申请日2012.03.02
公开(公告)日2012.07.18
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O装置，主要由初沉池、厌氧-缺氧装置、二沉池、中间水池、曝气生物滤池和清水池组成;所述初沉池与厌氧-缺氧装置的厌氧区连接，厌氧-缺氧装置的脱气区与二沉池连接，且二沉池通过污泥泵与厌氧-缺氧装置的厌氧区连接;所述二沉池的出水连接到中间水池，中间水池与曝气生物滤池连接，所述曝气生物滤池连接到清水池;所述清水池与厌氧-缺氧装置连接。通过工艺调整使反硝化聚磷菌成为AAO单元的优势菌属，实现聚磷菌和硝化菌的分离，二沉池沉淀和贮泥功能的分离，曝气生物滤池硝化和过滤功能的分离，最终实现组合系统节能、稳定、高效脱氮除磷和污泥减量。
权利要求书
1.一种双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O装置，其特征在 于：主要由初沉池、厌氧-缺氧装置、二沉池、中间水池、曝气 生物滤池和清水池组成;所述初沉池与厌氧-缺氧装置的厌氧区 连接，厌氧-缺氧装置的脱气区与二沉池连接，且二沉池通过污 泥泵与厌氧-缺氧装置的厌氧区连接;所述二沉池的出水连接到 中间水池，中间水池与曝气生物滤池连接，所述曝气生物滤池 连接到清水池;所述清水池与厌氧-缺氧装置的缺氧区连接;所 述清水池与曝气生物滤池底部配水区连接。
2.根据权利要求1所述的双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O 装置，其特征在于：所述曝气生物滤池的填料层设有二相分离 器，二相分离器通过曝气管线与厌氧-缺氧装置的脱气区连接。
3.根据权利要求1所述的双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O 装置，其特征在于：所述二沉池设有污泥排放管;所述曝气生 物滤池底部设置放空阀;所述清水池设有出水管。
4.根据权利要求1所述的双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O 装置，其特征在于：所述双污泥反硝化除磷脱氮的装置还包括 鼓风机，鼓风机通过曝气管线和气体流量计与曝气生物滤池连 接。
5.根据权利要求1所述的双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O 装置，其特征在于：所述曝气生物滤池为硝化/过滤型反应器， 滤料下部为硝化段，上部为无气干扰硝化脱氧过滤段。
6.一种双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O方法，其特征在 于：该方法的具体步骤为：
1)污水从初沉池进入厌氧-缺氧装置的厌氧区，在厌氧区 释放磷，泥水混合液在重力作用下，以翻腾式流经厌氧-缺氧装 置的厌氧区和缺氧区，进行反硝化除磷脱氮，并在脱气区中脱 气;
2)泥水混合液从上述脱气区进入二沉池，实现泥水分离， 含氨氮的上清液流入中间水池，经高压泵进入曝气生物滤池底 部;污泥经排放管排出;
3)上述曝气生物滤池中的优势菌属硝化菌将上述上清液中 的氨氮转化为硝态氮，硝化液在过滤和脱氧后进入清水池，处 理水经出水管排放;
4)上述步骤2中二沉池中的不含硝酸盐的富磷污泥经污泥 回流泵进入厌氧-缺氧装置的厌氧区，污泥中的聚磷菌利用污水 中的低分子挥发性有机酸，合成PHB，完成磷的大量释放，释 磷速率高;污水中大量有机物得到迅速转化，在厌氧区4对COD 的去除占组合工艺的70-80%;反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例接 近80%;
5)步骤4中的混合污泥从上述厌氧区进入缺氧区，同时曝 气生物滤池进入清水池的脱氧硝化液通过硝化液回流泵进入缺 氧区，反硝化菌利用厌氧区内聚磷菌剩余的碳源反硝化脱氮， 反硝化聚磷菌以硝酸盐氮为电子受体吸磷;
6)步骤5中的泥水混合液从缺氧区流入脱气区，完成剩余 磷的去除和氮气的吹脱;
7)污水从上述脱气区进入二沉池，实现泥水分离，污泥经 排放管排出，上清液流入中间水池，经高压泵进入曝气生物滤 池，在曝气生物滤池处理后排出。
7.根据权利要求6所述双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O方 法，其特征在于：所述该装置具体进行污水处理过程还加入了 鼓风机：鼓风机通过气体流量计和曝气管线从曝气生物滤池下 部曝气。
