[发明专利]A2/O-BAF亚硝化型反硝化除磷装置及过程控制措施方法

说明书

A²/O‑BAF亚硝化型反硝化除磷装置及过程控制方法属于污水脱氮除磷技术领域。本方法将短程硝化与反硝化除磷工艺的优势相结合，通过在低C/N条件下控制BAF的HRT、曝气量与间歇曝气比实现了低基质全程亚硝化，为A²/O缺氧区的反硝化除磷过程提供电子受体，实现了城镇生活污水的高效脱氮除磷。数字信号输送至实时控制系统后根据设置程序判断亚硝化进行程度控制曝气量和好氧/缺氧比，保证BAF反应器的全程亚硝化；厌氧区1设置有TP在线传感器，出水水箱设置有亚硝酸盐传感器，实时控制系统根据监测的TP与亚硝酸盐浓度，调节硝化液回流比(R)使缺氧区亚硝酸盐与TP质量浓度比值在1.6～1.8之间，保证高效的反硝化除磷脱氮效率。

技术领域

A²/O-BAF亚硝化型反硝化除磷装置及过程控制方法属于活性污泥法结合生物膜法的污水脱氮除磷技术领域。

背景技术

随着国家排水要求的日益严格和城镇生活污水排放量的逐年递增，我国污水处理面临着处理效率提高和运行费用增加的双重压力。传统生物脱氮除磷理论认为，厌氧微生物生长所需要的C:N:P＝200:5:1，好氧微生物增殖必须的C:N:P＝100:5:1，但我国大多数地区的生活污水C/N/P在100:25:3左右，难以满足微生物利用氮、磷所需要的碳源，即城镇生活污水低C/N、低C/P的特征造成现有污水厂的氮、磷去除效率低下。这是因为目前城镇污水处理厂普遍存在污泥龄、碳源之间的矛盾与竞争，导致氮、磷难以同步高效去除。因此，寻求低C/N生活污水的高效、低耗的脱氮除磷是我国水污染控制的重点和难点，同时在高效脱氮除磷的基础上实现节能降耗是缓解水体富营养化、保障污水处理可持续发展的重点。

传统活性污泥法是将硝化菌、反硝化菌和聚磷菌置于同一个反应器内，自养生长的硝化菌世代周期较长，因此需要长的污泥龄和适宜的溶解氧保证良好的硝化效果，实现NH₄⁺-N向NO₂^--N或NO₃^--N的转变，但异养的反硝化菌和聚磷菌利用有机底物增殖的速率较快，同时需要较短的污泥龄实现污水中磷的去除，因此难以通过控制工况调节保证活性污泥中各功能微生物处于最佳生长环境，造成氮磷难以同步高效去除。同时，反硝化和缺氧/好氧吸磷过程均需要充足的有机物作为电子受体完成生化反应，但目前城镇生活污水中的碳源十分有限，不能同时满足反硝化和吸磷的需要，造成碳源的竞争，使脱氮、除磷效率较低。

目前我国大多数污水处理厂大多采用A²/O工艺作为二级处理的主体工艺，虽然A²/O工艺存在污泥龄和碳源竞争的固有矛盾，但其具有构造简单、运行稳定、自动控制经验成熟、维护方便的优点。近些年BAF反应器被广泛应用于污水处理中，其内部填充的填料及生物膜可以同时实现物理吸附和生物代谢过程，且占地面积小、升级成本低、处理效果稳定，可以有效的提高出水水质。因此，本装置将A²/O与BAF相结合，采用短污泥龄运行的A²/O 实现聚磷菌和反硝化菌的富集，硝化菌的淘汰，在A²/O中实现高效的除磷和反硝化；BAF在长污泥龄下运行，同时逐渐缩短HRT、调节曝气量和间歇曝气比实现高效的全程亚硝化，为反硝化提供充足的电子受体。当进水C/N为 2.3～4.1时，相比传统的生物脱氮除磷工艺，本装置可以节省约25％的曝气能耗和40％的碳源，显著降低了生活污水处理的运行费用和碳源投加，出水能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。

发明内容