一种低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷方法及装置与流程

本发明属于污水生物处理，尤其涉及一种低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷方法及装置。

背景技术：

1、在污水处理的过程中，有机物一般不是影响出水达标的主要因素；含磷污染物能够通过生物及化学手段被去除；但含氮污染物具有较强的稳定性及高溶解性，采用物理手段去除该污染物会消耗大量能源及成本；从经济角度考虑，含氮污染物几乎只能依靠生物处理手段被去除，由此成为面对高排放标准时的一大难题。

2、目前反硝化除磷技术、同步硝化反硝化除磷技术（sndpr）、短程硝化反硝化以及多种工艺的组合应用在污水处理领域已有较多应用，通过控制温度、ph、污泥龄、do浓度等参数优化脱氮除磷效果。此外，同步硝化反硝化除磷技术因其低溶解氧需求和低碳源消耗而被广泛关注。该技术是指在单一反应器中实现污水碳、氮和磷同步去除。与传统生物除磷（bnr）技术相比，sndpr技术具有强化生物除磷和同步硝化反硝化（snd）两者的优势，并通过强化污水原水中有限碳源的储存与再利用，实现污水的同步脱氮除磷。sndpr技术有望实现低碳氮比城镇污水的同步深度脱氮除磷、节省曝气能耗和出水水质稳定达标，并易实现实际工程应用。现有相关sndpr研究中，已有通过研究do浓度、srt、温度、碳源等影响因素，来提高系统的脱氮除磷效果。在不同do浓度、温度和碳源等条件下，不同工艺类型sndpr的脱氮除磷效率有所不同。但目前有关污泥浓度对sndpr脱氮除磷性能特性的影响还鲜有报道，关于不同污泥浓度长期运行的脱氮除磷特性还有待研究。

3、中国专利cn103086511b公开了一种污泥发酵强化城市污水脱氮除磷的方法，利用序批式反应器，将污泥发酵作用与城市污水的脱氮和除磷过程作用耦合在同一体系中，使得污泥发酵产生的易降解碳源可以及时被聚磷菌和反硝化细菌消耗，强化了低c/n比城市污水的脱氮效果，避免了发酵过程中因产物积累而导致发酵反应速率减缓的问题，同时实现初沉污泥的初步稳定。该工艺适用于低c/n比、c/p比城市污水的强化脱氮除磷和污泥的初步减量和稳定。具有节省碳源，提高脱氮效率，并且具有设备简单、运行灵活、脱氮效率高等优点。

4、然而，上述污泥处理方法需要通过污泥发酵提高进水城镇污水的c/n比，进而来提高后面脱氮除磷效果，因此需要设置发酵设备，存在设备成本高，工艺复杂的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足之处，本发明所要解决的技术问题是克服现有污泥处理方法存在运行成本高、脱氮除磷效果差的问题，提出一种具有运行费用低、同步污染物去除效率高、剩余污泥量少特点的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷方法及装置。

2、为解决所述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、本发明一方面提供一种低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷装置，包括：原水水箱、和aaoao反应器；所述aaoao反应器进一步包括缺氧池ⅰ，厌氧池，好氧池ⅰ，缺氧池ⅱ，好氧池ⅱ；所述缺氧池ⅰ的一进水口与所述原水水箱的一出水口相连；所述厌氧池的一进水口与所述缺氧池ⅰ的出水口相连，另一进水口与所述原水水箱的一出水口相连；所述好氧池ⅰ的进水口与所述厌氧池的出水口相连，所述好氧池ⅰ与溶解氧仪ⅰ相连，且所述溶解氧仪ⅰ控制所述好氧池ⅰ内的溶解氧浓度为0.5-1.5 mg/l；所述缺氧池ⅱ的一进水口与所述好氧池ⅰ的出水口相连，另一进水口与所述原水水箱的一出水口相连；所述好氧池ⅱ的进水口与所述缺氧池ⅱ的出水口相连，所述好氧池ⅱ与溶解氧仪ⅱ相连，且所述溶解氧仪ⅱ控制所述好氧池ⅱ内的溶解氧浓度为低于0.5 mg/l且高于0 mg/l。

