[发明专利]一种活性污泥和生物膜复合型A2/O改良工艺

说明书

技术领域

本发明属于城市污水处理技术领域，涉及一种改良型A²/O工艺，具体涉及一种活性污泥和生物膜复合型A²/O改良工艺。

背景技术

长期以来，城市污水的处理均以去除BOD和SS为目标，并不考虑对无机营养物质氮和磷的去除。随着水体富营养化和再生水回供的要求，有效地降低污水中氮、磷的含量，成为污水处理厂工艺选择时的一个重要因素。2002年颁布实施的国家《污水综合排放标准》中明确规定了氮磷的排放标准，要达到这些排放标准，许多污水处理设施需要考虑脱氮除磷问题，因此选择适宜的脱氮除磷技术在污水处理中变得日益重要。某些化学法和物理法可以有效地从污水中脱氮除磷，如化学药剂除磷、吹脱法去氮、离子交换法去除氨氮和磷酸盐。化学法或物理化学法运行费用较高，只能作城市污水处理的一个补充手段。因此，生物脱氮除磷工艺显得尤为重要。为了有效地降低污水中氮、磷含量，利用生物脱氮除磷技术原理，发展了多种具有生物脱氮和除磷功能的污水处理工艺，其中包括A²/O厌氧-好氧生物除磷工艺。A²/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A²/O工艺作为除磷脱氮的主要工艺之一，具有处理效果好，处理过程稳定可靠、处理成本低、操作管理方便等优点。但A²/O工艺的内在固有的缺陷就是硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争，很难在同一系统中同时获得氮、磷的高效去除，阻碍着生物除鳞脱氮技术的应用，其中最主要的问题是厌氧环境下反硝化与释磷对碳源的竞争。为解决A²/O工艺碳源不足及其引起的硝酸盐进入厌氧区干扰释磷的问题，研究者进行了大量工艺改进，主要有三个方面：一是解决硝酸盐干扰释磷问题而提出的工艺，如：UCT、MUCT等工艺；二是直接针对碳源不足而采取解决措施，如补充碳源、改变进水方式、为反硝化和除磷重新分配碳源，进而形成的一些工艺，如：JHB工艺、倒置A²/O工艺；三是随着反硝化除磷细菌DPB的发现形成的以厌氧污泥中PHB为反硝化碳源的工艺，如Dephanox工艺和双污泥系统的除磷脱氮工艺。虽然A²/O工艺和它的一些改进工艺经过多年运行，已积累了很多成功实践经验，但对其固有缺陷还没有较好弥补，整体营养盐去除效果没有显著提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有A²/O工艺存在的固有缺陷，提供一种活性污泥和生物膜复合型A²/O改良工艺，解决传统脱氮除磷工艺存在的矛盾。

本发明的技术解决方案是：一种活性污泥和生物膜复合型A²/O改良工艺，由厌氧、缺氧、好氧三段工艺组成，在好氧反应器中投加纤毛状生物填料，用超声波处置装置对二沉池中的剩余污泥进行空化分解成液态溶解性的有机物，并将这部分污泥回流至缺氧反应器的前端。

在好氧反应器中投加的纤毛状生物填料结构为挂毯式结构，毯面为多空性胶原物质组成，毯面上附着直毛状粗糙纤维。纤毛状生物填料比表面积达1000～1500m²/m³；纤毛状生物膜填料呈直毛状形态，固定了大量世代繁殖时间长的硝化菌，提高硝化反应速度有较长的污泥龄，适合硝化菌的生长和繁殖，污泥的硝化活性与常规的处理工艺中的活性污泥相比很高，而且，这种活性并不随着处理时间的延长而有明显的下降，为反应器的高容积负荷运行提供了条件。另外，纤毛状生物膜填料在任何情况下都可以防止硝化菌流失，因此，当反应器受到冲击负荷等影响时，系统的硝化能力可以在较短的时间内得到恢复。纤毛状生物膜填料表层附着微生物的吸附和脱落始终达到动态平衡，不发生堵塞现象，因此不需要反冲洗，并且其使用效果也不会随着时间的推移而明显的改变或下降。