一种用于污水处理的聚磷菌活化系统

技术领域

本申请涉及污水处理的领域，更具体地说，它涉及一种用于污水处理的聚磷菌活化系统。

背景技术

随着城镇化的发展，城市及工业污水排放引起的水体富营养化问题越来越突出，其主要原因是含氮、磷污水的过量排放，因此必须对污水进行处理。城市及工业污水中的磷可以采用物理、化学和生物处理法去除，与传统的物理和化学方法相比，生物处理法在去除污水中污染物方面有着无可比拟优势，例如：无需通过高温高压，在温和条件下即可完成对污水的处理，因此处理费用低廉；由于城市废水中所含的微生物代谢类型多样，可以对大多数污水的污染物实现生物降解；而且污水生物处理不产生附加的废弃物，对环境的影响较小。因此，以活性污泥为主体的污水处理过程已成为现代社会最大的生物技术产业。

生物除磷技术因其经济，所以成为污水和城市废水处理过程中最广泛使用的方法之一。生物除磷技术利用了活性污泥中一种特殊微生物的超量磷吸收的现象，即该微生物吸收的磷量超过自身正常生长所需的磷量，这种特殊的微生物就是聚磷菌。聚磷菌能在好氧情况下将污水中超量的磷吸入自身体内，使体内的磷含量为一般细菌含磷量的数倍，而在厌氧区，聚磷菌会分解体内一部分的多聚磷酸盐，用以维持自身生存，因此聚磷菌被广泛地应用于生物除磷。

生物除磷主要通过聚磷菌在厌氧条件下释放磷，在好氧条件下过量吸收磷，而后排放富含磷的剩余污泥，进而达到将磷从污水中去除的目的。由聚磷菌通过生物脱磷过程完成的去除污水中的磷的具体过程是：在污水与活性污泥混合后通过厌氧区、兼性厌氧区和好氧区的流程中，首先活性污泥中的聚磷菌在厌氧区利用体内多聚磷酸盐为能源，吸收污水中的短链脂肪酸并将其储存为体内的聚羟基脂肪酸酯，并向细胞外释放磷酸盐，当进入兼性厌氧期和好氧区后，聚磷菌利用体内的聚羟基脂肪酸酯为能源吸收污水中的磷，储存为体内的多聚磷酸盐，同时完成生长过程。在生物除磷过程中在好氧区的末期通过排放富含磷的剩余活性污泥就达到了从污水中去除磷的目的。

目前，生物除磷的工艺和方法，但大多数都存在投入成本大以及处理效果不佳等问题。因此，仍有改进的空间。

发明内容

为了提高污水处理的效率，并且，降低污水处理的成本，本申请提供一种用于污水处理的聚磷菌活化系统。

本申请提供一种用于污水处理的聚磷菌活化系统，采用如下的技术方案：

一种用于污水处理的聚磷菌活化系统，包括一级浓缩机，所述一级浓缩机的一端连通有释磷反应器，所述释磷反应器远离一级浓缩机的一端连通有二级浓缩机，所述二级浓缩机远离释磷反应器的一端连通有混凝池，所述混凝池远离二级浓缩机的一端连通有絮凝池，所述絮凝池远离混凝池的一端连通有三级浓缩机，所述三级浓缩机远离絮凝池的一端连通有除磷水回流装置，所述除磷水回流装置远离三级浓缩机的一端与释磷反应器连通，且所述除磷水回流装置远离三级浓缩机的一端还连通有厌氧池，所述一级浓缩机的一端还与除磷水回流装置连通，所述二级浓缩机远离释磷反应器的一端还连通有聚磷菌回收装置，所述聚磷菌回收装置远离二级浓缩机的一端与厌氧池连通，所述三级浓缩机远离絮凝池的一端还连通有高磷污泥排放装置，所述高磷污泥排放装置远离三级浓缩机的一端还连通有污泥脱水系统，所述混凝池内加入有除磷剂，所述絮凝池内加入有絮凝剂。

通过采用上述技术方案，当需要处理污水时，将含有聚磷菌的污泥投入一级浓缩机中进行分离，过滤后的水通过管道被抽至除磷水回流装置中，过滤后的污泥通过管道被抽至释磷反应器，然后向释磷反应器内投入碳源，使其与污泥中的聚磷菌发生反应，此时聚磷菌与污泥分离，游离在污水中，而污泥中不含有聚磷菌；接着将反应后的污泥和污水一起抽至二级浓缩机中进行过滤，不含有聚磷菌的污泥则被抽至聚磷菌回收装置中，最后进入厌氧池内，含有聚磷菌的污水则被抽至混凝池内，然后向混凝池内加入除磷剂；然后将处理后的污水抽至絮凝池内，同时向絮凝池中加入絮凝剂，使得聚磷菌与絮凝剂结合形成絮凝沉淀，此时污水变成干净的水；接着将干净的水和絮凝沉淀一起抽至三级浓缩机中进行过滤，过滤后的水被抽至除磷水回流装置中，水回流至释磷反应器中，过滤后的絮凝沉淀则被抽至高磷污泥排放装置内，然后通过污泥脱水系统排出。

