[发明专利]一体化复合式生物膜-活性污泥反应系统及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于城市污水处理与再生领域，具体涉及基于常温H-IFAS工艺的反应系统以及应用其对城市污水强化脱氮除磷的方法。

背景技术

由于受外界因素(如城市人口变化、城市工业发展、以及季节性的气温变化)的干扰，城市污水水质水量变化大，再加之日益突出的水环境压力，对城市污水处理技术的高效稳定运行提出了新的挑战。污水厂氮磷排放标准更加严格，很多污水厂面临污水量大，水量水质不稳定，氮磷排放不达标等问题。

现有的污水处理设施大都采用活性污泥生物处理技术，系统微生物量少，抗负荷冲击能力弱，如果人为提高系统微生物量，就会为后续的二沉池增加污泥负荷，使得出水ss不达标。并且现有的污水处理设施一般将厌氧、好氧和缺氧各分成独立的反应器，需要硝化液回流，为了保证污水排放的氮含量达标，必须加大硝化液回流量，使得系统的动力费用加大。

发明内容

本发明目的是为了解决现有污水处理设施占地面积大、运行费用高以及出水水质差的问题，而提供一体化复合式生物膜-活性污泥反应系统及其应用方法。

本发明一体化复合式生物膜-活性污泥反应系统包括进水池、复合式反应器和二沉池，进水池的出水口通过进水管与位于复合式反应器底部的厌氧区相通，在进水管中安装有进水泵，位于复合式反应器上部的出水口通过出水管与二沉池的入水口相连，二沉池上部的净水出口与净水管相通，二沉池底部的污泥口通过污泥回流管与进水管相通，在污泥回流管中安装有污泥回流泵，其中复合式反应器为圆柱形，在复合式反应器内设置有圆筒状不锈钢金属板，在圆筒状不锈钢金属板的上沿连接有圆筒状的不锈钢格网，圆筒状不锈钢金属板围出好氧区，圆筒状不锈钢金属板的外壁与复合式反应器的内壁围成缺氧区；

在复合式反应器的底部为厌氧区，厌氧区与好氧区通过不锈钢金属网隔开，而厌氧区与缺氧区之间则设置有带有过水狭缝的不锈钢金属板，在好氧区的底部设置有曝气头，曝气头通过进气管与鼓风机相连，同时在好氧区和缺氧区中填充有填料。

本发明应用一体化复合式生物膜-活性污泥反应系统对城市污水强化脱氮除磷的方法按以下步骤实现：

一、污水由进水池流进进水管，进水管中的污水与污泥回流管中的回流污泥一同从复合式反应器的底部流入厌氧区，在厌氧区进行水解酸化和厌氧释磷，厌氧区中的一部分污水经过带有过水狭缝的不锈钢金属板进入缺氧区，厌氧区中的另一部分污水进入好氧区中进行硝化和有机物去除，通过设置在好氧区底部的曝气头向好氧区内充入空气，好氧区的出水随后经不锈钢格网进入缺氧区进行反硝化脱氮，最后复合式反应器的出水通过出水管流出；

二、复合式反应器的出水通过出水管进入二沉池进行沉淀分离，得到上清液和回流污泥，其中回流污泥通过污泥回流管回流至复合式反应器内，上清液作为净化水流入净水管，完成城市污水的强化脱氮除磷。

在本发明的一体化复合式生物膜-活性污泥(H-IFAS)反应器内投加填料为微生物特别是硝化细菌的固着提供载体，能够使污泥龄长的硝化菌成为优势菌。能够增大系统内的生物量，发挥菌群的累积效应，提高系统抵抗外界干扰的能力，强化系统的处理能力，更好地保证出水水质。

本发明将厌氧区、缺氧区、好氧区设计在一个反应器内，结构紧凑，占地面积小，易于操作管理，并省去了硝化液回流的动力费用。而采用圆柱型的池体设计，水力条件好，避免反应器内死角的存在。反应器系统中采用螺旋升流式可以减轻低温对生物处理的负影响。

将厌氧区的含有易降解有机物的污水一部分直接导入缺氧区，为缺氧区后续进行的反硝化脱氮提供碳源，不需要外加碳源，节约运行成本。

本发明将H-IFAS工艺应用于城市污水的处理，实现了污水中COD和氮磷的高效去除，稳定后COD去除率能够达到90％以上，总氮和氨氮去除率能够分别达到78％和97％，总磷去除率达96％。

附图说明

图1为本发明一体化复合式生物膜-活性污泥反应系统的运行原理图；

图2是实施例一应用一体化复合式生物膜-活性污泥反应系统处理城市污水的COD去除率效果图，其中◆表示进水，★表示出水，○表示去除率；

图3是实施例一应用一体化复合式生物膜-活性污泥反应系统处理城市污水的总氮去除率效果图，其中◆表示进水，★表示出水，○表示去除率；

图4是实施例一应用一体化复合式生物膜-活性污泥反应系统处理城市污水的氨氮去除率效果图，其中◆表示进水，★表示出水，○表示去除率；