[发明专利]用于去除污水中特细砂及增强生物脱氮除磷的方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于去除污水中特细砂及增强生物脱氮除磷的方法。

背景技术

在一些合流制污水处理厂中，污水中砂粒粒径小（<100μm，称为特细砂），浓度高。现有的污水厂对特细砂的去除大多采用旋流沉砂池和初沉池两道预处理工序，除砂效果差。特细砂进入后续处理系统，造成较大危害，如在后续处理构筑物中沉积、堵塞，降低氧传输效率，影响净化功能等。

絮凝剂对悬浮物质的去除效果则较为明显，去除率比较高，一般污水处理厂常采用这种方法。一般絮凝剂的混凝过程是为了改变水中粘土和细菌等悬浮固体的存在性质和状态，以利于后续工序的去除过程。由水和其中的固体胶体所构成的体系，成为胶体溶液，简称胶体。按胶体与水的关系，水中胶体可分为亲水和憎水的两类。与水分子有很好的亲合力的胶体称为亲水胶体。亲水胶体是单向胶体的胶体体系，能自动形成真溶液，在无化学变化和温度变化的条件下，溶液将永远是稳定的。憎水胶体则相反，憎水胶体属于两相的胶体体系，不发生水合现象，将水和憎水胶体物质放到一起，并不能自发的形成胶体溶液，而已形成的憎水胶体溶液，在静置足够长的时间后，胶体却能从水中自发的分离出来。但在相对不长的一段时间内，憎水胶体仍然能保持在分散状态，这称为憎水胶体的动力稳定性。憎水胶体的稳定性可由它的双电层结构得到解释。由于固体表面所带的一层电荷的作用，在表面附近从水中吸引了一层带电荷量相等但正负号相反的离子，这两层电荷称为双电层，双电层与胶体颗粒本身构成一个整体的电中性构造。DLVO理论认为：由于胶体所带的电荷，使颗粒间产生电斥力作用，因而保持稳定。与斥力对应的还普遍存在一个范德华型的引力作用。当斥力减小到某一程度，以致范德华引力占优势时，胶体就失去了稳定性，称为脱稳。脱稳的胶体颗粒会在互相碰撞后站在一起，形成大致是永久性的聚集体。形成聚集体的过程称为絮凝作用或絮凝。随着这种絮凝过程的进行，水中原来存在的胶体颗粒将逐渐消失，同时出现越来越大的颗粒。当颗粒大到不再具有布朗运动的性能，而失去相互碰撞的推动力时，则可继续采用适当的搅拌作用，使这些颗粒继续相碰长大，成为宏观尺寸的絮体，直到絮体粒度不能承受搅拌所产生的剪力为止。水处理中称这种絮凝过程为容积絮凝。这种絮凝所产生的絮体，其沉速足以使之在沉淀设备中下沉到底，从而达到将胶体从水中分离出来的目的。

但是絮凝剂的使用也会产生不利影响，如初沉污泥量会大幅提高，不利于污泥的处理，此外进水的碳源也会降低，不利于后续生物脱氮除磷。碳源是影响生物脱氮除磷效果的一个重要因素，主要表现为其对反硝化速率的影响。许多研究表明，通过外加碳源提高碳氮比能够有效地提高系统对碳的处理效果。对于反硝化除磷系统，当进水C/N过高时反硝化聚磷菌在厌氧段不能完全吸收和转化污水中的COD，未被转化的COD进入硝化段后将对自养硝化菌的代谢活动产生影响，硝化段的恶化减少了缺氧段所必需的电子受体，从而影响系统的脱氮除磷效果。聚磷菌能利用的碳源主要是短链脂肪酸（SCFA）和其他溶解性COD，乙酸和丙酸是废水中最主要的SCFA。许多研究者对单一碳源如乙酸、丙酸的脱氮除磷效果进行研究。Chen等的研究结果表明，以丙酸驯化的微生物在短期内对磷的去除效果较乙酸差，但长期驯化后其脱氮除磷效果有明显的提高。

为了降低絮凝剂的投加带来的不利影响，利用化学污泥碱性条件下厌氧发酵产生的发酵液补充碳源，以提高生物脱氮除磷效果。将污泥进行水解酸化，溶出较多的可供生物释磷使用的易降解基质，特别是溶出较多的溶解性COD（SCOD）和产生较高的挥发性脂肪酸（VFAs），可以增强生物脱氮除磷效果，缓解除磷和脱氮对碳源的竞争。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于去除污水中特细砂及增强生物脱氮除磷的方法。

本发明提出的用于去除污水中特细砂及增强生物脱氮除磷的方法，是利用絮凝剂去除污水中特细砂，同时利用化学污泥发酵液补充碳源，提高脱氮除磷效果的方法。首先向污水中加入一定量的Al₂(SO₄)₃·18H₂O，先快速搅拌再慢速搅拌，最后静置沉降。同时向含有活性污泥的SBR反应器中加入含初沉污泥发酵液的絮凝剂处理过的污水，在厌氧条件下搅拌，然后在好氧条件下反应，沉淀，使出水中特细砂、总氮（TN）和总磷（TP）的浓度均达到国家一级排放标准；具体步骤如下：