[实用新型]自生高铁化学除磷-厌氧铁氧化生物脱氮一体化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及脱氮除磷装置，尤其涉及一种自生高铁化学除磷-厌氧铁氧化生物脱氮一体化装置。

背景技术

水体富营养化是我国面临的一个重要环境问题。根据我国《全国环境统计公报》和《中国环境状况公报》，2012 年在62个国控重点湖泊（水库）中，富营养状态水体占86.7%，引起水体富营养化的主要污染指标是总氮和总磷。因此，废水脱氮除磷成了防治水体富营养化的重要途径。

废水生物处理技术是常用的废水处理技术。废水经过生物处理（二级处理），COD浓度基本达标，但氮磷浓度超标依然严重。对于这类低C:N:P比废水处理，传统废水生物脱氮（硝化-反硝化）工艺和生物除磷（好氧吸磷-厌氧释磷）工艺已显乏力，这是因为这些生物过程需要电子供体，通常由有机物提供。因此，新型脱氮除磷工艺开发迫在眉睫。

化学沉淀法是一种重要的废水除磷技术。高铁盐因其除磷效率高，稳定性强等优点而被广泛应用。然而，实用发现，高铁盐除磷技术也面临药剂成本高、消耗量大等缺点。因此，经济廉价的高铁盐来源拓展十分必要。

硝酸盐型厌氧铁氧化（Nitrate-dependent Anaerobic Ferrous Oxidation, NAFO）是环境领域和微生物领域的重大发现，即在厌氧条件下，一些微生物能够以亚铁盐为电子供体，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为N₂，同时将亚铁盐氧化为高铁盐（式1）。由于NAFO为自养生物反应过程，利用该反应进行废水脱氮，可有效缓解废水生物脱氮中碳源不足的问题。另一方面，NAFO脱氮过程产生的Fe³⁺可为废水化学除磷提供高铁盐来源。

10FeCO₃ + 2NO₃^- + 24H₂O → 10Fe(OH)₃ + N₂ + 10HCO₃^- + 8H⁺  (1)

高铁盐除磷反应后溶液呈酸性，可将廉价的铁屑/铁渣等零价铁（常见工业废弃物）溶解产生Fe²⁺，为NAFO脱氮过程提供基质（电子供体）。最终实现自生高铁盐化学除磷过程与厌氧铁氧化生物脱氮过程一体化。

由上述自生高铁盐化学除磷-厌氧铁氧化生物脱氮化一体化工艺原理可知，该工艺可实现除磷过程和脱氮过程的基质循环利用。通过回流NAFO反应产物，为化学除磷提供高铁盐沉淀剂，降低除磷成本；通过高铁盐除磷后的酸性反应液溶解廉价的铁屑/铁渣等零价铁，为生物脱氮提供亚铁盐基质，实现以废治废；通过采用NAFO自养生物脱氮，有效解决废水生物脱氮除磷过程中碳源不足的问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种自生高铁化学除磷-厌氧铁氧化生物脱氮一体化装置。

自生高铁化学除磷-厌氧铁氧化生物脱氮一体化装置从下到上依次设有化学絮凝沉淀区、亚铁盐补充区、脱氮除磷区和三相分离区；化学絮凝沉淀区自下到上设有固液分离除磷区和慢速絮凝除磷区，固液分离除磷区底部中心设有化学污泥排放口，固液分离除磷区和慢速絮凝除磷区直接贯通，慢速絮凝除磷区上部中心处设有喇叭口；化学絮凝沉淀区顶部通过承托板与亚铁盐补充区相连并贯通，亚铁盐补充区内部设有零价铁填充区；亚铁盐补充区顶部通过柱盘式升流布水器与脱氮除磷区相连，脱氮除磷区由内向外依次设有快速沉淀除磷区中段和铁氧化生物脱氮区，快速沉淀除磷区下段位于化学絮凝沉淀区内，快速沉淀除磷区下段端部设有喇叭口，喇叭口下方设有反射板，快速沉淀除磷区中段上部自下而上依次设有进药布水器和锥形进水口，进药布水器与进药管相连，锥形进水口）与进水管相连；脱氮除磷区通过铁氧化生物脱氮区顶部与三相分离区贯通，三相分离区由内向外依次设有快速沉淀除磷区上段、释气区和沉淀区，释气区和沉淀区通过挡泥板分隔，三相分离区下部设有生物污泥排放口，三相分离区上部设有回流口、溢流堰和出水口。