8.根据权利要求7所述双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O方 法，其特征在于：设置于曝气生物滤池的滤料中部的二相分离 器收集乏气，通过曝气管线在厌氧-缺氧装置的脱气区内实现二 次曝气，完成对氮气的吹脱。
9.根据权利要求8所述双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O方 法，其特征在于：所述曝气生物滤池经10-15d的运行后，中间 水层悬浮物浓度大幅增加或发生磷的释放，对曝气生物滤池进 行反冲洗，吸收中间水层的悬浮物。
10.根据权利要求9所述双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O 方法，其特征在于：所述曝气生物滤池反冲洗进水为清水池的 出水，含有大量污染物的反冲洗排水通过设置在中间水层的排 水管排放，反冲时不扰动曝气生物滤池上部清水层，缩短反冲 操作时间，延长滤池工作周期。
说明书
双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O装置及方法
技术领域
本发明属于污水生物处理技术领域，特别适用于污水处理厂的提标改造以 及污水深度处理厂的新建，具体涉及一种用于污水处理的强化脱氮的A/A-O装 置与方法。
背景技术
目前，我国95%以上的污水处理厂不能达到日益严格的一级A排放标准， 关键问题是TN、TP和SS无法稳定达标。由于我国城镇污水C/N一般较低， 能够用来厌氧释磷的VFA更低，生物脱氮除磷处理过程中需要投加大量外加 碳源，污水厂也没有采用节能降耗技术，使运行费用普遍较高，吨水运行费用 是发达国家的近2倍。并且，污水厂产生的大量的剩余污泥得不到妥善处理， 造成的环境问题也比较显著。
AAO脱氮除磷系统中聚磷菌、反硝化菌和硝化菌共存，存在泥龄上的矛 盾和碳源上的竞争，使得聚磷菌厌氧释磷效率不高，硝化菌硝化效率低下，曝 气能耗大，很难在单一的生化系统内同时获得脱氮除磷的良好效果;并且，好 氧区出水中的硝态氮，在二沉池内易发生反硝化，使污泥上浮，影响系统的正 常运行。由于我国城镇污水C/N一般较低，能够用来厌氧释磷的VFA更低， 碳源的缺乏使得AAO工艺脱氮除磷中原本存在的问题更加突出。
曝气生物滤池(Biological Aerated Flilter，BAF)是集生物膜生化降解和滤 层过滤功能与一体的污水处理技术，但是BAF单独用来处理生活污水时普遍 存在工作周期短，反冲洗频繁，填料易堵塞和板结等问题。
AAO-BAF集AAO和曝气生物滤池优势于一体，抗水力负荷能力强，对 温度变化适应能力强，通过聚磷菌和硝化菌的分离，能够稳定实现反硝化除磷 技术，实现一碳两用，节省曝气量，降低污泥产量，降低运行费用。但是该组 合工艺也存在一些问题，如BAF出水DO较高，使得AAO单元缺氧区内好氧 异养菌繁殖，制约AAO反硝化除磷效率;上向流BAF截留的污染物主要在滤 料层下部，顺向反冲时截留的污染物穿过整个滤料层，不仅能耗高还使BAF 上部清水受到污染;由于曝气的干扰而消弱了BAF的过滤性能，脱落的生物 膜等使出水悬浮物SS较高。
如何在节能降耗和有效利用原水碳源的基础上提高组合工艺系统的脱氮 除磷效果，同时实现污泥过程减量，已成为现阶段污水处理领域的重大需求。
发明内容
本发明的目的是针对目前AAO工艺问题，结合节能降耗、碳源有效利用 和污泥减量三个关键技术，提出一种污水处理装置及方法，通过工艺调整使反 硝化聚磷菌成为AAO单元的优势菌属，实现聚磷菌和硝化菌的分离，二沉池 沉淀和贮泥功能的分离，曝气生物滤池硝化和过滤功能的分离，最终实现组合 系统节能、稳定、高效脱氮除磷和污泥减量。
为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：
一种双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O的装置，主要由初沉池、厌氧-缺氧 装置、二沉池、中间水池、曝气生物滤池和清水池组成;所述初沉池与厌氧- 缺氧装置的厌氧区连接，厌氧-缺氧装置的脱气区与二沉池连接，且二沉池通 过污泥泵与厌氧-缺氧装置的厌氧区连接;所述二沉池的出水连接到中间水池， 中间水池与曝气生物滤池连接，所述曝气生物滤池连接到清水池;所述清水池 与厌氧-缺氧装置的缺氧区连接;所述清水池与曝气生物滤池底部配水区连接。
