污水深度除磷方法及装置：纳米复合材料与上向流滤池的物理吸附法

污水深度除磷方法及装置：纳米复合材料与上向流滤池的物理吸附法

申请日期：2016.06.20

公佈（公告）日期 2017.02.01

IPC分类编号C02F1/28；C02F1/52

概括

本发明涉及一种污水深度除磷方法及装置，该装置具体采用纳米复合材料物理吸附法和上流滤池对污水进行深度除磷。该装置由快速混合器和上流滤池组成。方法步骤为：（1）在快速混合器中加入纳米复合吸附剂，与污水充分混合；（2）混合液流入上流滤池进行过滤。上流滤池采用底部进水、顶部出水的过滤形式，混合液在滤料间发生絮凝、网结、沉淀反应，含磷絮体被截留在滤料表面；（3）当滤池水头损失达到一定值时，停止进水进行反冲洗，附着在滤料上的含磷絮体被剥离，随反冲洗废水排出滤池。该方法处理效率高，停留时间短。 处理后出水总磷含量在0.2毫克/升以下。

摘要及附图

索赔

1.一种污水深度除磷处理装置及方法，其特征在于：包括快速混合器和上向流滤池，该装置利用添加纳米复合吸附剂对污水中的磷酸盐的吸附和微絮凝作用，结合上向流滤池的拦截过滤作用，深度去除污水中的磷。

2.根据权利要求1所述的深度除磷处理装置，其特征在于：用于向水体中添加纳米复合吸附剂的快速混合器，可将污水与纳米复合吸附剂均匀混合，混合时间为1～3秒，所述快速混合器可以为管式静态混合器、扩散式混合器、孔板式混合器或其他快速混合形式。

3.根据权利要求1所述的上向流过滤器，其特征在于：该过滤器的空床停留时间≤5min，过滤器为底部进水、顶部出水的上向流过滤形式，过滤器底部设有过滤来水和反冲洗来水的水气分布系统，顶部设有滤后出水系统，滤料可为石英砂、卵石、碎石等天然或人工重型滤料。

4.根据权利要求1所述的上流式过滤器，其特征在于：该过滤器的反冲洗方法及反冲洗结构基于本申请人现有专利“上流式过滤器的反冲洗方法及反冲洗配水结构”(ZL2.8)。

5.根据权利要求1所述的纳米复合吸附剂，由硅藻土、纳米沸石分子筛和聚合氯化铝按一定比例混合制成。

6.一种采用权利要求1至5所述废水深度除磷处理系统处理废水的方法，其特征在于包括以下步骤：

（i）将纳米复合吸附剂添加到污水中，并用快速搅拌器充分混合；

（二）混合液流入上流式滤池过滤。上流式滤池采用底部进水、上部出水的过滤形式，混合液流入沉淀池底部布水装置进行均匀布水。原水利用前段水力势能，先通过下部大颗粒滤料，混合液中的吸附剂吸附滤料间水流通道中的磷，并相互产生微絮凝反应，生成的微絮凝物被滤料表面截留，当附在滤料表面的絮凝物增多到一定程度时，对水中悬浮的微磷絮凝物起网捕作用，将其结合成较大的颗粒，絮凝物在滤层中自由沉淀，最终吸附在底部大颗粒滤料表面，之后污水进一步被上部细滤料截留，过滤后的水由上部集水装置收集后排放。

（三）当滤池水头损失达到一定值时，停止进水，进行反冲洗。反冲洗过程中，滤料上附着的含磷絮体会被剥离，并随反冲洗废水排出滤池。

7.根据权利要求6所述的污水深度除磷处理系统的处理方法，其特征在于：所述纳米复合吸附剂的投加方式为湿式投加，药剂浓度为10％～20％。

8、污水深度除磷处理系统在运行过程中需不断投加纳米复合吸附剂，可根据进水和滤池出水的磷浓度调整投加量。

手动的

一种污水深度除磷系统及利用该系统的处理方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种污水深度除磷系统及利用该系统的除磷方法。

背景技术

磷是大多数水体富营养化的控制因素，控制磷浓度尤为重要。我国《污水厂综合排放标准》（-1996）一级A标准为磷酸盐（以P计）≤0.5mg·L-1。如何在保证出水中磷含量达标的同时，降低污水厂运行成本，是亟待解决的问题。

