本发明涉及含磷废水处理的技术领域，尤其是涉及一种含磷废水的强化除磷工艺。
背景技术：
含磷废水主要来源于各种洗涤剂、工业原料、农业废料的生产过程，磷是引起水体富营养的根源，如未经处理直接排除水体，将会严重污染水环境。磷虽然是一种构成生物体必不可少的营养物质，且本身没有毒性，但是当大量的磷类物质同其他营养物质一起排入水中，会导致水体中藻类物质大量繁殖，使水体含氧量急剧下降，影响鱼类等水生生物的生存，导致水体的生态平衡失调，形成水体富营养化。目前的蓝藻、赤潮等现象均是由于磷超标等现象引起的。
磷在水中的形态分为有机磷和无机磷两大类，同时无机磷在水中有正磷酸根、次亚磷酸根、焦磷酸根、偏磷酸根及多磷酸根等多种形式存在。目前含磷污水常采用的处理工艺有化学沉淀法、物理吸附法以及生物法，化学沉淀法主要是通过向污水中投加化学除磷药剂，使污水中的磷与除磷药剂发生化学反应，生成不溶性的磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离的形式将磷酸盐沉淀物从污水中去除，同时形成的絮凝体对磷也有吸附去除作用。一般化学除磷采用的除磷药剂有铁盐、铝盐、钙盐以及高分子絮凝剂等。物理吸附法常用的是利用活性炭、树脂等进行吸附，以达到将水中磷含量降低的效果。生物除磷主要是利用聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷的特性，将磷从污水中去除。我国目前对污水治理执行污水综合排放标准gb8978-96中规定的一级标准，即总磷的允许排放浓度为0.5mg/l。
授权公告号为cn102173518b的中国专利公开一种草甘膦废水除磷处理方法，包括碱水解、沉淀反应、fenton氧化反应，漂粉精催化氧化沉淀等工艺步骤，漂粉精采用的是钙盐。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：催化氧化法除磷设备投资大、运行成本高，钙化除磷也存在投药量大、运行成本高、产泥量大的缺点，因此需要一种含磷废水的强化处理工艺，具有除磷稳定、运行成本低且能达到我国规定的排放标准。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种含磷废水的强化除磷工艺，具有除磷稳定、运行成本低的效果且能达到我国规定的排放标准。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种含磷废水的强化除磷工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，含磷废水在厌氧池中停留60～120min，在好氧池中停留120～180min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加亚铁盐快速反应1～3min，亚铁盐的投加量为300～400ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同时将溶液ph调节至7.0～7.5，再添加助凝剂进行电荷中和，助凝剂的投加量为50～100ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加絮凝剂进行絮凝反应，絮凝剂的投加量为1～3ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
通过采用上述技术方案，含磷废水先进入调节池，调节池能够减少水量波动，具有一定的缓冲作用，也能够稳定水质，防止后续生物处理系统负荷的急剧变化。经过调节池的含磷废水进入到厌氧池中，聚磷菌吸收含磷废水中的乙醇、甲醇、乙酸、丙酸等易生物降解的有机物贮于细胞内作为营养源，同时将细胞内已有的聚合磷酸盐释放于水中；好氧池中，在有氧状态下，聚磷菌将细胞内存在的有机物质进行氧化分解产生能量，能够将废水中的磷酸盐吸收于细胞内，又以聚磷酸盐的形式贮存在细胞内，这些磷最终以污泥的形式排出，经过生物处理的含磷废水，能够减少部分废水中的含磷量。经过生物除磷后的废水，进入到除磷反应池中，加入亚铁盐，亚铁离子与废水中的磷酸盐生成易于沉淀的磷酸亚铁沉淀物，特别是能够与难以祛除的有机磷反应，确保总磷的高效去除。经过一级沉淀池分离的上层清液含有亚铁离子，亚铁离子不易除去，因此向混凝池中通入空气使亚铁离子更易氧化成铁离子，再将溶液ph调节为7.0～7.5，使铁离子生成氢氧化铁沉淀，并投加助凝剂进行电荷中和，进一步提高残留铁离子和总磷的处理效果。继续投加絮凝剂，絮凝剂以网捕形式的作用使废水中的小颗粒生成颗粒更大的絮凝体，有利于快速沉降，絮凝结束后，经过斜管沉淀池进行泥水分离，上清液达标排放，污泥经过排泥泵排入污泥池，经过浓缩后由压泥机脱水，泥饼外运。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤2中亚铁盐至少包括硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚铁中的一种。
