同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系统与方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103723889 A (43)申请公布日 2014.04.16 CN 103723889 A (21)申请号 201310705607.5 (22)申请日 2013.12.20 C02F 9/14(2006.01) C01B 25/32(2006.01) (71)申请人 中国联合工程公司 地址 310022 浙江省杭州市下城区石桥路 338 号 (72)发明人 龚灵潇 刘志娟 (74)专利代理机构 杭州天欣专利事务所 33209 代理人 杨显俭 (54) 发明名称 同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系 统与方法 (57) 摘要 本发明涉及一种污水处理系统与方法， 。

2、具体 涉及一种同步实现工业循环水软化和污水磷回收 的系统与方法。 针对现有生物除磷技术不稳定、 化 学除磷技术投药量大、 工业循环水脱盐等问题， 耦 合生活污水处理系统与工业循环水排污水旁侧软 化处理系统， 利用循环热水排污水提供的碱性和 中高温环境， 以及其中富含的 Ca2+作为金属盐， 和 生活污水中的 PO43-反应。通过调节系统的优化作 用， 为高效、 经济地实现Ca2+与PO43-的沉淀反应创 造条件， 进而同步软化工业循环水并回收污水中 的磷元素。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 。

3、权利要求书3页 说明书7页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103723889 A CN 103723889 A 1/3 页 2 1. 一种同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系统， 其特征在于 ： 包括化粪池、 污 水调节池、 潜污泵、 污水流量计、 换热设备、 内循环流量计、 旁侧出水流量计、 冷却塔、 冷水 池、 循环水泵、 反应池、 温度传感器、 pH 传感器、 PLC 控制器、 加药泵、 pH 调节液罐、 沉淀池、 回水阀、 回水流量计、 曝气池、 曝气器、 气体流量计、 气泵、 二沉池、 回水泵、 污泥回流泵、 排泥 阀、 污泥回流流量计 ； 换热设备分别与内循环流量计、 旁侧。

4、出水流量计接通， 内循环流量计、 冷却塔、 冷水池、 循环水泵、 换热设备依次接通 ； 化粪池与污水调节池接通， 污水调节池内置潜污泵， 潜污泵、 污水流量计、 反应池依次 接通 ； 旁侧出水流量计、 反应池、 沉淀池依次接通 ； 反应池内置温度传感器、 pH 传感器 ； pH 调节液罐、 加药泵、 反应池依次接通 ； 沉淀池、 回水阀、 回水流量计、 曝气池、 二沉池、 回水泵、 冷却塔依次接通 ； 曝气池内设置曝气器， 曝气器、 气体流量计、 气泵依次接通 ； 曝气池底部设有排泥阀 ； 二沉池、 污泥回流流量计、 污泥回流泵、 曝气池依次接通 ； PLC 控制器分别与内循环流量计、 旁侧出。

5、水流量计、 污水流量计、 温度传感器、 pH 传感 器、 加药泵、 回水流量计连接。 2. 根据权利要求 1 所述的同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系统， 其特征在 于 ： 所述的沉淀池底部设有排空阀。 3. 根据权利要求 1 所述的同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系统， 其特征在 于 ： 所述的反应池内设有搅拌器。 4.一种采用权利要求13任一权利所述的系统同步实现工业循环水软化和污水磷回 收的方法， 其特征在于 ： 该方法包括如下过程 ： （一） 、 生活污水经过化粪池预处理后进入污水调节池， 调节污水流量计的转数， 使经过 其内的污水流量为 Q1， 流量为 Q1的污水经潜污泵的提。

6、升进入反应池 ； （二） 、 调节内循环流量计和旁侧出水流量计转数， 使经过内循环流量计内的污水流量 为 Q2， 经过旁侧出水流量计的污水流量为 Q3， Q2与 Q3的比值为 40-100 ； （三） 、 流量为 Q2的热水进入冷却塔后在冷却塔内冷却后进入冷水池， 并被循环水泵提 升至换热设备再次利用 ； （四） 、 流量为 Q3的热水进入反应池后与流量为 Q1的污水混合， 混合流体在反应池内停 留 30-45min 后， 进入沉淀池， 在反应池中生成的絮凝沉淀物在沉淀池内停留 1-1.5h ； （五） 、 开启回水阀， 调节回水流量计的转数， 使经过其内的水流量为Q4， 流量为Q4的沉淀 池。

