一種城市污水改良A2/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝

一種城市污水改良A2/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝專利目的

《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》針對相關(guān)反硝化除磷工藝不多，而且工藝流程普遍復(fù)雜，構(gòu)筑物多，運(yùn)行控制較繁瑣等不足，致力于反硝化除磷技術(shù)新工藝開發(fā)與應(yīng)用，充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)形式簡單、運(yùn)行方式靈活多變、占地面積小、脫氮除磷效果優(yōu)異的城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷裝置以及工藝。

一種城市污水改良A2/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝技術(shù)方案

《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置，其包括依次連接的厭氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、好氧池和輻流式沉淀池；厭氧池采用水力攪拌，厭氧池還通過管道和缺氧混合液回流泵與第二缺氧池連接，第一缺氧池和第二缺氧池的底部分別設(shè)有曝氣頭，好氧池底部也布設(shè)有曝氣頭；厭氧池、第一缺氧池和第二缺氧池、好氧池設(shè)置在同一殼體內(nèi)，通過隔板分隔形成；輻流式沉淀池通過管道和污泥回流泵與厭氧池連接，并通過管道和出水泵與好氧池連接。

進(jìn)一步優(yōu)化的，輻流式沉淀池通過回流污泥管與厭氧池連通，第一缺氧池與好氧池通過硝化混合液回流泵連通。

進(jìn)一步優(yōu)化的，好氧池底部也布設(shè)有曝氣頭數(shù)目比第一缺氧池和第二缺氧池的底部設(shè)有的曝氣頭數(shù)目多。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述第一缺氧池和第二缺氧池的體積比為1：1。

進(jìn)一步優(yōu)化的，厭氧池、缺氧池和好氧池的體積比為1：2：7~1：2.9：6.1；所述缺氧池的體積包括第一缺氧池和第二缺氧池的體積。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述輻流式沉淀池包括池體、排泥管、斜板、進(jìn)水管、出水管、出水堰、污泥回流管和集泥斗，所述池體中心部位設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管的出水端位于池體的中心部位，進(jìn)水管的進(jìn)水端位于出水端上方，進(jìn)水管的出水端連接有喇叭口，喇叭口正下方懸掛有水平放置的反射板，池體內(nèi)下方兩側(cè)各裝有斜板，斜板與池體底部之間有夾角，緊鄰其中一側(cè)的斜板內(nèi)壁處設(shè)有所述污水回流管，進(jìn)水管的進(jìn)水端與設(shè)置在池體外部的污水處理池的出水端連接，出水堰位于池體上部且與設(shè)置于池體內(nèi)壁上的出水管連接；池體底部的兩塊所述斜板圍成集泥斗，污泥回流管進(jìn)泥端插入集泥斗內(nèi)部，插入集泥斗內(nèi)部的污泥回流管上開設(shè)有均勻間隔的若干孔，污泥回流管的出泥端與池體外部的污水處理池的進(jìn)泥端連接；池體底部設(shè)有排泥口。

進(jìn)一步優(yōu)化的，進(jìn)水管的出水端與池體側(cè)壁的距離為1.3米，與沉淀池底部的距離為1.5米；進(jìn)水管出水端的喇叭口正下方用鐵絲水平固定所述反射板，反射板與喇叭口的距離為30厘米；所述斜板與池體底部夾角為55度。所述集泥斗為倒圓臺形。

所述進(jìn)水管的出水端位于池體的中心部位，這樣可使進(jìn)水布水均勻，如偏離中心位置，布水不均，則無法保證沉淀池的沉淀效率。所述由斜板隔成集泥斗為錐形，這樣可以最大限度的將一部分污泥回流到厭氧池，一部分污泥通過排泥管排到外界，盡量減少池體內(nèi)污泥殘留，保證沉淀池的沉淀效果的穩(wěn)定性。所述進(jìn)水管出水端喇叭口正下方30厘米處用鐵絲水平固定反射板，這樣可以避免以下兩種情況的發(fā)生：第一，反射板離喇叭口的位置過遠(yuǎn)，反射板就無法起到反沖水流的作用，影響沉淀效果；第二，反射板離喇叭口的位置過近，則污水水流流速過快，對沉淀效果的起到的負(fù)面影響較大。所述污泥回流管進(jìn)泥端插入集泥區(qū)內(nèi)部，插入集泥斗內(nèi)部的一段污泥回流管上開設(shè)有數(shù)個(gè)距離均勻小孔，這樣可以使集泥區(qū)的污泥能夠均勻的回流到污泥回流管中，而不會形成死角。污水從中心進(jìn)水管進(jìn)水端進(jìn)入沉淀池池體中，然后從中心進(jìn)水管出水端流入沉淀池中，污水從中心進(jìn)水管連接的喇叭口出來后遇到水平反射板，污水反彈，然后往上回流，在往上回流的過程中與沉淀下來的污泥相混合，使菌膠團(tuán)更好的絮凝，加快了沉淀，污泥從四周沿著斜板下沉，在兩側(cè)斜板的較長的顆粒沉降距離條件下，可以實(shí)現(xiàn)將不易沉淀的絮狀污泥的有效截留；污泥沉淀到集泥斗，然后通過污泥回流管的進(jìn)泥端經(jīng)過水泵抽走一部分回流到厭氧池，一部分剩余污泥進(jìn)入池體底部排泥管的進(jìn)泥端進(jìn)行排放。