通过采用上述技术方案，含磷废水中的磷酸盐与亚铁离子反应成易于沉淀的磷酸亚铁沉淀物。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤3中助凝剂至少包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁以及聚合硫酸铁中的一种。
通过采用上述技术方案，聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁以及聚合硫酸铁投加到含磷废水中，能够提高混凝效果，且由于价格低廉，能够节省废水处理的成本。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤3中通过氢氧化钙调节溶液ph。
通过采用上述技术方案，氢氧化钙相对于其它碱而言，氢氧化钙在水中的溶解度小，将其用于调节溶液ph时，能够缓慢调节，易于控制。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤4中絮凝剂至少包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中的一种。
通过采用上述技术方案，聚丙烯酰胺是长链状的分子结构，其长链会弯曲或卷曲成不规则的曲线形状，长分子链会向外侧伸出许多化学活性基团，如酰胺基和羧基，酰胺基是非离子性基团，容易形成副价键而与其它物质的活性基团吸附并连接起来。由于聚丙烯酰胺分子长而细并有许多化学活性基团，它们能和沉淀微粒产生很多连接而形成较大的絮凝物。聚丙烯酸钠由于表面电荷的中和特性，使得聚丙烯酸钠能够与带正电荷的悬浮粒子构成离子键，使得这些悬浮粒子凝聚；另外聚丙烯酸钠还具有还具有活性吸附机能，能将悬浮粒子吸附在其表面，使悬浮粒子互相凝聚，形成大块絮凝体，促进沉降。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤4中絮凝反应时间为90～120min。
通过采用上述技术方案，絮凝反应是絮凝体逐渐增大的慢速过程，需要保证一定的絮凝作用时间，使絮凝体增大到足够大的颗粒尺寸，再通过沉淀去除。絮凝时间小于90min，絮凝体颗粒尺寸小，不易沉淀，导致除磷效果不好；絮凝时间大于120min，再继续延长，絮凝体颗粒尺寸增大缓慢，沉淀速度并不会增加太多，导致除磷效率低。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述助凝剂与所述絮凝剂的投放比例为37.5：1。
通过采用上述技术方案，助凝剂与絮凝剂在该比例下，含磷废水中除磷效果最好。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.含磷废水先进入调节池，调节池能够减少水量波动，具有一定的缓冲作用，也能够稳定水质，防止后续生物处理系统负荷的急剧变化。经过调节池的含磷废水进入到厌氧池中，聚磷菌吸收含磷废水中的乙醇、甲醇、乙酸、丙酸等易生物降解的有机物贮于细胞内作为营养源，同时将细胞内已有的聚合磷酸盐释放于水中；好氧池中，在有氧状态下，聚磷菌将细胞内存在的有机物质进行氧化分解产生能量，能够将废水中的磷酸盐吸收于细胞内，又以聚磷酸盐的形式贮存在细胞内，这些磷最终以污泥的形式排出，经过生物处理的含磷废水，能够减少部分废水中的含磷量。经过生物除磷后的废水，进入到除磷反应池中，加入亚铁盐，亚铁离子与废水中的磷酸盐生成易于沉淀的磷酸亚铁沉淀物，特别是能够与难以祛除的有机磷反应，确保总磷的高效去除；
2.经过一级沉淀池分离的上层清液含有亚铁离子，亚铁离子不易除去，因此向混凝池中通入空气使亚铁离子更易氧化成铁离子，再将溶液ph调节为7.0～7.5，使铁离子生成氢氧化铁沉淀，并投加助凝剂进行电荷中和，进一步提高残留铁离子和总磷的处理效果。继续投加絮凝剂，絮凝剂以网捕形式的作用使废水中的小颗粒生成颗粒更大的絮凝体，有利于快速沉降，絮凝结束后，经过斜管沉淀池进行泥水分离，上清液达标排放，污泥经过排泥泵排入污泥池，经过浓缩后由压泥机脱水，泥饼外运；
3.聚丙烯酰胺是长链状的分子结构，其长链会弯曲或卷曲成不规则的曲线形状，长分子链会向外侧伸出许多化学活性基团，如酰胺基和羧基，酰胺基是非离子性基团，容易形成副价键而与其它物质的活性基团吸附并连接起来。由于聚丙烯酰胺分子长而细并有许多化学活性基团，它们能和沉淀微粒产生很多连接而形成较大的絮凝物。聚丙烯酸钠由于表面电荷的中和特性，使得聚丙烯酸钠能够与带正电荷的悬浮粒子构成离子键，使得这些悬浮粒子凝聚；另外聚丙烯酸钠还具有还具有活性吸附机能，能将悬浮粒子吸附在其表面，使悬浮粒子互相凝聚，形成大块絮凝体，促进沉降。
附图说明
