专利名称：一种城镇污水处理厂侧路回收磷的装置和方法
技术领域：
本发明属于污水处理及资源化回收利用技术领域，特别涉及一种城镇污水处理厂侧路回收磷的装置和方法。
背景技术：
磷对水体的污染主要表现在营养过剩，引起水体富营养化。当水体中的磷含量低于O. 5mg/L时，能控制藻类的过度生长；而当水体中的磷含量低于O. 05mg/L时，藻类几乎停止生长。城镇污水处理厂是控制磷进入水环境的重要途径，因此污水厂采用适当的处理工艺和有效的回收方法，不仅可以有效控制水体的富营养化，还可以获得可利用的磷资源，对控制水体污染和延长磷资源的使用都有重要意义。城镇污水处理厂的来水含磷量通常在5 15mg/L，污水年平均含磷量为7 8mg/L，现在污水处理厂常用的生物处理工艺为A2/0或A/0工艺，对磷的去除效率一般不大于50 60%，因此出水不能满足国家一级A或一级B的要求。由于污水生物处理法聚磷菌和脱氮菌对水利停留时间的要求差异，通常以脱氮为主要目的，因此除磷通常需辅以化学除磷，但化学除磷部分所产生的化学污泥不能回收利用，造成磷资源的浪费；且化学污泥处理不当，仍会造成环境污染。
发明内容
发明人发现将二沉池的污泥在贮泥池停留过程中，会造成大量磷的释放，因此可将二沉池的污泥引入厌氧释磷池(或利用贮泥池改造)，释磷后的上清液通过投加磷回收药剂实现磷结晶回收利用，释磷后的污泥回流至生化池，实现污泥好氧过程对磷的大量吸收，从而实现强化生物除磷和磷资源的回收利用。基于上述发现，本发明提出了一种城镇污水处理厂侧路回收磷的装置和方法，通过将污泥在侧路厌氧条件下释磷，增强回流污泥在好氧条件下的过量吸收磷能力，并将释磷后的上清液投加磷回收药剂实现磷资源的回收利用。所述的城镇污水处理厂侧路回收磷的装置结构如下所述的装置包括污水常规处理子系统和侧路回收磷子系统；所述的污水常规处理子系统包括污水缺氧生化处理池I、污水好氧生化处理池2和二沉池3 ;侧路回收磷子系统包括厌氧释磷池4 (贮泥池)、磷搅拌结晶池5和结晶回收池6 ；与进水管17相连的污水缺氧生化处理池I和污水好氧生化处理池2合建，中间由隔墙分开，二者的外部由内回流管道连通，所述的隔墙比池壁低；污水好氧生化处理池2通过出水廊道和二沉池3相通；刮吸泥机7位于所述的二沉池3内；厌氧释磷池4通过管道分别与二沉池3和磷搅拌结晶池5相通；在所述的厌氧释磷池4的内部布置有搅拌器13，下部布置有污泥回流喇叭口 14，底部有排放口 20 ;所述的污泥回流喇叭口 14通过管路依次与污泥回流泵12和污水缺氧生化处理池I相连；镁盐加药口 21设置在所述的磷搅拌结晶池5的进水管上，并通过管路与加药泵10和溶药池8相通；氨水加药口 22设置在所述的磷搅拌结晶池5的上部，并通过管路与氨水泵11和贮药池9相通；出口 19设置在所述的磷搅拌结晶池5的下部，并通过管路和污水缺氧生化处理池I相连；结晶回收池6与所述的磷搅拌结晶池5通过管道相通，二者之间设置有阀门16 ;在所述的结晶回收池6上部1/3处设有300目的过滤网，下部设置的出口通过管路和污水缺氧生化处理池I相连。其中，所述的二沉池3为中间进水周边出水的辐流式沉淀池；在所述的磷搅拌结晶池5内设置有多层变速搅拌器15，所述的搅拌器15的叶片分上、中、下三层，中层叶片的直径为上层和下层的I. 2倍。一种利用上述的城镇污水处理厂侧路回收磷的装置进行磷回收的方法，包括如下步骤 (I)经预处理后的污水经进水管17进入污水缺氧生化处理池I，然后越过二者之间的隔墙进入污水好氧生化处理池2 ;污水缺氧生化处理池I和污水好氧生化处理池2内的污水通过内回流管道回流，回流比为100% ；(2)泥水混合液自污水好氧生化处理池2经出水廊道进入二沉池3，并在二沉池3内进行泥水分离；经初步浓缩的污泥通过刮吸泥机7经管道进入厌氧释磷池4，上清液作为处理后好水经出水堰18排出；(3)进入厌氧释磷池4的泥水混合液在厌氧释磷池4内停留60min用以释磷释磷过程中搅拌器13以15-30转/min的转速搅拌30min用来释磷，然后静置沉淀30min ;上清液进入磷搅拌结晶池5，沉淀下来的污泥一部分经污泥回流泵12回流至污水缺氧生化处理池I,剩余污泥由排放口 20排放；(4)溶药池8中浓度为O. 