該發(fā)明應(yīng)用所述裝置的城市污水改良A²/O-強(qiáng)化同步脫氮除磷工藝包括：城市污水及回流污泥首先進(jìn)入?yún)捬醭蒯屃祝龠M(jìn)入第一缺氧池進(jìn)行反硝化脫氫；第二缺氧池通過水泵把部分缺氧混合液回流到厭氧池，好氧池的部分硝化混合液回流到第一缺氧池，然后在第一缺氧池與厭氧池的城市污水混合，第一缺氧池和第二缺氧池的水力停留時(shí)間為2h，城市污水經(jīng)輻流式沉淀池沉淀分離后，污泥體積以60~80%的比例經(jīng)污泥回流泵回流到厭氧池，剩余污泥排出；出水從輻流式沉淀池排出。

一種城市污水改良A2/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝改善效果

與截至2014年4月28日的已有技術(shù)相比，《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》具有如下有益效果：1、該發(fā)明結(jié)構(gòu)建造簡單，投資成本低。2、該發(fā)明的輻流式沉淀池形成上部進(jìn)水上部出水的處理方式，達(dá)到無需增加運(yùn)行耗能的優(yōu)點(diǎn)。3、該發(fā)明可增強(qiáng)沉淀池耐沖擊負(fù)荷的能力，處理效率高，占地面積小，投資費(fèi)用省。4、能加強(qiáng)反硝化細(xì)菌在厭氧池的作用時(shí)間；5、能緩解聚磷菌與反硝化菌在缺氧區(qū)的競爭關(guān)系，進(jìn)一步加強(qiáng)脫氮除磷的作用；6、充分利用進(jìn)水的堿度，加強(qiáng)反硝化細(xì)菌的作用。7、改良A²/O—同步強(qiáng)化脫氮除磷的處理工藝對污染物的去除效果如下：對COD、和磷的去除效果好，出水COD在40毫克/升以下，磷出水在0.5毫克/升以下；出水氨氮在4毫克/升以下。各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)。

《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷裝置以及工藝。

圖1為城市污水改良A²/O工藝強(qiáng)化脫氮除磷的流程示意圖；

圖2為應(yīng)用圖1裝置對COD的去除效果圖；

圖3為應(yīng)用圖1裝置對氨氮的去除效果圖；

圖4為應(yīng)用圖1裝置對總氮的去除效果圖；

圖5為應(yīng)用圖1裝置對總磷的去除效果圖。

圖6為圖1中輻流式沉淀池的結(jié)構(gòu)示意圖。

從中國水體污染的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出：城市水體主要污染因子為化學(xué)需氧量、總磷和總氮。截至2014年4月28日，中國的城市污水處理廠長期以來主要是針對碳源污染物的去除，雖然BOD去除率可達(dá)90%以上，但脫氮率一般僅為20%~50%，除磷率為20%~30%，忽視了對導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)物氮、磷的去除。

水體中氮磷污染的主要危害會造成水體的富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化，不僅會降低水體觀賞價(jià)值和旅游價(jià)值；導(dǎo)致水生生物的穩(wěn)定性降低，水生生物種類減少，破壞水體的生態(tài)平衡；而且還會產(chǎn)生許多有毒有害的氣體及其他物質(zhì)，危害人類及生物的生存；也會增加污水的處理成本等等。