7、出水进入曝气池， 流量为 Q1+ Q3-Q4的剩余沉淀池出水被排出系统 ； （六） 、 开启气泵， 调节气体流量计的转数， 使经过其内的气体流量为 Q5， Q5与 Q4的比值 为 5-8 ； 流量为 Q4的沉淀池出水在曝气池内停留 2-3h 后， 活性污泥和水的泥水混合物从曝 气池进入二沉池， 经过 1-1.5h 的静沉， 实现泥水分离， 上清液经回水泵提升后再次进入冷 却塔回用 ； （七） 、 调节污泥回流流量计的转数， 使经过其内的污泥流量为 Q6， Q6值为 0.5Q4- Q4， 二 沉池内的活性污泥通过回流污泥泵回流进入曝气池 ； 权 利 要 求 书 CN 103723889 A 2 。

8、2/3 页 3 所述的曝气池内投加活性污泥， 活性污泥质量浓度为 2000-3000mg/L ； 定期开启排泥 阀， 控制污泥停留时间为 15-20d ； 上述过程 （一） 至 （七） ， 同时进行， 无先后顺序 ； 该方法还包括如下控制过程 ： 设置如下条件 ： 条件 A ： 沉淀池出水 PO43-P 质量浓度 0.5mg/L ； 条件 B ： 沉淀池出水 Ca2+质量浓度 5.0mg/L ； 条件 C ： 反应池内 pH 8.0 ； 条件 D ： 反应池内温度 20 ； 设置如下策略 ： 策略 ： 定期检测沉淀池出水中 PO43-P 和 Ca2+的质量浓度 ； 策略 ： 提高旁侧出水流量计。

9、转数 ； 策略 ： 提高污水流量计转数 ； 策略 ： 开启加药泵 ； 策略 ： 降低污水流量计转数 ； 条件 A 至条件 D 在一个控制周期内按先后顺序执行 ； 策略与策略至策略在一个控制周期内按先后顺序执行 ； 策略、 策略、 策略 、 策略之间无先后顺序 ； 该控制过程包括如下步骤 ： a、 执行策略， 判断条件 A， 当条件 A 成立时， 判断条件 B， 当条件 B 成立时， 返回执行策 略 ； 当条件 B 不成立时， 执行策略， 并返回条件 A 的判断 ； 当条件 A 不成立时， 判断条件 B， 当条件 B 成立时， 执行策略， 并返回条件 B 的判断， 当条件 B 仍然成立， 反复执。

10、行策略 ； 当条件 B 不成立时， 判断条件 C ； b、 当条件 C 不成立时， 执行策略， 并返回条件 C 的判断， 当条件 C 仍然不成立时， 反复 执行策略 ； 当条件 C 成立时， 判断条件 D ； c、 当条件 D 不成立时， 执行策略， 并返回条件 D 的判断， 当条件 D 仍然不成立， 反复执 行策略 ； 当条件 D 成立时， 执行策略， 并返回执行策略 ； d、 重复顺序实施上述步骤 a 至 c。 5. 根据权利要求 4 所述的同步实现工业循环水软化和污水磷回收的方法， 其特征在 于 ： 过程 （二） 中， Q2与 Q3的比值为 50。 6. 根据权利要求 4 所述的同步实现。

11、工业循环水软化和污水磷回收的方法， 其特征在 于 ： 过程 （四） 中， 混合流体在反应池内停留 30min 后， 进入沉淀池， 在沉淀池内停留 1h。 7. 根据权利要求 4 所述的同步实现工业循环水软化和污水磷回收的方法， 其特征在 于 ： 过程 （六） 中， Q5与 Q4的比值为 7 ； 流量为 Q4的沉淀池出水在曝气池内停留 2.5h 后， 活 性污泥和水的泥水混合物从曝气池进入二沉池， 经过 1.5h 的静沉， 实现泥水分离， 上清液 经回水泵提升后再次进入冷却塔回用。 8. 根据权利要求 4 所述的同步实现工业循环水软化和污水磷回收的方法， 其特征在 于 ： 过程 （七） 中， Q。

12、6=Q4。 9. 根据权利要求 4 所述的同步实现工业循环水软化和污水磷回收的方法， 其特征在 权 利 要 求 书 CN 103723889 A 3 3/3 页 4 于 ： 曝气池内活性污泥质量浓度为 2500mg/L ； 定期开启排泥阀， 控制污泥停留时间为 20d。 权 利 要 求 书 CN 103723889 A 4 1/7 页 5 同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系统与方法 技术领域 0001 本发明涉及一种新型污水处理系统与方法， 具体涉及一种同步实现工业循环水软 化和污水磷回收的系统与方法。 背景技术 0002 相比于市政污水， 工厂生产和生活污水因其潜在的危害性， 通常执行更。

