公布日：2024.03.08
申請(qǐng)日：2023.12.13
分類(lèi)號(hào)：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/10(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/
38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，本發(fā)明涉及污水的脫氮除磷領(lǐng)域，S1：處理用設(shè)備的搭建；S2：投加零價(jià)鐵；S3：零價(jià)鐵粉進(jìn)入到好氧池后，啟動(dòng)雙曲面攪拌機(jī)攪拌攪拌，使其進(jìn)行反應(yīng)；S4：經(jīng)過(guò)厭氧缺氧好氧等生化反應(yīng)后的污泥，進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離。本發(fā)明所述的一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，用高濃度微米零價(jià)鐵作為反應(yīng)介質(zhì)及載體，作為微生物載體的同時(shí)直接參與脫氮除磷反應(yīng)，增加污泥齡，提高污泥濃度，實(shí)現(xiàn)雙泥法，大大提高的脫氮除磷效率，改善污泥沉降性，提高污泥濃度，減少了污水處理設(shè)施占地，此外零價(jià)鐵的投加降低了重金屬對(duì)微生物的毒害，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，其特征在于：所述包括以下操作步驟：S1：處理用設(shè)備與設(shè)施的構(gòu)建：所述設(shè)備包括厭氧池(或厭氧區(qū))、缺氧池(或缺氧區(qū))和好氧池(或好氧區(qū))、二沉池和零價(jià)鐵磁回收裝置，所述厭氧池/區(qū)、缺氧池/區(qū)和好氧池/區(qū)組成生化單元，所述生化單元內(nèi)部安裝有雙曲面攪拌機(jī)；S2：在AAO工藝的好氧池投加納米及微米級(jí)別的零價(jià)鐵10-500mg/L，可根據(jù)水量大小采用包括：人工、自動(dòng)，間歇和連續(xù)投加，投加零價(jià)鐵新材料可采用包括但不限于水力輸送、風(fēng)力輸送、管鏈輸送、螺旋輸送及人工投加方式；S3：零價(jià)鐵粉進(jìn)入到好氧池后，零價(jià)鐵粉進(jìn)入到好氧池后，在攪拌及曝氣的共同作用下快速與活性污泥混合，好氧生化池中零價(jià)鐵通過(guò)溶解氧、水、鹽分、微生物的存在發(fā)生電化學(xué)及微生物電化學(xué)的反應(yīng)，部分的零價(jià)鐵被腐蝕成為鐵離子，直接與磷酸根發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)磷酸鹽的去除，同時(shí)零價(jià)鐵的吸氧性能會(huì)在活性污泥菌膠團(tuán)的局部形成微觀缺氧與厭氧環(huán)境，且在缺氧與厭氧池中零價(jià)鐵會(huì)作為鐵型反硝化的電子供體參與電子轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)鐵型自養(yǎng)脫氮，在鐵型自養(yǎng)發(fā)生的同時(shí)協(xié)同發(fā)生氫型自養(yǎng)脫氮；S4：經(jīng)過(guò)厭氧缺氧好氧等生化反應(yīng)后的污泥，進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，將排出的剩余污泥采用磁分離技術(shù)回收零價(jià)鐵后回流至生化池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，其特征在于：所述步驟S2中，零價(jià)鐵為200目以上，所述具體投加濃度根據(jù)進(jìn)水COD、總氮總磷及其他污染物濃度、相關(guān)的工藝控制參數(shù)、排放標(biāo)準(zhǔn)以及所采用的零價(jià)鐵粒徑確定，所述的投加方式可根據(jù)工藝及現(xiàn)場(chǎng)其他具體情況靈活選址人工及自動(dòng)投。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，其特征在于：所述步驟S4中，零價(jià)鐵磁回收裝置為磁滾筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，其特征在于：所述對(duì)于流失的零價(jià)鐵需要定期補(bǔ)充。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，其特征在于：所述生化反應(yīng)各個(gè)單元，包括厭氧池/區(qū)、缺氧池/區(qū)、好氧池/區(qū)都需要攪拌以防止零價(jià)鐵沉底。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，可以有效解決背景技術(shù)中的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，所述包括以下操作步驟：