因此，采用本申请的聚磷菌活化系统进行污水处理，水和污泥能够循环利用，不仅有利于提高污水处理的效率，并且，还有利于降低污水处理的成本，具有很好的经济效益。

优选的，所述除磷剂包括以下质量份数的组分：

聚合氯化铁6-8份；

聚合氯化铝1-2份；

海泡石0.1-0.4份。

通过采用上述技术方案，聚合氯化铁和聚合氯化铝能与磷酸根形成难溶性的物质，同时，聚合氯化铁和聚合氯化铝通过溶解、吸水发生水解，并且，在水解时还会发生各个聚合反应，生成具有较长线形结构的多核羟基络合物，这些羟基络合物通过电中和、吸附架桥作用将难溶性的物质凝聚，以此将污水中的磷除去；与此同时，由于海泡石具有层链状结构，具有极强的吸附作用，能够很好地吸附由聚合氯化铁和聚合氯化铝与磷酸根形成难溶性的物质，进而将污水中的磷除去。因此，采用聚合氯化铁和聚合氯化铝与海泡石协同配合，有利于提高污水的处理效率。

优选的，所述聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的质量比为20：5：1。

通过采用上述技术方案，采用特定比例的聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石协同配合，有利于进一步促进海泡石吸附由聚合氯化铁和聚合氯化铝与磷酸根形成难溶性的物质，以此使得污水中的磷更快地被除去，从而使得污水处理的效率提高。

优选的，所述絮凝剂包括以下质量份数的组分：

聚丙烯酰胺5-6份；

海南含羞草5-8份；

石胆草3-6份。

通过采用上述技术方案，聚丙烯酰胺可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快沉淀的速度。由于海南含羞草和石胆草中均含有黄酮碳苷类成分，有利于促使聚丙烯酰胺吸附由聚磷菌与絮凝剂结合形成的絮凝沉淀，进而提高污水的处理效率。

优选的，所述聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草的质量比为3：3：2。

通过采用上述技术方案，采用特定比例的聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草协同配合，有利于进一步促使聚丙烯酰胺吸附由聚磷菌与絮凝剂结合形成的絮凝沉淀，从而提高污水处理的效率。

优选的，所述聚磷菌包括假单胞菌属和气单胞菌属。

通过采用上述技术方案，由于再循环和混合的快速反复的循环，混凝池中容易出现磷的二次释放，而聚磷菌采用假单胞菌属和气单胞菌属协同复配，使得聚磷菌能够更好地吸收污水中的磷，进而不容易不发生磷的二次释放，有利于提高污水的处理效率。

优选的，所述假单胞菌属和气单胞菌属的质量比为1：(1.2-1.5)。

通过采用上述技术方案，采用特定比例的假单胞菌属和气单胞菌属协同复配，不容易出现由于反复循环而发生磷的二次释放，从而有利于进一步提高污水的处理效率。

优选的，所述碳源包括乙酸纳、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、乳酸中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，采用上述物质中的一种或多种作为碳源，有利于更好地为假单胞菌属和气单胞菌属提供营养物质，使得假单胞菌属和气单胞菌属能够更好地吸收污水中的磷，以此提高污水的处理效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.采用本申请的聚磷菌活化系统进行污水处理，水和污泥能够循环利用，不仅有利于提高污水处理的效率，并且，还有利于降低污水处理的成本，具有很好的经济效益。

2.采用特定比例的聚合氯化铁和聚合氯化铝与海泡石协同配合，有利于提高污水的处理效率。这是由于聚合氯化铁和聚合氯化铝能与磷酸根形成难溶性的物质，同时，聚合氯化铁和聚合氯化铝通过溶解、吸水发生水解，并且，在水解时还会发生各个聚合反应，生成具有较长线形结构的多核羟基络合物，这些羟基络合物通过电中和、吸附架桥作用将难溶性的物质凝聚，以此将污水中的磷除去；与此同时，由于海泡石具有层链状结构，具有极强的吸附作用，能够很好地吸附由聚合氯化铁和聚合氯化铝与磷酸根形成难溶性的物质，进而将污水中的磷除去。

