一种污泥破壁回流加铁盐进行污水除磷的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对污水处理厂产生的剩余污泥进行破壁回流后，与一定量的铁盐共同对污水除磷的方法，特别是涉及一种超声波对污泥破壁减量化资源化并进与铁盐协同进行污水除磷的方法。
【背景技术】
[0002]随着水体富营养化问题的日渐突现，公众环境意识的提高，污水脱氮除磷问题成为水污染控制中广泛关注的热点。我国最新颁布的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)其中对磷排放的有明确规定:其中磷(以正磷酸盐计)的排放要严格控制在0.5mg/L (—级A标准)和lmg/L (—级B标准)以下，这代表着污水处理厂必须采用除磷工艺。
[0003]生物除磷技术由于具有同时脱除C、N、P且处理成本低等优点而得到广泛应用，但要想达到出水磷含量<lmg/L，必须保证原水中溶解性BOD与TP的比值大于等于15，而实际上目前我国市政污水中有机物的含量较低，而碳源不足导致整个系统除磷效率不佳。为此，国外自20世纪80年代以来进行了大量的研宄，提出向污水中投加甲醇(称为外加有机碳源)，并应用于工程实践。虽然外加有机碳源促进了生物除磷的效果，但运行成本也相应大幅度增加，难于在我国普及推广。而在一些污水处理厂设立初沉污泥发酵池，利用发酵池上清液来补充原水中有机物含量的不足，但由于初沉污泥水解发酵需要较长停留时间，发酵池所需体积较大，而且有机物降解过程也不易控制在水解发酵阶段，使得这一弥补碳源不足的方法难于收到预想的效果。因此，寻找快速可替代有机碳源已成为污水生物除磷的研宄热点之一。
[0004]而且，污水处理厂的剩余污泥问题是当前受到广泛关注且迫切需要解决的重要环境问题之一，源头减量是解决污泥问题的重要途径，为此开发基于污泥减量技术与生物除磷结合的技术具有十分重要的意义。考虑到目前许多城市污水中的碳源不足，限制了对氮磷营养物的去除，而细胞物质的C/N值高于现有许多城市污水的，因此细胞破壁后溶出的细胞物质可作为生物脱氮除磷的碳源。以此，开发出了以超声波对剩余污泥进行破壁，破壁后的污泥作为生物处理单元的碳源，回流至厌氧或缺氧单元处理后，在厌氧或缺氧单元的出口端，将其泥水混合物经沉淀分离后，向上清液中加入铁盐混合，并通过沉淀分离，得到进一步除磷后的污水。本发明不仅有效的减少了污泥产量，又增加了除磷效果，且投加的少量铁盐可以保障除磷效果，相比其他工艺有效地减少了投资成本。
【发明内容】
[0005]本发明涉及一种对剩余污泥进行超声波破壁回流后配合投加铁盐的方式对污水除磷的方法，污水处理厂每日产生大量污泥，污泥是由微生物和胞外聚合物(EPS)等组成的，EPS约占污泥为50-60%，EPS是活性污泥中有机物的主要组成部分，其中EPS的成分主要包括多糖、蛋白质及少量的腐殖质。以超声波进行处理可以高效而低成本地将EPS溶解，得到含碳量较高的污泥溶解液；将其回流到生物除磷处理系统，如污水生物处理的厌氧或缺氧处理单元入口端，可以促进除磷效果，同时实现污泥减量化。为避免仅凭生物除磷发生处理效果不稳定等情况出现，该发明以投加少量铁盐配合污水除磷，可以有效的保证污水处理厂除磷工作的正常运行，相比之前的其他除磷方式，可以明显的减少除磷剂投加量及剩余污泥处理量，减少了投资成本。
[0006]本发明是采用如下技术方案实现的:
[0007]一种污泥破壁回流加铁盐进行污水除磷的方法，至少由如下过程组成:
[0008](I)污水生物处理系统所排出的泥水混合物在沉淀池中分离后，将污泥以超声波进行破壁处理；
[0009](2)经破壁处理后的污泥返送到污水生物处理的厌氧或缺氧处理单元入口端进行处理；
[0010](3)在厌氧或缺氧处理单元出口端通过加入铁盐与污泥或上清液混合，并沉淀分离，对污水进行进一步除磷。
[0011 ] 所述加入铁盐除磷，可以在破壁污泥经厌氧或缺氧单元处理后，在厌氧或缺氧单元的出口端，取其泥水混合物经沉淀分离后，向上清液中加入铁盐混合，并通过沉淀分离，对污水进行除磷后。
[0012]所述加入铁盐除磷，可以在厌氧或缺氧单元的出口端，取部分泥水混合物加入铁盐，充分混合后，经沉淀分离，对污水进行除磷。
[0013]所述加入铁盐除磷，可以在厌氧或缺氧单元的入口端，加入铁盐。
[0014]所述以超声波进行污泥破壁的方法，超声波声能密度可选在0.05ff/mL-0.1ff/mL的数值。
[0015]具体说明如下:
[0016]污水生物处理系统所排出的泥水混合物在沉淀池中分离后，将污泥以0.05W/mL-0.1ff/mL范围能量密度的超声波进行破壁处理，选择0.05W/mL_0.1ff/mL的依据是，经过试验验证，该范围可以在有效减少投资的基础上具有一定的溶胞效果，细胞破解率约大于10%。由于污泥是由微生物和胞外聚合物(EPS)等组成的，约占污泥为50-60%的EPS成分主要包括多糖、蛋白质及少量的腐殖质，以该范围的超声波进行处理可以高效而低成本地将EPS溶解，得到含碳量较高的污泥溶解液，将细胞破壁后的混合物回流至生物处理单元的厌氧或缺氧处理单元入口端随其进行处理，可以为该过程生物反应提供碳源。为避免该处理过程除磷效果出现波动，因此，以投加铁盐的方式对处理后的泥水混合物或是沉淀分离后的上清液进行进一步的除磷处理。投加的铁盐位置既可以选在厌氧或缺氧处理单元入口端，也可以选在厌氧或缺氧处理单元出口端。投加铁盐的种类可以选择:三氯化铁、硫酸亚铁、聚硫酸铁、复合亚铁、聚氯化铝铁、聚氯硫酸铁、聚硫酸铝铁、聚硅酸铝铁。
[0017]本发明的有益效果是，利用污水处理工艺产生的污泥破壁回流配合铁盐对污水进行除磷的方法；通过超声波对剩余污泥进行破壁，使其EPS能够溶解，回流可为污水生物除磷工艺中厌氧或缺氧处理单元等的进行作为碳源，因此既增加了除磷的效果，又可对污泥进行减量化资源化利用；投入少量的铁盐不仅可以保证除磷效果，相比其他工艺，也减少了投资成本。
【附图说明】
[0018]图1:污泥破壁回流至厌氧处理单元后置泥水混合物加聚合氯化铝除磷部分工艺示意图；
[0019]图2:污泥破壁回流至缺氧处理单元后置泥水混合物加聚合氯化铝除磷部分工艺示意图；
[0020]图3:污泥破壁回流至厌氧处理单元后置上清液加聚合氯化铝除磷部分工艺示意图；
[0021]图4:污泥破壁回流至缺氧处理单元后置上清