的生物膜反应器c中。

在本实施例中，工况一、工况二和工况三的来回切换即可完成连续流进水并同步去除及回收富磷基液。经过一段时间的工况切换，富磷基液中的磷酸盐浓度不断上升，厌氧阶段重复使用该富磷基液，经过一段时间富集可以得到高浓度磷酸盐溶液，当回收液中磷酸盐浓度达到50mg/l时，将回收液取出进行磷产品加工。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。