申请日2014.10.27
公开(公告)日2015.01.14
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种分段式A2/O污水处理系统，该系统包括：反应池，反应池由厌氧池、缺氧池、好氧池，厌氧池的进水口通过第一管线与预处理系统相连，缺氧池的进水口通过第二管线与预处理系统相连，厌氧池的第一厌氧池出口与缺氧池相连，推流搅拌器的叶轮推流方向按照逆时针设定，曝气机通过第四管线与曝气头相连;厌氧池通过第二厌氧池出口与好氧池相连，缺氧池通过缺氧池出口与好氧池相连，好氧池与缺氧池之间设污泥提升泵，好氧池的出水口通过第三管路与二沉池相连，二沉池与厌氧池通过第五管线相连。本发明从一定程度上解决了传统硝化-反硝化工艺存在的问题，减少了污泥微生物的掺混。
权利要求书
1.一种分段式A2/O污水处理系统，包括：反应池，反应池由厌氧池、缺 氧池、好氧池构成，厌氧池、缺氧池、好氧池相互邻接形成整体结构;其特征 在于：厌氧池设有厌氧池进水口、第一厌氧池出口、第二厌氧池出口、导流墙、 两个推流搅拌器;厌氧池的进水口通过第一管线与预处理系统相连，缺氧池设 有进水口、缺氧池出口、导流墙、推流搅拌器;缺氧池的进水口通过第二管线 与预处理系统相连，导流墙沿缺氧池的中心横向设置;厌氧池的第一厌氧池出 口与缺氧池相连，推流搅拌器位于缺氧池的与第一出水口相对的角部，推流搅 拌器的叶轮推流方向按照逆时针设定，水流沿着导流墙逆时针方向流动;好氧 池内设有出水口、凹形导流墙、曝气头、回流泵;曝气机通过第四管线与曝气 头相连;厌氧池通过第二厌氧池出口与好氧池相连，缺氧池通过缺氧池出口与 好氧池相连，好氧池与缺氧池之间设污泥提升泵，好氧池的出水口通过第三管 路与二沉池相连，二沉池与厌氧池通过第五管线相连。
2.根据权利要求1所述的分段式A2/O污水处理系统，其特征在于：曝气 头设于好氧池底部，曝气头采用微孔曝气盘，曝气机置于反应池的一侧，曝气 机与曝气头之间相连的管线上设有气体流量计。
3.根据权利要求1-2所述的分段式A2/O污水处理系统，其特征在于：第 一管线上由预处理系统至厌氧池方向依次设有第一阀门、第一进水流量计;导 流墙沿厌氧池的中心横向设置，两个推流搅拌器沿厌氧池的对角设置。
4.根据权利要求1-3所述的分段式A2/O污水处理系统，其特征在于：第 二管线上由预处理系统至缺氧池的方向依次设有第二阀门、第二进水流量计。
5.根据权利要求1-4所述的分段式A2/O污水处理系统，其特征在于：叶 轮推流方向按照逆时针设定，使水流按照逆时针方向流动，第一厌氧池出口、 第二厌氧池出口均位于厌氧池、缺氧池、好氧池三者相交边部，第一厌氧池出 口连接厌氧池与好氧池，第二厌氧池出口连接缺氧池与好氧池。
6.根据权利要求1-5所述的分段式A2/O污水处理系统，其特征在于：缺 氧池出口位于与进水口相对的角部。
7.根据权利要求1-6所述的分段式A2/O污水处理系统，其特征在于：厌 氧池与二沉池相连的管线上依次设有流量计、污泥提升泵、阀门。
说明书
分段式A2/O污水处理系统及污水处理方法
技术领域
本发明属于水处理领域，具体地，涉及一种污水的生物脱氮除磷工艺过程 的控制系统与方法，利用活性污泥法处理污水。
背景技术
氮、磷过量排放引起的水体富营养化问题是国内外政府和公众最为关注的 环境问题之一。控制水体富营养化，防止水体污染的最根本途径就是对污染源 进行治理，控制污染物的排放量，使污水处理厂出水中的氮、磷含量必须达到 一定的标准。污水排放标准的日趋严格是目前世界各国普遍的发展趋势，以控 制富营养化为目的的氮、磷去除已成为各国主要的奋斗目标。我国颁布的《城 镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准最高允许排 放浓度分别为TP<1mg/L，NH4+-N<5mg/L，TN<15mg/L。由此可见，无论是新建污水处理厂还是已有污水处理厂都面临着污水深度脱氮和除磷的要求。
