城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统及吸附除磷、磷回收的方法技术方案

本发明专利技术城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统及吸附除磷、磷回收的方法属于水污染控制与资源再生领域。其目的是为了提供一种操作简便、处理效果好、实现磷资源化利用的城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统及吸附除磷、磷资源回收的方法。本发明专利技术城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统包括：集水配水装置、吸附滤池、再生系统、磷结晶回收系统。本发明专利技术的方法包括以下步骤：进水流经滤池时磷被滤料吸附；曝气、水洗；碱液流经滤料磷解吸附；富磷碱液回收；用钙盐对富磷再生碱液中的磷进行结晶回收。本发明专利技术采用的除磷吸附材料是铁基磷吸附滤料，具有高效吸附性能，且通过独特造粒技术，能够再生重复使用，解决了除磷吸附材料的使用问题，降低运行成本。

【技术实现步骤摘要】
城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统及吸附除磷、磷回收的方法
本专利技术属于水污染控制与资源再生领域，特别是涉及一种用于城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收的系统和方法。
技术介绍
废水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷的形式存在，由于废水来源不同，总磷及各种形式的磷含量差别较大。典型的生活污水中总磷含量在3-15mg/L(以磷计)；在新鲜的原生活污水中，磷酸盐的分配大致如下：正磷酸盐5mg/L(以磷计)，三聚磷酸盐3mg/L(以磷计)，焦磷酸盐1mg/L(以磷计)以及有机磷<1mg/L(以磷计)。聚磷酸盐在酸性条件下可以水解为正磷酸盐，大多数生活污水的pH范围在6.5-8，温度在10-20℃，在此条件下水解过程非常缓慢；然而，在污水中细菌生物酶的作用下，可以大大加快水解转化过程，生活污水中的不少缩聚磷酸盐在污水到达处理厂之前已经转变为正磷酸盐。此外，在污水生化处理过程中，所有的聚磷酸盐都被转化为正磷酸盐，没有缩聚磷酸盐能残存下来。同时，在细菌的作用下，污水中的有机磷也部分转化为正磷酸盐。由于上述原因，在废水吸附除磷过程中，主要关注于正磷酸盐。受磷酸的电离平衡制约，正磷酸盐在水体中电离，同时生成H3PO4、H2PO-4、HPO2-4和PO3-4，各个含磷基团的浓度分布随pH值而异，在pH值6-9的典型生活污水中，主要存在形式为磷酸氢根和磷酸二氢根。在吸附除磷的固液反应过程中所提到的吸附概念，可以涵盖固体表面的物理吸附、离子交换形式的化学吸附以及固体表面沉积过程。物理吸附仅发生在固液界面，依据分子间的相似相溶原理，其作用力为分子间力。物理吸附的特点为多层吸附，无严格的饱和吸附量，吸附等温线较符合Fruendrich方程。化学吸附或离子交换可能是固液界面的单层反应，也可能是固体内部一定深度的表层反应，一般能近似符合单层吸附假设，吸附等温线较符合Langmiur方程。吸附除磷的实际过程既包括物理吸附，又包括化学吸附。对于天然吸附剂，一般由于固体表面老化而不能显示出高表面能及强吸附性，吸附作用主要依靠其巨大的比表面积，该类吸附以物理吸附为主。对于大多数人工合成的高效吸附剂，由于人为制造了固体表面的特性吸附和离子交换层，化学吸附占主导地位。
技术实现思路
本专利技术针对目前污水处理厂依靠生物除磷达标困难，从而大量投加化学除磷药剂，导致药剂费用高、影响出水SS及色度、增加污泥处理量等种种弊端，而提供了一种城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统及吸附除磷、磷回收的方法。本专利技术是以高效过滤吸附滤料(即APM滤料)为核心，开发出的整套用于污水处理厂深度处理的“城镇污水处理厂尾水吸附滤池除磷及磷回收的方法”(简称PREF工艺)。