申请日2012.06.15
公开(公告)日2012.10.17
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明涉及一种多级A-O强化脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处理污水系统及其方法。所述系统依次包括：厌氧格、多级缺氧-好氧格和兼氧格;兼氧格后分出两个分支，一个分支是与第一好氧格相连通的第一序批格，另一分支是与第二好氧格相连通的第二序批格。该系统是将恒水位序批式活性污泥处理污水方法进行改进，以达到增强脱氮除磷的效果。
权利要求书
1.一种多级A-O强化脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处理污水 系统，其特征在于，依次包括：厌氧格、多级缺氧-好氧格和兼氧格; 兼氧格后分出两个分支，一个分支是与第一好氧格相连通的第一序批 格，另一分支是与第二好氧格相连通的第二序批格。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，厌氧格、多级缺 氧-好氧格中的缺氧格、兼氧格中均设有进水口和搅拌机。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，兼氧格、所 有好氧格中均设有曝气头。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的系统，其特征在于，所述 的第一序批格和第二序批格均设有污泥回流泵、剩余污泥排泥泵、搅 拌机、曝气头和出水口。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的系统，其特征在于，该系 统还包括格栅渠和沉砂池。
6.利用权利要求1~5任意一项所述的多级A-O强化脱氮除磷恒 水位序批式活性污泥处理污水系统处理污水的方法，其特征在于，包 括以下步骤：
1)污水依次流经厌氧格、多级缺氧-好氧格和兼氧格进行相应的 处理;
2)经过步骤1)处理后的污水分别进入兼氧格后分出的两个分 支，分别经第一好氧格和第二好氧格处理后，均进入第一序批格和第 二序批格;
3)第一序批格和第二序批格中的污水循环交替进行回流静止沉 淀和将上一周期回流静止沉淀实现泥水分离的水置换排出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进水TN<35mg/L 而BOD/TN>4时，兼氧格作为好氧格;进水TN>35mg/L而BOD/TN<3.5 时，兼氧格作为缺氧格。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，污水分开进入厌 氧格、多级缺氧-好氧格中的缺氧格和作为缺氧格时的兼氧格，每格 进水量控制在20~50%。
9.根据权利要求6~8任意一项所述的方法，其特征在于，所述步 骤1)中，污水进入厌氧格，还与来自第一序批格或第二序批格的回 流污泥混合;回流污泥量与系统总进水的体积比为：0.5～1.5:1。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，当多级缺氧 -好氧格的级数为二级时，有第一级缺氧-好氧格和第二级缺氧-好氧 格，所述方法包括以下步骤：
1)首先将部分污水进入厌氧格;
2)将部分污水进入第一级缺氧-好氧格中的缺氧格，与该缺氧格 中的由步骤1)处理过的污水混合;
3)由步骤2)污水处理过的污水继续流入第一级缺氧-好氧格中 的好氧格;
4)将部分污水进入第二级缺氧-好氧格中的缺氧格，与该缺氧格 中的由步骤3)处理过的污水混合;
5)由步骤4)污水处理过的污水继续流入第二级缺氧-好氧格中 的好氧格，接着再进入兼氧格;
