一种多级复合极限脱氮生化系统的制作方法

本技术涉及污水处理，具体为一种多级复合极限脱氮生化系统。

背景技术：

1、近年来，排水工程快速发展，城镇污水处理率逐年提高。目前污水处理进入新阶段，为提升水环境质量，各地方陆续出台了当地污水处理排放标准,执行国标由一级a标准提高至准ⅳ类水体标准，要求总氮低于10mg/l，在经济较发达地区与水环境敏感的重要流域提出了更为严格的排放限值，目前最严格的总氮要求是低于5mg/l。可见未来污水处理厂对于氮的去除正由强化脱氮逐渐向极限脱氮迈进。目前现有的污水处理厂采用的主流脱氮工艺为an/o、a/a/o、巴颠普（bardenpho）、氧化沟、uct等传统工艺，对于普通城市污水水质，只要运行管理得当，能够达到“一级a”标准。

2、目前国内污水处理厂采用的主流脱氮工艺，主要通过加大混合液回流比来提高氮的去除率，但是，当总回流比为4时，再增加回流比对脱氮效果的提高也不大。故脱氮效果难于进一步提高，虽能够达到“一级a”标准，但无法达到未来趋势的更高“极限脱氮”标准。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种多级复合极限脱氮生化系统，通过将ao多级活性污泥法、生物膜法及自然处理法的有效组合，极限利用污水中自身碳源，减少曝气供氧量，创造长历时多级短程硝化与反硝化反应，优势利用兼氧，解决了目前主流脱氮工艺总回流比增大到一定数值时脱氮效果无法进一步提高的问题，提高了污水中氮的去除效果，处理污水出水总氮浓度低于2mg/l。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种多级复合极限脱氮生化系统，系统分为活性污泥处理段、生物膜处理段和生态处理段；其中活性污泥处理段中依次包含厌氧池、一级极限缺氧池、好氧池和二级缺氧池，污水从污水管道注入厌氧池；生物膜处理段包含填料滤池，生态处理段包含生态湿地；所述活性污泥处理段、生物膜处理段之间设置沉淀池，沉淀池的底部通过污泥输送机或污泥泵连接至污水管道。

4、污水首先进入厌氧池，与回流污泥混合发生释磷过程后进入一级极限缺氧池，在一级极限缺氧池内与好氧池回流过来的混合液进行反硝化过程，好氧池出水再进入二级缺氧池，又一次进行反硝化反应，即污水在好氧池前后分级反硝化脱氮。

5、厌氧池的水力停留时间应控制在2小时以内，一级极限缺氧池的水力停留时间控制在3~6小时，二级缺氧池的水力停留时间控制在2~3小时，缺氧/好氧池水力停留时间控制在9~15小时。

6、好氧池采用短暂间歇曝气将do控制在0.8~2.3mg/l，实现氨氮的部分亚硝酸化及硝化。

7、通过水力停留时间、回流比及好氧池do浓度的控制，在一级极限缺氧池、二级缺氧池内实现了厌氧氨氧菌及反硝化细菌的选择培养，两种细菌协同作用进行反硝化，以有机物及nh3为电子供体，no3-及no2-为电子受体还原为n2，实现异养反硝化和自养反硝化。

8、所述生物膜处理段依次包括一级填料滤池和二级填料滤池。一级填料滤池内填充陶粒，陶粒比表面积500-1000。二级填料滤池内填充塑料填料，塑料填料比表面500-1000。

9、一级填料滤池no3—n/no2-n负荷控制在0.74kg/m3，二级填料滤池no3--n/no2-n负荷控制在0.4kg/m3。

10、所述生态处理段依次包括一级生态湿地和二级生态湿地。一级生态湿地为复合潜流人工湿地，二级生态湿地主体为生态塘型人工湿地。

11、所述一级生态湿地内的基质层厚度为1.0m，基质填料粒径自下而上而增大，上层为8~15mm的火山渣，厚度为200mm；中层为粒径5~10mm的沸石，厚度为300mm；下层填料为3~8mm粒径的砂石，厚度为500mm。

12、复合潜流人工湿地的水深控制在1.0~1.2m；水力停留时间控制在9.0小时。

13、生态塘型人工湿地的生态塘为仿自然生态静置塘，其水深控制在0.6—1.2米，自池边到池中心，种养有经优选的湿地与水生植物（以苦草为主）；通过湿地填料（内含沸石等吸磷效果好的填料）、水生植物的拦截、吸收和水深动物、微生物的好养兼氧厌氧协调作用，进一步去除水中的残留氮磷元素。

