一种A/O联合微电场-Fe/C强化除磷装置的制作方法

本实用新型涉及环保装置及其应用领域，特别涉及一种A/O联合微电场-Fe/C强化除磷装置。

背景技术：

随着我国工业的快速发展和城镇化水平的加快，对水资源的需求大幅度增加，已经超出了可利用水资源的开采潜力，形成了所谓的水量性缺水。另一方面，水体污染使原本可利用的水资源变得不可利用，形成水质性缺水，进一步加剧了水资源短缺的程度。因此，解决水资源短缺问题，既要在水量上开源、节流，同时也要控制水污染。

水污染中氮、磷污染越来越引起人们的重视，为了有效防止日趋严重的氮、磷污染及造成的水体富营养化，我国于2003年7月1日实施的新《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）对城镇污水处理厂出水的氮、磷标准提出了更加严格的要求。氮、磷污染使指随着人类对环境资源开发利用活动的日益增加，使大量含氮、磷营养物质的生活污水、工业废水排入江河湖泊中，增加了受纳水体的营养物质负荷，其直接后果是藻类和其它水生生物、植物大量繁殖，使水体在短时间内呈现水体衰老的状况，造成水体质量恶化和水生态环境的结构破坏，即水体的富营养化。从水体中藻类对氮、磷需求的关系看，磷是引起水体富营养化的关键因素。一般认为，当水体中总磷达到0.015mg/L时就可引起水体富营养化。从来源看，进入自然水体中的磷既包括点源污染（污水集中排放），也包括非点源污染（农业等面源）。

目前，对于面源污染尚无有效的控制手段，控制点源污染就成了缓解水体富营养化的关键技术措施，污水中的磷必须得到有效去除。为此，世界各国对生活污水处理中磷的排放标准提出了越来越严格的要求：我国现行的污水排放标准中对污水处理厂TP的处理目标要求2005年12月31日前建设的一级A排放标准为1.0mg/L，一级B排放标准为1.5mg/L，2006年1月1日起建设的一级A排放标准为0.5 mg/L，一级B排放标准为1.0 mg/L。

近年来，由于农村生活水平的快速发展，生态新农村的建设稳步推进。农村生活污水的排放标准也随之提高，传统的农村生活污水处理设施因其主要以生物法为主，难以达到较高的排放标准，且基建设施占地面积大，管理难度较大，清污不及时等经常导致出水带泥，总磷的达标排放难以控制。因此，寻求一种管理难度小，经济成本较优，且有较高效能的处理装置是改善传统农村生活污水处理设施的当务之急。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供A/O联合微电场-Fe/C强化除磷装置，旨在解决现有技术中污水处理方法占地面积和管理难度大，处理后排放的水不达标的技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置，包括依次设置的厌氧酸化池、间歇式曝气池和微电场-Fe/C反应区，还包括曝气系统，所述间歇式曝气池和微电场-Fe/C反应区分别与曝气系统管道连接，所述微电场-Fe/C反应区包括依次设置的主反应区、消毒池和污泥浓缩池，所述间歇式曝气池通过第一回流管道连接在污泥浓缩池的上部。

所述的A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置中，所述装置还包括设置在厌氧酸化池与间歇式曝气池之间的初沉池，所述初沉池的底部与污泥浓缩池通过管道连接。

所述的A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置中，所述装置还包括设置在间歇式曝气池与微电场-Fe/C反应区之间的二沉池，所述二沉池的底部通过第二回流管道与厌氧酸化池连接、通过污泥回收管道与污泥浓缩池连接。

所述的A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置中，所述间歇式曝气池有两个，两个间歇式曝气池为串联的结构。

所述的A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置中，所述装置还包括设置在厌氧酸化池前的粗格栅井和设置在厌氧酸化池与初沉池之间的细格栅井，所述粗格栅井与厌氧酸化池通过管道和提升泵连接。