6)由步骤5)处理过的污水分别进入兼氧格后分出的两个分支， 分别经第一好氧格和第二好氧格处理后，均进入第一序批格和第二序 批格;其中进入第一序批格的污水，将上一周期回流静止沉淀实现泥 水分离的水置换排出;进去入第二序批格的污水，进行回流静止沉淀; 所述回流时回流量与系统总进水的体积比为：0.5～1.5:1。
说明书
多级A-O强化脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处理污水系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体地，涉及一种多级A-O强化 脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处理污水系统及其方法。
背景技术
目前，城镇污水处理系统中脱氮除磷的要求日益提高，因此许多 加强脱氮除磷的污水处理工艺应运而生。
浦华控股有限公司2006年申请了一篇专利，关于一种恒水位序批 式活性污泥处理污水的方法及其系统(专利申请号：CN 200610165570.1)，以下简称为恒水位SBR工艺。
恒水位SBR工艺，即连续进水、连续出水、恒水位改进型SBR工 艺，该工艺提高了SBR工艺的设备利用率及反应池容积利用率。采用 恒水位运行，避免了变水位操作水头损失大的缺点。最重要的是在空 间上提供了专用缺氧、厌氧和好氧格，保留了传统A/A/O活性污泥工 艺各反应区功能明确、界线分明的优点，使生物脱氮除磷的效率增高。
恒水位SBR系统由7个水力连通的生物反应格组成。第1格至第3 格分别为缺氧格、厌氧格和好氧格。这3格串联运行，类似改良倒置 A2/O活性污泥系统，其中所有设备均连续运行。缺氧格的作用在于去 除主要由回流污泥带来的硝酸盐。同时，进入恒水位SBR系统的污水 除少部分入缺氧格以提供反硝化所需的碳源，大部分原污水进入厌氧 格，通过水解酸化提供PAOs释磷所需的挥发酸。第3格为主曝气格， 大部分有机物降解、硝化反应和生物过量吸磷均在此完成。第4格与 第6格为对称的辅助曝气格，在第3格的基础上进一步进行有机物降 解、硝化反应和生物过量吸磷。第5格与第7格为对称的SBR边格(又 称序批出水格)，功能周期性进行互换：当其中一个SBR边格在滗水 时，另一格则依次进行污泥回流、间歇反应及静止沉淀(完成处理出 水与活性污泥的固液分离);反之亦然。第4格与第6格分别为第5格与 第7格的上游格。
当第5格为滗水格时，处理出水由该格连续置换排出。置换滗水 时间一般为2hr，此时第7格则进行污泥回流、间歇反应和静止沉淀(简 称其为RBS格)。在回流污泥时，第7格内的回流泵、混合设备和曝气 系统开机，将第7格在上一运行周期作为滗水格时所累积的污泥泵回 缺氧格。回流污泥结束后，第7格内的回流泵关机，间歇反应完成后， 第7格内的曝气和混合设备关机，从而为处理出水与活性污泥的分离 创造了一个与典型SBR类似的静止沉淀条件。在滗水期间，定时将剩 余污泥用泵排出。静止沉淀为第7格在下一运行周期变换为滗水格作 好准备。
但是在运行的过程中发现，如果出水对脱氮除磷要求较高时，恒 水位SBR工艺对于脱氮除磷的处理效果还不是非常理想，仍需加强脱 氮除磷能力。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的之一在于，提供一种多级A-O 强化脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处理污水系统。该系统是将恒水 位序批式活性污泥处理污水方法进行改进，以达到增强脱氮除磷的效 果。
本发明的另一目的在于，是利用所述系统，提供一种多级A-O强 化脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处理污水方法。
