[实用新型]A2/O+A/O工艺污水生物脱氮除磷试验教学装置

说明书

技术领域

该实用新型所属的技术领域为：污水生物处理系统工艺开发方面。

背景技术

(1)厌氧-缺氧-好氧工艺

厌氧-缺氧-好氧工艺，简称A²O工艺(Anaerobic/Anoxic/Aerobic，缩写为A²O)，作为在系统上最简单的同步脱氮除磷工艺广泛应用于国内外大规模污水处理厂，但是该工艺将厌氧、缺氧和好氧三种不同的环境条件交替运行和不同种类的微生物菌群如聚磷菌、反硝化菌、硝化菌共存于同一污泥系统中，必然存在硝化菌，反硝化菌和聚磷菌的不同泥龄和碳源之争，同时回流污泥中携带的硝酸盐也抑制了厌氧条件下磷的释放，结果这种相互制约作用，导致该工艺的脱氮除磷效率很难进一步提高，最终导致氮和磷的去除成为对立矛盾的两方面。

A²/O工艺由厌氧-缺氧-好氧三个阶段组成，进水泵7抽取的原水与污泥回流泵9从二沉池6抽取的回流污泥同时进入厌氧区1的首端，并与厌氧区1内的混合液混合，搅拌机11起到混合搅拌作用。厌氧区1出水进入缺氧2，同时内循环回流泵10从好氧区3末端经内循环回流阀门22的提升泵10提升的混合液进入缺氧区2，缺氧区2出水混合液进入好氧区3，由供气系统12提供空气进行曝气，好氧区3出水混合液经出水阀门19进入二沉池6，污泥在二沉池6经沉淀后，打开污泥回流阀门20将部分污泥回流，其他污泥由剩余污泥排放阀门21外排。

(2)反硝化除磷脱氮理论

反硝化除磷(Denitrifying phosphorus removal)(可以称为缺氧吸磷，Anoxic phosphorus uptake)是指在厌氧/缺氧(anaerobic/anoxic)交替运行的条件下，驯化出一类以NO₃^--N作为最终电子受体的反硝化聚磷菌优势菌属，它们能以硝酸盐NO₃^-作为电子受体，利用内碳源(PHB)作为电子供体，通过“一碳两用”方式同时实现反硝化脱氮和吸磷作用。显然，反硝化除磷理论打破了传统脱氮除磷机理所认为的脱氮除磷必须分别由专性反硝化菌和专性聚磷菌来完成的理念，使得除磷和反硝化脱氮过程用同一类微生物来实现，这对生物脱氮除磷机理是一重大突破和飞跃，为生物脱氮除磷工艺的发展开辟了新天地。在该处理过程中，NO₃^-已不再被单纯地视为除磷工艺的抑制性因素，以其作为最终电子受体进行反硝化吸磷反应，因此，反硝化除磷脱氮工艺可被视为一种可持续工艺。

(3)分段进水理论

尽管可通过强化策略在A²/O工艺中富集大量的反硝化除磷菌从而提高系统的脱氮除磷效果，但是由于受工艺本身特征和进水水质的限制，难以进一步改善出水水质，通常需要补充一定的外加碳源来提高氮的去除率，而外碳源的补充并不是提高出水水质的充分必要条件，同时也不可避免的提高系统运行费用。因此如果能合理分配进水碳源，实现进水碳源的高效利用，可在一定程度上提高系统的营养物去除性能。

实用新型内容

碳源竞争引起的单污泥生物脱氮除磷工艺处理效果不稳定和达标率较低的问题，是目前大规模生物营养物去除污水处理厂共同面临的难题。当前如何有效提高传统的单污泥厌氧-缺氧-好氧工艺的营养物去除效果尚无报道，对优化工艺运行过程的诸多工况未给出明确的域值，这都给A²O工艺获得良好脱氮除磷效果带来了实际困难，从而也就阻碍了该工艺运行效果的进一步提高和运行费用的减少。目前A²O工艺急需解决的问题是如何建立稳定的反硝化除磷性能及运行工况的优化控制问题，以保证出水水质的前提下实现最大程度的反硝化除磷和高效脱氮，同时合理分配进水碳源以减少外投碳源所增加的运行费用。厌氧-缺氧1-好氧1-缺氧2-好氧2(A²/O+A/O)工艺污水生物脱氮除磷工艺就是基于反硝化除磷脱氮、引入分段进水碳源充分外碳源反硝化和设置过渡区等相关的大量实验研究数据所开发的A²/O工艺的升级工艺-A²/O+A/O工艺。该工艺中的A/O段与A/O工艺不同，主要是A/O段不需要内循环回流，而A²/O段出水中含有A/O段中缺氧区所需的大量的电子受体，从而有效利用进水碳源实现氮的去除。