申请日2018.02.01
公开(公告)日2018.06.19
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明公开一种强化废水厌氧生物除磷的方法，向含磷废水中投加外源药剂Na2S2O5和/或Na2SO3，混合均匀，调整废水pH值至6.0‑8.0，在15‑45℃下厌氧消化反应，废水中的总磷在厌氧微生物代谢作用下释放出磷化氢而从水体中得以去除，从而使得废水生化处理系统进入好氧阶段的总磷负荷明显降低，本发明方法简单易行，除磷效果明显。
权利要求书
1.一种强化废水厌氧生物除磷的方法，其特征在于，具体操作如下：
(1)将城市污水处理厂的厌氧池污泥接种至装有待处理含磷废水的反应器中混匀，反应器中混合液污泥浓度不低于3000mg/L;
(2)在步骤(1)混合物中添加外源药剂，然后调节混合物pH值为6.0-8.0，并通入氮气使反应器内溶解氧含量不高于0.2mg/L;
(3)步骤(2)反应器中混合物在15-45℃下厌氧消化反应，含磷废水在厌氧微生物作用下释放磷化氢而使废水中的总磷含量下降，即实现废水除磷。
2.根据权利要求1所述的强化废水厌氧生物除磷的方法，其特征在于：外源药剂为Na2S2O5和/或Na2SO3，其投加量为0.3-2.0g/L。
3.根据权利要求1所述的强化废水厌氧生物除磷的方法，其特征在于：厌氧消化时间为48-144h。
说明书
一种强化废水厌氧生物除磷的方法
技术领域
本发明涉及一种废水厌氧生物除磷的方法，具体涉及添加外源药剂强化废水厌氧生物除磷的方法，属于废水生物处理技术领域。
背景技术
目前，富营养化给自然水体造成了严重的负面影响，如湖泊“水华”及近海“赤潮”时有发生，且愈演愈烈，不仅危害农业、渔业、旅游业等诸多行业，也对饮用水卫生和食品安全构成了巨大威胁。造成水体富营养化的限制性物质主要是磷，只有当水中磷的浓度很高时，起限制作用的才是氮。由此可见，有效去除废水中的磷远比去除氮的意义更为重要。降低水体富营养化控制磷污染的方法主要包括生物法、化学沉淀法、吸附法、离子交换法等。传统的污水处理厂利用聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷的污水生物除磷技术原理，仅仅是对磷进行了物相的转换，将磷由液相中转移到固相污泥中，污泥中磷还需后续进一步处理。化学法除磷工艺消耗化学药剂并产生大量化学污泥，造成二次环境污染且处理成本相对较高;渗析法、离子交换法等技术运行成本高、操作复杂，也很难满足废水除磷的实际运行需求。
生物除磷工艺是相对比较经济的方法，厌氧条件下将废水中的磷转化为磷化氢从而达到除磷的目的，已逐渐引起了人们的关注。Devai等人在1988年首次在城市污水处理厂检测到磷化氢，磷平衡计算表明：污水处理厂废水中磷的损失达到30-40%。已有申请CN104828939 A公开了 “一种含磷有机废水多段除磷产磷化氢的方法”，所述方法包括配置厌氧反应器、微生物燃料电池以及微生物电解池，三者依次连接，通过厌氧发酵、微生物电解池这两个反应单元实现多段除磷产磷化氢，在提高除磷效率的同时，产生的磷化氢纯度较高，但工艺过程颇为复杂。已有申请CN 106365309 A公开了“一种含磷污水厌氧生物除磷及磷回收的方法”，主要通过控制污水系统的有机负荷以及磷负荷富集磷酸盐还原菌，利用磷酸盐还原菌将废水中的磷酸盐转化为磷化氢而达到除磷的目的;目前还未见与本申请相关的除磷方法公开。
发明内容
本发明提供了一种强化废水厌氧生物除磷的方法，该方法基于微生物的厌氧代谢，向含磷废水中添加Na2S2O5等还原性药剂，促使废水中的磷酸盐更容易得到电子从而转化为磷化氢，并从水体中逸出而实现废水除磷的目的。
本发明的技术内容如下：
(1)将城市污水处理厂的厌氧池污泥接种至装有待处理含磷废水的反应器中混匀，反应器中混合液污泥浓度(MLSS)不低于3000mg/L;
(2)在步骤(1)混合物中添加外源药剂，然后调节混合物pH值为6.0-8.0，并通入氮气使反应器内溶解氧含量不高于0.2mg/L;
(3)步骤(2)反应器中混合物在15-45℃下厌氧消化反应，含磷废水在厌氧微生物作用下释放磷化氢而使废水中的总磷含量下降，即实现废水除磷。
所述外源药剂为Na2S2O5和/或Na2SO3，其投加量为0.3-2.0g/L。
所述厌氧消化时间为48-144h。
本发明具有如下优势：
1)通过厌氧反应器内直接添加外源还原性药剂，实现了废水厌氧生物除磷的目的;相比厌氧释磷-好氧吸磷-污泥排放这一传统生物除磷工艺，本发明工艺过程简单，除磷效果明显;