本发明所述的多级A-O强化脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处 理污水系统，依次包括：厌氧格、多级缺氧-好氧格和兼氧格;兼氧 格后分出两个分支，一个分支是与第一好氧格相连通的第一序批格， 另一分支是与第二好氧格相连通的第二序批格。
其中，所述多级缺氧-好氧格是将缺氧格与好氧格相交替连通， 即缺氧格-好氧格-缺氧格-好氧格-……-缺氧格-好氧格。缺氧-好氧格的 级数可根据水质情况确定。
进一步地，所述多级缺氧-好氧格的级数为：1~4级，优选二级。
其中，厌氧格、多级缺氧-好氧格中的缺氧格、兼氧格中均设有 进水口和搅拌机。
其中，兼氧格、所有好氧格(多级缺氧-好氧格中的好氧格和第 一好氧格、第二好氧格)中均设有曝气头。
其中，所述的第一序批格和第二序批格均设有污泥回流泵、剩余 污泥排泥泵、搅拌机、曝气头和出水口。
本发明所述的活性污泥处理污水系统，还包括格栅渠和沉砂池。
本发明所述的多级A-O强化脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处 理污水方法，包括以下步骤：
1)污水依次流经厌氧格、多级缺氧-好氧格和兼氧格进行相应的 处理;
2)经过步骤1)处理后的污水分别进入兼氧格后分出的两个分 支，分别经第一好氧格和第二好氧格处理后，均进入第一序批格和第 二序批格;
3)第一序批格和第二序批格中的污水循环交替进行回流静止沉 淀和将上一周期回流静止沉淀实现泥水分离的水置换排出。
其中，所述回流静止沉淀包括：进入第一序批格或第二序批格的 污水，进行污泥、混合液回流、间歇反应、静止沉淀。
当经过步骤1)处理后的污水，进入兼氧格后分出的分支，经第 一好氧格或第二好氧格处理，如本周期内污水在第一序批格中进行回 流、反应、静止沉淀，第二序批格则将上一周期回流、反应、静止沉 淀实现泥水分离的干净水置换排出;下一周期，第一序批格将上一周 期静止沉淀实现泥水分离的干净水置换排出，第二序批格进行污泥、 混合液回流、反应、静止沉淀……第一序批格和第二序批格中的污水 循环交替进行上述操作，直到污水处理达到所需标准为止。从宏观上， 兼氧格后进水的比例，可认为全部进入相应的好氧格及处于滗水阶段 的序批格，将上一周期序批格内经过静止沉淀实现泥水分离的干净水 置换排出，而另一个好氧格及滗水格则处于系统内的回流、反应阶段。
其中，在进水TN不高(TN<35mg/L)而BOD相对较高 (BOD/TN>4)时，兼氧格可作为好氧格;在进水TN较高(TN>35mg/L) 而BOD不高(BOD/TN<3.5)时，兼氧格可作为缺氧格。
其中，污水还可以分开进入厌氧格、多级缺氧-好氧格中的缺氧 格和作为缺氧格时的兼氧格，进水量的比例可根据实际进水水质即运 行情况而调节，每格进水量控制在：20~50%。当兼氧格作为好氧格 使用时，不进水。
其中，所述步骤1)中，污水进入厌氧格，还可以与来自第一序 批格或第二序批格的回流污泥混合，使其中的聚磷菌吸收由污水水解 酸化产生的挥发酸而释放磷;回流污泥量与系统总进水的体积比为： 0.5～1.5:1。
本发明所述的多级A-O强化脱氮除磷恒水位序批式活性污泥处 理污水方法，当多级缺氧-好氧格的级数为二级时，有第一级缺氧-好 氧格和第二级缺氧-好氧格，所述方法包括以下步骤：
1)首先将部分污水进入厌氧格;
2)将部分污水进入第一级缺氧-好氧格中的缺氧格，与该缺氧格 中的由步骤1)处理过的污水混合，去除厌氧格中带来的硝酸盐;
3)由步骤2)污水处理过的污水继续流入第一级缺氧-好氧格中 的好氧格中，使污水中的有机物降解，通过硝化反应去除污水中的氨 氮，通过聚磷菌生物过量吸收污水中的磷;
4)将部分污水进入第二级缺氧-好氧格中的缺氧格，与该缺氧格 中的由步骤3)处理过的污水混合，将第一级缺氧-好氧格中的好氧格 中带来的硝酸盐进行反硝化;
