[发明专利]一种同时实现城市污水处理和磷回收的装置和方法

说明书

技术领域：

本发明属于污水生物处理技术领域，涉及一种同时实现城市污水处理和磷回收的装置和方法，特别是侧流除磷污水自养脱氮除磷工艺处理城市污水并实现磷回收的装置和方法。

背景技术：

近年来，我国水体富营养化现象仍较为严重，其中氮磷是主要的污染因子之一。根据2014年中国环境状况公报：开展营养状态监测的61个湖泊(水库)中，贫营养的10个，中营养的36个，轻度富营养的13个，中度富营养的2个；对全国423条主要河流、62座重点湖泊(水库)的968个国控地表水监测断面(点位)开展了水质监测，发现I、II、III、IV、V、劣V类水质断面分别占3.4％、 30.4％、29.3％、20.9％、6.8％、9.2％，且主要污染指标为化学需氧量、总磷和五日生化需氧量；在全国近岸海域国控监测点中，I类海水占28.6％，同比上升4.0 个百分点；II类占38.2％，同比下降3.6个百分点；III类占7.0％，同比下降1.0 个百分点；IV类占7.6％，同比上升0.6个百分点；劣IV类占18.6％，同比持平。主要污染指标为无机氮和活性磷酸盐。因此，我国对于氮磷的排放标准也要求的越来越严格，国家最新颁布的污水排放标准(GB18918-2002)中要求，所有排污单位最后出水氮磷的含量达到一级A排放标准，即要求出水总磷小于1mg/L，氨氮小于5mg/L，总氮小于15mg/L。

然而，自然界中的磷是一类不可再生、难以代替的资源。因此，除磷的同时实现污水中磷的资源化回收与利用具有非常广阔的前景，通过侧流除磷工艺来实现污水中磷的回收和资源化利用十分重要。因此，迫切需要设计一种新型的侧流除磷耦合自养脱氮除磷工艺，采用自养脱氮除磷SBBR反应器串联侧流除磷SBR 反应器的方式，在实现城市污水脱氮除磷的同时，实现高浓度磷酸盐的回收。在自养脱氮除磷SBBR反应器中：一方面，采用短程硝化厌氧氨氧化技术可以实现污水中氮的去除，且无需有机碳源；另一方面，采用强化生物除磷技术可实现污水中磷的去除，污水中的有机碳源仅用于除磷，解决了城市污水在脱氮除磷过程中碳源不足的问题；在侧流除磷SBR反应器中，通过强化厌氧释磷但无好氧或缺氧吸磷环境的条件下，可实现高浓度磷酸盐的回收利用。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种侧流除磷污水自养脱氮除磷工艺处理城市污水并实现磷回收的装置和方法，在实现无外加碳源条件下城市污水高效、节能、稳定脱氮除磷的同时，实现污水中磷资源的回收及再利用。

为了实现上述目的，本发明所述同时实现城市污水处理和磷回收的装置主体结构包括城市污水原水水箱、自养脱氮除磷SBBR反应器、中间水箱、出水水箱、在线监测和反馈控制系统、二次释磷SBR反应器和磷回收水箱；城市污水原水水箱的左侧上部和右侧下部分别设有第一溢流管和放空管，城市污水原水水箱通过第一进水泵与自养脱氮除磷SBBR反应器相连接；自养脱氮除磷SBBR反应器内设置有第一搅拌桨，第一搅拌桨伸出自养脱氮除磷SBBR反应器并与第一搅拌器连接，自养脱氮除磷SBBR反应器的底部设有曝气头，曝气头与安装在自养脱氮除磷SBBR反应器外侧的气体流量计连接，气体流量计通过电磁阀与气泵相连；自养脱氮除磷SBBR反应器内安装有均与pH/DO测定仪连接的pH传感器和DO传感器，自养脱氮除磷SBBR反应器右侧下部自上而下依次设有排泥阀、采样口和第一电动排水阀，自养脱氮除磷SBBR反应器通过排泥阀与中间水箱相连接，通过第一电动排水阀与出水水箱相连接，出水水箱的右侧上部连接有第二溢流管；中间水箱通过第二进水泵与二次释磷SBR反应器的顶部相连接，二次释磷SBR反应器内安装有第二搅拌桨，第二搅拌桨伸出二次释磷SBR反应器并与第二搅拌器相连；二次释磷SBR反应器的底部通过第二电动排水阀与磷回收水箱相连接，磷回收水箱的右侧设有第三溢流管；二次释磷SBR反应器通过污泥回流泵与自养脱氮除磷SBBR反应器相连接；在线监测和反馈控制系统5包括计算机和可编程过程控制器，可编程过程控制器右侧内置信号转换器DA转换接口和信号转换器AD转换接口，可编程过程控制器左侧自上而下依次置有曝气继电器、搅拌器继电器和pH/DO数据信号接口；其中，信号转换器AD转换接口通过电缆线与计算机相连接，将传感器模拟信号转换成数字信号传递给计算机；计算机通过信号转换器DA转换接口与可编程过程控制器相连接，将计算机的数字指令传递给可编程过程控制器；曝气继电器与电磁阀相连接；搅拌器继电器与第一搅拌器相连接；pH/DO数据信号接口与pH/DO测定仪相连接。