内由消化液内循环或通入消化产气压缩气引起的水力扰动，沉降至池底部而得到分离。定期排出污泥厌氧消化池底部的蓝铁石晶体颗粒，经过洗涤干燥后，获得磷回收产品。
[0033]污泥消化液中未反应的过量Fe2+被输送至污水的主体生物处理单元，在厌氧池/段、缺氧池/段和好氧池/段中先后作为磷酸根的沉淀剂和混凝剂起梯级除磷作用。在厌氧池/段中，回流污泥中的聚磷菌以原污水和污泥消化液中的有机物质作为碳源，在低氧化还原电位的厌氧条件下，大量释磷，并与污泥消化液带入的溶解性Fe2+生成磷酸盐沉淀。剩余的Fe2+经缺氧池/段后随污泥混合液进入好氧反应池/段，还原态Fe 2+被快速氧化为Fe3+。通过磷酸铁的沉淀作用和Fe3+的混凝作用，污水中的磷酸根在好氧池生物吸磷的同时得到强化物化去除，二级处理出水中磷的浓度可达到国家一级A排放标准。
[0034]在好氧池/段污泥中的Fe3+最终随污泥经二沉池和浓缩池回至剩余污泥厌氧消化池。这些Fe3+在污泥消化池中被再次还原，并在蓝铁石晶种的作用下与污泥厌氧消化释放的磷酸盐发生强化结晶反应，最终形成蓝铁石晶体使磷酸盐得到进一步去除并回收。
[0035]本发明具有如下有益效果:
[0036]1、本发明的强化除磷方法除磷效果好，明显降低污水二级生物处理出水中磷的浓度，污水中磷的去除效率高，除磷率达到95 %以上。
[0037]2、本发明向污泥厌氧消化池内添加Fe3+化合物和蓝铁石晶体颗粒，蓝铁石晶体作为诱导结晶的晶种，促使污泥厌氧消化释放的磷酸根与Fe3+经污泥中铁还原菌还原得到的Fe2+反应，生成并回收蓝铁石晶体，即降低了系统的磷酸盐水平，又有效地回收了污水中的磷资源。
[0038]3、本发明的强化除磷方法在pH中性或近中性的条件下进行，即在污水和污泥处理过程中不需要调节pH，从而克服了传统化学结晶除磷法在碱性条件下进行的技术缺陷，节省了化学药剂投加的费用，减低了污水处理的成本，同时还减轻了化学药剂使用对环境的污染。
[0039]4、本发明除磷方法中所投加Fe3+化合物中的铁在蓝铁石的结晶过程中得到回收，与此同时也实现了污水和污泥中磷资源的回收利用。整个过程不仅未增加污水处理厂的运行成本，还回收了污水中的磷资源，从而具有重大的经济效益和环境效益。
[0040]5、本发明的污水强化除磷方法操作简单、稳定性高、操作工艺条件可控，不增加污水处理环节及处理成本，并能回收优质的磷酸盐，适用于强化去除和回收城市污水或工业废水中的磷酸盐，利于大规模推广。
【附图说明】
[0041]图1为本发明污水强化除磷的工艺流程图；
[0042]图2为污泥厌氧消化池内蓝铁石结晶产物照片；
[0043]图3为污泥厌氧消化池结晶产物蓝铁石的XRD图谱。
【具体实施方式】
[0044]下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
[0045]本发明【具体实施方式】的实施例以城市污水处理厂采用生物强化除磷为主体处理工艺进行污水处理为例进行说明。
[0046]实施例1
[0047]取以A2/0为主体处理工艺的某污水处理厂二沉池活性污泥5L，采用重力浓缩的方法将泥放置1山测定其总磷浓度为700mg/L。取IL该浓缩污泥置于一厌氧反应器中，并在反应器底部加入50g的蓝铁石晶体，平均粒径为4mm。设置厌氧消化的温度为35°C，污泥上升流速为0.05m/s，投加42.4mmol的无定型FeOOH，反应21d，并监测污泥消化体系中溶解性磷酸盐的变化。结果表明，与对照实验最终溶解性磷浓度240mg/L相比，投加FeOOH污泥厌氧消化体系的最终磷浓度为80mg/L，磷浓度降低了 67%。
[0048]实施例2
[0049]某以A2/0为主体处理工艺污水处理厂的二沉池活性污泥，经重力浓缩Id后，污泥总磷浓度为610?750mg/L。将该浓缩污泥作为实验材料加入一个有效容积为IL内含1g蓝铁石晶种(平均粒径为3mm)的CSTR反应器中，同时按Fe/污泥TP摩尔比为2.0加入无定型的FeOOH，设置厌氧消化的温度为55°C，污泥上升流速为0.05m/s，共运行108天。经检测证实，运行一段时间后，消化池泥相中的蓝铁石晶体尺寸有所增加，且没有其他伴生矿物生成，物相单一，如图2、图3所示。