4、优选的，还包括二沉池和出水水箱；所述二沉池的进水口与所述好氧池ⅱ的出水口相连；所述二沉池的出水口与所述出水水箱的进水口相连，出泥口与所述缺氧池ⅰ的另一进水口相连。

5、优选的，所述原水水箱通过进水泵向所述缺氧池ⅰ、所述厌氧池、以及所述缺氧池ⅱ注入原水；所述二沉池通过污泥回流泵从底部设置的出泥口向所述缺氧池ⅰ回流污泥。

6、本发明另一方面还提供利用上述任一技术方案所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷装置进行低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷的方法，所述缺氧池ⅰ、所述厌氧池、所述好氧池ⅰ、所述缺氧池ⅱ、以及所述好氧池ⅱ内的污泥浓度为7000-9000 mg/l。

7、优选的，在所述缺氧池ⅰ内，首先将由所述原水水箱进入的原水和污泥回流液中所携带的溶解氧消耗完，形成缺氧环境，然后利用由所述原水水箱进入的原水中所携带的有机物发生反硝化反应，将污泥回流液中no3--n和no2--n还原为n2。

8、优选的，在所述厌氧池内，聚磷菌进行厌氧释磷，并利用由所述原水水箱进入的原水中溶解性有机物实现内碳源储存，使其在后续的好氧池ⅰ内充分吸磷，并通过排泥的方式去除总磷；同时发生同步硝化反硝化反应，去除原水中的部分nh4+-n。

9、优选的，所述好氧池ⅰ内的nh4+-n经过硝化反应转化为no3--n；且聚磷菌在好氧吸磷过程中实现对po43--p过量摄取，对磷酸盐进行去除。

10、优选的，所述缺氧池ⅱ内，反硝化菌利用所述好氧池ⅰ产生的no3--n和剩余少量po43--p进行反硝化、反硝化除磷和内源反硝化反应，实现氮磷的深度去除。

11、优选的，所述好氧池ⅱ内，采用低溶氧控制，原水中的nh4+-n通过同步硝化反硝化过程去除。

12、优选的，所述缺氧池ⅰ和/或所述厌氧池和/或所述好氧池ⅰ和/或所述缺氧池ⅱ和/或所述好氧池ⅱ内包括储存内碳源的功能微生物paos和gaos；所述gaos选自 unclassified_f_comamonadaceae、 candidatus_competibacter，所述paos选自 candidatus_microthrix、tetrasphaera。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、本发明提出一种低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷装置，采用分段进水方式，可促进污水碳源多段分级利用，提高原水碳源利用率。污水中的营养物质能够被微生物充分利用，提高污染物去除效率的同时，分布均匀的营养物质多数被反硝化菌消耗，在后续的好氧段中，异养好氧菌缺少能够利用的营养物质，有利于硝化菌的生长；好氧段溶解氧采用分段分级控制，且维持在较低水平，有利于同步硝化反硝化除磷等生化反应过程的进行，降低碳源需求和曝气能耗，实现零碳源投加，有利于污水处理厂的提标改造；

15、本发明还提供一种低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷方法，具有较强的稳定性与抗冲击负荷能力，降低了由于各种原因导致的进水污染物浓度变化对系统的冲击，运行管理方便，能够有效实现城市生活污水脱氮除磷过程。

技术特征：

1.一种低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷装置，其特征在于，包括：原水水箱、和aaoao反应器；所述aaoao反应器进一步包括：

2.根据权利要求1所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷装置，其特征在于，还包括二沉池和出水水箱；所述二沉池的进水口与所述好氧池ⅱ的出水口相连；所述二沉池的出水口与所述出水水箱的进水口相连，出泥口与所述缺氧池ⅰ的另一进水口相连。