13、为严格的 处理与排放标准。 现有工业园区， 因其较为成熟的市政配套管网， 厂区污水大多只需要处理 达到 污水综合排放标准 三级标准后便可排入市政排水管网。而对于不少新建工业园区， 有时由于市政配套的不同步， 污、 废水往往需要在厂区内进行严格处理， 达到 污水综合排 放标准 一级标准后， 方可排放到就近地表水体。 0003 就生活污水而言， 现执行的 污水综合排放标准 一级标准中 C、 N、 P 这三大污 染物的出水指标严格程度不一， COD100mg/L、 NH4+-N15mg/L、 PO43-P0.5mg/L。显然， 厂 区对污水无脱氮要求， 但除磷要求十分严格， 已达到 城镇污水处理厂污。

14、染物排放标准 （GB18918-2002） 的最高标准 （一级 A 标） 。日常生活中， 人体摄入食物中的磷元素后， 除了用 于合成自身细胞增长外， 绝大部分均通过排泄物 （粪便和尿液） 排出体外。除个别专属磷工 业工厂外， 水冲厕所的普及使得生活污水成为绝大部分工厂污水中磷元素的主要载体。因 此， 工厂污水除磷的关键是寻找经济、 有效的处理工艺， 实现生活污水出水磷浓度的达标排 放。 0004 和许多化石类能源一样， 被广泛应用于农业、 医药、 化工、 食品、 国防等工农业生产 中的磷矿石 （以 PO43-P 形式存在为主） 资源属于非可再生资源， 正在日益减少， 已成为我国 限制性出口的国。

15、家战略资源。 在污水处理领域， 经过近百年的技术发展， 通过生物富磷污泥 的排放、 化学沉淀或者生化相结合的处理方式， 磷元素的去除已非难题。 但对污水中的磷元 素进行回收则是前沿科学课题， 合理利用资源， 发明新型处理系统与工艺方法在未来的生 产领域将极具前景， 产生潜在经济效益。 0005 另一方面， 在工业生产体系中， 循环冷却水系统常常占据主导地位。 特别是对于敞 开式体系， 由于受浓缩倍数的制约， 在水的循环过程中必须要排出一定量的浓水并补充一 定量的新水。其中排出的浓水中含盐量较高是一个主要问题， 例如， 在中国北方地区， 长期 使用含 Ca2+、 Mg2+等离子浓度较高的循环水或。

16、补充水， 极有可能引起循环水管和水冷设备的 结垢， 严重影响换热设备的工作效率。因此， 对上述含盐废水进行旁侧处理甚至回用， 具有 重要的环境意义和经济价值。 0006 综上所述， 实现高效、 经济脱盐和磷回收分别是工业循环水和生活污水处理所面 临的潜在问题。目前对于磷元素的回收， 投加金属离子的沉淀法效果较好， 但需要外加药 剂， 有一定经济成本， 且工艺运行参数仍需优化， 以提高回收率。而工业循环水中含量较高 的 Ca2+是化学除磷过程中被忽视的潜在药剂。因此， 对于兼具生活污水处理和工业循环水 处理两大系统的工业厂区， 通过合理的技术革新， 合理耦合上述系统， 并建立有效的控制方 法， 。

17、将使得同步实现工业循环水软化回用和生活污水磷回收成为可能。 说 明 书 CN 103723889 A 5 2/7 页 6 0007 申请号为 200910115969.2、 名称为一种污水中磷的去除方法的中国专利， 申请号 为 200710108304.X、 名称为一种城市污水处理厂除磷的方法的中国专利公开了污水中磷的 去除方法， 但与其他现有技术一样， 存在除磷技术不稳定、 化学除磷投药量大、 工业循环水 使用过程中含 Ca2+浓度较高排污水的脱盐等问题。 发明内容 0008 本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足， 而提供一种设同步实现工业 循环水软化和污水磷回收的系统与方法， 将含。

18、 Ca2+浓度较高的工业循环水排污水作为化学 除磷的金属离子来源， 引入生活污水处理系统， 形成工业循环水软化与生活污水处理系统 的耦合 ； 并优化运行参数， 形成高效、 经济的控制方法， 同步实现工业循环上软化回用和生 活污水中磷元素的回收。 0009 本发明解决上述问题所采用的技术方案是 ： 一种同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系统， 包括化粪池、 污水调节池、 潜污 泵、 污水流量计、 换热设备、 内循环流量计、 旁侧出水流量计、 冷却塔、 冷水池、 循环水泵、 反 应池、 温度传感器、 pH 传感器、 PLC 控制器、 加药泵、 pH 调节液罐、 沉淀池、 回水阀、 回水流量 计、。