5 lmol/L的氯化镁溶液由加药泵10通过镁盐加药口 21加入磷搅拌结晶池5 ;贮药池9中浓度为18. 53mol/L的饱和氨水溶液由氨水泵11通过氨水加药口 22加入磷搅拌结晶池5 ;镁盐和氨水的投加量按照Mg N P的摩尔比为(I. 2^1. 5)(4飞)1的比例投加；然后调节磷搅拌结晶池5内的pH在9 10之间；(5)氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3)形成的上清液在磷搅拌结晶池5中的水利停留时间总共为60min :打开多层变速搅拌器15，调整转速到100转/min，持续f2min，使氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3)形成的上清液快速混合；然后调整多层变速搅拌器15的转速到30转/min，持续15 20min，使氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3)形成的上清液充分反应形成磷酸氨镁晶体；最后静置直到满60分钟；沉淀后的上清液经出口 19回流至污水缺氧生化处理池1，沉淀结晶的泥水混合液排放至结晶回收池6 ;(6)结晶回收池6上部1/3处设置的300目的过滤网将生成的磷酸氨镁晶体拦截在过滤网上面，滤网下部的滤出液回流至污水缺氧生化处理池I。本发明的有益效果为本发明提供的城镇污水处理厂侧路回收磷的装置和方法，通过侧路系统实现污泥的厌氧释磷过程，有效解决了污水厂生物除磷效率差和化学除磷费用高的问题，不但解决了城市污水处理厂脱氮菌和除磷菌对停留时间要求的差异，保证高效脱氮的同时提高除磷效率，出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) —级A标准，而且可以通过磷回收系统回收磷酸氨镁晶体，实现磷资源的回收利用，具有较高的经济和社会价值。
图I是本发明的装置结构示意图；图2是污泥回流喇叭口的结构示意图；图3a是三层变速搅拌器的叶片布置示意图；图3b是三层变速搅拌器的叶片结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明实施例I :
如图I所示，本实施例提供的城镇污水处理厂侧路回收磷的装置包括污水常规处理子系统和侧路回收磷子系统。污水常规处理子系统包括污水缺氧生化处理池I、污水好氧生化处理池2和二沉池3 ;侧路回收磷子系统包括厌氧释磷池4 (贮泥池)、磷搅拌结晶池5和结晶回收池6 ；与进水管17相连的污水缺氧生化处理池I和污水好氧生化处理池2合建，中间由隔墙分开，但二者的外部由内回流管道连通；污水好氧生化处理池2通过出水廊道和二沉池3相通；二沉池3为中间进水周边出水的辐流式沉淀池；刮吸泥机7位于二沉池3内；出水堰18位于二沉池3的上部，用于排出经二沉池3处理后的好水；厌氧释磷池4通过管道分别与二沉池3和磷搅拌结晶池5相通；在厌氧释磷池3的内部布置有搅拌器13，下部布置有污泥回流喇叭口 14，底部有排放口 20 ;所述的污泥回流喇叭口 14通过管路依次与污泥回流泵12和污水缺氧生化处理池I相连；在磷搅拌结晶池5的进水管上设置有镁盐加药口21，镁盐加药口 21通过管路与加药泵10和溶药池8相通；在磷搅拌结晶池5的上部设置有氨水加药口 22，氨水加药口 22通过管路与氨水泵11和贮药池9相通；在磷搅拌结晶池5的下部设置有出口 19，出口 19通过管路和污水缺氧生化处理池I相连；如图2和图3所示，在磷搅拌结晶池5内设置有三层变速搅拌器15，其中中层叶片的直径为上部和下部的I. 2倍；结晶回收池6与磷搅拌结晶池5通过管道相通，二者之间设置有阀门16 ;在结晶回收池6上部1/3处设有300目的过滤网，下部设置有出口，并通过管路和污水缺氧生化处理池I相连。