[发明专利]一种城市污水生物净化并回收资源的方法

说明书

所属技术领域

本发明属于污水和废水的生物净化方法，特别是一种城市污水生物净化并回收有用资源的方法。

背景技术

污水净化处理主要有分离法和转化法两大类。由于城市污水中的污染物绝大部分是溶解和胶体态的有机以及氮磷等无机物，直接分离法在技术上要求高、处理成本高昂，现阶段直接分离法难于普遍应用于净化城市污水。对城市污水的净化处理，基本上采用的都是生物转化法或生物转化-分离法。这些方法都是采用基于河流与土壤自然净化机理的人工强化微生物转化，利用微生物代谢将耗氧污染物等转化为在自然环境中生物稳定的物质。由于微生物在好氧环境下氧化有机物迅速且彻底，因此污水生物转化也多是采用好氧条件下的生物氧化。在好氧生物处理中就要向污水中不断充氧来满足微生物的需要，因而这一过程要消耗大量的能量。传统污水生物净化处理成为能量的净消耗过程。城市污水处理厂″建得起″，但能耗所导致的高昂的日常运行费，致使城市污水处理设施常″运行不起″的问题在我国普遍存在，污水净化处理的高耗能问题成为制约污水处理普及的环节之一。

城市生活污水中的污染物很大部分是来自人的排泄物，这些本来都是可以作为农作物和花木的肥料的，但出于卫生等方面的考虑以及收集运输手段的限制，人们只能借助水将这部分物质从生活场所排出。这部分物质经水冲刷后变成了污水，最终经下水管道被携带到污水处理厂。城市排水系统使得原本在源头分散的、难于实现单独收集与处理的屎尿，在污水处理厂被集中了起来，但它们却变成了低浓度的污水。从物质循环的角度看，这些城市的废弃物——污水也是以另—种形式存在着的资源：其中的有机物所蓄含着能量，可以用来产生能源；氮和磷可以作为肥料。但是由于这些物质在污水中浓度较低并且难于从污水里分离出来，再加上污水的体积大，所以城市污水中的这些物质难于直接资源化利用，目前只能将它们氧化分解或去除掉来达到净化污水的目的，并且在净化污水的同时还要产生固体废弃物——剩余污泥。这些污泥仍然需要进一步处置可以安全地排放到环境中去。污泥处置费用约占污水处理厂总运行费用的近一半。如何既可以净化污水、解决污泥处置，又可以利用其中的污染物、提取有效资源问题，是现代城市污水处理厂亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明解决现行城市污水处理技术问题的目的是提供一种新的城市污水生物净化并回收有用资源的方法，该方法通过将污水处理、污染物资源化回收以及污泥处置三者有机结合起来，从而实现净化污水、提取污染物资源、节约成本。

本发明的目的是通过下述技术方案———种城市污水生物净化并回收有用资源的方法来实现的，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将污水处理系统产生的剩余污泥排入污泥活化池进行30min的好氧曝气；使D0保持在2-4mg/L，将污泥活化；

2)将活化后的污泥与原污水按体积比1∶1-3的比例排入污泥吸附池，进行好氧曝气30min；D0保持在1-2mg/L；

3)将步骤2)经好氧曝气后的泥水混合液排入沉淀池沉淀1.5-2h；经沉淀后的上清液进入传统污水处理系统，污水中的污染物被氧化分解，净化后的污水外排；同时净化产生的剩余污泥进入污泥活化池进行循环净化处理；

4)沉淀池底部吸附有污染物的污泥则按一定比例投入厌氧消化池，与与厌氧消化池中的厌氧污泥按1-2∶1的比例混合，进行厌氧发酵；

5)经厌氧发酵后的污泥中有机物转化为甲烷气体，并回收；

6)经厌氧发酵沉淀后的上清液排入结晶池，投加镁盐，并用NaOH调节pH值至10-14，使其中铵和磷酸盐转变为鸟粪石沉淀，并回收；

7)结晶池中的上清液进入传统污水处理系统；

8)经厌氧发酵后的剩余污泥被排出。

所述步骤4)中厌氧发酵温度为30-40℃，厌氧发酵时间10-16h。

所述步骤6)中投加镁盐为氯化镁、硫酸镁或氧化镁。

本发明的关键之一是步骤1)将剩余污泥进行短时的好氧曝气，能使其活性和吸附能力显著提高，然后与污水进行混合进行充氧搅拌，这样有利于污泥中微生物对污水中有机物、氨和磷酸盐的吸附、吸收；关键之二是步骤3)将污泥投入到污泥厌氧消化池中，利用具有厌氧水解和发酵能力的污泥来将吸附了污染物的污泥分解、将有机物直接转化为能源物质甲烷，并且释放出氨和磷酸盐。这样污水不经生物好氧氧化，其中的部分污染物就被去除、得到了净化；氮磷则被浓缩，有利于化学沉淀回收。