一种城市污水脱氮除磷的复合处理系统及其处理方法技术方案

本发明专利技术提供一种城市污水脱氮除磷的复合处理系统及其处理方法，该复合系统包括污水垂直流人工湿地－除磷膜生物反应器单元—污水水平流人工湿地复合脱氮除磷单元、碳源提高单元、反应池单元、沉淀池和储水池。所述处理方法利用上述复合处理单元可以快速、高效的予以处理，出水氨氮浓度达到国家《污水综合排放标准》（GB8978~96）一级排放标准。并且节约垃圾渗滤液处理费和污水厂投加甲醇等碳源成本，易于操作，具有很好的环境效益、经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境工程水处理
，具体为一种城市污水脱氮除磷的复合处理系统及处理方法。
技术介绍
由于受地域、气候和生活习惯的影响，我国某些城市人均生活用水量较大，而且这些城市降雨较多造成地下水位较高，以及多为合流制的排水体系和不甚合理的化粪池设置等因素，总体上造成这些城市的生活污水具有有机物浓度低、氮磷含量并不低的现象，通常把这种有机物含量低而氮、磷含量相对较高的城市污水称为低碳高氮磷城市污水，简称低碳氮比污水。城市污水处理工艺通常是以普通活性污泥法为基础，采用AB法、A/0、 A2/0法、SBR、氧化沟等多种污水处理工艺。随着城市周围水体富营养化程度的加剧，具有脱氮除磷的这些工艺逐步需要强化实施，另外，出台的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)对氮、磷排放指标要求均相应进行了提高。现有技术存在的不足不能将氨氮浓度降到很低，当浓度不高是，吹脱效果不是很好，得到的净化水质量也不好。为了得到清澈合格的干净水，减少污水处理的成本，充分利用污水处理后的污泥，本专利技术进行了改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供，具体技术方案如下。一种城市污水脱氮除磷的复合处理系统，包括污水垂直流人工湿地一除磷膜生物反应器单元一污水水平流人工湿地复合脱氮除磷单元、第一沉淀池、反应池、第二沉淀池、氯化池、储水池，其中污水垂直流人工湿地一除磷膜生物反应器单元一污水水平流人工湿地复合脱氮除磷单元是按照垂直流人工湿地在前，除磷膜生物反应器单元在中间，水平流人工湿地在后的顺序串联起来组成的复合脱氮除磷单元；水平人工湿地采用水泥底的整体水泥池，在水泥底的整体水泥池的一侧设置一个管道，依次连接第一沉淀池和一个反应池；反应池通过管道连接第二沉淀池，第二沉淀池连接氯化池，最后连接储水池。进一步的，所述除磷膜生物反应器是一体式膜生物反应器，包括调节池和生物反应器； 其中，所述生物反应器包括膜分离单元、鼓气管、空气泵、空气管、导流板、净化水管、净水箱；所述生物反应器中装有膜分离单元；膜分离单元的下部装有鼓气管，用于通过空气泵和空气管通入空气；鼓气管下至生物反应器底部安装有导流板；膜分离单元上连有用于流出净化水的净化水管和净水箱； 所述膜分离单元由膜组件排列组成，所述膜组件由上集水管、下集水管以及膜丝组成；膜丝两端粘接在上集水管、下集水管之间；膜组件自水面起向下布设，使得膜组件的上集水管安装在水面下，下集水管安装在自水面至2. 8米水深范围内的水层中。进一步的，城市污水首先经垂直流人工湿地，然后进入一个除磷膜生物反应器单元，该除磷膜生物反应器单元通过将曝气量集中分布于膜区下方，在膜区局部形成溶解氧大于2mg/L的好氧区，其它区域溶解氧小于lmg/L，并通过形成循环流场形态，形成好氧-兼氧-厌氧的交替分布流场形态，实现好氧吸磷-厌氧释磷的生化反应环境；通过维持系统污泥浓度为13000 20000mg/L，促进活性污泥生菌种消化死亡释磷；磷在厌氧区被微生物释放出来后，在系统中的磷化氢还原菌的作用下，转化为磷化氢释放，并经曝气系统吹脱进入大气；该处理单元排出的水再通过水平流人工湿地，并使部分未经处理的污水直接进入水平流人工湿地以补充碳源；水平人工湿地采用水泥底整体池，在水泥底的整体水泥池的一侧设置一个管道，依次连接一个沉淀池和一个反应池，从水平流人工湿地排出的水进入第一沉淀池，进行第一次沉淀；然后用一个泵抽出上清液，排入反应池；在反应池中按照Mg2+ NH4+ P043_ = I I. 5 I O. 8 I. 5比例首先加入反应全部所需的磷酸盐，待磷酸盐完全溶解后，在30 120分钟内分多次加入所需的全部镁盐，然后再加入氢氧化钠调节反应体系的P H值为8. 