3.采用特定比例的聚丙烯酰胺与海南含羞草以及石胆草协同复配，有利于提高污水的处理效率。这是由于聚丙烯酰胺可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快沉淀的速度。由于海南含羞草和石胆草中均含有黄酮碳苷类成分，有利于促使聚丙烯酰胺吸附由聚磷菌与絮凝剂结合形成的絮凝沉淀，进而提高污水的处理效率。

4.采用特定比例的聚磷菌包括假单胞菌属和气单胞菌属协同复配，有利于提高污水的处理效率。这是由于再循环和混合的快速反复的循环，混凝池中容易出现磷的二次释放，而聚磷菌采用假单胞菌属和气单胞菌属协同复配，使得聚磷菌能够更好地吸收污水中的磷，进而不容易不发生磷的二次释放，有利于提高污水的处理效率。

附图说明

图1是本申请中一种用于污水处理的聚磷菌活化系统的流程图。

图中：1、一级浓缩机；2、释磷反应器；3、二级浓缩机；4、混凝池；5、絮凝池；6、三级浓缩机；7、除磷水回流装置；8、厌氧池；9、聚磷菌回收装置；10、高磷污泥排放装置；11、污泥脱水系统。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例1

参照图1，一种用于污水处理的聚磷菌活化系统，包括一级浓缩机1，可以是通过皮带轮和滤布进行过滤，其结构属于现有技术，将1吨污水投入一级浓缩机1中进行分离，一级浓缩机1的一端连通有释磷反应器2以及除磷水回流装置7，过滤后的污泥通过管道被抽至释磷反应器2内，然后朝释磷反应器2中投入碳源，此时污泥中的聚磷菌会与碳源反应，使得聚磷菌与污泥分离并游离在水中，而污泥中不含有聚磷菌。

释磷反应器2远离一级浓缩机1的一端连通有二级浓缩机3，，可以是通过皮带轮和滤布进行过滤，二级浓缩机3远离释磷反应器2的一端连通有混凝池4以及聚磷菌回收装置9，将反应后的污泥和污水一起抽至二级浓缩机3中进行过滤，不含有聚磷菌的污泥则被抽至聚磷菌回收装置9中，含有聚磷菌的污水则被抽至混凝池4内，然后向混凝池4内加入除磷剂，以此去除污水的磷。

混凝池4远离二级浓缩机3的一端连通有絮凝池5，接着将处理后的污水抽至絮凝池5内，同时加入絮凝剂，使得聚磷菌与絮凝剂结合形成絮凝沉淀，以此将污水变成干净的水。

絮凝池5远离混凝池4的一端连通有三级浓缩机6，，可以是通过皮带轮和滤布进行过滤，三级浓缩机6远离絮凝池5的一端与除磷水回流装置7连通，将处理后的干净的水和絮凝沉淀抽至三级浓缩机6中进行过滤，过滤后的水被抽至除磷水回流装置7中。除磷水回流装置7远离三级浓缩机6的一端与释磷反应器2连通，水回流至释磷反应器2中，除磷水回流装置7远离三级浓缩机6的一端还连通有厌氧池8。聚磷菌回收装置9与厌氧池8连通。

三级浓缩机6远离絮凝池5的一端连通有高磷污泥排放装置10，高磷污泥排放装置10远离三级浓缩机6的一端还连通有污泥脱水系统11，过滤后的絮凝沉淀则被抽至高磷污泥排放装置10内，然后通过污泥脱水系统11排出。

其中，除磷剂为聚合氯化铁8kg；絮凝剂为聚丙烯酰胺18kg；聚磷菌为假单胞菌属25kg；碳源为乙酸纳2kg和葡萄糖4kg。

实施例2

与实施例1的区别在于：除磷剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石，且聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的质量分别为6kg、2kg、0.1kg。

实施例3

与实施例1的区别在于：除磷剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石，且聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的质量分别为8kg、1kg、0.4kg。

实施例4

与实施例1的区别在于：除磷剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石，且聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的质量比为20：5：1，即聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的质量分别为6kg、1.5kg、0.3kg。

实施例5

与实施例4的区别在于：聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的用量均不在本申请所保护的范围内，即聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的质量分别为5kg、3kg、0.8kg。