本专利技术涉及一种城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统，所述系统包括：集水配水装置、多个吸附滤池、再生系统、磷结晶回收系统和净水出口；多个所述吸附滤池包括第一吸附滤池和第二吸附滤池；所述集水配水装置包括进水分配槽和出水收集槽；所述进水分配槽设于出水收集槽内部；所述再生系统包括鼓风机、多个喷淋装置、反冲洗泵；多个所述喷淋装置包括第一喷淋装置和第二喷淋装置；所述磷结晶回收系统包括再生后碱收集池、富磷碱液储罐、絮凝结晶反应器、回用碱液罐、钙盐罐、浓碱罐；所述进水分配槽上端设有进水管，两侧分别与第一喷淋装置、第二喷淋装置通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述第一喷淋装置位于第一吸附滤池内部上方，所述第二喷淋装置位于第二吸附滤池内部上方；所述第一吸附滤池、第二吸附滤池的出水口均与出水收集槽、再生后碱收集池的进水口通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述出水收集槽的出水口分别与反冲洗泵的进水口、净水出口通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述反冲洗泵的出水口分别与出水收集槽和第一吸附滤池、第二吸附滤池之间的管道之间通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述鼓风机分别与第一吸附滤池、第二吸附滤池底部的进气口相通；所述再生后碱收集池的出水口与富磷碱液储罐的进水口相通，且两者之间设有第一化工泵；所述富磷碱液储罐的出水口与絮凝结晶反应器的进水口相通，且两者之间设有第二化工泵；所述钙盐罐的出料口与絮凝结晶反应器的进水口相通，且两者之间设有第一计量泵；所述絮凝结晶反应器的底端设有出料口，用于排出结晶得到的磷酸钙；所述絮凝结晶反应器的出水口与回用碱液罐的进水口相通；所述回用碱液罐的出水口分别与第一喷淋装置、第二喷淋装置的进水口通过管道相通，且管道上设有第三化工泵和调节阀；所述浓碱罐的出水口分别与第一喷淋装置、第二喷淋装置的进水口通过管道相通，且管道上设有第二计量泵和调节阀。优选地，所述吸附滤池中的除磷吸附滤料为APM滤料或其他对磷有选择吸附能力的滤料，其中APM滤料是由北京水汇物源环境科技有限公司与北京宝鸿锐科环境科技有限公司共同研发，利用铁基及稀土金属对磷的专属及高效吸附性能而制成，对水中磷有高效选择性吸附能力，进而达到净化水体的目的。污水处理厂水处理中所采用的传统吸附塔存在容易堵塞、反冲洗强度大、容易破坏除磷除磷吸附滤料、再生效果不理想等缺点，水汇物源公司自主研发了吸附滤池，配有曝气反冲洗及再生系统，保证出水水质的同时可避免滤料堵塞。优选地，所述回用碱液罐中的上清碱液中NaOH的浓度为0.2-0.5M。本专利技术采用的除磷吸附滤料在强碱性条件下有很高的再生效率，利用碱液喷淋再生系统对除磷吸附滤料进行再生，碱液能够高效利用，且再生液也可重复多次使用，降低了除磷吸附滤料再生成本。本专利技术采用的磷结晶回收系统，利用钙盐将再生液中高浓度磷结晶生成磷酸钙。该磷结晶回收系统操作方便，结晶效率高，磷的有效回收率高，在实现资源回收的同时也降低了系统运行成本。本专利技术还涉及一种城镇污水处理厂尾水吸附除磷、磷回收的方法，所述方法包括以下步骤：(1)城镇污水处理厂尾水进入吸附滤池中，吸附滤池中的除磷吸附滤料对尾水中的磷进行吸附，吸附滤池的出水达标排放，所得出水(SS＜5，TP＜0.3)；(2)当除磷吸附滤料吸附饱和时，先通过鼓风机对附滤池进行曝气，再通过反冲洗泵对吸附池中的除磷吸附滤料进行水洗，以去除吸附的悬浮物；(3)经过步骤(2)曝气、水洗后的除磷吸附滤料用浓碱喷淋或者浸泡再生，得到再生后的除磷吸附滤料和富磷再生碱液；(4)向富磷再生碱液中加入钙盐得到磷酸钙结晶和上清碱液，即完成本专利技术的城镇污水处理厂尾水吸附除磷、磷回收，磷酸钙结晶收集后作为磷肥使用。优选地，所述吸附滤池中的除磷吸附滤料为北京宝鸿锐科环境科技有限公司出售的APM滤料，是由北京水汇物源环境科技有限公司与北京宝鸿锐科环境科技有限公司共同研发，利用铁基及稀土金属对磷的专属及高效吸附性能而制成，对水中磷有高效选择性吸附能力，进而达到净化水体的目的。优选地，所述步骤(2)中水洗用水为步骤(1)中的出水。优选地，所述步骤(3)得到的再生后的除磷吸附滤料用于步骤(1)中的磷吸附。优选地，所述步骤(4)中上清碱液调节至NaOH的含量为0.2-0.5M后，用于步骤(3)中对除磷吸附滤料的再生。本专利技术城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统及吸附除磷、磷回收的方法与现有技术不同之处在于：1、本专利技术城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统采用的除磷吸附材料具有高效吸附性能，且通过独特造粒技术，能够再生重复使用，解决了除磷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统，其特征在于：城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统包括：集水配水装置(1)、多个吸附滤池、再生系统、磷结晶回收系统和净水出口(19)；多个所述吸附滤池包括第一吸附滤池(2)和第二吸附滤池(3)；所述集水配水装置(1)包括进水分配槽(1A)和出水收集槽(1B)；所述进水分配槽(1A)设于出水收集槽内部(1B)；所述再生系统包括鼓风机