5 10，采用搅拌桨混合搅拌反应液，然后重力沉降1(Γ20分钟，将上清液和沉淀物进行分离；分离后的沉淀物进行脱水，向脱水后的沉淀物中按照磷酸铵镁与碱性粉煤灰重量比为10 广3投加碱性粉煤灰，加水混合搅拌，然后加热分解，加热时间为I. 5 h 3 h，温度控制在65 125°C;加热分解后产生的氨气用酸溶液吸收；从反 应池得到的上清液进入第二沉淀池，进行第二次沉淀，沉淀后的上清液排出该单元，进入氯化池，氯化池中按有效氯与氨氮重量比即Cl/Ν为9 12 : I加入含氯氧化剂，调节pH至7-7. 3，搅拌反应15 20min，然后第三次沉淀，沉淀后的上清液通过泵排入最后的储水池。进一步的，所述搅拌桨的叶片为3片，各个叶片之间的夹角为50度；所述镁盐为氯化镁、硫酸镁或氧化镁，磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。进一步的，所述储水池的水用于工业用水、灌溉或卫生间冲洗。进一步的，所述垂直流人工湿地填充富含铁、钙、硅和铝氧化物的高炉渣，水平流人工湿地填充富含钙的大理石或石灰石和煤渣。进一步的，垂直流人工湿地栽种花卉；水平流人工湿地栽种蔬菜。进一步的，所述城市污水包括各种含磷废水或各种同时含氨氮和磷的废水。进一步的，还将所述反应池的沉淀物回收利用，用作农业肥料。进一步，搅拌桨的叶片为3片，各个叶片之间的夹角为50度； 更进一步，垂直流人工湿地栽种的花卉为荷花、美人蕉、芦苇；水平流人工湿地所栽种的蔬菜为空心菜、韭菜、生菜、黄瓜、西红柿、慈姑和茭白； 更进一步，所述城市污水脱氮除磷的复合处理系统的应用，该系统应用到供水不足的郊区，直接连接种植区； 更进一步，该复合系统用于处理各种含磷废水或各种同时含氨氮和磷的废水。更进一步，将所述反应池的沉淀物回收利用，用作农业肥料。更进一步，将所述储水池通过管道连接到一个生活区，用于清洁用水。更进一步，将所述储水池通过管道连接到一个小型发电厂，用于工业用水。更进一步，将所述储水池通过管道连接一个化工厂或者一个焦化厂，用于工业用水。进一步的，本专利技术的除磷膜生物反应器可以是现有一般污水处理的膜反应器，也可以是一体式膜生物反应器，包括调节池和生物反应器；其中，生物反应器中装有膜单元；膜单元的下部装有鼓气管，用于通过空气泵和空气管通入空气；鼓气管下至生物反应器底部安装有导流板；膜单元上连有用于流出净化水的净化水管和净水箱；所述膜分离单元安装于生物反应器中池水的上部，膜组件自水面起向下布设，使膜组件上集水管安装在水面下，下集水管安装在自水面至2. 5米水深范围内的水层中。除磷膜生物反应器通过微滤膜的截留作用，实现了磷化氢还原菌在系统的富集生长，为磷的气化去除提供了条件，形成如下的连续式生化反应磷的吸收adp+h3po4+能量—atp+h2o (好氧环境) 磷的释放atp+h2o — adp+h3po4+能量 (厌氧环境) 磷的气化转化=H3PO4+磷酸盐还原菌一磷化氢(厌氧环境) 磷酸铵镁沉淀法(俗称鸟粪石沉淀法)是化学中较多采用的一种同时沉淀较高浓度氨氮和磷酸根的方式，而且磷酸铵镁作为一种重要的缓效性复合肥料可以得到利用。其基本原理为，在含NH4+和P043_的水中添加镁盐，发生以下的化学反应Mg2++HP0广+ΝΗ:+6Η20 — MgNH4PO4 · 6Η20 I +H+ (I) Mg2++P0广+ΝΗ:+6Η20 — MgNH4PO4 · 6Η20 I(2)M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市污水脱氮除磷的复合处理系统，其特征在于包括污水垂直流人工湿地－除磷膜生物反应器单元—污水水平流人工湿地复合脱氮除磷单元、第一沉淀池、反应池、第二沉淀池、氯化池、储水池，其中污水垂直流人工湿地－除磷膜生物反应器单元—污水水平流人工湿地复合脱氮除磷单元是按照垂直流人工湿地在前，除磷膜生物反应器单元在中间，水平流人工湿地在后的顺序串联起来组成的复合脱氮除磷单元；水平人工湿地采用水泥底的整体水泥池，在水泥底的整体水泥池的一侧设置一个管道，依次连接第一沉淀池和一个反应池；反应池通过管道连接第二沉淀池，第二沉淀池连接氯化池，最后连接储水池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛晓君，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：