3.根据权利要求2所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷装置，其特征在于，所述原水水箱通过进水泵向所述缺氧池ⅰ、所述厌氧池、以及所述缺氧池ⅱ注入原水；所述二沉池通过污泥回流泵从底部设置的出泥口向所述缺氧池ⅰ回流污泥。

4.一种低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷的方法，利用权利要求1-3任一项所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷装置，其特征在于，所述缺氧池ⅰ、所述厌氧池、所述好氧池ⅰ、所述缺氧池ⅱ、以及所述好氧池ⅱ内的污泥浓度为7000-9000 mg/l。

5.根据权利要求4所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷的方法，其特征在于，在所述缺氧池ⅰ内，首先将由所述原水水箱进入的原水和污泥回流液中所携带的溶解氧消耗完，形成缺氧环境，然后利用由所述原水水箱进入的原水中所携带的有机物发生反硝化反应，将污泥回流液中no3--n和no2--n还原为n2。

6.根据权利要求5所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷的方法，其特征在于，在所述厌氧池内，聚磷菌进行厌氧释磷，并利用由所述原水水箱进入的原水中溶解性有机物实现内碳源储存，使其在后续的好氧池ⅰ内充分吸磷，并通过排泥的方式去除总磷；同时发生同步硝化反硝化反应，去除原水中的部分nh4+-n。

7.根据权利要求6所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷的方法，其特征在于，所述好氧池ⅰ内的nh4+-n经过硝化反应转化为no3--n；且聚磷菌在好氧吸磷过程中实现对po43--p过量摄取，对磷酸盐进行去除。

8.根据权利要求7所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷的方法，其特征在于，所述缺氧池ⅱ内，反硝化菌利用所述好氧池ⅰ产生的no3--n和剩余少量po43--p进行反硝化、反硝化除磷和内源反硝化反应，实现氮磷的深度去除。

9.根据权利要求8所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷的方法，其特征在于，所述好氧池ⅱ内，采用低溶氧控制，原水中的nh4+-n通过同步硝化反硝化过程去除。

10.根据权利要求4所述的低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷的方法，其特征在于，所述缺氧池ⅰ和/或所述厌氧池和/或所述好氧池ⅰ和/或所述缺氧池ⅱ和/或所述好氧池ⅱ内包括储存内碳源的功能微生物paos和gaos；所述gaos选自unclassified_f_comamonadaceae、candidatus_competibacter，所述paos选自candidatus_microthrix、tetrasphaera。

技术总结本发明公开了一种低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷方法及装置，属于污水生物处理技术领域。包括原水水箱、和AAOAO反应器；AAOAO反应器包括缺氧池Ⅰ，厌氧池，好氧池Ⅰ，缺氧池Ⅱ，好氧池Ⅱ；缺氧池Ⅰ的一进水口与原水水箱的一出水口相连；厌氧池的一进水口与缺氧池Ⅰ的出水口相连，另一进水口与原水水箱的一出水口相连；好氧池Ⅰ的进水口与厌氧池的出水口相连；缺氧池Ⅱ的一进水口与好氧池Ⅰ的出水口相连，另一进水口与原水水箱的一出水口相连；好氧池Ⅱ的进水口与缺氧池Ⅱ的出水口相连。本发明应用于低溶氧高浓度活性污泥脱氮除磷方面，解决现有方法存在运行成本高、脱氮除磷效果差的问题，具有运行费用低、同步污染物去除效率高、剩余污泥量少的特点。技术研发人员：顾凯,霍宏宇,叶文汇,王晓霞,黄青,王继苗,陈群,沈传浩,宋威,张洪文,刘海山,顾瑞环,尹建辉,杨平,孙杨,迟文浩,赵骥,冯娟,谢文霞受保护的技术使用者：青岛水务集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23