[发明专利]使用脱水污泥去除回流液中磷的装置及其工艺

说明书

一、技术领域

本发明属于富含营养物污/废水处理技术领域，特别涉及利用脱水污泥去除污水处理厂回流液中磷的装置及其处理工艺。

二、背景技术

磷是引起水体富营养化的主要因素，随着人类的进步，对环境的要求越来越高，对污水处理厂出水中磷的要求越来越高。不管污水处理厂是否考虑了除磷脱氮问题，污水处理厂中总要产生污泥，污泥经脱水、浓缩和消化、过滤过程中会产生富含磷的液体，这部分液体称为回流液。在污水处理工艺中这部分液体返回污水处理生物段进行再处理，回流液返回污水处理厂会使污水氮磷负荷增加，导致处理效果下降，出水氮、磷超标。有资料报道这部分回流液中的磷浓度可以达到100mg/L，如果污水处理厂设计时未考虑脱氮除磷功能，回流液的返回影响更大。以往的报道中曾在回流液中添加石灰沉淀磷，但是该方法存在泥量太大脱水困难、成本高等问题。

国内外不少学者曾采用天然或人造吸附材料去除水体中磷，例如：炉渣、活性氧化铝、沙石、飞灰等，但是这些填料都不同程度上存在除磷效率低、易饱和、不方便获得、耐冲击负荷能力差等缺点。

给水污泥是城市饮用水厂中采用铝盐去除原水中天然有机物、浊度、胶体物质、色度等产生的副产物，因此自来水污泥中Al或Fe的含量比较高。我国每天都要产生成千上万吨给水污泥，大部分污泥都经过简单的脱水就直接填埋，很少用作二次回用，使其变废为宝。国外曾报道过铝污泥高效吸附磷的行为和特性。但将脱水给水污泥用于处理污水处理厂回流液中磷的去除却未见报道。因此开发具有广泛适用性的脱水给水污泥除磷工艺对保证污水处理厂正常运行具有重要意义。

三、发明内容

本发明针对污水处理厂回流液富含磷等营养物质处理成本高、处理效率低的缺点，提出一种利用自来水厂脱水污泥去除回流液中磷的工艺及其装置。该除磷工艺及其装置具有成本低、效率高，操作简单的特点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种使用脱水污泥去除回流液中磷的装置，该装置由至少两组脱磷单元并联组成，每组脱磷单元包括至少四个相互串联的填充床，所述的填充床床体内填充有脱水污泥、碎石和砾石，所述的填充床在床体上部设有一个进水口，在床体下部设有一个出水口，所述的填充床床体上设有布水系统，相邻两个填充床通过抽吸泵连通，所述的抽吸泵对应设有一个电磁阀，所述的电磁阀由PLC可编程序控制器控制。所述的填充床内填充有脱水污泥、砾石、碎石，填充厚度为55～65cm，所述污泥层的粒径级由上至下递减，污泥颗粒范围为0.5mm～5mm。

一种使用上述装置去除回流液中磷的工艺的处理步骤为：待处理回流液经过至少两组相互并联的脱磷单元处理，每组脱磷单元由至少四个填充有脱水污泥的填充床串联组成，回流液先进入第一组脱磷单元的第一个填充床运行40～60min后，然后闲置2～3h，经第一填充床处理过的水进入同组的第二填充床运行40～60min，然后闲置2～3h，处理过的水进入同组的第三填充床，依此类推，处理过的水依次进入同组的相邻的下一个填充床，同一组中当一个填充床处于运行状态时，同组的其余填充床就处于空床状态，在第一组脱磷单元运行1h后相邻的下一组脱磷单元开始启动，待处理回流液进入下一组脱磷单元，按照同样的运行方式运行。

本发明的有益效果为：

1.采用脱水污泥为回流液除磷材料，即适用于浓度在0.5～50mg/L的低浓度磷的去除，又适用于浓度在50～400mg/L的高浓度磷的去除。

2.回流液除磷工艺采用间歇运行方式，能够恢复脱水给水污泥饱和后吸附再生的问题，操作方法简单，且维持除磷装置高效长时间运行，不用更换。

3.经该系统处理后的回流液进入曝气池，可有效控制混合液中C、N、P的比例，使其符合100∶5∶1的比例，保证微生物生长的需求，从而实现二沉池出水稳定的目的。

4.脱水污泥为自来水厂的副产物，原料获取方便、易得、价格低，且适用安全，无毒副作用，符合工程上的需要。

5.脱水给水污泥用于回流液的处理，不仅强化了污水处理工艺，而且解决了自来水厂污泥处理处置难的问题，使其变废为宝，重复使用。

6.基于给水污泥的除磷工艺，能够取代目前的侧流化学除磷工艺。

四、附图说明