[发明专利]一种城市污水处理与氮磷回收组合工艺

说明书

技术领域

本发明属于环境工程领域，尤其涉及一种城市污水处理与氮磷回收组合工艺。

背景技术

随着人口增加和社会经济发展，近年来我国环境污染问题日益突出，城市污水因水量大、污染物类型繁多对自然环境的影响日益增加。城市污水中主要污染物包括有机物、氮和磷，其中有机物成分复杂，除大部分可生物降解成分外，还包含丰富的难生物降解有机物，尤其是低浓度有机毒物具有极大的生态风险；而城市污水中氮、磷等植物生长限制性元素过量排放则会导致地表水体富营养化。因此，研发高效去除城市污水中三类污染物、处理出水水质优良的城市污水处理组合工艺具有非常突出的现实意义。考虑到磷资源的不可再生性(与石油类似)和氮、磷的植物营养性，以及城市污水庞大的水量、较高的氮磷浓度，在城市污水处理组合工艺也应充分考虑氮、磷元素的回收利用。

目前，城市污水处理厂普遍采用生物脱氮除磷方法(厌氧-缺氧-好氧工艺，即A²/O或A₁-A₂-O)及其变形、强化方法(如氧化沟等)作为处理主体，同时高效去除城市污水中有机物、氮和磷，其中有机物去除率90％以上，而氮、磷去除率在80％以上，具有适应范围广、成本较低的优点，但由于生物脱氮过程与生物脱磷过程之间存在碳源竞争和泥龄冲突，导致污染物去除效率受到限制，二级出水中仍存在较高的污染物浓度，其中磷为1-2mg/L(以正磷酸盐为主)，氮为10mg/L(以硝氮为主)，同时城市污水中磷、氮主要转化到污泥中，不利于磷、氮资源回收利用。最重要的是，A²/O工艺主要去除生物可降解有机物，其二级出水含有丰富的难生物降解有机物，包括药物及个人护理品、多氯联苯、微生物代谢产物、天然有机物等，许多具有极大的生态风险，应予以充分去除。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，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-缺氧1-好氧1-缺氧2-好氧2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该工艺的营养物去除性能，有效提高出水水质，出水总磷浓度可降至1mg/L左右。

由此可见，目前城市污水生物处理方法迫切需要与三级物化处理方法联用形成组合工艺，通过三级物化处理方法深度去除二级出水中残留的难降解有机毒物、氮和磷，最终获得含极低浓度难降解有机毒物、氮、磷的优质出水，同时回收城市污水中的氮磷资源。

目前，有许多物化三级处理方法被用作城市污水深度处理方法，当其与生物脱氮除磷方法联用形成城市污水处理组合工艺时往往存在工艺复杂、深度处理不能同时深度去除三类污染物、无法回收利用氮磷资源、投资与运行成本高、最终出水水质差(与防止地表水体富营养化、控制城市污水中有机毒物生态风险所需要的排放水平相比，这些最终出水中有机物、氮、磷浓度仍较高)等诸多不足。这些物化三级处理方法主要包括：