一种利用上述的城镇污水处理厂侧路回收磷装置进行磷回收的方法，具体步骤如下(I)经预处理后的污水经进水管17进入污水缺氧生化处理池I，然后越过二者之间的隔墙进入污水好氧生化处理池2 ;污水缺氧生化处理池I和污水好氧生化处理池2内的污水通过内回流管道回流，回流比为100% ;污水在缺氧生化处理池I内进行脱氮，在好氧生化处理池2内进行消化、去除COD和过量吸收磷；(2)泥水混合液自污水好氧生化处理池2经出水廊道进入二沉池3，并在二沉池3内进行泥水分离；经初步浓缩的污泥通过刮吸泥机7经管道进入厌氧释磷池4，上清液作为处理后好水经出水堰18排出；(3)进入厌氧释磷池4的泥水混合液在厌氧释磷池4内停留60min用以释磷释磷过程中搅拌器13以15-30转/min的转速搅拌30min用来释磷,然后静置沉淀30min ;含磷2(T50mg/L的上清液进入磷搅拌结晶池5，沉淀下来的污泥30%经污泥回流泵12回流至污水缺氧生化处理池1,70%的污泥由排放口 20排放；(4)溶药池8中浓度为O. 5 lmol/L的氯化镁溶液由加药泵10通过镁盐加药口 21加入磷搅拌结晶池5 ;贮药池9中浓度为18. 53mol/L的饱和氨水溶液由氨水泵11通过氨水加药口 22加入磷搅拌结晶池5 ;镁盐和氨水的投加量按照Mg N P的摩尔比为I. 4:5:1的比例投加；然后调节磷搅拌结晶池5内的pH在扩10之间；(5)氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3)形成的上清液在磷搅拌结晶池5中的水利停留时间总共为60min :打开三层变速搅拌器15，调整转速到100转/min，持续l 2min，使氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3)形成的上清液快速混合；然后调整多层变速搅拌器15的转速到30转/min，持续15 20min，使氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3)形成的上清液充分反应形成磷酸氨镁晶体；最后静置直到满60分钟；沉淀后的上清液经出口 19回流至污水缺氧生化处理池1，沉淀结晶的泥水混合液排放至结晶回收池6 ；
(6)结晶回收池6上部1/3处设置的300目的过滤网将生成的磷酸氨镁晶体拦截在过滤网上面，滤网下部的滤出液回流至污水缺氧生化处理池I。
权利要求
1.一种城镇污水处理厂侧路回收磷的装置，其特征在于，所述的装置包括污水常规处理子系统和侧路回收磷子系统；所述的污水常规处理子系统包括污水缺氧生化处理池(I)、污水好氧生化处理池(2)和二沉池(3);侧路回收磷子系统包括厌氧释磷池(4)、磷搅拌结晶池(5)和结晶回收池(6 )。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，与进水管(17)相连的污水缺氧生化处理池(I)和污水好氧生化处理池(2)合建，中间由隔墙分开，二者的外部由内回流管道连通，所述的隔墙比池壁低；污水好氧生化处理池(2)通过出水廊道和二沉池(3)相通；刮吸泥机(7)位于所述的二沉池(3)内；二沉池(3)上部设置有出水堰(18)，用于排出经二沉池(3)处理后的好水；厌氧释磷池(4)通过管道分别与二沉池(3)和磷搅拌结晶池(5)相通；在所述的厌氧释磷池(4)的内部布置有搅拌器(13)，下部布置有污泥回流喇叭口(14)，底部有排放口 20 ;所述的污泥回流喇叭口(14)通过管路依次与污泥回流泵(12)和污水缺氧生化处理池(I)相连；镁盐加药口(21)设置在所述的磷搅拌结晶池(5)的进水管上，并通过管路与加药泵(10)和溶药池(8)相通；氨水加药口(22)设置在所述的磷搅拌结晶池(5)的上部，并通过管路与氨水泵(11)和贮药池(9)相通；出口(19)设置在所述的磷搅拌结晶池(5)的下部，并通过管路和污水缺氧生化处理池(I)相连；在所述的磷搅拌结晶池(5)内还设置有搅拌器(15);结晶回收池(6)与所述的磷搅拌结晶池(5)通过管道相通，二者之间设置有阀门16;在所述的结晶回收池(6)内设有300目的过滤网，下部设置的出口通过管路和污水缺氧生化处理池(I)相连。
3.根据权利要求I或2所述的装置，其特征在于，所述的二沉池(3)为中间进水周边出水的福流式沉淀池。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的300目的过滤网设置在结晶回收池(6)上部1/3处。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的搅拌器(15)的叶片分上、中、下三层，中层叶片的直径为上层和下层的I. 2倍。