但是，氮、磷的去除比较复杂，需要涉及硝化、反硝化及释磷和过量吸收 磷等多个生化过程，且每一个过程的目的不同，对微生物组成、基质类型及环 境条件的要求也各不相同。要在一个系统中同时完成脱氮和除磷过程，不可避 免地产生了各过程间的矛盾关系，如碳源、泥龄、硝酸盐、硝化和反硝化容量、 释磷和吸磷的容量等问题，这些问题使得氮磷在实际处理中达到一级排放标准 时具有一定的难度和局限性。
因此，如何更好地解决和处理传统脱氮除磷工艺中存在的矛盾关系和弊端， 提高传统工艺脱氮除磷的效果，开创高效节能、清洁、符合我国国情的可持续 污水处理新工艺以解决我国日益严重的水污染问题，是目前及今后城市污水脱 氮除磷技术研究的重点和必然趋势，是我国水环境保护和水资源利用事业的当 务之急。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种分段式A2/O污水处理系统及污水 处理方法，该工艺突破了传统活性污泥法脱氮工艺的基本概念，在传统A2/O活 性污泥法的基础上，创新性的提出分段控制的思想，将活性污泥进行分段控制， 以求在不同的处理单元富集有效菌属，提高系统的处理效率。
本发明技术原理如下：
(1)、活性污泥作用原理
在生物脱氮除磷的技术的发展历史中，脱氮除磷的工艺得到不断的发展和 完善，这之中包括改良的A2/O工艺、改良UCT工艺、UCT工艺、MSBR工 艺、VIP工艺、新型氧化沟工艺、BCFS工艺等等。但所有这些生物脱氮除磷 的组合工艺基本都仍是建立在传统的生物脱氮除磷的理论基础上的，虽然进行 了新的构架或组合，却也仍存在着明显的不足，这主要是表现在较多的工艺流 程中，都包含了多重的污泥以及混合液的回流，由此增加了系统的复杂程度， 提高了基建和运行的成本;同时在脱氮除磷的过程中对能源的消耗较多;剩余 污泥随富含磷，但处理量较大。这些缺点显然都不能符合新形势下对环境可持 续发展的要求。
活性污泥法包括普通活性污泥法、氧化沟、SBR、AO、A2/O、UCT等， 其活性污泥是一个复杂的体系，其中包含着各类生物，不同池体中的活性污泥 基本相同，是一个完全掺混的体系，在不同的池体中由于控制条件不同，起作 用的微生物也不同。在整个循环过程中微生物均处于激活与休眠交替运行的状 态。例如，硝化菌为自养好氧菌，反硝化菌为异养型兼性厌氧菌，二者分别在 缺氧池和好氧池中起作用，在缺氧池中，反硝化菌属被激活，硝化菌属处于休 眠状态，混合液进入好氧池后，硝化菌属被激活，反硝化菌属处于休眠状态， 在这个循环体系中两种菌属都是激活和休眠交替进行，对有效菌属的积累增殖 不利，同时菌种激活需要一定的时间，降低了活性污泥的利用率。因此，如何 有效地利用活性污泥，减少微生物激活、休眠的过程和时间，同时提高脱氮和 除磷效率是目前研究的主要内容。
(2)、脱氮原理
污水中的氮一般以氨氮和有机氮的形式存在，通常是只含有少量或不含亚 硝酸盐和硝酸盐形态的氮，在未经处理的污水中，氮有可溶性的氮，也有非溶 性的氮。可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在;一部分非溶性有机氮 在初沉池中可以去除。在生物处理过程中，大部分的非溶性有机氮转化成氨氮 和其他无机氮，却不能有效地去除氮。废水生物脱氮的基本原理就在于，在有 机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再 通过反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到除去氮的目的。
反硝化反应是由一群异养性微生物完成的生物化学过程。它的主要作用是 在缺氧(无分子态氧)的条件下，将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气 态氮(N2)。