19、 曝气池、 曝气器、 气体流量计、 气泵、 二沉池、 回水泵、 污泥回流泵、 排泥阀、 污泥回流流量 计 ； 换热设备分别与内循环流量计、 旁侧出水流量计接通， 内循环流量计、 冷却塔、 冷水池、 循环水泵、 换热设备依次接通 ； 化粪池与污水调节池接通， 污水调节池内置潜污泵， 潜污泵、 污水流量计、 反应池依次 接通 ； 旁侧出水流量计、 反应池、 沉淀池依次接通 ； 反应池内置温度传感器、 pH 传感器 ； pH 调节液罐、 加药泵、 反应池依次接通 ； 沉淀池、 回水阀、 回水流量计、 曝气池、 二沉池、 回水泵、 冷却塔依次接通 ； 曝气池内设置曝气器， 曝气器、 气体流量计、 气泵。

20、依次接通 ； 曝气池底部设有排泥阀 ； 二沉池、 污泥回流流量计、 污泥回流泵、 曝气池依次接通 ； PLC 控制器分别与内循环流量计、 旁侧出水流量计、 污水流量计、 温度传感器、 pH 传感 器、 加药泵、 回水流量计连接。 0010 本发明所述的沉淀池底部设有排空阀。 0011 本发明所述的反应池内设有搅拌器。 0012 一种采用上述的系统同步实现工业循环水软化和污水磷回收的方法， 该方法包括如下过程 ： （一） 、 生活污水经过化粪池预处理后进入污水调节池， 调节污水流量计的转数， 使经过 其内的污水流量为 Q1， 流量为 Q1的污水经潜污泵的提升进入反应池 ； （二） 、 调节内循环。

21、流量计和旁侧出水流量计转数， 使经过内循环流量计内的污水流量 为 Q2， 经过旁侧出水流量计的污水流量为 Q3， Q2与 Q3的比值为 40-100 ； （三） 、 流量为 Q2的热水进入冷却塔后在冷却塔内冷却后进入冷水池， 并被循环水泵提 升至换热设备再次利用 ； （四） 、 流量为 Q3的热水进入反应池后与流量为 Q1的污水混合， 混合流体在反应池内停 留 30-45min 后， 进入沉淀池， 在反应池中生成的絮凝沉淀物在沉淀池内停留 1-1.5h ； 说 明 书 CN 103723889 A 6 3/7 页 7 （五） 、 开启回水阀， 调节回水流量计的转数， 使经过其内的水流量为Q4，。

22、 流量为Q4的沉淀 池出水进入曝气池， 流量为 Q1+ Q3-Q4的剩余沉淀池出水被排出系统 ； （六） 、 开启气泵， 调节气体流量计的转数， 使经过其内的气体流量为 Q5， Q5与 Q4的比值 为 5-8 ； 流量为 Q4的沉淀池出水在曝气池内停留 2-3h 后， 活性污泥和水的泥水混合物从曝 气池进入二沉池， 经过 1-1.5h 的静沉， 实现泥水分离， 上清液经回水泵提升后再次进入冷 却塔回用 ； （七） 、 调节污泥回流流量计的转数， 使经过其内的污泥流量为 Q6， Q6值为 0.5Q4- Q4， 二 沉池内的活性污泥通过回流污泥泵回流进入曝气池 ； 所述的曝气池内投加活性污泥， 活。

23、性污泥质量浓度为 2000-3000mg/L ； 定期开启排泥 阀， 控制污泥停留时间为 15-20d ； 上述过程 （一） 至 （七） ， 同时进行， 无先后顺序 ； 该方法还包括如下控制过程 ： 设置如下条件 ： 条件 A ： 沉淀池出水 PO43-P 质量浓度 0.5mg/L ； 条件 B ： 沉淀池出水 Ca2+质量浓度 5.0mg/L ； 条件 C ： 反应池内 pH 8.0 ； 条件 D ： 反应池内温度 20 ； 设置如下策略 ： 策略 ： 定期检测沉淀池出水中 PO43-P 和 Ca2+的质量浓度 ； 策略 ： 提高旁侧出水流量计转数 ； 策略 ： 提高污水流量计转数 ； 策略。