【主权项】
1.一种污水强化除磷方法，其特征在于，包括在污泥厌氧消化池内强化蓝铁石的结晶作用，去除污泥混合液中磷。
2.如权利要求1所述的强化除磷方法，其特征在于，所述的结晶强化过程包括:向污泥厌氧消化池中投加Fe3+化合物，Fe 3+经微生物作用还原为Fe 2+，并与污泥在厌氧消化过程中释放的磷酸根离子反应，生成蓝铁石结晶沉淀，从而去除污泥中的磷。
3.如权利要求1或2所述的强化除磷方法，其特征在于，还包括向污泥厌氧消化池中投加蓝铁石颗粒作为晶种以强化结晶过程。
4.如权利要求1或2所述的强化除磷方法，其特征在于，所述Fe3+化合物选择无定型的羟基氧化铁、水合氧化铁、三氧化二铁或含铁矿渣。
5.一种污水/污泥的梯级除磷方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)向污泥厌氧消化池中投加Fe3+化合物，在厌氧条件下Fe3+被消化池的厌氧微生物还原成Fe2+，并与污泥中在厌氧消化过程中释放的磷酸根离子反应，生成蓝铁石结晶沉淀； 其中，步骤I)中所述污泥厌氧消化池可为A2/0、SBR、氧化沟法等不同污水处理工艺中的污泥厌氧消化池； 2)污泥厌氧消化池中经蓝铁石强化结晶处理后的上清液、二沉池回流污泥和经一级(初沉池)处理后的污水一起进入二级生物反应池(一般包括厌氧池/段、缺氧池/段和好氧池/段)，在二级生物反应池中的铁离子先后作为磷酸根的沉淀剂(在厌氧池/段和好氧池/段中)和混凝剂(好氧池/段中)发挥梯级除磷作用； 3)经厌氧池/段、缺氧池/段、好氧生物反应池/段的混合液进入二沉池中进行泥水分离，二沉池的上清液出水即为经梯级除磷后的污水处理厂出水。
6.如权利要求4或5所述的污水强化除磷方法，其特征在于，步骤I)中所述投加Fe3+与污泥厌氧消化池中污泥总磷的摩尔比为1.8-2.2:1。
7.如权利要求4或5所述的污水强化除磷方法，其特征在于，步骤I)中所述的含Fe3+化合物选择无定型的羟基氧化铁、水合氧化铁、三氧化二铁或含铁矿渣。
8.如权利要求4或5所述的污水强化除磷方法，其特征在于，步骤I)中还包括向污泥厌氧消化池中投加蓝铁石颗粒作为蓝铁石结晶沉淀的晶种。
9.如权利要求4或5所述的污水强化除磷方法，其特征在于，步骤I)中污泥厌氧消化池的消化温度为35-55°C，优选为50-55°C。
10.如权利要求4或5所述的污水强化除磷方法，其特征在于，步骤I)中采用消化液内循环或通入污泥厌氧消化产气压缩气的方式获得优化的水力条件使污泥消化反应区磷酸根与Fe2+充分混合与接触，以强化蓝铁石的结晶作用；同时，生长至一定粒径的蓝铁石晶体颗粒可克服厌氧消化池内的水力扰动，经沉降至池底部而得到分离。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于污水生物处理过程的污水强化除磷方法，属于污水深度处理工艺技术领域，包括：通过蓝铁石(Fe3(PO4)2·H2O)结晶来实现污泥厌氧消化池内污泥混合液中磷的去除与回收；以及通过三价铁的絮凝沉淀作用来实现好氧生物反应池污水中磷的去除。本发明方法以蓝铁石结晶为主体过程除磷，采用生物-化学联合的方法除磷，除磷效率高，既不产生化学污泥，又可实现污水中磷资源的回收，同时还节约了污水处理的运行成本，是一种环境友好的污水除磷新技术方法。
【IPC分类】C02F3-30, C02F11-00, C02F11-04
【公开号】CN104761114
【申请号】CN201410641499
【发明人】程翔, 陈兵, 孙德智, 刘佳琪
【申请人】北京林业大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年11月13日