[发明专利]一种后置反硝化污水处理装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及环保行业污水处理领域，尤其涉及一种后置反硝化污水处理装置及工艺。

背景技术

鉴于近年来水体富营养化问题日益严重，湖泊蓝藻和海洋赤潮频发，国内外纷纷制定了严格的污水氮磷排放标准。目前，SBR、AO、氧化沟等常用污水处理工艺以去除COD、氨氮为主，碳源利用率较低，对总氮和总磷的去除效果较差，导致大量低C/N比、C/P比废水难以达标处理。为此，研究者陆续提出了多种污水脱氮除磷工艺，如A²O (厌氧-缺氧-好氧)工艺、 UCT 工艺、MUCT工艺、BCFS^? 工艺等。这些工艺将缺氧区置于好氧区之前，属于前置反硝化工艺，在污水厂中应用广泛。但这些工艺脱氮除磷过程需要消耗大量碳源，而很多污水中可利用碳源有限，无法同时满足生物除磷和脱氮要求。此外，这些工艺还存在运行操作复杂、运行成本高、管理难度大等问题。

反硝化除磷是近年来提出的一种可以利用有限的碳源实现氮磷同时去除的工艺。该工艺的主要功能微生物为聚磷菌（PAO），其以硝酸盐、亚硝酸盐为电子受体，分解体内储存的聚羟基链烷酸（PHA），利用产生的能量吸收污水中的磷。在反硝化除磷工艺中，利用PAO体内的内碳源PHA可以同时脱氮除磷，实现了“一碳两用”，大大提高了进水中碳源利用率，故适用于低C/N比、低C/P比污水的处理。目前，已有关于反硝化除磷的研究通常采用双泥法，如A₂N SBR工艺和DEPHONOX工艺等。双泥法工艺采用独立的硝化系统，污水中的磷全部通过反硝化除磷去除，对碳源的利用率较高。但是由于其工艺单元和回流系统很多、工艺结构复杂，运行成本高，目前尚未实现工程应用。

目前，有关单泥法反硝化除磷工艺的研究较少，且只能实现部分反硝化除磷，如在A²O、UCT等前置反硝化工艺中污水中的部分磷可以在缺氧区去除，但是其比例较低，如果提高反硝化除磷的比例需要增大硝化液回流比，从而增加能耗。

后置反硝化工艺是指缺氧区置于好氧区之后，按厌氧-好氧-缺氧方式运行，简称AOA工艺。在传统AOA工艺中，除磷和反硝化分别在好氧区和缺氧区完成，而且需要通过分段进水、投加外部碳源等手段为缺氧段提供碳源。近年来，有研究者通过向AOA工艺的好氧区投加乙酸抑制了好氧吸磷，保持了硝化作用，在缺氧区实现了反硝化除磷。但投加碳源的量需要准确控制，而且该方法成本较高，尚处于实验阶段。因此，新型后置反硝化工艺及装置研发，有望低成本、简便操控下实现反硝化除磷，强化生物系统氮磷处理效果。

发明内容

本发明的目的是针对目前反硝化除磷工艺流程复杂、能耗高的问题，对传统后置反硝化工艺进行改造，将聚磷菌体内储存的聚羟基链烷酸输送到独立缺氧区，为其提供碳源，建立了一种后置反硝化污水处理装置及工艺。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

后置反硝化污水处理装置包括进水桶、恒流泵、生化池、沉淀池、出水桶、搅拌机、曝气头、气体流量计、气泵、碳源分流管、污泥回流管、进水口、回流污泥入口、混合液出口、大隔板、小隔板和导流孔；进水桶、生化池、沉淀池、出水桶顺次相连；生化池包括厌氧区、好氧区、缺氧区三部分；厌氧区和缺氧区内设有搅拌机，厌氧区通过碳源分流管与缺氧区相连；好氧区内设有曝气头，曝气头、气体流量计、气泵顺次相连；沉淀池包括中心管、反射板、池体、出水堰、出水口，沉淀池中心设有中心管，中心管与反射板相连，沉淀池上端设有出水堰，出水堰与出水口相连，沉淀池底部通过污泥回流管与生化池的厌氧区相连。

所述的生化池为矩形结构，沿纵向由大隔板分为两排，每一排用小隔板分隔成大小相同的五格，共十格。

所述的小隔板间隔设有一高一低的导流孔，大隔板下部也设有导流孔。所述的生化池的前两格为厌氧区，中间六格为好氧区，最后两格为缺氧区。所述的生化池中好氧区液位比厌氧区液位低，缺氧区液位比好氧区液位低。所述的好氧区采用梯度曝气，采用气体流量计控制好氧区每一格的气量，使气量从前到后依次减小，保持好氧区溶解氧（DO）浓度相对稳定。

后置反硝化污水处理工艺的步骤如下：

1）污水和回流污泥首先进入厌氧区并充分混合，之后泥水混合液通过交替穿过上、下导流孔在生化池的不同格之间流动，从而在生化池内形成折流；在厌氧区聚磷菌分解体内储存的聚磷，释放磷酸盐，利用释磷产生的能量吸收污水中有机物并转化为聚羟基链烷酸，以内碳源形式储存在聚磷菌体内，氨氮经过回流污泥稀释后浓度降低，回流污泥中的硝酸盐被反硝化细菌利用污水中碳源还原，总氮浓度降低；