24、 ： 开启加药泵 ； 策略 ： 降低污水流量计转数 ； 条件 A 至条件 D 在一个控制周期内按先后顺序执行 ； 策略与策略至策略在一个控制周期内按先后顺序执行 ； 策略、 策略、 策略 、 策略之间无先后顺序 ； 该控制过程包括如下步骤 ： a、 执行策略， 判断条件 A， 当条件 A 成立时， 判断条件 B， 当条件 B 成立时， 返回执行策 略 ； 当条件 B 不成立时， 执行策略， 并返回条件 A 的判断 ； 当条件 A 不成立时， 判断条件 B， 当条件 B 成立时， 执行策略， 并返回条件 B 的判断， 当条件 B 仍然成立， 反复执行策略 ； 当条件 B 不成立时， 判断条件 C。

25、 ； b、 当条件 C 不成立时， 执行策略， 并返回条件 C 的判断， 当条件 C 仍然不成立时， 反复 执行策略 ； 当条件 C 成立时， 判断条件 D ； c、 当条件 D 不成立时， 执行策略， 并返回条件 D 的判断， 当条件 D 仍然不成立， 反复执 行策略 ； 当条件 D 成立时， 执行策略， 并返回执行策略 ； d、 重复顺序实施上述步骤 a 至 c。 0013 本发明过程 （二） 中， Q2与 Q3的比值为 50。 0014 本发明过程 （四） 中， 混合流体在反应池内停留 30min 后， 进入沉淀池， 在沉淀池内 停留 1h。 说 明 书 CN 103723889 A 7。

26、 4/7 页 8 0015 本发明过程 （六） 中， Q5与 Q4的比值为 7， 流量为 Q4的沉淀池出水在曝气池内停留 2.5h 后， 活性污泥和水的泥水混合物从曝气池进入二沉池， 经过 1.5h 的静沉， 实现泥水分 离， 上清液经回水泵提升后再次进入冷却塔回用。 0016 本发明过程 （七） 中， Q6=Q4。 本发明曝气池内活性污泥质量浓度为 2500mg/L ； 定期开启排泥阀， 控制污泥停留时间 为 20d。 0017 本发明针对现有生物除磷技术不稳定、 化学除磷技术投药量大、 工业循环水脱盐 等问题， 耦合生活污水处理系统与工业循环水排污水旁侧软化处理系统， 利用循环热水排 污水。

27、提供的碱性和中高温环境， 以及其中富含的 Ca2+作为金属盐， 和生活污水中的 PO43-反 应。通过调节系统的优化作用， 为高效、 经济地实现 Ca2+与 PO43-的沉淀反应创造条件， 进而 同步软化工业循环水并回收污水中的磷元素。本发明与现有技术相比， 具有以下优点和效 果 ： 1、 和现有污水生物除磷系统相比， 出水水质更有保障， 高效、 可靠性较好， 且无需排泥， 降低污泥处置难度。 0018 2、 工业循环水系统中排污水所富含的浓盐介质可作为化学除磷系统所需的金属 盐， 节省了外加药剂的投加。 0019 3、 通过耦合敞开式循环冷却水系统， 借助冷却塔内的曝气实现水相和空气中 CO。

28、2 的平衡， 水相 pH 为 8.5 左右， 可自然形成金属离子化学沉淀法所需的碱性环境。 0020 4、 反应后形成的磷酸钙沉淀可收集实现磷元素的回收， 系统出水在必要时可通过 二次处理实现回用， 用于循环水系统的补充水， 创造经济价值。 0021 5、 可保证系统出水 PO43-P 质量浓度 0.5mg/L， 同时最大程度上降低循环水系统 中的 Ca2+质量浓度。 附图说明 0022 图 1 为本发明实施例一种同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系统结构示 意图。 0023 图 2 为本发明实施例一种同步实现工业循环水软化和污水磷回收的发明的控制 方法示意图。 0024 图中 ： 1- 化。

29、粪池、 2- 污水调节池、 3- 潜污泵、 4- 污水流量计、 5- 换热设备、 6- 内 循环流量计、 7- 旁侧出水流量计、 8- 冷却塔、 9- 冷水池、 10- 循环水泵、 11- 反应池、 12- 搅 拌器、 13- 温度传感器、 14-pH 传感器、 15- PLC 控制器、 16- 加药泵、 17-pH 调节液罐、 18- 沉 淀池、 19- 排空阀、 20- 回水阀、 21- 回水流量计、 22- 曝气池、 23- 曝气器、 24- 气体流量计、 25- 气泵、 26- 二沉池、 27- 回水泵、 28- 污泥回流泵、 29- 排泥阀、 30- 污泥回流流量计。 具体实施方式 。

