[发明专利]分段式A2/O污水处理系统及污水处理方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体地，涉及一种污水的生物脱氮除磷工艺过程的控制系统与方法，利用活性污泥法处理污水。

背景技术

氮、磷过量排放引起的水体富营养化问题是国内外政府和公众最为关注的环境问题之一。控制水体富营养化，防止水体污染的最根本途径就是对污染源进行治理，控制污染物的排放量，使污水处理厂出水中的氮、磷含量必须达到一定的标准。污水排放标准的日趋严格是目前世界各国普遍的发展趋势，以控制富营养化为目的的氮、磷去除已成为各国主要的奋斗目标。我国颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准最高允许排放浓度分别为TP<1mg/L，NH₄⁺-N<5mg/L，TN<15mg/L。由此可见，无论是新建污水处理厂还是已有污水处理厂都面临着污水深度脱氮和除磷的要求。

但是，氮、磷的去除比较复杂，需要涉及硝化、反硝化及释磷和过量吸收磷等多个生化过程，且每一个过程的目的不同，对微生物组成、基质类型及环境条件的要求也各不相同。要在一个系统中同时完成脱氮和除磷过程，不可避免地产生了各过程间的矛盾关系，如碳源、泥龄、硝酸盐、硝化和反硝化容量、释磷和吸磷的容量等问题，这些问题使得氮磷在实际处理中达到一级排放标准时具有一定的难度和局限性。

因此，如何更好地解决和处理传统脱氮除磷工艺中存在的矛盾关系和弊端，提高传统工艺脱氮除磷的效果，开创高效节能、清洁、符合我国国情的可持续污水处理新工艺以解决我国日益严重的水污染问题，是目前及今后城市污水脱氮除磷技术研究的重点和必然趋势，是我国水环境保护和水资源利用事业的当务之急。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种分段式A²/O污水处理系统及污水处理方法，该工艺突破了传统活性污泥法脱氮工艺的基本概念，在传统A²/O活性污泥法的基础上，创新性的提出分段控制的思想，将活性污泥进行分段控制，以求在不同的处理单元富集有效菌属，提高系统的处理效率。

本发明技术原理如下：

(1)、活性污泥作用原理

在生物脱氮除磷的技术的发展历史中，脱氮除磷的工艺得到不断的发展和完善，这之中包括改良的A²/O工艺、改良UCT工艺、UCT工艺、MSBR工艺、VIP工艺、新型氧化沟工艺、BCFS工艺等等。但所有这些生物脱氮除磷的组合工艺基本都仍是建立在传统的生物脱氮除磷的理论基础上的，虽然进行了新的构架或组合，却也仍存在着明显的不足，这主要是表现在较多的工艺流程中，都包含了多重的污泥以及混合液的回流，由此增加了系统的复杂程度，提高了基建和运行的成本；同时在脱氮除磷的过程中对能源的消耗较多；剩余污泥随富含磷，但处理量较大。这些缺点显然都不能符合新形势下对环境可持续发展的要求。

活性污泥法包括普通活性污泥法、氧化沟、SBR、AO、A2/O、UCT等，其活性污泥是一个复杂的体系，其中包含着各类生物，不同池体中的活性污泥基本相同，是一个完全掺混的体系，在不同的池体中由于控制条件不同，起作用的微生物也不同。在整个循环过程中微生物均处于激活与休眠交替运行的状态。例如，硝化菌为自养好氧菌，反硝化菌为异养型兼性厌氧菌，二者分别在缺氧池和好氧池中起作用，在缺氧池中，反硝化菌属被激活，硝化菌属处于休眠状态，混合液进入好氧池后，硝化菌属被激活，反硝化菌属处于休眠状态，在这个循环体系中两种菌属都是激活和休眠交替进行，对有效菌属的积累增殖不利，同时菌种激活需要一定的时间，降低了活性污泥的利用率。因此，如何有效地利用活性污泥，减少微生物激活、休眠的过程和时间，同时提高脱氮和除磷效率是目前研究的主要内容。

(2)、脱氮原理

污水中的氮一般以氨氮和有机氮的形式存在，通常是只含有少量或不含亚硝酸盐和硝酸盐形态的氮，在未经处理的污水中，氮有可溶性的氮，也有非溶性的氮。可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在；一部分非溶性有机氮在初沉池中可以去除。在生物处理过程中，大部分的非溶性有机氮转化成氨氮和其他无机氮，却不能有效地去除氮。废水生物脱氮的基本原理就在于，在有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化反应将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮转化为氮气从水中逸出，从而达到除去氮的目的。