2)本发明直接降低了厌氧生化反应体系的总磷含量，明显降低后续好氧生化池的磷负荷，有助于实现生化系统最终出水磷达标排放。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1
将过滤后的生活污水1.5L装入有效容积为3L的生化反应器内，接种城市污水处理厂的厌氧池污泥，反应器中混合液污泥浓度为3120mg/L、总磷含量为435mg/L;设置两组平行试验，其中一组投加外源药剂Na2S2O5，其投加量为0.7g/L，一次性向反应器中投加Na2S2O5后，搅拌混匀，并调节混合物pH值至7.0，通入氮气使反应器内溶解氧含量为0.01mg/L，随后封闭反应器;另外一组为空白对照，不投加外源药剂，调节混合物pH值至7.0，通入氮气3min后使反应器内溶解氧含量为0.01mg/L，封闭反应器;两组反应器均置于15℃恒温水浴条件下厌氧消化144h;振荡反应器，取反应器内适量消化混合液，经超声破碎后测定其总磷含量;空白对照组总磷去除率为0.8%，投加外源药剂的测试组废水总磷去除率为24.1%;厌氧生化反应体系添加外源药剂后，废水除磷效果明显提升。
实施例2
将过滤后的生活污水1.5L装入有效容积为3L的生化反应器内，接种城市污水处理厂的厌氧池污泥，反应器中混合液污泥浓度为14580mg/L、总磷含量为2247mg/L;设置两组平行试验，其中一组投加外源药剂Na2S2O5，其投加量为1.3g/L，分2次投加后混匀，调节混合液pH值至8.0，并通入氮气使反应器内溶解氧含量为0.05mg/L，于25℃恒温水浴条件下厌氧消化120h，其余操作过程与实施例1相同;空白对照组不添加外源药剂，消化时间、温度等环境条件与测试组相同;空白对照组总磷去除率为4.2%，添加外源药剂的试验组废水总磷去除率为17.9%。
实施例3
将过滤后的生活污水1.5L装入有效容积为3L的生化反应器内，接种城市污水处理厂的厌氧池污泥，反应器中混合液污泥浓度为4330mg/L、总磷含量为648mg/L;设置两组平行试验，其中一组投加外源药剂Na2SO3，其投加量为1.5g/L，一次性投加后，调节混合液pH值至8.0，并通入氮气使反应器内溶解氧含量为0.1mg/L，于45℃恒温水浴条件下厌氧消化100h，其余操作过程与实施例1相同;空白对照组不添加外源药剂，消化时间、温度等环境条件与测试组相同。空白对照组总磷去除率为0.3%，添加外源药剂的试验组废水总磷去除率为8.6%。
实施例4
将过滤后的生活污水1.5L装入有效容积为3L的生化反应器内，接种城市污水处理厂的厌氧池污泥，反应器中混合液污泥浓度为4330mg/L、总磷含量为648mg/L;设置两组平行试验，其中一组同时投加外源药剂Na2S2O5与Na2SO3，两者的质量比为2: 1，投加总量为2.0g/L;一次性投加后，调节混合液pH值至7.0，并通入氮气使反应器内溶解氧含量为0.07mg/L;于35℃恒温水浴条件下厌氧消化80h，其余操作过程与实施例1相同;空白对照组不添加外源药剂，消化时间、温度等环境条件与测试组相同。空白对照组总磷去除率为3.6%，添加外源药剂的试验组废水总磷去除率为25.6%。
实施例5
将过滤后的生活污水1.5L装入有效容积为3L的生化反应器内，接种城市污水处理厂的厌氧池污泥，反应器中混合液污泥浓度为4320mg/L、总磷含量为640mg/L。设置两组平行试验，其中一组投加外源药剂Na2S2O5，其投加总量为1.5g，第一次投加0.75g的Na2S2O5后，调节混合液pH值至6.0，于20℃恒温水浴条件下厌氧消化48h;之后，再次投加0.75g的Na2S2O5，继续厌氧消化24h，厌氧消化前通入氮气使反应器内溶解氧含量为0.15mg/L;其余操作过程与实施例1相同。空白对照组不添加外源药剂，消化时间、温度等环境条件与测试组相同;空白对照组总磷去除率为3.3%，添加外源药剂的试验组废水总磷去除率为11.2%。
实施例6
将过滤后的生活污水1.5L装入有效容积为3L的生化反应器内，接种城市污水处理厂的厌氧池污泥，反应器中混合液污泥浓度为4210mg/L、总磷含量为560mg/L;设置两组平行试验，其中一组投加外源药剂Na2S2O5，其投加量为0.3g/L，一次性投加后，调节混合液pH值至7.0，并通入氮气使反应器内溶解氧含量为0.2mg/L;于30℃恒温水浴条件下厌氧消化72h，其余操作过程与实施例1相同;空白对照组不添加外源药剂，消化时间、温度等环境条件与测试组相同。空白对照组总磷去除率为0.4 %，添加外源药剂的试验组废水总磷去除率为6.2%。
实验证明厌氧生化反应体系添加外源药剂后，废水除磷效果明显提升。