图1是本发明含磷废水的强化除磷工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种含磷废水的强化除磷工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，含磷废水在厌氧池中停留60min，在好氧池中停留120min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加硫酸亚铁快速反应1min，硫酸亚铁的投加量为300ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同时投加氢氧化钙将溶液ph调节至7.0，再添加聚合氯化铁进行电荷中和，聚合氯化碳的投加量为50ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加聚丙烯酰胺进行絮凝反应，聚丙烯酰胺的投加量为1ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
实施例2
一种含磷废水的强化除磷工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，含磷废水在厌氧池中停留90min，在好氧池中停留180min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加氯化亚铁和硫酸亚铁快速反应2min，氯化亚铁的投加量为150ppm，硫酸亚铁的投加量为250ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同时投加氢氧化钙将溶液ph调节至7.2，再添加聚合氯化铁和聚合硫酸铁进行电荷中和，聚合氯化铁的投加量为40ppm，聚合硫酸铁的投加量为35ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加聚丙烯酸钠进行絮凝反应，聚丙烯酸钠的投加量为2ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
实施例3
一种含磷废水的强化除磷工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，含磷废水在厌氧池中停留120min，在好氧池中停留150min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加碳酸亚铁快速反应3min，碳酸亚铁的投加量为400ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同时投加氢氧化钙将溶液ph调节至7.5，再添加聚合硫酸铝进行电荷中和，聚合硫酸铝的投加量为100ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠进行絮凝反应，聚丙烯酰胺的投加量为2ppm，聚丙烯酸钠的投加量为1ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
实施例4
一种含磷废水的强化除磷工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，含磷废水在厌氧池中停留120min，在好氧池中停留120min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加硫酸亚铁和碳酸亚铁快速反应2min，硫酸亚铁的投加量为250ppm，碳酸亚铁的投加量为100ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同时投加氢氧化钙将溶液ph调节至7.3，再添加聚合硫酸铁进行电荷中和，聚合硫酸铁的投加量为50ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加聚丙烯酸钠进行絮凝反应，聚丙烯酸钠的投加量为1ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
实施例5
一种含磷废水的强化除磷工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，含磷废水在厌氧池中停留90min，在好氧池中停留150min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加硫酸亚铁快速反应1.5min，硫酸亚铁的投加量为300ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同时投加氢氧化钙将溶液ph调节至7.4，再添加聚合氯化铁和聚合硫酸铁进行电荷中和，聚合氯化铁的投加量为35ppm，聚合硫酸铁的投加量为30ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加聚丙烯酰胺进行絮凝反应，聚丙烯酰胺的投加量为2ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
实施例6