S1：處理用設(shè)備與設(shè)施的構(gòu)建：所述設(shè)備包括厭氧池(或厭氧區(qū))、缺氧池(或缺氧區(qū))和好氧池(或好氧區(qū))、二沉池和零價(jià)鐵磁回收裝置，所述厭氧池/區(qū)、缺氧池/區(qū)和好氧池/區(qū)組成生化單元，所述生化單元內(nèi)部安裝有雙曲面攪拌機(jī)；
S2：在AAO工藝的好氧池投加納米及微米級(jí)別的零價(jià)鐵10-500mg/L，若僅考慮除磷作用時(shí)投加量一般控制在1-30mg/L)，可根據(jù)水量大小采用包括：人工、自動(dòng)，間歇和連續(xù)投加，投加零價(jià)鐵新材料可采用包括但不限于水力輸送、風(fēng)力輸送、管鏈輸送、螺旋輸送及人工投加方式；
S3：零價(jià)鐵粉進(jìn)入到好氧池后，由于其粉體較細(xì)，且為多孔材料，一般會(huì)漂浮在水面隨即由于攪拌的作用與活性污泥混合，并被活性污泥的絮狀包裹作用，且隨著污泥的攪拌、回流等運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)及擴(kuò)散，進(jìn)而充滿(mǎn)整個(gè)好氧、缺氧、厭氧生化池，為防止零價(jià)鐵沉底，設(shè)計(jì)在生化池中采用雙曲面攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，零價(jià)鐵粉進(jìn)入到好氧池后，在攪拌及曝氣的共同作用下快速與活性污泥混合，在好氧生化池中零價(jià)鐵由于溶解氧、水、鹽分、微生物的存在發(fā)生電化學(xué)及微生物電化學(xué)的反應(yīng)，其結(jié)果表現(xiàn)為部分零價(jià)鐵被腐蝕成為鐵離子，直接與磷酸根發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)磷酸鹽的去除，在好氧及缺氧厭氧等生化池中由于零價(jià)鐵的“吸氧”性能會(huì)在活性污泥菌膠團(tuán)的局部形成微觀缺氧或厭氧環(huán)境，有助于反硝化脫氮，同時(shí)在缺氧與厭氧池中零價(jià)鐵還可以參與鐵型反硝化的電子供體參與電子轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)鐵型自養(yǎng)脫氮，零價(jià)鐵腐蝕形成的H2對(duì)硝酸鹽也有額外的去除效果，即在鐵型自養(yǎng)發(fā)生的同時(shí)協(xié)同發(fā)生氫型自養(yǎng)脫氮，上述表現(xiàn)為總氮的去除；
S4：經(jīng)過(guò)厭氧缺氧好氧等生化池反應(yīng)后的污泥，進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，由于零價(jià)鐵本身對(duì)沉淀的改善性能及腐蝕產(chǎn)物鐵離子本身的絮凝性，活性污泥的沉降性得到改善，污泥進(jìn)入二沉池可獲得良好的泥水分離效果，排出的剩余污泥由于含有大量的未能參與反應(yīng)的零價(jià)鐵，采用磁分離技術(shù)回收零價(jià)鐵后回流至生化池，以此可以回收零價(jià)鐵以降低成本。
優(yōu)選的，所述步驟S2中，零價(jià)鐵為200目以上，所述具體投加濃度根據(jù)進(jìn)水碳源及其他污染物濃度、相關(guān)的工藝控制參數(shù)以及所采用的零價(jià)鐵粒徑確定。
優(yōu)選的，所述步驟S4中，零價(jià)鐵磁回收裝置為磁滾筒。
優(yōu)選的，所述生化反應(yīng)各個(gè)單元，包括厭氧池/區(qū)、缺氧池/區(qū)、好氧池/區(qū)都需要攪拌以防止零價(jià)鐵沉底。
有益效果
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，具備以下有益效果：