30、0025 下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明， 以下实施例是对本发 明的解释而本发明并不局限于以下实施例。 0026 参见图 1 和图 2， 本发明实施例一种同步实现工业循环水软化和污水磷回收的系 统中， 换热设备5通过两路管道分别与内循环流量计6、 旁侧出水流量计7连接， 内循环流量 说 明 书 CN 103723889 A 8 5/7 页 9 计6、 冷却塔8、 冷水池9、 循环水泵10、 换热设备5通过管道依次接通 ； 以上结构构成循环水 主流系统。内循环流量计 6 和旁侧出水流量计 7 均通过电线与 PLC 控制器 15 连接。 0027 化粪池 1 通过管道与污水调节。

31、池 2 连接， 污水调节池 2 内置潜污泵 3， 潜污泵 3、 污 水流量计 4、 反应池 11 通过管道依次接通 ； 旁侧出水流量计 7、 反应池 11、 沉淀池 18 通过管 道依次接通， 以上结构构成循环水旁流软化和污水磷回收系统。污水流量计 4 通过电线与 PLC 控制器 15 连接。 0028 反应池 11 内置搅拌器 12、 温度传感器 13、 pH 传感器 14。pH 调节液罐 17、 加药泵 16、 反应池 11 通过管道依次接通。温度传感器 13、 pH 传感器 14、 加药泵 16 均通过电线与 PLC 控制器 15 连接。沉淀池 18 底部设有排空阀 19。pH 调节液罐。

32、 17 内置物质的量浓度为 0.1-0.5mol/L 的 NaOH 溶液。本实施例中， pH 调节液罐 17 内置物质的量浓度为 0.1mol/L 的 NaOH 溶液。 0029 沉淀池 18、 回水阀 20、 回水流量计 21、 曝气池 22、 二沉池 26、 回水泵 27、 冷却塔 8 通过管道依次接通， 以上结构构成冷却循环水回用补水系统。回水流量计 21 通过电线与 PLC 控制器 15 连接。曝气池 22 内设置曝气器 23， 曝气器 23、 气体流量计 24、 气泵 25 通过 管道依次接通。曝气池 22 底部通过管道与排泥阀 29 接通。二沉池 26 底部、 污泥回流流量 计 3。

33、0、 污泥回流泵 28、 曝气池 22 通过管道依次接通。 0030 本发明实施例一种同步实现工业循环水软化和污水磷回收的方法， 可保证系统出 水 PO43-P 质量浓度 0.5mg/L， 同时最大程度上降低循环水系统中的 Ca2+质量浓度。其原 理为 ： 将生活污水处理系统与工业循环水排污水旁侧软化处理系统进行耦合， 利用循环热 水排污水提供的碱性 （pH 在 8.5 左右） 和中高温 （T 35） 环境， 以及其中富含的 Ca2+作 为金属盐， 和经过化粪池预处理的生活污水中的 PO43-反应。通过调节系统 （由污水流量计 4、 内循环流量计 6、 旁侧出水流量计 7、 温度传感器 13、。

34、 pH 传感器 14、 加药泵 16 和 PLC 控制 器 15 组成） ， 优化循环水排污水和生活污水的进水比例、 反应池中的温度和 pH 值， 高效、 经 济地实现 Ca2+与 PO43-的沉淀反应， 进而同步软化工业循环水并回收污水中的磷元素。 0031 该方法具体包括如下过程 ： （一） 、 生活污水经过化粪池 1 预处理后进入污水调节池 2， PLC 控制器 15 调节污水流量 计 4 的转数， 使经过其内的污水流量为 Q1， 流量为 Q1的污水经潜污泵 3 的提升进入反应池 11。 0032 （二） 、 PLC 控制器 15 调节内循环流量计 6 和旁侧出水流量计 7 转数， 换热。

35、设备 5 产 生流量为 Q2和 Q3的热水分别进入循环水主流系统、 循环水旁流软化和污水磷回收系统。Q2 与 Q3的比值为 40-100。本实施例中， Q2与 Q3的比值为 50。 0033 循环冷却水系统伴随运行时间的增加， 会引起 Ca2+、 Mg2+等离子浓度的增加， 需定 期排走一部分浓水， 该浓水中含高浓度 Ca2+、 Mg2+， 本申请中这部分浓水为经过旁侧流量计 的污水， 而 Q2为内循环污水流量， 控制 Q2与 Q3的比值为 40-100 可以很好地维持循环水系 统中的 Ca2+浓度维持在稳定值， 同时根据 Q3， 可以推算出进入化学沉淀反应的 Ca2+浓度， 进 而控制投药量。

