[发明专利]一种低磷水深度除磷方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，涉及应用HAP结晶法除磷，尤其适用于二级处理出水及景观水的深度除磷。

背景技术

磷是产生水体富营养化的最主要因素，目前国际上公认的标准是：当水体中总氮含量大于0.2mg/L，总磷含量大于0.02mg/L时，水体会发生富营养化。在湖泊、河口等自然水体中，当水中含氮量不足时，可以通过某些固氮微生物来补充，而磷却没有类似这样的补充方式，只能通过外来磷源补充。相对于氮，水生藻类对磷更具有敏感性，因此若可将磷控制在较低水平，则可降低或消除水体富营养化的发生。

现阶段污水的深度净化与回用和景观水体防止富营养化，都面临一个共同的难题，即如何降低水中磷的含量。

在除磷技术中，一是利用沉淀反应、结晶和吸附等作用，使废水中的磷转化为不溶性的磷酸盐沉淀；二是利用微生物的作用，通过细胞合成将磷吸收到活性污泥细胞中。到目前为止，国内外普遍采用的除磷方法主要有化学法、生物法及化学/生物相结合法，其他的方法还有人工湿地法、吸附法、膜技术等方法。

传统化学除磷法因人为投加了化学药剂，会产生大量的污泥，这种化学污泥难于处理，并且药剂、污泥处理费用的增加造成水处理费用增高。

生物法是利用聚磷菌好氧吸磷厌氧释放磷，通过排放剩余污泥来去除水中的磷。此法缺点是：生物除磷工艺过程不稳定，且最终表现为排泥除磷，容易引起二次污染，加之除磷和脱氮大多数情况下是同时进行的，它们在泥龄、碳源等方面存在着矛盾，致使两者不能兼顾。对于低浓度和超低浓度污水，生物除磷处理往往难以满足处理要求，而必须采取化学法辅助除磷。

目前城市污水处理工艺普遍采用化学法和生物法相结合的方法，其最显著的特点是在流程中投加化学混凝剂。此法可以降低除磷费用并获得稳定的除磷效果，但还是存在工艺流程复杂、污泥量大、污泥含水率高、脱水困难、易产生二次污染等缺点。

最近十年来，结晶除磷工艺得到了较为迅速的发展，该过程是将溶解性的磷直接转化为易于分离的颗粒态晶体，在作为晶核的除磷剂上析出，从而达到除磷的目的。目前研究及应用较多的为磷酸铵镁(MAP)结晶除磷和羟基磷酸钙(HAP)结晶除磷。MAP结晶除磷的原理是利用污水中的磷酸根离子与氨离子、镁离子反应生成磷酸铵镁，HAP结晶法除磷的原理是利用污水中的磷酸根离子与钙离子、氢氧根离子反应生成羟基磷酸钙(又名碱式磷酸钙)，其反应方程式分别为式1和式2。

专利200510032390.1公开了一种处理高浓度含磷废水的方法，以雪硅钙石为晶种，生成磷酸铵锌结晶在晶种表面，用以高浓度含磷废水除磷。此发明为高浓度含磷废水的处理方法，不同于本发明应用于低磷水除磷。

发明内容

本发明提供一种低磷水除磷方法，它能将低磷水(TP≤10～5mg/L)中的磷处理至TP≤0.2mg/L乃至TP≤0.05mg/L的限值，从而满足日趋严格的磷排放标准要求。应用该方法处理景观水体，可获得极低的磷出水浓度，使景观水体水质得以维持，大大降低发生富营养化的概率。

本发明的技术方案是：所述一种低磷水深度除磷方法，包括以下步骤：

步骤1：改性珊瑚砂的制备；

(1)、将天然珊瑚砂过筛，筛出粒径0.3mm～0.1mm的珊瑚砂作为制备一级流化床反应器晶种原料；0.45mm以上粒径的砂，按粒径筛分成0.45～0.60mm、0.6～1.0mm、1～2mm以及＞2mm四组，作为制备二级固定床反应器晶种原料；

(2)、用自来水清洗珊瑚砂，冲洗数次至干净为止；

(3)、配制磷浓度为500～2000mg/L的磷酸二氢钾溶液，按照摩尔比Ca∶P＝(0.1～2)∶1称取氯化钙的用量；

(4)、将上述粒径0.3mm～0.1mm的珊瑚砂、磷酸二氢钾溶液、氯化钙固体混合于一级流化床反应器内，通过曝气，使砂处于流化态，用氢氧化钠溶液调节pH值，通过pH计监控，使反应器内pH稳定在8.5～9.5范围内，反应6～12小时后停止；

(5)、将上述粒径0.45mm以上的珊瑚砂按粒径由大到小依次投入到二级固定床反应器中，再将上述磷酸二氢钾溶液、氯化钙固体依次投加到二级固定床反应器内，通过泵回流使反应器内溶液体外循环，用氢氧化钠溶液调节pH值，通过pH计监控，使反应器内pH稳定在8.5～9.5范围内；反应6～12小时后停止；

(6)、排出反应液，用自来水多次冲洗改性过的珊瑚砂，直至冲洗水中TP测量值＜0.3mg/L时，认为珊瑚砂已清洗干净；

步骤2：