所述的A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置中，所述主反应区包括若干填料区和设置在相邻的两个填料区之间的调节区。

所述的A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置中，所述填料区中设置有若干石墨电极和铁碳填料柱，所述石墨电极连接在铁碳填料柱上，并且与稳压电源通过电线连接，所述铁碳填料柱平行设置，其一端固定在填料区的池壁上，相邻的铁碳填料柱的固定端互相错位，形成折流的结构。

所述的A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置中，所述厌氧酸化池中还设有搅拌器。

所述的A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置中，所述微电场-Fe/C反应区中的铁碳填料柱的铁碳比≥3。

有益效果：

本实用新型提供了一种A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置，所述装置通过厌氧酸化池和间歇式曝气池有效削减了大部分总磷以及其它污染指标，配合微电场-Fe/C反应区强化除磷，弥补了A/O除磷能力的不足，使处理后的污水达到一级A标准，并且设置的污泥浓缩池能够对污泥及时回收利用，达到资源循环利用的目的，所述装置运行稳定，厌氧酸化池和间歇式曝气池运行成本低，对污水先作处理能够降低污水处理的运行成本，提高企业经济效益。

附图说明

图1为本实用新型提供的所述A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供一种A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置，包括依次设置的厌氧酸化池1、间歇式曝气池2和微电场-Fe/C反应区3，还包括曝气系统4，所述间歇式曝气池2和微电场-Fe/C反应区3分别与曝气系统4管道连接，所述微电场-Fe/C反应区3包括依次设置的主反应区31、消毒池32和污泥浓缩池33，所述间歇式曝气池2通过第一回流管道5连接在污泥浓缩池33的上部。所述装置中厌氧酸化池和间歇式曝气池组成A/O系统，运行能耗地，能够有效削减污水中大部分的总磷以及其它污染指标，联合微电场-Fe/C反应区使用，能够大幅度地降低水中的总磷以及其它污染物，曝气系统分别与间歇式曝气池和微电场-Fe/C反应区连接，提供氧源，同时防止微电场-Fe/C反应区的铁碳填料板结，有效提升材料的性能。污泥浓缩区中的上层污水因为夹杂有初沉池、二沉池和主反应区中的污水，再次回流至间歇式曝气池中进一步处理，保证出水的质量稳定；微电场-Fe/C反应区通过微电场和铁碳填料同时使用，不仅避免了PH范围对铁碳填料的限制，同时强化铁碳的内电解效果，加强了微电解的效率，缩短了电解时间，铁碳调料也提高了电场效率和电流作用区域的面积。

进一步地，所述装置还包括设置在厌氧酸化池1与间歇式曝气池2之间的初沉池6，所述初沉池6的底部与污泥浓缩池33通过管道连接。将厌氧反应后产生的污泥输送至污泥浓缩池，降低后续污水处理的难度。

进一步地，所述装置还包括设置在间歇式曝气池2与微电场-Fe/C反应区3之间的二沉池7，所述二沉池7的底部通过第二回流管道8与厌氧酸化池1连接、通过污泥回收管9与污泥浓缩池33连接。厌氧酸化池将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性的有机物，经缺氧处理后的污水进入间歇式曝气池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率。二沉池通过第二回流管道与厌氧酸化池连接，使二沉池中的部分污泥回流至厌氧酸化池中，提高污水在厌氧生化池中污水的有机物的分解效果。二沉池能够将厌氧-好氧升华处理阶段形成的污泥沉淀排出，提高后续微电场处理的水质，提高污水的净化效果。

进一步地，所述间歇式曝气池2有两个，两个间歇式曝气池2为串联的结构，交错工作，保证充足的反应时间和溶氧量。

进一步地，所述装置还包括设置在厌氧酸化池1前的粗格栅井10和设置在厌氧酸化池1与初沉池6之间的细格栅井11，所述粗格栅井10与厌氧酸化池1通过管道和提升泵12连接。一种实施方式中，粗格栅的孔径为50-100mm，能够除去进入所述装置中的大颗粒物质和部分的悬浮物，避免堵塞提升泵；细格栅的孔径为1.5-10mm，进一步除去污水中的小分子物质。

