[发明专利]水力空化除磷装置及应用该装置的污水处理系统、方法

说明书

本发明公开了一种水力空化除磷装置及应用该装置的污水处理系统、方法。其中水力空化除磷装置包括：水力空化减泥机及设置于水力空化减泥机排出管口的铁屑放置框，水力空化减泥机包括相互串接在一起的至少两级空化装置；第一级空化装置包括置于一级空化腔内的第一空化器以及正对第一空化器出口的粉碎挡板；第二级空化装置包括顺序连接的第二空化器、射流约束体和二级扩散管，射流约束体位于溶气腔内，溶气腔设置有溶气调节机构；铁屑放置框内填满用于与水力空化减泥机排出物进行氧化反应的铁屑，该铁屑放置框的底部壁面及侧壁设置网孔。本发明装置能够应用于现有的污水处理系统中，减少污泥产量的同时进一步提高除磷效果。

技术领域

本发明涉及一种有机污水的处理装置，尤其涉及一种水力空化除磷装置及应用该装置的污水处理系统、方法。

背景技术

为了防治日益严重的氮磷污染及水体富营养化问题,我国现行污水排放标准(GB8978-1996) 对城市污水处理厂出水中的磷指标提出了严格的要求。这就意味着,城市污水处理工艺都必须考虑除磷的问题。

城市污水处理通常选择同步脱氮除磷的生化处理工艺（如A²/O）。生物除磷是通过微生物在厌氧条件下释放磷以及在好氧条件下通过聚磷菌吸收磷，从而使磷进入污泥中被排出进而从污水中去除磷。在厌氧状态下，聚磷细胞对磷的释放越充分，体内贮存的聚β羟丁酸也越多.进入好氧状态后磷的吸收量也越大。厌氧状态下每释放1mg磷，进入好氧状态后就可吸收2.0～2.4mg磷。细胞内吸收了大量磷的高磷污泥最后以剩余污泥的形式排出系统，从而完成除磷过程。现在广泛采用的A²O等生物除磷工艺主要就是利用了聚磷菌的聚磷作用。污水中的磷有很多存在形式，但主要为正磷酸盐PO₄^3--P、聚磷酸盐和有机磷。进入污水处理厂的污水中，绝大部分聚磷酸盐和有机磷被水解或矿化成了PO₄^3--P。污水中剩余的有机磷和聚磷酸盐在进入生物处理系统后，也将被矿化或水解成PO₄^3--P，被聚磷菌摄取而去除。聚磷菌交替地处于厌氧状态和好氧状态。在厌氧状态下，聚磷菌能吸收污水中的乙酸、甲酸、丙酸及乙醇等极易生物降解的有机物质，贮存在体内作为营养源，同时将体内存贮的聚磷酸盐以PO₄^3--P的形式释放出来，以便获得能量。但是目前生物除磷工艺也存在一些问题。例如污水中碳源不足，仅靠生物除磷不能满足要求。一般认为要保证生物除磷效果，应控制进入厌氧段的污水中BOD₅/TP大于20。研究结果表明:当进水BOD₅/TP≤20时，出水TP只能达到1mg/L，进水BOD₅/TP＜20的生物除磷系统出水TP难以达到1～2mg/L。然而我国绝大多数城市污水中BOD₅/TP≤20，远不能满足生物除磷对碳源的要求。特别是我国城镇污水处理厂的水质排放一级A标准规定出水中TP的浓度≤ 0.5mg/L.这就要求采用其他方法弥补生物除磷技术的不足。

城市污水生物除磷系统由于存在着因碳源不足而引起出水水质不达标的问题。为了解决这一问题一般需要从工艺外部采取措施,增加进水中碳源数量,例如取消初沉池减少污水中碳的损失量；设置污泥消化系统，将污泥消化液回流到生化反应池补充碳源。目前我国许多污水处理厂要求升级改造。即从原来的一级B标准升级到一级A标准。这种改造过程除了必须支付高昂的改造费用（有的厂甚至超过建厂所花费用）外，面临的另一困难是难以解决生物处理工艺技术达到一级A标准脱氮除磷所需碳源不足的问题。为了解决这一问题，尽管提出了很多新工艺（如改良A²/O工艺，倒置A²/O工艺等等），但是还不足以解决达标必须需碳源不足问题。不得已有些污水处理厂还采用了外加碳源的补碳方式，如甲醇、醋酸钠等，结果由于运行成本急剧增加，导致这种方式不实际生产所接受。