5)由步骤4)污水处理过的污水继续流入第二级缺氧-好氧格中 的好氧格，接着再进入兼氧格;
6)由步骤5)处理过的污水分别进入兼氧格后分出的两个分支， 分别经第一好氧格和第二好氧格处理后，均进入第一序批格和第二序 批格;其中进入第一序批格的污水，将上一周期静止沉淀实现泥水分 离的水置换排出;进去入第二序批格的污水，进行回流、反应、静止 沉淀;所述回流时回流量与系统总进水的体积比为：0.5～1.5:1。
本发明所述的活性污泥处理污水方法，若设置多于两级的缺氧- 好氧格，重复进行上述第二级缺氧-好氧格的操作。
本发明所述的活性污泥处理污水方法，在污水进入厌氧格前，还 包括：将污水经过格栅渠和沉砂池进行预处理。
本发明与现有技术中的恒水位SBR系统及工艺相比，改进点在 于：
(1)与原恒水位SBR系统不同，第一个反应格由缺氧格改为厌 氧格。
(2)厌氧格后为多级缺氧-好氧格(即A-O格)，即依次为缺氧- 好氧-缺氧-好氧格;A-O格的级数可根据水质情况确定;在多级A-O 格后，为SBR边格，作为出水格。
(3)最后一段缺氧格可设置为兼氧格，既作缺氧格，又作好氧 格，在进水TN不高而BOD较高时，该格可作为好氧格;在进水TN较 高而BOD不高时，该格可作为缺氧格。
(4)与原恒水位SBR工艺不同，SBR边格内的剩余污泥回流不 是回流至缺氧格，而是回流至厌氧格，从而回流量由原来的300%回 流比可降低至50%~150%。
(5)采用多点进水的方式：一部分进水进入厌氧格，剩下的进 水量按比例进入各段缺氧格，好氧格不进水。
其他的条件：
两个序批格(SBR边格)功能实现周期性互换：当其中一格在滗 水阶段时，另一格则依次进行污泥、混合液回流、间歇反应及静止沉 淀(完成处理出水与活性污泥的固液分离);反之亦然。当序批格进 行滗水时，处理出水由该格连续置换排出。置换滗水时间一般为 2~3hr;此时另外一座序批格则进行污泥、混合液回流、间歇反应和 静止沉淀。
因此，本发明提供的多级A-O强化脱氮除磷恒水位序批式活性污 泥处理污水系统及其方法的优点为：
1、脱氮效果更好：采用多级A-O工艺，部分进水与经过厌氧格 的回流污泥进入第一级缺氧区，而其余进水进入后续缺氧区，反应器 中形成了浓度梯度。采用多级A-O工艺，第一段缺氧区主要对回流污 泥中的硝酸盐氮进行反硝化，系统中每一段好氧区产生的硝化液直接 进入下一段的反硝化区进行反硝化，这样就无需设硝化液内回流设 施。反硝化反应不仅需要合适的缺氧环境，而且还需要充足的碳源为 反硝化提供电子供体，而缺氧区的进水恰好为反硝化提供了碳源，反 硝化区可以利用废水中的有机物作为碳源，在不外加碳源的条件下, 达到较高的反硝化效率。多级A-O工艺，是多次硝化反应和反硝化反 应的叠加，因此对各类污染物的去除都是有效的。
2、脱氮的同时，兼顾除磷效果;采用厌氧区和缺氧区多点进水 的方式，能更加充分利用碳源。在第一级的厌氧区，聚磷菌利用部分 进水有机物充分的释磷，释放磷后的污泥进入缺氧区。缺氧区反硝化 菌利用胞内有机物，将污泥回流液中的硝态氮还原，聚磷菌很容易以 硝态氮为电子受体发生部分反硝化吸磷反应。好氧区进一步去除有机 物，进行硝化反应，好氧聚磷菌的吸磷。同时由于不断的污泥外排, 对磷的去除也有一定的效果。该工艺兼顾了除磷和反硝化对碳源的需 求,提高系统脱氮除磷的整体效果。
3、减少回流量，节省能源：原恒水位SBR工艺是将上一周期SBR 边格内经过静沉后的污泥回流至缺氧格，通常情况下为边回流边曝 气，回流量较大，回流比为300%。由于本发明采用多级A-O工艺，各 级反应格去除效果叠加，且每一个缺氧反应格都是只将上一好氧格内 的硝酸盐反硝化，因此回流比可大大降低，回流比可降低为50~150%， 且可调整恒水位SBR工艺的运行状态，将纯粹的污泥回流时间适当延 长至0.5小时后，再进行曝气，这样初期的回流污泥浓度较高，可提 高处理效果。由于污泥回流比降低，因此可大大节省能源，降低成本。