14、本实用新型的污水处理原理如下：本发明的污水净化过程如下：污水处理厂进水经过预处理之后进入厌氧池，与沉淀池回流污泥混合，该池内主要进行污泥的磷释放及部分bod降解；厌氧池出水进入一级极限缺氧池,与好氧池回流的富硝基混合液混合，严格控制池中溶解氧在0.6-0.8mg/l的兼氧状态，进行3-6小时长时一级极限反硝化脱氮反应，该池主要作用为一级极限脱氮及部分bod的去除；一级极限缺氧池出水进入好氧池，通过控制温度、ph及do，实现氨氮的部分硝化及亚硝化为反硝化反应提供硝酸根和亚硝酸根，此外也同步实现bod氧化降解及污泥过量吸磷；氧化池出水进入二级缺氧池，由于前段污水中的大量bod被消耗，为了保证反硝化作用的c/n比，在该段外加碳源，该池主要作用是污水进一步脱氮；二级缺氧池出水进入沉淀池，进行泥水分离，污泥的一部分回流至厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放，上清液出水进入下一处理单元；沉淀池上清液出水依次进入一级填料滤池、二级填料滤池，池内设有滤料，微生物附着于滤料上使得池内能保持较高生物量，该池的作用主要是二级极限强化脱氮，由于前端污水处理去除了绝大多数bod，需在一级填料滤池段外加碳源，保证反硝化作用的正常进行；二级生物滤池出水依次进入一级生态湿地、二级生态湿地，由湿地独特的吸附、降解和排除的特性将污水中残留氮素转化为资源，把流经湿地的污水中的残留氮素固定和沉积在湿地生态系统中，完成三级极限脱氮，此单元出水tn≤2mg/l。

15、实用新型的优点

16、1、本实用新型通过将ao多级活性污泥法、生物膜法及自然处理法的有效组合，极限利用污水中自身碳源，减少曝气供氧量，创造长历时多级短程硝化与反硝化反应，优势利用兼氧，解决了目前主流脱氮工艺总回流比增大到一定数值时脱氮效果无法进一步提高的问题，提高了污水中氮的去除效果，处理污水出水总氮浓度低于2mg/l，为未来新建污水厂工艺的选择及已建污水厂的提标改造提供新思路。

技术特征：

1.一种多级复合极限脱氮生化系统，其特征在于：系统分为活性污泥处理段、生物膜处理段和生态处理段；其中活性污泥处理段中依次包含厌氧池（11）、一级极限缺氧池（12）、好氧池（13）和二级缺氧池（14），污水从污水管道注入厌氧池（11）；生物膜处理段包含填料滤池，生态处理段包含生态湿地；所述活性污泥处理段、生物膜处理段之间设置沉淀池（21），沉淀池（21）的底部通过污泥输送机（22）连接至污水管道。

2.根据权利要求1所述多级复合极限脱氮生化系统，其特征在于，所述生物膜处理段依次包括一级填料滤池（31）和二级填料滤池（32）。

3.根据权利要求1所述多级复合极限脱氮生化系统，其特征在于，所述生态处理段依次包括一级生态湿地（41）和二级生态湿地（42）。

4.根据权利要求3所述多级复合极限脱氮生化系统，其特征在于，所述一级生态湿地（41）内的基质层厚度为1.0m，基质填料粒径自下而上而增大，上层为8~15mm的火山渣，厚度为200mm；中层为粒径5~10mm的沸石，厚度为300mm；下层填料为3~8mm粒径的砂石，厚度为500mm。

技术总结一种多级复合极限脱氮生化系统，系统分为活性污泥处理段、生物膜处理段和生态处理段；其中活性污泥处理段中依次包含厌氧池、一级极限缺氧池、好氧池和二级缺氧池，污水从污水管道注入厌氧池；生物膜处理段包含填料滤池，生态处理段包含生态湿地；所述活性污泥处理段、生物膜处理段之间设置沉淀池，沉淀池的底部通过污泥输送机连接至污水管道。本技术解决了目前主流脱氮工艺总回流比增大到一定数值时脱氮效果无法进一步提高的问题，提高了污水中氮的去除效果，处理污水出水总氮浓度低于2mg/L。技术研发人员：王舒,蒋秋萍,黄尉,汪绍波,李满桃,卢建艺,唐利明,石婷方,何高洁,冯楚意,叶秀莲受保护的技术使用者：华蓝设计（集团）有限公司技术研发日：20240422技术公布日：2024/12/12