本發明涉及廢水處理領域，具體的涉及一種低成本除去廢水中氮、磷的方法。
背景技術：
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近年來，我國地表水呈中度污染，沒有繼續惡化，但也沒有明顯改善。并且污染因子也由原來的COD向氨氮和總磷轉化。尤其是最近不斷出現的大量藍藻爆發事件更說明了我國在污水氮磷排放控制方面的任務艱巨。在國家環境保護“十一五”科技發展規劃中明確指出“加強城市污水處理系統的深度脫氮除磷集成技術研究”，可見提高我國脫氮除磷技術具有重要的現實意義。
日益嚴重的水體富營養化現實要求在污水處理技術逐漸進入既要去除有機物又要脫氮除磷的深度處理階段。而控制富營養化的最根本途徑就是減少氮磷向水體的排放量。因此，以控制富營養化為目的的脫氮除磷技術已成為當今國內外污水處理研究領域的倍受關注的問題之一。如何有效地防治水體的富營養化，探索出符合我國國情的脫氮除磷技術與工藝，成為亟待解決的課題。
好氧顆粒污泥是近年來發現的一種特殊的微生物聚集形態，同時也是一個具有巨大潛力的污水生物處理平臺。它本身是從絮體演化而來、無須任何載體的懸浮微生物聚體；從傳質角度來說義類似于生物膜的物質傳遞，沿傳質方向有明顯的好氧區、缺氧區、厭氧區之分。這種特殊的微觀結構，營造了好氧顆粒污泥中不同類型微生物的良好生長環境，可在同一反應器中實現同步氮磷的去除。同時好氧顆粒污泥技術工藝簡單，具有高效低能耗、污泥濃度高等特點。在序批式(SBR)工藝內能夠培養出好氧顆粒污泥，且工藝運行穩定、處理效果良好。工藝微生物濃度高(16.5g VSS/L)、剩余污泥量小、污泥容積指數SVI相對較小，能夠同時實現硝化、反硝化脫氮及除磷，工藝占地面積遠小于傳統污水處理工藝(約為1/4)，而且運行成本相對較低。但是好氧污泥顆粒在處理廢水時穩定性較差，顆粒化速度較慢，
技術實現要素：
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本發明的目的是提供一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，其處理成本低，效率高。
為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在90-100℃、氮氣氣氛下下攪拌混合1-3h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至8.5-10，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動2-5h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌10-13h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理1-4h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為8-15h，其中，每一個周期內的進水時間為5-10min，曝氣時間為4-11h，沉淀時間為5-12min，剩余時間為閑置；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1。
作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為(10-20)：60：(1-2)：(0.25-0.5)。
作為上述技術方案的優選，步驟(3)中，所述絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵的混合物，二者質量比為1:0.6。
作為上述技術方案的優選，步驟(3)中，所述絮凝劑的添加濃度為80-120mg/L。
作為上述技術方案的優選，步驟(4)中，所述活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的40-60％。
作為上述技術方案的優選，步驟(4)中，所述Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.3-1g/L。
作為上述技術方案的優選，步驟(5)中，所述超濾膜的孔徑大小為0.1-0.2μm。
作為上述技術方案的優選，步驟(5)中，廢水納濾處理時，在0.5-0.8MPa的壓力下透過納濾膜。
本發明具有以下有益效果：
本發明采用納米氧化硅對納米四氧化三鐵進行改性，制得Fe3O4/SiO2納米球，其在好氧顆粒污泥中具有很好的分散性，且可以作為好氧污泥顆粒的載體，，可以加入污泥顆粒化，且污泥在廢水處理時性能穩定，其回收率高，可以重復利用，降低了成本；
本發明采用徐凝沉淀-好氧污泥處理-膜處理相結合的方式來處理廢水，并合理控制各個步驟的工藝條件，該方法可以有效除去廢水中的氮、磷，對水體無二次污染，且處理成本低。
具體實施方式：
為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進一步說明，實施例只用于解釋本發明，不會對本發明構成任何的限定。
實施例1
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在90℃、氮氣氣氛下下攪拌混合3h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至8.5，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動2h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌10h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；其中，四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1；蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為10：60：1：0.25；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理1h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵的混合物，二者質量比為1:0.6，其添加量為80m/L；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為8h，其中，每一個周期內的進水時間為5min，曝氣時間為4h，沉淀時間為5min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的40％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.3g/L；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
實施例2
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在100℃、氮氣氣氛下下攪拌混合1h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至10，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動5h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌13h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；其中，四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1；蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為20：60：2：0.5；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理1-4h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵的混合物，二者質量比為1:0.6，其添加量為120m/L；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為15h，其中，每一個周期內的進水時間為10min，曝氣時間為11h，沉淀時間為12min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的60％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為1g/L；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
實施例3
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在95℃、氮氣氣氛下下攪拌混合1.4h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至9，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動3h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌11h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；其中，四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1；蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為12：60：1.2：0.3；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理2h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵的混合物，二者質量比為1:0.6，其添加量為90m/L；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為9h，其中，每一個周期內的進水時間為6min，曝氣時間為5h，沉淀時間為7min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的45％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.5g/L；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
實施例4