大多數(shù)情況下，從氮磷污染源來看，磷營養(yǎng)元素的污染主要來源于生活污水的排放，而磷的主要來源是家庭洗滌劑的使用，其磷的污染強(qiáng)度均占總磷污染負(fù)荷的50%左右；氮營養(yǎng)元素污染輕重與化肥使用量。氮磷營養(yǎng)鹽是造成水體富營養(yǎng)化的元兇，而磷則是其罪魁禍?zhǔn)?。這是因?yàn)楸M管氮磷同為生物的重要營養(yǎng)物質(zhì)，但藻類等水生生物對磷更為敏感。當(dāng)水體中磷處于低濃度時(shí)，即使氮濃度能滿足藻類等水生生物的需要，其生產(chǎn)能力會大受遏制。水體中的氮不足，往往可由許多固氮的微生物來補(bǔ)充，而磷則不能。顯然，控制水體中的磷含量，比控制氮含量更有實(shí)際意義。

在脫氮除磷處理技術(shù)方面，傳統(tǒng)的生物脫氮除磷機(jī)理認(rèn)為生物脫氮與生物除磷是兩個(gè)相互獨(dú)立、相互競爭的生理過程。按此機(jī)理設(shè)計(jì)的生物脫氮除磷工藝（A²/O、UCT、VIP、SBR等）都設(shè)有空間或時(shí)間上的厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)。截至2014年4月28日，按照相關(guān)的機(jī)理，理想化的工藝流程是嚴(yán)格的厭氧釋磷、缺氧反硝化、好氧吸磷和好氧硝化。但實(shí)際上有許多問題困擾著生物脫氮除磷工藝，使其不能進(jìn)行理想化的生物脫氮除磷。

而《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》采用的理論基礎(chǔ)和技術(shù)原理是反硝化除磷理論與技術(shù)。反硝化除磷是反硝化除磷菌（Denitrifying Phosphorus removal Bacteria，簡稱DPB）經(jīng)厭氧釋磷后，在缺氧條件下以硝酸鹽或亞硝酸鹽（替代O₂）作為吸磷的電子受體，實(shí)現(xiàn)同步脫氮和除磷。Kuba等過化學(xué)計(jì)量表明：基于反硝化除磷原理的A₂/NSBR雙污泥系統(tǒng)，其所需COD和O₂消耗量比傳統(tǒng)的脫氮除磷系統(tǒng)分別減少50%和30%，污泥產(chǎn)量相應(yīng)減少50%。實(shí)踐表明，反硝化除磷工藝對中國城市污水特別是C/P和C/N比值較小的污水有很好的處理效果，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

1.一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置，其特征在于包括依次連接的厭氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、好氧池和輻流式沉淀池；厭氧池采用水力攪拌，厭氧池還通過管道和缺氧混合液回流泵與第二缺氧池連接，第一缺氧池和第二缺氧池的底部分別設(shè)有曝氣頭，好氧池底部也布設(shè)有曝氣頭；厭氧池、第一缺氧池和第二缺氧池、好氧池設(shè)置在同一殼體內(nèi)，通過隔板分隔形成；輻流式沉淀池通過管道和污泥回流泵與厭氧池連接，并通過管道和出水泵與好氧池連接；輻流式沉淀池通過回流污泥管與厭氧池連通，第一缺氧池與好氧池通過硝化混合液回流泵連通；好氧池底部也布設(shè)有曝氣頭數(shù)目比第一缺氧池和第二缺氧池的底部設(shè)有的曝氣頭數(shù)目多；所述第一缺氧池和第二缺氧池的體積比為1：1；厭氧池、缺氧池和好氧池的體積比為1：2：7~1：2.9：6.1；所述缺氧池的體積包括第一缺氧池和第二缺氧池的體積；所述輻流式沉淀池包括池體、排泥管、斜板、進(jìn)水管、出水管、出水堰、污泥回流管和集泥斗，所述池體中心部位設(shè)有進(jìn)水管，進(jìn)水管的出水端位于池體的中心部位，進(jìn)水管的進(jìn)水端位于出水端上方，進(jìn)水管的出水端連接有喇叭口，喇叭口正下方懸掛有水平放置的反射板，池體內(nèi)下方兩側(cè)各裝有斜板，斜板與池體底部之間有夾角，緊鄰其中一側(cè)的斜板內(nèi)壁處設(shè)有所述污泥回流管，進(jìn)水管的進(jìn)水端與設(shè)置在池體外部的污水處理池的出水端連接，出水堰位于池體上部且與設(shè)置于池體內(nèi)壁上的出水管連接；池體底部的兩塊所述斜板圍成集泥斗，污泥回流管進(jìn)泥端插入集泥斗內(nèi)部，插入集泥斗內(nèi)部的污泥回流管上開設(shè)有均勻間隔的若干孔，污泥回流管的出泥端與池體外部的污水處理池的進(jìn)泥端連接；池體底部設(shè)有排泥口；城市污水及回流污泥首先進(jìn)入?yún)捬醭蒯屃?，再進(jìn)入第一缺氧池進(jìn)行反硝化脫氫；第二缺氧池通過水泵把部分缺氧混合液回流到厭氧池，好氧池的部分硝化混合液回流到第一缺氧池，然后在第一缺氧池與厭氧池的城市污水混合；城市污水經(jīng)輻流式沉淀池沉淀分離后，污泥體積以60~80%的比例經(jīng)污泥回流泵回流到厭氧池，剩余污泥排出；出水從輻流式沉淀池排出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置，其特征在于：進(jìn)水管的出水端與池體側(cè)壁的距離為1.3米，與沉淀池底部的距離為1.5米；進(jìn)水管出水端的喇叭口正下方用鐵絲水平固定所述反射板，反射板與喇叭口的距離為30厘米；所述斜板與池體底部夾角為55度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置，其特征在于：所述集泥斗為倒圓臺形。