(16)、多个喷淋装置、反冲洗泵(10)；多个所述喷淋装置包括第一喷淋装置(17)和第二喷淋装置(18)；所述磷结晶回收系统包括再生后碱收集池(4)、富磷碱液储罐(5)、絮凝结晶反应器(6)、回用碱液罐(7)、钙盐罐(8)、浓碱罐(9)；所述进水分配槽(1A)上端设有进水管，两侧分别与第一喷淋装置(17)、第二喷淋装置(18)通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述第一喷淋装置(17)位于第一吸附滤池(2)内部上方，所述第二喷淋装置(18)位于第二吸附滤池(3)内部上方；所述第一吸附滤池(2)、第二吸附滤池(3)的出水口均与出水收集槽(1B)、再生后碱收集池(4)的进水口通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述出水收集槽(1B)的出水口分别与反冲洗泵(10)的进水口、净水出口(19)通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述反冲洗泵(10)的出水口分别与出水收集槽(1B)和第一吸附滤池(2)、第二吸附滤池(3)之间的管道之间通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述鼓风机(16)分别与第一吸附滤池(2)、第二吸附滤池(3)底部的进气口相通；所述再生后碱收集池(4)的出水口与富磷碱液储罐(5)的进水口相通，且两者之间设有第一化工泵(11)；所述富磷碱液储罐(5)的出水口与絮凝结晶反应器(6)的进水口相通，且两者之间设有第二化工泵(12)；所述钙盐罐(8)的出料口与絮凝结晶反应器(6)的进水口相通，且两者之间设有第一计量泵(14)；所述絮凝结晶反应器(6)的底端设有出料口；所述絮凝结晶反应器(6)的出水口与回用碱液罐(7)的进水口相通；所述回用碱液罐(7)的出水口分别与第一喷淋装置(17)、第二喷淋装置(18)的进水口通过管道相通，且管道上设有第三化工泵(13)和调节阀；所述浓碱罐(9)的出水口分别与第一喷淋装置(17)、第二喷淋装置(18)的进水口通过管道相通，且管道上设有第二计量泵(15)和调节阀。...

【技术特征摘要】
1.一种城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统，其特征在于：城镇污水处理厂尾水除磷、磷回收系统包括：集水配水装置(1)、多个吸附滤池、再生系统、磷结晶回收系统和净水出口(19)；多个所述吸附滤池包括第一吸附滤池(2)和第二吸附滤池(3)；所述集水配水装置(1)包括进水分配槽(1A)和出水收集槽(1B)；所述进水分配槽(1A)设于出水收集槽内部(1B)；所述再生系统包括鼓风机(16)、多个喷淋装置、反冲洗泵(10)；多个所述喷淋装置包括第一喷淋装置(17)和第二喷淋装置(18)；所述磷结晶回收系统包括再生后碱收集池(4)、富磷碱液储罐(5)、絮凝结晶反应器(6)、回用碱液罐(7)、钙盐罐(8)、浓碱罐(9)；所述进水分配槽(1A)上端设有进水管，两侧分别与第一喷淋装置(17)、第二喷淋装置(18)通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述第一喷淋装置(17)位于第一吸附滤池(2)内部上方，所述第二喷淋装置(18)位于第二吸附滤池(3)内部上方；所述第一吸附滤池(2)、第二吸附滤池(3)的出水口均与出水收集槽(1B)、再生后碱收集池(4)的进水口通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述出水收集槽(1B)的出水口分别与反冲洗泵(10)的进水口、净水出口(19)通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述反冲洗泵(10)的出水口分别与出水收集槽(1B)和第一吸附滤池(2)、第二吸附滤池(3)之间的管道之间通过管道相通，且管道上设有调节阀；所述鼓风机(16)分别与第一吸附滤池(2)、第二吸附滤池(3)底部的进气口相通；所述再生后碱收集池(4)的出水口与富磷碱液储罐(5)的进水口相通，且两者之间设有第一化工泵(11)；所述富磷碱液储罐(5)的出水口与絮凝结晶反应器(6)的进水口相通，且两者之间设有第二化工泵(12)；所述钙盐罐(8)的出料口与絮凝结晶反应器(6)的进水口相通，且两者之间设有第一计量泵(14)；所述絮凝结晶反应器(6)的底端设有出料口；所述絮凝结晶反应器(6)的出水口与回用碱液罐(7)的进水口...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝臣，吴鸿钢，
申请(专利权)人：北京水汇物源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11