[发明专利]一种基于磷回收的生物强化氮磷处理系统与方法

说明书

本发明公开一种基于磷回收的生物强化氮磷处理系统与方法，属于污水处理领域。本发明污水依次通过反应池、二沉池，实现强化脱氮除磷，TP去除率>95%或出水TP<0.3mg/L，系统TP回收率>60%，ΔBOD/ΔTN<4，系统内各区最大流量通量不超过2.2Q，具有高效脱氮除磷、运行节能低碳、负荷高、占地省、实现磷回收、TN去除率不受回流比限制、控制简单运行管理方便等优点。本发明的系统由反应池、二沉池及连接管路组成，反应池从进水端至出水端依次为预缺氧区、厌氧区、中沉区、回收区、好氧硝化区、反硝化区、好氧脱碳区、出水区，连接管路包括主进水管、分支进水管、出水管、污泥超越管、污泥回流管、剩余污泥排放管等，工艺流程简单。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种基于磷回收的生物强化氮磷处理系统与方法。

背景技术

污水生化处理，多基于传统脱氮除磷机理。脱氮过程，包括硝化作用、反硝化作用；硝化作用，即自养硝化细菌（AOB、NOB）在好氧条件下，NH₄⁺-N→NO₂^--N→NO₂^--N；反硝化作用，即反硝化菌群在缺氧条件下，以NO_X^-为电子受体、有机物为电子供体，NO₃^--N→NO₂^--N→N₂。生物除磷过程，包括厌氧释磷、好氧过渡吸磷、排放剩余污泥实现生物除磷；厌氧过程中，聚磷菌吸收有机物储存在细胞体内，释放磷酸盐；好氧时，通过溶解氧氧化细胞内储存的有机物，吸收水体中的磷。可见，对于脱氮除磷，核心包括三类菌群，硝化菌群、反硝化菌群、聚磷菌群。硝化菌群属于自养菌，严格好氧，比生长速率低；反硝化菌群大多数属于异氧菌，比生长速率高；聚磷菌属兼性异氧菌，比生长速率高。目前污水厂典型的处理工艺中，多采用活性污泥法并按照A²/O工艺布置，即厌氧、缺氧、好氧三段，并在好氧末端向缺氧段回流硝化液，为反硝化提供硝酸盐，其他工艺多是基于A²/O的变形工艺。

典型的A²/O工艺存在以下固有缺欠：

1）脱氮除磷存在污泥龄上的矛盾，反硝化菌群、聚磷菌群需要短泥龄，硝化菌群需要长泥龄，但系统内只有单一泥龄，实际采用折中做法，兼顾脱氮除磷；但对于硝化菌群，泥龄不足，冬季处理效果不理想，进水波动时处理效果不稳定；对于反硝化菌群、聚磷菌群，泥龄过长，污泥有老化趋势，处理效率下降；

2）脱氮除磷存在溶解氧需求上的差异，聚磷菌厌氧释磷需要绝对厌氧，溶解氧的存在会影响甚至抑制厌氧释磷过程，只有厌氧释磷越充分，好氧阶段才能过量吸磷，实现良好的生物除磷；反硝化过程的本质是反硝化菌以，以NO_x^-为电子受体、有机物为电子供体，若存在分子态溶解氧，则分子态溶解氧则会被优先作为电子受体，影响反硝化效率；硝化菌群为严格好氧型，厌缺氧及碳源存在时会受到抑制，故传统工艺中好氧段的HRT要大于其他工艺段HRT的综合，以保证硝化菌群的基本代谢；对于活性污泥法，活性污泥为混合系统，通过各工艺段的分隔实现各个功能，但仍彼此制约，包括各工艺段空间上的排布以及HRT的设计等；

3）脱氮除磷存在碳源上的争夺，聚磷菌只能利用有机物中的挥发性脂肪酸，其他形式的有机物需要先水解成挥发性脂肪酸，才能被聚磷菌利用；反硝化菌群对碳源的要求略低于聚磷菌，但也只能利用低碳有机物，反硝化菌群和聚磷菌群之间存在碳源质和量的争夺；一般要求，生物脱氮要求进水C/N&gt;4，生物脱氮除磷时要求进水C/N&gt;7，而国内一般生活污水进水C/N普遍&lt;4，属于碳源不足，需要外投碳源；硝化菌群为自养，不需要有机碳源，且有机碳源超过一定量时会对硝化菌群产生代谢的抑制。