《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》針對城市污水脫氮除磷工藝復(fù)雜、構(gòu)筑物多、運(yùn)行控制不穩(wěn)定等不足，采用自主研發(fā)的反硝化除磷新技術(shù)原理（反硝化聚磷菌DPB可以為O²、NO^2-、NO^3-交替電子受體實(shí)現(xiàn)好氧/缺氧聚磷），開發(fā)出結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行靈活、占地面積小、脫氮除磷效果優(yōu)異的同步反硝化除磷新裝置及新工藝。通過功能優(yōu)勢菌DPB的空間擴(kuò)增強(qiáng)化技術(shù)、空間耦合一體化增強(qiáng)技術(shù)、污泥時(shí)空轉(zhuǎn)換與功能菌群強(qiáng)化技術(shù)，構(gòu)筑三道回流（A³/O）新工藝和新設(shè)備，突破了國際學(xué)術(shù)界傳統(tǒng)生物脫氮除磷機(jī)理與關(guān)鍵技術(shù)的重大缺陷，可大幅度提高同步脫氮除磷效果，在不用化學(xué)除磷的條件下出水主要污染物指標(biāo)達(dá)到中國國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。通過與廣東、貴州、山東等省區(qū)專業(yè)設(shè)計(jì)院及骨干企業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作，在中國20多個(gè)省區(qū)實(shí)現(xiàn)工程推廣和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，合計(jì)污水處理規(guī)模達(dá)17.72億噸/年，取得巨大的經(jīng)濟(jì)社會效益與環(huán)境效益。

一種城市污水改良A2/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝操作內(nèi)容

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》作進(jìn)一步說明，但該發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于具體實(shí)施方式中所描述的范圍。

如圖1所示，城市污水改良A²/O—強(qiáng)化同步脫氮除磷裝置包括依次連接的厭氧池、第一缺氧池A、第二缺氧池B、好氧池和輻流式沉淀池（沉淀池）；厭氧池采用水利攪拌，第一缺氧池A和第二缺氧池B底部分別設(shè)有少量曝氣頭，好氧池底部布設(shè)有大量曝氣頭，厭氧池通過管道和缺氧混合液回流泵與第二缺氧池B連接，好氧池通過管道和硝化混合液回流泵與第一缺氧池A連接，沉淀池通過管道和出水泵與好氧池連接；厭氧池、第一缺氧池A和第二缺氧池B、好氧池設(shè)置在同一殼體內(nèi)，通過隔板分隔形成。缺氧池隔成前后兩個(gè)池，分別為第一缺氧池A和第二缺氧池B。

如圖1，其中厭氧池在首端，第一缺氧池A在厭氧池后，回流污泥管將厭氧區(qū)和沉淀池連通，硝化混合液回流泵將第一缺氧池A和好氧池連通。通過隔板調(diào)整厭氧池、缺氧池和好氧池的體積比。