实施例6

与实施例4的区别在于：絮凝剂为聚丙烯酰胺、海南含羞草、石胆草，且聚丙烯酰胺、海南含羞草、石胆草的质量分别为5kg、5kg、6kg。

实施例7

与实施例4的区别在于：絮凝剂为聚丙烯酰胺、海南含羞草、石胆草，且聚丙烯酰胺、海南含羞草、石胆草的质量分别为6kg、8kg、3kg。

实施例8

与实施例4的区别在于：絮凝剂为聚丙烯酰胺、海南含羞草、石胆草，且聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草的质量比为3：3：2，即聚丙烯酰胺、海南含羞草、石胆草的质量分别为6kg、6kg、4kg。

实施例9

与实施例8的区别在于：聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草的用量均不在本申请所保护的范围内，即絮凝剂为聚丙烯酰胺、海南含羞草、石胆草的质量分别为7kg、2kg、8kg。

实施例10

与实施例8的区别在于：聚磷菌为假单胞菌属和气单胞菌属，假单胞菌属和气单胞菌属的质量比为1：1.2，即假单胞菌属和气单胞菌属的质量分别为10kg、12kg。

实施例11

与实施例8的区别在于：聚磷菌为假单胞菌属和气单胞菌属，假单胞菌属和气单胞菌属的质量比为1：1.5，即假单胞菌属和气单胞菌属的质量分别为10kg、15kg。

实施例12

与实施例11的区别在于：假单胞菌属和气单胞菌属的用量均不在本申请所保护的范围内，即假单胞菌属和气单胞菌属的质量分别为5kg、20kg。

实验

采用同一批污水，分别用本申请的聚磷菌活化系统进行处理，然后检测污水处理后的磷的含量(mg/L)，计算污水处理的效率。实验结果见表1。

表1

根据表1中实施例2-4分别与实施例1对比可得，实施例2-4中除磷剂均加入了聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石，磷含量的去除率有较大的提升，说明同时加入聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石协同配合，有利于提高污水的处理效率。这是由于聚合氯化铁和聚合氯化铝能与磷酸根形成难溶性的物质，聚合氯化铁和聚合氯化铝通过溶解、吸水发生水解，并且，在水解时还会发生各个聚合反应，生成具有较长线形结构的多核羟基络合物，这些羟基络合物通过电中和、吸附架桥作用将难溶性的物质凝聚，以此将污水中的磷除去；同时，由于海泡石具有层链状结构，具有极强的吸附作用，能够很好地吸附由聚合氯化铁和聚合氯化铝与磷酸根形成难溶性的物质，进而更好地将污水中的磷除去。

根据表1中实施例5与实施例4对比可得，实施例5中聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的用量均不在本申请所保护的范围内，实施例5中磷含量的去除率低于实施例4，说明聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的配比会对磷含量的去除率产生影响。

因此，只有采用特定比例的聚合氯化铁、聚合氯化铝、海泡石的用量协同复配，才能使得磷含量具有较高的去除率，并不是任意的配比都能使得磷含量的去除率提高。

根据表1中实施例6-8分别与实施例4对比可得，实施例6-8中絮凝剂均加入了聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草，磷含量均高于实施例4，说明同时加入聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草，有利于提高污水的处理效率。这是由于聚丙烯酰胺可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快沉淀的速度。由于海南含羞草和石胆草中均含有黄酮碳苷类成分，有利于促使聚丙烯酰胺吸附由聚磷菌与絮凝剂结合形成的絮凝沉淀，进而提高磷含量的去除效率。

根据表1中实施例9与实施例8对比可得，实施例9中聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草的用量均不在本申请所保护的范围内，实施例9中磷含量的去除率低于实施例8，说明聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草的配比会对磷含量的去除产生影响。

因此，只有采用特定比例的聚丙烯酰胺、海南含羞草以及石胆草协同复配，才能使得磷含量具有较高的去除效果。并不是任意的配比都能达到本申请的效果的。

根据表1中实施例10-11分别与实施例8对比可得，实施例10-11中聚磷菌以特定比例的假单胞菌属和气单胞菌属复配，磷含量的去除率高于实施例8，说明采用特定比例的假单胞菌属和气单胞菌属协同配合，有利于提高污水的处理效果。这是由于在再循环和混合的快速反复的循环过程中，聚磷菌能够更好地吸收污水中的磷，进而不容易不发生磷的二次释放，从而更好地去除污水中的磷。

根据表1中实施例12与实施例11对比可得，实施例12中假单胞菌属和气单胞菌属的用量均不在本申请所保护的范围内，磷含量的去除率低于实施例11，说明假单胞菌属和气单胞菌属的配比会影响磷含量的去除率，因此，只有采用特定比例的假单胞菌属和气单胞菌属协同复配，才能使得磷含量具有较高的去除效果，并不是任意的配比都能达到本申请的技术效果的。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。