36、。 0034 （三） 、 流量为 Q2的热水进入冷却塔 8 后在冷却塔 8 内冷却后进入冷水池 9， 并被循 环水泵 10 提升至换热设备 5 再次利用。 0035 （四） 、 流量为 Q3的热水进入反应池 11 后， 在搅拌器 12 的作用下与流量为 Q1的污 说 明 书 CN 103723889 A 9 6/7 页 10 水混合， 混合流体在反应池 11 内停留 30-45min 后， 进入沉淀池 18， 在反应池中生成的絮凝 沉淀物在沉淀池 18 内停留 1-1.5h。本实施例中， 混合流体在反应池 11 内停留 30min 后， 进 入沉淀池 18， 在反应池中生成的絮凝沉淀物在沉淀池。

37、 18 内停留 1h。 0036 混合流体在反应池内停留30-45min， 为工业循环水中常规浓度的Ca2+与PO43-反应 至完全生成沉淀所需的时间区间。 0037 在反应池中生成的絮凝沉淀物在沉淀池中停留 1-1.5h， 一般可实现完全静沉， 一 方面保证出水水质， 另一方面可最大程度实现磷沉淀物的回收。 0038 （五） 、 开启回水阀 20， PLC 控制器 15 调节回水流量计 21 的转数， 使经过其内的水 流量为流量为 Q4， 流量为 Q4的沉淀池 18 出水进入曝气池 22， 流量为 Q1+ Q3-Q4的剩余沉淀 池 18 出水通过排空阀 19 被排出系统。 0039 （六） 。

38、、 开启气泵 25， PLC 控制器 15 调节气体流量计 21 的转数， 使供气量 Q5与 Q4的 比值为 5-8。流量为 Q4的部分沉淀池 18 出水在曝气池 22 内停留 2-3h 后， 活性污泥 （本质 为微生物） 和水的泥水混合物从曝气池 22 进入二沉池 26， 经过 1-1.5h 的静沉， 实现泥水分 离， 上清液经回水泵 27 提升后再次进入冷却塔 8， 以此进入循环水系统进行回用 ； 本实施例 中， Q5与 Q4的比值为 7， 流量为 Q4的部分沉淀池 18 出水在曝气池 22 内停留 2.5h 后， 活性 污泥和水的泥水混合物从曝气池 22 进入二沉池 26， 经过 1.5。

39、h 的静沉， 实现泥水分离， 上清 液经回水泵 27 提升后再次进入冷却塔 8， 以此进入循环水系统进行回用 ； Q5与 Q4比值在污水生物处理中被称为气水比， 通过气体流量和污水流量的比值控制， 可利用曝气池 22 中的好氧微微生物将污水中的一部分有机物去除， 使回用循环水中有机 污染物浓度更低， 减少循环水系统管路中细菌等生物的滋生。5-8 的比值是较为经济、 高效 的气水比范围。 0040 该过程中上述的 2-3h 为有机物在曝气池 22 得到初步降解所需的时间。 0041 （七） 、 调节污泥回流流量计 30 的转数， 使经过其内的污泥流量为 Q6， Q6值为 0.5Q4- Q4， 二。

40、沉池 26 内的活性污泥通过回流污泥泵 28 回流进入曝气池 22 ； 本实施例中， Q6=Q4。 0042 二沉池 26 中的活性污泥来自曝气池 22， 会随着运行时间的增加， 浓度不断上升， 因此需要用回流污泥泵28进行污泥回流， 回流的流量根据污水的处理流量 （本申请中为Q4） 确定， 本申请中回流的流量为 50-100%， 即 Q6值为 0.5Q4- Q4。 0043 曝气池 22 内投加活性污泥， 活性污泥质量浓度为 2000-3000mg/L ； 定期开启排泥 阀29， 控制污泥停留时间为15-20d。 本实施例中， 曝气池22内活性污泥质量浓度为2500mg/ L ； 定期开启排。

41、泥阀 29， 控制污泥停留时间为 20d。 0044 活性污泥质量浓度2000-3000mg/L是保证曝气池22中有机污染物在上述流量、 气 水比等条件下， 得到有效降解的最合理浓度 ： 活性污泥质量浓度太低， 所需的处理时间会增 加， 效率低 ； 活性污泥质量浓度太高， 微生物缺乏足够的有机物用于代谢， 会进入内源呼吸 阶段 （消耗自身以提供能量用于代谢活动） ， 不断老化死亡。 0045 随着微生物不断摄取污水中的有机物， 其会不断生长， 反应池 11 内的活性污泥质 量浓度会不断提高， 因此需通过排泥阀 29 每天定期排出污泥 （称为剩余污泥） ， 维持活性污 泥的活性， 污泥停留时间等。

