[发明专利]一种城市污水高效脱氮除磷及磷资源回收组合工艺

说明书

技术领域

本发明属于环境工程和废水处理工程领域，尤其涉及一种城市污水深度脱氮除磷处理以及磷资源回收组合工艺。

背景技术

近年来，随着我国经济发展和工业化程度的不断提高，环境污染问题日益突出，尤其是城市污水氮、磷等植物生长限制性元素过量排放，导致水体富营养化问题日趋严重。普遍认为总氮浓度>0.2mg/L、总磷浓度>0.02mg/L时，水体就开始富营养化过程，因此降低城市污水厂出水氮磷的浓度成为废水处理的首要目标。另一方面，磷属于不可再生、难以替代的自然资源，其已探明的世界储量仅够人类再用100年，磷资源紧缺是我们即将面对的事实，而城市污水中含有较高浓度的磷酸盐(10mg/L左右)，因此开发高效、经济的城市污水脱氮除磷与磷资源回收技术已成为目前国内外环保研究领域中的热点课题之一。

城市污水处理厂主要采用A²/O(或A₁-A₂-O)生物脱氮除磷工艺作为前处理去除城市污水中绝大部分氮磷污染物。到目前为止，国内外已有100多项废水的生物脱氮除磷工艺专利，这些工艺大多是A²/O工艺的变形或强化，它利用好氧、缺氧和厌氧微生物将废水中的氮和磷逐步转化后达到同时脱氮除磷的目的，具有适应范围广、成本较低的优点。例如申请号为200610119327.6，名称为厌氧/缺氧并联式脱氮除磷工艺，公开号为CN101195506A的发明专利，它将A²/O工艺中的厌氧区与缺氧区采用并联布置，进水按所需比例分别进入厌氧区和缺氧区，而厌氧区和缺氧区出水均直接进入好氧区，这样使得厌氧区和缺氧区的水力停留时间均得到延长，提高了脱氮除磷效率。又如申请号为200710118950.4，名称为A²/O+A/O工艺污水生物脱氮除磷工艺及其装置，公开号为CN101113060A的发明专利，它将A²/O工艺升级为厌氧一缺氧1一好氧1一缺氧2一好氧2(A²/O+A/O)工艺，并针对不同的进水水质和水量，通过开启缺氧2区的曝气和搅拌来优化(A²/O+A/O)工艺的营养物去除性能，可有效提高出水水质，出水总磷浓度可降至1mg/L左右。与A/O(缺氧(或厌氧)/好氧)工艺相比，A²/O工艺具有同时脱氮除磷的优点，但是在A²/O工艺实际运行过程中脱氮过程与脱磷过程之间存在碳源竞争和泥龄冲突两大问题，使氮磷去除效率受到限制，往往低于单一脱氮或单一脱磷的A/O工艺。除此之外，A²/O工艺主要将废水中的磷转化到生物污泥中，不利于磷资源的回收利用。

目前城市污水厂A²/O生物脱氮除磷工艺出水磷含量仍然较高(达1-2mg/L)，往往需要采用化学沉淀法作为城市污水深度除磷处理技术，所得到的沉淀物磷含量和生物可利用程度均较低，无法实现资源化，同时出水磷浓度难以稳定达到0.1mg/L的一级A国家排放标准。除化学沉淀法外，其它城市污水生物处理出水深度处理技术如吸附技术等均属于非成熟技术，也不利于磷资源的回收利用。如申请号为KR20030053121，名称为Process for removing phosphorous and nitrogen using biological method and physicalmethod using phosphorous adsorption capacity ofloess media，公开号为KR20050014475(A)的专利，其利用粘土作为生物吸附质来去除经生物处理后出水中的磷，去除效果好，吸附材料廉价、易得。再如申请号为KR19920023852，名称为Nitrogen and phosphorous eliminating method from waste water，公开号为KR950008039(B1)的专利，其利用鸟粪石沉淀法，去除二级处理出水的氨态氮和磷酸根，处理效果较好，出水氮磷浓度较低。然而，沉淀法不适于处理低浓度的氮磷废水，并且出水氮磷浓度依旧比较高。