吸附法是近年来受到重视的一种废水除磷方法，利用具有多孔结构或比表面积大的吸附剂材料对水中磷酸根离子的吸附亲和力实现除磷。此法吸附时间短，吸附效果好，无毒，特别适用于污水处理厂深度处理系统的除磷工艺。常用的除磷吸附剂分为天然和合成两种，天然吸附剂价格低廉但吸附容量较小，而合成吸附剂吸附容量大但往往价格过于昂贵。

目前利用吸附除磷的水处理工艺有固定床滤池和污泥循环澄清池。固定床滤池采用吸附材料作为滤床，含磷污水通过滤池时，水中的磷酸盐被滤床吸附。固定床滤池处理效率高，但由于滤床吸附能力有限，需经常解吸再生或更换滤床，因此处理成本高。污泥循环澄清池采用硅藻土等天然改性吸附剂投加于池内，利用水力或机械作用，使吸附剂与污水充分混合。含磷污泥一部分作为剩余污泥排出，另一部分返回池内反应区再次进行混合吸附。 目前实际运行中还存在污泥回流量控制困难、吸附剂投加量大、污泥循环澄清池剩余污泥量较大等问题。

近年来，各种复合除磷吸附剂被陆续研究，与现有的吸附剂相比，复合吸附剂不仅具有吸附效果，还有良好的絮凝沉淀效果，吸附容量大，处理成本低。但复合除磷吸附剂尚处于实验研究阶段，与其结合的经济、稳定的处理工艺较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于工程实践的污水深度除磷系统及利用该系统的除磷方法，以克服现有技术的不足，实现污水深度处理的药耗低、去除率高、处理稳定达标。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种污水深度除磷处理装置及方法，包括快速混合器和上向流过滤器，该装置通过添加纳米复合吸附剂，利用污水中磷酸盐的吸附和微絮凝作用，结合上向流过滤器的拦截过滤作用，深度去除污水中的磷。

用于向进水中添加纳米复合吸附剂的快速混合器，可将污水与纳米复合吸附剂均匀混合，混合时间为1~3s。快速混合器可为管式静态混合器、扩散混合器、穿孔板混合器或其他混合形式。上向流滤池空床停留时间≤5min。滤池为底部进水、顶部出水的上向流过滤形式，滤池底部设有用于过滤进水和反冲洗的水气分布系统，上部设有过滤后出水系统。滤料可为鹅卵石、碎石等天然或人工重型滤料。上向流滤池的反冲洗方法及反冲洗结构可参考申请人现有发明专利“上向流滤池的反冲洗方法及反冲洗水分布结构”(ZL2.8)。

该纳米复合吸附剂由硅藻土、纳米沸石分子筛、聚合氯化铝复合而成，其复合比例为硅藻土：纳米沸石分子筛：聚合氯化铝=5：1：3。

一种污水深度除磷处理系统的除磷方法，包括以下步骤：

（i）将纳米复合吸附剂添加到污水中，并用快速搅拌器充分混合；

（二）混合液流入上流式滤池过滤。上流式滤池采用底部进水、顶部出水的过滤形式，混合液流入沉淀池底部布水装置进行均匀布水。原水利用前段水力势能，先通过下层大颗粒滤料，混合液中的吸附剂吸附滤料间水流通道中的磷，并相互产生微絮凝反应，生成的微絮凝物被滤料表面吸附截留，当滤料表面附着的絮凝物增多到一定程度时，对水中悬浮的微絮凝物起网结作用，结合成较大的颗粒，絮凝物在滤层中自由沉淀，最终吸附在底部大颗粒滤料表面，之后污水进一步被上层细滤料截留，过滤后的水由上层集水装置收集后排放。

（三）当滤池水头损失达到一定值时，停止进水，进行反冲洗。反冲洗过程中，滤料上附着的含磷絮体会被剥离，并随反冲洗废水排出滤池。

纳米复合吸附剂采用湿式投加，浓度为10%~20%，系统运行过程中需连续投加纳米复合吸附剂，投加量可根据进水及滤池出水的磷浓度进行调整。

本发明用于污水深度除磷具有以下优点：

（1）针对当前污水深度除磷的特点，提出了一种基于化学吸附和理想过滤原理的除磷新技术；

（2）采用吸附容量大、吸附效果好的新型纳米复合吸附剂作为除磷剂，在降低处理成本的同时，保证深度除磷效果。吸附剂在与污水混合吸附过程中还起到微絮凝的作用，产生的微絮凝有利于其在上流滤池中的拦截，从而实现污水中磷的去除；

（3）采用基于理想过滤原理的上向流过滤技术，结合发明人专有的反冲洗方式及反冲洗布水结构，具有纳污容量大、过滤周期长、滤池冲洗彻底、二次污染少的特点。