42、于曝气池 22 中的活性污泥质量浓度除以每天需要排出的剩余 污泥质量。通过控制污泥停留时间， 可以计算出每天所需排出的剩余污泥质量。控制污泥 停留时间为 15-20d， 对维持活性污泥的活性较为有利。 说 明 书 CN 103723889 A 10 7/7 页 11 0046 上述过程 （一） 至 （七） ， 同时进行， 无先后顺序。 0047 该方法还包括如下控制过程 ： 设置如下条件 ： 条件 A ： 沉淀池 18 出水 PO43-P 质量浓度 0.5mg/L ； 该条件为 污水综合排放标准 一 级标准中 PO43-P 的排放标准， 即 0.5mg/L ； 条件 B ： 沉淀池 18 出水。

43、 Ca2+质量浓度 5.0mg/L ； 该条件为 Ca2+与 PO43-P 反应的浓度 下限， 小于 5mg/L， 反应速率很低， 同时 5mg/L 也是检验化学沉淀效果的参数值 ； 条件 C ： 反应池 11 内 pH 8.0 ； 该条件通过 pH 传感器 14 检测， 而且， Ca2+和 PO43-P 反 应需要碱性环境， pH 为 8 是一个常用的临界值 ； 条件 D ： 反应池 11 内温度 20； 该条件通过温度传感器 13 检测， 而且， 化学反应需要 合理的温度， 20是反应速率高低的一个常规临界值， 温度小于 20， 反应速率下降明显。 0048 设置如下策略 ： 策略 ： 定。

44、期检测沉淀池 18 出水中 PO43-P 和 Ca2+的质量浓度 ； 策略 ： 提高旁侧出水流量计 7 转数 ； 该策略通过 PLC 控制器 15 提高旁侧出水流量计 7 转数 ； 策略 ： 提高污水流量计 4 转数 ； 该策略通过 PLC 控制器 15 提高污水流量计 4 转数 ； 策略 ： 开启加药泵 16 ； 该策略可将 pH 调节液罐中的 pH 调节液加入到反应池 11 内。 0049 策略 ： 降低污水流量计 4 转数。该策略通过 PLC 控制器 15 降低污水流量计 4 转 数。 0050 条件 A 至条件 D 在一个控制周期内按先后顺序执行。 0051 策略与策略至策略在一个控制。

45、周期内按先后顺序执行， 即先执行策略， 再执行策略至策略 ； 策略、 策略、 策略、 策略之间无先后顺序。 0052 该控制过程包括如下步骤 ： a、 执行策略， 判断条件 A， 当条件 A 成立时， 判断条件 B， 当条件 B 成立时， 返回执行策 略 ； 当条件 B 不成立时， 执行策略， 并返回条件 A 的判断 ； 当条件 A 不成立时， 判断条件 B， 当条件 B 成立时， 执行策略， 并返回条件 B 的判断， 当条件 B 仍然成立， 反复执行策略 ； 当条件 B 不成立时， 判断条件 C ； b、 当条件 C 不成立时， 执行策略， 并返回条件 C 的判断， 当条件 C 仍然不成立时。

46、， 反复 执行策略 ； 当条件 C 成立时， 判断条件 D ； c、 当条件 D 不成立时， 执行策略， 并返回条件 D 的判断， 当条件 D 仍然不成立， 反复执 行策略 ； 当条件 D 成立时， 执行策略， 并返回执行策略 ； d、 重复顺序实施上述步骤 a 至 c。 0053 案例 ： 采用本发明实施例处理某工厂排放的冲厕生活污水 (COD=200-400mg/L， NH4+-N=50-90mg/L， PO43-P=,5-15mg/L)。稳定运行后， 出水 NH4+-N 小于 15mg/L， COD 小于 100mg/L， PO43-P 小于 0.5mg/L， 符合 污水综合排放标准 一级标准。 0054 此外， 需要说明的是， 本说明书中所描述的具体实施例， 其零、 部件的形状、 所取名 称等可以不同， 本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。 说 明 书 CN 103723889 A 11 1/2 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 103723889 A 12 2/2 页 13 图 2 说 明 书 附 图 CN 103723889 A 13 。