1、該基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，首創(chuàng)性的提出用高濃度微米零價(jià)鐵作為反應(yīng)介質(zhì)及載體，作為微生物載體的同時(shí)直接參與脫氮除磷反應(yīng)，增加污泥齡，提高污泥濃度，實(shí)現(xiàn)雙泥法，大大提高的脫氮除磷效率，改善污泥沉降性，提高污泥濃度，減少了污水處理設(shè)施占地，此外零價(jià)鐵的投加降低了重金屬對(duì)微生物的毒害，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定。
2、該基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，可以使用火法或濕法還原的微米、納米狀態(tài)零價(jià)鐵，材料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，可有效降低或完全替代碳源及傳統(tǒng)零價(jià)鐵新材料，采用磁回收技術(shù)回收粉體零價(jià)鐵，大部分零價(jià)鐵可以得到有效回收，介紹藥劑成本。
3、該基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，本發(fā)明采用雙曲面攪拌機(jī)對(duì)生化池進(jìn)行攪拌，采用水力輸送、風(fēng)力輸送、管鏈輸送、螺旋輸送等多種自動(dòng)化投加及人工投加方式，設(shè)備化實(shí)現(xiàn)形式簡(jiǎn)單，適用于各類(lèi)型污水處理廠改造，同樣適用于各新建污水處理廠。
4、該基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，通過(guò)添加的零價(jià)鐵，可以在水中為微生物生長(zhǎng)提供了附著基質(zhì)，增大了微生物與廢水的接觸面積，有效防止了微生物流失，零價(jià)鐵能夠協(xié)同微生物提升脫氮效果，通過(guò)微生物的反硝化以及零價(jià)鐵的還原作用，能有效縮短脫氮時(shí)間，提升脫氮效率。
5、該基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，微米及納米零價(jià)鐵投加進(jìn)入生化池后會(huì)被污泥包裹，并隨著污泥的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)及擴(kuò)散，進(jìn)而充滿(mǎn)整個(gè)生化池，分散性好，由于零價(jià)鐵新材料本身的絮凝作用，使其具有改善活性污泥沉降性能的作用。
6、該基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，微米及納米零價(jià)鐵巧妙地利用了污水生化系統(tǒng)中溶解氧、電解質(zhì)、微生物，包括硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌及好氧厭氧交替等復(fù)雜環(huán)境和影響因素，當(dāng)納微米級(jí)別的除磷材料進(jìn)入生化池后，與周?chē)h(huán)境之間發(fā)生復(fù)雜的微生物電化學(xué)作用而使該除磷材料受到破壞，從而釋放出活性鐵離子，釋放出的活性鐵離子一方面與磷酸根生成難溶性鐵鹽，另一方面生成的鐵鹽通過(guò)溶解和吸水發(fā)生強(qiáng)烈水解，同時(shí)發(fā)生聚合反應(yīng)，生成具有較長(zhǎng)線(xiàn)形結(jié)構(gòu)的羥基絡(luò)合物，這些含鐵的羥基絡(luò)合物能有效降低或消除水體中膠體的ξ電位，并通過(guò)電中和、吸附架橋及絮體的卷掃作用使膠體凝聚，改善污泥的沉降性能，同時(shí)通過(guò)沉淀將磷去除。
7、該基于零價(jià)鐵的污水脫氮除磷生化處理工藝，零價(jià)鐵腐蝕形成的H2對(duì)硝酸鹽有額外的去除效果，即在鐵型自養(yǎng)發(fā)生的同時(shí)協(xié)同發(fā)生氫型自養(yǎng)脫氮，零價(jià)鐵能夠促進(jìn)大分子難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，提高廢水的可生化性，通過(guò)使用磁滾筒作為零價(jià)鐵回收裝置，可將附著微生物的零價(jià)鐵回收利用，將大部分載體回收利用，減少日常載體投加量，降低運(yùn)行成本，通過(guò)采用的雙曲面攪拌機(jī)對(duì)生化池活性污泥進(jìn)行攪拌，可以保證生化池的生物反應(yīng)的效率、防止初始投加零價(jià)鐵沉積、加強(qiáng)對(duì)流傳質(zhì)、提升溶解氧利用率。
（發(fā)明人：曾祥專(zhuān);陳晉;陳曉青;陳浩沛;馮建樑;羅洋）