6.一种利用城镇污水处理厂侧路回收磷的装置进行磷回收的方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)经预处理后的污水经进水管(17)进入污水缺氧生化处理池(I)，然后越过二者之间的隔墙进入污水好氧生化处理池(2)； (2)泥水混合液自污水好氧生化处理池(2)经出水廊道进入二沉池(3)，并在二沉池(3)内进行泥水分离；经初步浓缩的污泥通过刮吸泥机(7)经管道进入厌氧释磷池(4)，上清液作为处理后好水经出水堰(18)排出； (3)进入厌氧释磷池(4)的泥水混合液在厌氧释磷池(4)内停留60min用以释磷释磷过程中搅拌器(13)以15-30转/min的转速搅拌30min用来释磷，然后静置沉淀30min ;上清液进入磷搅拌结晶池(5)，沉淀下来的污泥一部分经污泥回流泵(12)回流至污水缺氧生化处理池(I),剩余污泥由排放口(20)排放； (4)溶药池(8)中的氯化镁溶液由加药泵(10)通过镁盐加药口(21)加入磷搅拌结晶池(5);贮药池(9)中的饱和氨水溶液由氨水泵(11)通过氨水加药口( 22)加入磷搅拌结晶池(5)； (5 )氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3 )形成的上清液在磷搅拌结晶池(5 )中的水利停留时间总共为60min :打开多层变速搅拌器(15)，调整转速到100转/min，持续llmin，使氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3)形成的上清液快速混合；然后调整多层变速搅拌器(15)的转速到30转/min，持续15 20min，使氯化镁溶液、氨水溶液和步骤(3)形成的上清液充分反应形成磷酸氨镁晶体；最后静置直到满60分钟；沉淀后的上清液经出口(19)回流至污水缺氧生化处理池(I)，沉淀结晶的泥水混合液排放至结晶回收池(6 ); (6)结晶回收池(6)上部1/3处设置的300目的过滤网将生成的磷酸氨镁晶体拦截在过滤网上面，滤网下部的滤出液回流至污水缺氧生化处理池(I)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，污水缺氧生化处理池(I)和污水好氧生化 处理池(2 )内的污水通过内回流管道回流，回流比为100%。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，溶药池(8)中的氯化镁溶液的浓度为O. 5 lmol/L ;贮药池(9)中的饱和氨水溶液的浓度为18. 53mol/L。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(4)中镁盐和氨水的投加量按照Mg:NP的摩尔比为(I. 2 I. 5) :(4 6) :1的比例投加。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(4)中磷搅拌结晶池(5)内的pH在扩10之间。
全文摘要
本发明公开了一种城镇污水处理厂侧路回收磷的装置和方法，属于污水处理及资源化回收利用技术领域。本发明的装置包括由污水缺氧生化处理池、污水好氧生化处理池和二沉池组成的污水常规处理子系统和由厌氧释磷池、磷搅拌结晶池和结晶回收池组成的侧路回收磷子系统。经预处理后的污水经污水常规处理子系统初步浓缩后的污泥通过刮吸泥机进入厌氧释磷池内释磷60分钟，上清液进入磷搅拌结晶池，同时氯化镁溶液和饱和氨水进入磷搅拌结晶池和上清液反应形成磷酸氨镁晶体，再经结晶回收池回收。本发明有效解决了污水处理厂生物除磷效率差和化学除磷费用高的问题，同时回收的磷产品具有很高的利用价值，实现磷资源的回收利用，具有较高的经济和社会价值。
文档编号C02F9/14GK102964032SQ20121048399
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者马伟芳, 郭浩, 马雄威, 韩东梅, 聂超 申请人:北京市可持续发展促进会