(3)、除磷原理
在厌氧—好氧过程中，聚磷菌在厌氧池中为优势菌种，构成了活性污泥絮 体的主体，它吸收低分子的有机物(如脂肪酸)，同时将贮存在细胞中聚合磷酸盐 (Poly-p)中的磷通过水解而释放出来，并提供必需的能量。而在随后的好氧池中， 聚磷菌所吸收的有机物将被氧化分解，并提供能量，同时能从污水中变本加厉 地、过量地摄取磷，在数量上远远超过其细胞合成所需的磷量，将磷以聚合磷 酸盐的形式储藏在菌体内而形成高磷污泥，并且通过剩余污泥系统排出，因而 可获得相当好的除磷效果，
在厌氧池，在没有溶解氧和硝态氧存在的厌氧条件下，兼性细菌将溶解性 BOD通过发酵作用转化为低分子可生物降解的挥发性有机酸(VFA)，聚磷菌吸 收这些VFA或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成细胞内碳能源 储存物聚β羟基丁酸(PHB)，所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解, 并导致磷酸盐的释放。
在好氧池，聚磷菌的活力得到恢复，从污水中大量吸收磷，并以聚合磷酸 盐的形式存储在细胞内，其量大大超出生长需要的磷量，通过PHB的氧化代谢 产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式存储，磷 酸盐便从污水中去除。产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放，从而将磷从 系统中除去。
综合以上几点原理，脱氮的原理是在有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝 化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮转化为氮 气从水中逸出，从而达到除去氮的目的。它的主要作用是在缺氧(无分子态氧) 的条件下，将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮(N2)。而除磷的 原理是聚磷菌在厌氧—好氧交替运行的系统中有释磷和摄磷的作用，使得它在 与其他微生物的竞争中取得优势，从而使磷得到有效的去除同时降解BOD。因 此为了满足单独脱氮除磷的要求，以及解决不同菌属污泥的掺混，提出了“分 段式活性污泥法污水处理工艺”的构想。
为实现上述目的，本发明采用下述方案：
分段式A2/O污水处理系统，包括：反应池，反应池由厌氧池、缺氧池、好 氧池构成，厌氧池、缺氧池、好氧池相互邻接形成整体结构;其中：厌氧池设 有厌氧池进水口、第一厌氧池出口、第二厌氧池出口、导流墙、两个推流搅拌 器;厌氧池的进水口通过第一管线与预处理系统相连，缺氧池设有进水口、缺 氧池出口、导流墙、推流搅拌器;缺氧池的进水口通过第二管线与预处理系统 相连，导流墙沿缺氧池的中心横向设置;厌氧池的第一厌氧池出口与缺氧池相 连，推流搅拌器位于缺氧池的与第一出水口相对的角部，推流搅拌器的叶轮推 流方向按照逆时针设定，水流沿着导流墙逆时针方向流动;好氧池内设有出水 口、凹形导流墙、曝气头、回流泵;曝气机通过第四管线与曝气头相连;厌氧 池通过第二厌氧池出口与好氧池相连，缺氧池通过缺氧池出口与好氧池相连， 好氧池与缺氧池之间设污泥提升泵，好氧池的出水口通过第三管路与二沉池相 连，二沉池与厌氧池通过第五管线相连。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：从一定程度上解决了传统硝 化-反硝化工艺存在的问题，通过将各单元污泥分段控制，减少了污泥微生物的 掺混，更大程度发挥了各单元有效菌属的作用，另外可将整套工艺拆分或组合 进行灵活运行。
