[发明专利]一种同步去除污水生化尾水中有机物和磷的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水生化尾水处理领域，具体的说，是一种利用特殊的环境功能纳米复合材料同步去除污水生化尾水中有机物(EfOM)和磷的方法。

背景技术

污水二级生化处理出水中剩余的有机物通常被称为生化出水有机物(Effluent organic matter,EfOM)。EfOM的组成非常复杂，通常以溶解态有机物(DOM)为主，其含量占出水总有机物的80％以上(以COD计)。EfOM会对污水的深度处理产生诸多不利影响，例如，增加深度处理工艺的药剂投加量，在氯化消毒的过程中会生成大量消毒副产物，在膜处理中导致严重的膜污染。为了满足日益严格的污水排放标准，EfOM的去除已成为污水深度处理中非常重要且具有挑战性的工作。磷是地球系统中维系生命的主要元素之一，同时也是引起水体富营养化的限制性营养物质。我国现有的污水处理工艺，虽然能有效降低污水中的COD、BOD等污染指标，但对磷的去除效率不高，因此高效除磷也是污水深度处理的重要目标。

目前，高级氧化、膜分离和吸附是广泛使用的污水深度处理技术，然而，除了膜分离，其余的技术并不能在单一反应器内实现EfOM和磷的同步去除。例如，高级氧化技术通过产生羟基自由基(·HO)与有机物反应，将其矿化为CO₂和H₂O，从而将大部分有机污染物分解去除，但自由基(·HO)无法氧化分解磷酸盐，因而不能有效去除磷。膜分离技术尽管能够在单一反应器内实现有机物和磷的同步去除，但较高的投资和运行成本、EfOM导致的膜污染等问题限制了该技术的推广应用。活性炭是污水深度处理中应用最为广泛的吸附剂，但一方面它对磷的去除效果较差，另一方面较高的再生费用和较低的机械强度也限制了它的应用空间。因此，寻找低耗高效的同步去除生化尾水中有机物(EfOM)和磷的方法，成为本领域的技术难题。

水合氧化铁(Hydrated Ferric Oxide,HFO)对溶液中的磷酸根离子具有很强的选择性吸附性能，这在国内外很多文献及专利中已有记载。但水合氧化铁颗粒粒径极小，直接应用于柱吸附等流态处理系统中将引起很大压降，且HFO并不具备去除有机物的能力，无法实现有机物和磷的同步去除。目前，具有高比表面积、优良孔结构和多功能基团的吸附树脂在有机废水处理领域得到了广泛的应用(ZL01134143.2；ZL00112387.4；ZL02138466.5；ZL201210039460.6)，但该类吸附树脂对磷的吸附性能较差，不能有效实现有机物和磷的同步去除。对生化尾水处理后CDO和总磷的达标排放仍是本领域技术所面对的难题。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，针对目前广泛使用的吸附法污水深度处理技术不能在单一反应器内实现有机物和磷的同步去除的现状，本发明提供一种同步去除污水生化尾水中有机物和磷的方法，在单一反应器内实现污水生化尾水中有机物(EfOM)和磷的同步去除，使处理后出水COD稳定降至50mg/L以下，总磷稳定降至0.5mg/L以下，为污水的深度处理与综合利用提供重要保障，从而实现环境效益和社会效益的统一。

2、技术方案

本发明的原理：将负载有纳米水合氧化铁(HFO)颗粒的多功能吸附树脂用于吸附处理，实现生化尾水中有机物和磷的同步去除。

一种同步去除污水生化尾水中有机物和磷的方法，其步骤为：

(A)将污水生化处理系统二沉池出水流入浅层砂滤器，去除水中悬浮物、胶质颗粒、微生物等非溶解性污染物；

(B)将步骤(A)中的滤液，通过装填有负载水合氧化铁纳米颗粒的复合材料HFO-802的吸附塔，使生化尾水中难以生物降解的溶解性有机物和磷被有效吸附，吸附出水COD和总磷浓度大幅降低；

(C)当吸附达到穿透点时停止吸附，用NaOH-NaCl混合溶液作为脱附剂，对上述纳米复合材料进行脱附再生，供循环使用；

(D)将步骤(C)得到的高浓度脱附液经浓缩后，外送焚烧或者用于生产水煤浆等其他产品，低浓度脱附液用于配制NaOH-NaCl溶液套用于下一批脱附操作。