[發明專利]一種高磷、高氨氮污水除磷脫氮及資源回收方法

有效

• 申請號: 201210404767.1
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103011493A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王業勤;李勤生;王若雪
• 申請（專利權）人: 武漢益生泉生物科技開發有限責任公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C01B25/45;C05B17/00;C02F103/20
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明屬污水處理技術領域，更具體涉及一種高磷、高氨氮污水除磷脫氮、資源回收的方法,它適用于養豬污水和其它廢水中的磷、氨氮的去除和資源回收利用。?

背景技術

養豬污水屬高磷、高氨氮、高COD、難處理的污水：?

養豬場污水包括豬的糞便、尿、殘余的飼料等，以致氨氮、磷、COD_cr和固體懸浮物的含量都很高。即使經沼氣發酵處理后所排出的沼液，其中的氨氮的濃度仍可達600mg/L左右，磷含量也高于50mg/L，對環境影響甚大，屬于處理難度極大的高濃度有機廢水，也是導致水體富營養化主要的污染源之一。（馬彥濤薛金鳳，2009.養豬廢水處理技術進展。《環境與可持續發展》，5:29-32.孟祥海、王宇波、周海川，2011.循環經濟視角下的城郊規模化養豬可持續發展研究-基于武漢市29家規模化豬場及周邊農戶的調查。《湖北農業科學》，50（2）:334-339）。?

中國養豬污水處理現狀：?

中國是養豬大國，養豬數量占全球的一半；一個萬頭豬場年產糞尿超過2萬噸，據統計2010年畜禽糞便量已達到45億噸。處理好養豬污水對保護環境和養豬業的可持續發展都有重要意義。?

目前國內絕大部分規模化養豬場糞尿處理普遍應用的方法是多級沉淀-氧化方案及果林、魚塘、耕地等配套生態農業養殖方案。其中具有代表性的3種主要的方式是：固液分離+沼氣池(或厭氧池)+好氧曝氣池+氧化塘(或魚塘)；沼氣池(或厭氧池)+兼性塘+氧化塘(或魚塘)；直接排入魚塘、河涌，或直接用于果樹林。（蔣昕，2011.廣州市規模化養豬場廢水污染調查與防治對策探討。《環境研究及監測》，1:69-72.）。?

有個別的養豬場引進了全套進口先進養豬設備，采用常規污水處理設施，但水質仍然嚴重超標；有的豬場引入國內外先進的糞水自動分離設備，干糞直接生產顆粒肥、污水凈化后循環利用，但是設備投資與運營成本太高，難以推廣應用。此外，還有南昌大學的“沼氣池-生物膜反應器-人工濕地處理養豬廢水系統”（CN101863583A）和“豬場廢水的序批式生物膜反應器”（CN101863556A），以及中國科學院成都生物研究所的“豬場廢水厭氧消化液的治理方法”（CN101531436A）等有別于本發明的專利申請。更多地區的養豬場基本上沒有環保?措施，豬糞、尿直接排入周邊環境的現象十分普遍，對環境造成相當大的危害。?

生物反硝化脫氮除磷：?

生物反硝化脫氮除磷是備受關注的研究課題，劉欣在“國外反硝化聚磷菌除磷影響因素的研究”（山西建筑，2010,36（18）:178-179），姜鳴等在“.生物反硝化除磷技術研究進展”（《凈水技術》，2011，30（6）:11-15.），趙林林、王海燕等發表的“.廢水反硝化除磷技術研究進展”（《化工環保》，2011，31（1）：38-41），分別介紹了近年來國內外生物反硝化除磷技術研究的進展及研究水平，從基本理論研究、工藝及對影響反硝化除磷的因素作了分析。?

生物反硝化脫氮除磷的過程主要是通過反硝化聚磷菌實現的。高艷玲、馬達在“污水生物處理新技術”一書的第二章“聚磷菌的研究應用”（2006.26-34頁，中國建材工業出版社）中比較系統的介紹了聚磷菌研究及應用狀況。已有大量的聚磷菌被分離和確認，其共同特征是在好氧或缺氧的條件下，細菌細胞從污水中大量攝取溶解態的正磷酸鹽，在細胞內合成多聚磷酸鹽，積累的磷量可達細胞重量的6-8%，乃至31%，而普通細胞含磷量僅為1-3%，大大超過正常需要的磷量；另一方面，在厭氧條件下，聚磷菌分解體內多聚磷酸鹽，產生ATP，吸收污水中的乙酸等低級脂肪酸，在細胞內合成聚β羥基脂肪酸酯類聚合物（PHAs），其中以聚β羥基丁酸鹽（PHB）為代表，釋放PO₄^-3到環境中；兼性反硝化細菌也有很強的生物除磷作用，它們以硝酸態氮取代氧作為電子受體，將反硝化脫氮和生物除磷兩個過程合二為一，并提出了聚磷菌除磷的生化代謝模型，該模型提出了在細菌細胞外可形成多聚磷酸鹽（Poly-P+PHB）復合體顆粒。?

化學除磷和氨氮：?

應用磷酸鎂銨（MAP）沉淀法去除磷和氨氮。磷酸鎂按是難溶于水的白色或黃色、棕色、灰色晶體，俗稱鳥糞石，是一種緩釋肥料，含Mg、N、P的比例為1:1:1，pH值是形成這種復合肥料的關鍵。其反應式為：