具体地，所述主反应区31包括若干填料区311和设置在相邻的两个填料区311之间的调节区312。二沉池中污水进入填料区中，曝气系统与填料区连接，提供氧源，并且防止填料板结，一种实施方式中，所述主反应区中还设有反冲系统，连接在主反应区上方，通过气泵对主反应区中鼓气，利用主反应区停留的污水将产生的污泥冲至主反应区底部，通过污泥回收管道输送至污泥浓缩池中。

更具体地，所述填料区311中设置有若干石墨电极(图中未示出)和铁碳填料柱311a，所述石墨电极连接在铁碳填料柱311a上，并且与稳压电源13通过电线连接，所述铁碳填料柱311a平行设置，其一端固定在填料区311的池壁上，相邻的铁碳填料柱311a的固定端互相错位，形成折流的结构。一般地，所述石墨电极不与污水直接接触，一般用导电性能好的金属密封，避免污水腐蚀电极，影响电极的寿命。所述铁碳铁碳填料柱采用折流的方式设置，能够延长污水的流程，提高净化效果；优选地，铁碳填料柱的铁碳比≥3。

进一步地，所述厌氧酸化池1中还设有搅拌器14。所述搅拌器的搅拌桨设置在厌氧酸化池的下部，能够使回流的污泥更好地分散到污水中，利用回流污泥提高厌氧过程中难以降解的有机物的降解。

值得说明的是，本装置中所述的管道上均设有流量计及阀门，用于管道流量的监控和控制。

一种实施方式中，A/O联合微电场-Fe/C工艺强化除磷装置的应用，包括：

污水经过粗格栅井10过滤掉大颗粒物以及部分悬浮物，如树叶、塑料泡沫等漂浮物；

过滤后的污水与酸碱度调节剂混合后用提升泵12提升至厌氧酸化池1酸化，一般地，污水在厌氧酸化池1中停留4.5-10h，污水经水解酸化后，大部分有机质酸化降解；

酸化后的污水经过细格栅井11过滤掉细小的杂质如餐厨中的骨渣、碎屑等后进入初沉池6初步沉淀，将沉淀后的污泥输送至污泥浓缩池33回收，污水进入间歇式曝气池2进行生物脱氮除磷，间歇式曝气池2中气水比为5-10∶1每曝气1-2h，停止曝气2-4h，总停留时间4-6h；

曝气处理后的污水进入二沉池7进一步收集污泥，收集的污泥部分回流至厌氧酸化池1中，剩余的输送至污泥浓缩池33回收，回流比为0.5±0.2；

经二沉池7沉淀后的污水进入微电场-Fe/C反应区3深度除磷，污水首先进入主反应区31的调节区312，再进入折流式设置的铁碳填料区311，设置微电场中电流密度为10-15mA/cm²，微孔爆气量≥10L/min，污水停留时间40-180min，铁碳填料在微电场和曝气的强化作用下，快速转化为三价铁离子，铁碳内电解总反应式为：

，E⁰（Fe³⁺/Fe）= -1.21V；

由于Fe/C本身具有1.21V的氧化还原电位差，在微电场的强化作用下，电子传递速度加快，形成铁离子与废水中的磷酸盐快速络合形成磷酸铁沉淀。

共沉淀作用生成碱式磷酸铁：

；

；

进一步地，所述微电场-Fe/C反应区3处理后的污水进入消毒池32，经消毒剂次氯酸钠消毒后经消毒池32上方的出水堰321排放至河涌，收集的污泥输送至污泥浓缩池脱水回收。所述处理后的污水能够达到地表水一级A标准，完全达到了国家对于生活污水处理后磷含量的要求。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。