优选地，所述曝气生物滤池的填料层设有二相分离器，二相分离器通过阀 门和气泵与厌氧-缺氧装置的脱气区连接。
优选地，所述二沉池设有排放管;所述曝气生物滤池底部设置放空阀;所 述清水池设有出水管。
更优选地，所述双污泥反硝化除磷脱氮的装置还包括鼓风机，鼓风机通过 曝气管线和气体流量计与曝气生物滤池连接。
更优选地，所述曝气生物滤池为硝化/过滤型反应器，滤料下部为硝化段， 上部为无气干扰硝化脱氧过滤段。
一种双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O方法，该方法的具体步骤为：
1)污水从初沉池进入厌氧-缺氧装置的厌氧区，在厌氧区释放磷，泥水混 合液在重力作用下，以翻腾式流经厌氧-缺氧装置的厌氧区和缺氧区，进行反 硝化除磷脱氮去有机物，并在脱气区中脱气;
2)污水从上述脱气区进入二沉池，实现泥水分离，含氨氮的上清液流入 中间水池，经高压泵进入曝气生物滤池底部;污泥经排放管排出;
3)上述曝气生物滤池中的优势菌属硝化菌将上述上清液中的氨氮转化为 硝态氮，其水力停留时间为0.5-1h，气水比为6-10，硝化液在过滤和脱氧后进 入清水池，处理水经出水管排放;
4)上述步骤2中二沉池中的不含硝酸盐的富磷污泥经污泥回流泵进入厌 氧-缺氧装置的厌氧区，池内设搅拌装置，污泥回流比为100%，水力停留时间 为1-2h，污泥中的聚磷菌利用污水中的低分子挥发性有机酸(VFA)，合成PHB， 完成磷的大量释放，释磷速率高;污水中大量有机物得到迅速转化，在厌氧区 4对COD的去除占组合工艺的70-80%;反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例接近 80%;
5)步骤4中的混合污泥从上述厌氧区进入缺氧区，池内设搅拌装置，同 时曝气生物滤池进入清水池的脱氧硝化液通过硝化液回流泵进入缺氧区，缺氧 区内的溶解氧浓度非常低，DO小于0.3mg/L，抑制了好氧异养菌对碳源的掠 夺，反硝化菌利用厌氧区内聚磷菌剩余的碳源反硝化脱氮，反硝化聚磷菌以硝 酸盐氮为电子受体，以PHB为电子供体，发生反硝化除磷，硝化液回流比为 200-400%，其水力停留时间为7-8h;
6)步骤5中的混合污泥从缺氧区流入脱气区，脱气区水力停留时间为1h， 不发生氨氮的氧化，主要作用是完成氮气的吹脱和剩余磷的去除，改善污泥沉 淀性能，混合液污泥浓度为2500-3000mg/L;
7)污水从上述脱气区进入二沉池，实现泥水分离，污泥经排放管排出， 上清液流入中间水池，经高压泵进入曝气生物滤池，在曝气生物滤池处理后排 出。
优选地，设置于曝气生物滤池的滤料中部的二相分离器收集乏气，通过曝 气管线在厌氧-缺氧装置的脱气区内实现二次曝气，完成对氮气的吹脱，改善 污泥沉降性能。
更优选地，所述曝气生物滤池经10-15d的运行后，中间水层悬浮物浓度 大幅增加且发生磷的释放，对曝气生物滤池进行反冲洗，吸收中间水层的悬浮 物。气、水反冲强度为3-7L/(m2.s)，时间分别为气冲2-5min，气水冲2-4min， 水冲3-6min。
更优选地，所述曝气生物滤池反冲洗进水为清水池的出水，含有大量污染 物的反冲洗排水通过设置在中间水层的排水管排放，反冲时不扰动曝气生物滤 池上部清水层，缩短反冲操作时间。
本发明所述的双污泥反硝化除磷脱氮的A/A-O装置及方法的有益效果是： 系统污泥产率低，曝气生物滤池过滤性能强且反冲洗周期长，实现低C/N条件 下城市污水高效、稳定、深度脱氮除磷去悬浮物。
组合工艺最大程度上应用了反硝化除磷技术，系统污泥产率低，能耗低， 曝气生物滤池过滤性能强且反冲洗周期长，实现低C/N条件下城市污水高效、 稳定、深度脱氮除磷去悬浮物。
AA-BAF组合工艺实现聚磷菌和硝化菌的分离，硝化效率高，所有污泥均 经过完整的厌氧缺氧过程，脱氮除磷动力强;
反硝化除磷技术的应用，实现一碳两用和污泥的过程减量;
AA单元不硝化，去除回流污泥中硝态氮对厌氧释磷的影响，缓解了二沉 池内污泥的上浮或解体，保证二沉池的稳定运行;
BAF中二相分离器的设置，实现硝化和过滤的分离，消除曝气对过滤的扰 动，强化过滤功能，有效截留脱落生物膜等形成的悬浮物;
BAF中二相分离器的设置，降低硝化液回流中的DO，抑制AA单元缺氧 区内好氧异养菌对碳源的竞争，改善AA单元中反硝化菌和反硝化除磷菌的缺 氧环境，提高脱氮除磷效率;
曝气生物滤池反冲洗排水通过设置在BAF中间水层的排水管排放，反冲 时不扰动BAF上部清水层，反冲洗操作时间短。