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在95℃、氮氣氣氛下下攪拌混合1.8h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至9，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動3.5h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌11.5h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；其中，四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1；蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為14：60：1.5：0.35；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理2.5h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵的混合物，二者質量比為1:0.6，其添加量為100m/L；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為10h，其中，每一個周期內的進水時間為7min，曝氣時間為6h，沉淀時間為9min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的50％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.7g/L；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
實施例5
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在90℃、氮氣氣氛下下攪拌混合2.2h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至9.5，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動4h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌12h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；其中，四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1；蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為16：60：1.5：0.4；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理3h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵的混合物，二者質量比為1:0.6，其添加量為100m/L；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為10h，其中，每一個周期內的進水時間為5-10min，曝氣時間為7h，沉淀時間為11min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的50％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.8g/L；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
實施例6
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在95℃、氮氣氣氛下下攪拌混合2.7h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至9.5，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動4.5h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌12.5h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；其中，四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1；蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為18：60：2：0.45；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理3.5h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵的混合物，二者質量比為1:0.6，其添加量為110m/L；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為13h，其中，每一個周期內的進水時間為9min，曝氣時間為10h，沉淀時間為11min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的55％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.9g/L；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
對比例1
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在90℃、氮氣氣氛下下攪拌混合3h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至8.5，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動2h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌10h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；其中，四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1；蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為10：60：1：0.25；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理1h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，聚合硫酸鐵，其添加量為80m/L；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為8h，其中，每一個周期內的進水時間為5min，曝氣時間為4h，沉淀時間為5min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的40％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.3g/L；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
對比例2
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在90℃、氮氣氣氛下下攪拌混合3h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至8.5，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將步驟(1)制得的四氧化三鐵納米球分散于蒸餾水、無水乙醇、濃氨水的混合液中，然后在恒溫水槽中超聲振動2h，然后逐滴加入正硅酸四乙酯，并繼續磁力攪拌10h，磁鐵分離，得到的沉淀用無水乙醇洗滌2-4次，干燥研磨得到Fe3O4/SiO2納米球；其中，四氧化三鐵納米球、正硅酸四乙酯的摩爾比為1:1；蒸餾水、無水乙醇、濃氨水、正硅酸四乙酯的體積比為10：60：1：0.25；
(3)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理1h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，絮凝劑為聚合硫酸鋁鐵，其添加量為80m/L；
(4)在序批式活性污泥反應器中把步驟(2)制得的Fe3O4/SiO2納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為8h，其中，每一個周期內的進水時間為5min，曝氣時間為4h，沉淀時間為5min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的40％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.3g/L；
(5)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
對比例3
一種低成本除去廢水中氮、磷的方法，包括以下步驟：
(1)將FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O溶解于蒸餾水中，然后轉移至三口燒瓶中，在90℃、氮氣氣氛下下攪拌混合3h，然后逐滴加入濃氨水調節pH至8.5，冷卻至室溫，磁鐵分離后，用蒸餾水洗滌3-5次，干燥得到四氧化三鐵納米球；
(2)將待處理廢水進入到預處理池中，加入絮凝劑，預沉淀處理1h，沉淀處理后的上清液進入到序批式活性污泥反應器中；其中，絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵的混合物，二者質量比為1:0.6，其添加量為80m/L；
(3)在序批式活性污泥反應器中把步驟(1)制得的Fe3O4納米球加入到活性污泥系統中；在10-20℃下，每天循環2-3個周期，每個周期為8h，其中，每一個周期內的進水時間為5min，曝氣時間為4h，沉淀時間為5min，剩余時間為閑置；其中，活性污泥反應器內接種的普通活性污泥的體積為所述活性污泥反應器體積的40％；Fe3O4/SiO2納米球的添加量為0.3g/L；
(4)活性污泥反應器中的出水送入到膜生物反應器中，廢水從超濾膜表面的微孔進入，從超濾膜的中心排出，排出廢水經納濾膜處理，處理后廢水進行達標排放。
經檢測，實施例1-6中的廢水處理方法，COD去除率均為99.5％以上，氨氮去除率為99.65％以上，而對比例1中，COD去除率為80.09％，氨氮去除率為83.12％，對比例2中，COD去除率為82.03％，氨氮去除率為81.19％，對比例3中，COD去除率為76.58％，氨氮去除率為79.95％。