一种含磷废水的强化除磷工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，含磷废水在厌氧池中停留100min，在好氧池中停留160min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加硫酸亚铁和氯化铁快速反应3min，硫酸亚铁的投加量为190ppm，氯化亚铁的投加量为150ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同时投加氢氧化钙将溶液ph调节至7.5，再添加聚合氯化铝进行电荷中和，聚合氯化铝的投加量为90ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加聚丙烯酰胺进行絮凝反应，聚丙烯酰胺投加量为2ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
实施例7
一种含磷废水的强化除磷工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，含磷废水在厌氧池中停留90min，在好氧池中停留150min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加硫酸亚铁快速反应2min，硫酸亚铁的投加量为350ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同时投加氢氧化钙将溶液ph调节至7.5，再添加聚合氯化铝进行电荷中和，聚合氯化铝的投加量为75ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加聚丙烯酰胺进行絮凝反应，聚丙烯酰胺的投加量为2ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
实施例1～实施例7排放的水质进行如下检测：
ph测定：参照gb/t6920-1986《水质ph值的测定玻璃电极法》进行检测；
化学需氧量：参照hj828-2017《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》进行检测；
五日生化需氧量：参照hj505-2009《水质五日生化需氧量的测定稀释与接种法》进行检测；
悬浮物：参照gb11901-1989《水质悬浮物的测定重量法》进行检测；
氨氮：参照hj535-2009《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》进行检测；
总磷：参照gb11893-1989《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》进行检测。
表1为排放水质检测表
根据性能测试结果表明，采用本发明的除磷工艺，排放水质的总磷含量远低于gb8978-96中规定的一级磷排放标准0.5mg/l，另外本发明除磷稳定，运行成本低。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
1.一种含磷废水的强化除磷工艺，其特征在于：具体工艺步骤如下：
步骤1、生物除磷：含磷废水投入到调节池中，然后再依次进入到厌氧池和好氧池中，
含磷废水在厌氧池中停留60～120min，在好氧池中停留120～180min；
步骤2、经过生物除磷后的含磷废水进入到除磷反应池，向除磷反应池中投加亚铁盐快
速反应1～3min，亚铁盐的投加量为300～400ppm，反应后含磷废水流入一级沉淀池进行泥水分离，一级沉淀池底部的污泥排至污泥池压滤处理；
步骤3、经过一级沉淀池分离的上层清液流入混凝池，向混凝池中通入空气并搅拌，同
时将溶液ph调节至7.0～7.5，再添加助凝剂进行电荷中和，助凝剂的投加量为50～100ppm；
步骤4、经过步骤3处理的废水进入絮凝池，向絮凝池中投加絮凝剂进行絮凝反应，絮
凝剂的投加量为1～3ppm；
步骤5、经过步骤4絮凝反应后的废水在重力作用下流入斜管沉淀池，经过泥水分离后，
上清液直接达标排放，下层污泥经排泥泵排入污泥池，污泥经过进一步浓缩后由压泥机脱水，得到的泥饼外运。
2.根据权利要求1所述的一种含磷废水的强化除磷工艺，其特征在于：所述步骤2中亚铁盐至少包括硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚铁中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种含磷废水的强化除磷工艺，其特征在于：所述步骤3中助凝剂至少包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁以及聚合硫酸铁中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种含磷废水的强化除磷工艺，其特征在于：所述步骤3中通过氢氧化钙调节溶液ph。
5.根据权利要求1所述的一种含磷废水的强化除磷工艺，其特征在于：所述步骤4中絮凝剂至少包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种含磷废水的强化除磷工艺，其特征在于：所述步骤4中絮凝反应时间为90～120min。
7.根据权利要求1所述的一种含磷废水的强化除磷工艺，其特征在于：所述助凝剂与所述絮凝剂的投放比例为37.5：1。
技术总结