如圖6所示，輻流式沉淀池包括池體、中心進(jìn)水管1、進(jìn)水喇叭口2、反射板3、集泥管4、出水管5、出水堰6、集泥斗7、混凝沉淀區(qū)8、水泵9、污泥回流管10、剩余污泥管11、斜板12、排泥管，所述沉淀池池體中心部位設(shè)有中心進(jìn)水管1，中心進(jìn)水管1的出水端位于池體的中心部位，與池體左右兩側(cè)的距離均為1.3米，與池體底部的距離為1.5米，中心進(jìn)水管1的進(jìn)水端接在好氧池出水管，中心進(jìn)水管1出水端連接進(jìn)水喇叭口2，中心進(jìn)水管1出水端連接的進(jìn)水喇叭口2正下方30厘米處用鐵絲水平固定反射板3，沉淀池池體下方四周裝有斜板12，斜板12與池體底部夾角55度；緊鄰一側(cè)斜板12內(nèi)壁處設(shè)有污水回流管10，中心進(jìn)水管1與設(shè)置在沉淀池體外部的污水處理池處理管連接，出水堰6位于池體上部且與設(shè)置于池體內(nèi)壁上的出水管5連接；池體底部由斜板12圍成集泥斗7，污泥回流管10進(jìn)泥端插入集泥斗7內(nèi)部，污泥回流管上有數(shù)個(gè)小孔。沉淀池池底設(shè)置排泥口，位于沉淀池底部的中心，與沉淀池池底距離20厘米，排泥口連接排泥管進(jìn)泥口，排泥管將污泥排出后，污泥再進(jìn)行后續(xù)處理工藝，如污泥脫水等。

沉淀池工作原理：污水從中心進(jìn)水管1進(jìn)入池體中，然后從進(jìn)水管1流入沉淀池中，污水從中心管出來后遇到反射板3，污水反彈，然后往上回流，在往上回流的過程中與沉淀下來的污泥相混合，使菌膠團(tuán)更好的絮凝，加快了沉淀，污泥從四周沿著斜板下沉，在兩側(cè)斜板12的較長的顆粒沉降距離條件下，可以實(shí)現(xiàn)將不易沉淀的絮狀污泥的有效截留；污泥沉淀到集泥斗7，然后經(jīng)過水泵9抽走一部分回流到厭氧池，一部分剩余污泥通過池體底部排泥管排放。

該實(shí)例的裝置工作時(shí)，城市污水和接種污泥以及回流污泥首先進(jìn)入?yún)捬醭蒯屃祝僖来芜M(jìn)入第一缺氧池A和第二缺氧池B，在第一缺氧池A中反硝化菌利用城市污水中的含碳有機(jī)物作為碳源對回流污泥中的硝酸鹽進(jìn)行反硝化，好氧池硝化混合液回流至第一缺氧池A，對其中的硝酸鹽進(jìn)行反硝化，并可減少回流污泥中的硝酸鹽的含量，緩解聚磷菌和反硝化菌的競爭關(guān)系；然后城市污水進(jìn)入好氧池，在好氧池的活性污泥中硝化細(xì)菌作用下，進(jìn)行硝化吸磷。由于將缺氧池一分為二，既提高了脫氮效率，也在很大程度上降低硝酸鹽對厭氧池的干擾，從而提高了除磷效率。然后城市污水進(jìn)入沉淀池，經(jīng)泥水分離后，污泥按體積比的60%~80%的比例回流到厭氧區(qū)，剩余污泥排出；出水從沉淀池排出。回流污泥系統(tǒng)將厭氧池和輻流式沉淀池連通，可以保證硝化反應(yīng)的良好運(yùn)行；硝化混合液回流系統(tǒng)將第一缺氧池A和好氧池連通，可以起到提高好氧池混合效率，進(jìn)而提高氧利用效率。

該裝置及工藝作為對傳統(tǒng)A²/O工藝的改良，以期在不增加反應(yīng)器體積的前提下，加強(qiáng)反硝化細(xì)菌在厭氧池的作用時(shí)間，緩解聚磷菌與反硝化細(xì)菌在缺氧區(qū)的競爭關(guān)系，進(jìn)一步加強(qiáng)脫氮除磷的作用，并且充分利用了進(jìn)水的堿度，加強(qiáng)反硝化細(xì)菌的作用。

一種城市污水改良A2/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝實(shí)施案例

城市污水改良A²/O—強(qiáng)化同步脫氮除磷裝置為鋼板質(zhì)地，設(shè)計(jì)處理水量5~8立方米/小時(shí)，整個(gè)處理池體積為50立方米，總長為10米，寬為2.5米，高為2.5米，有效水深為2米，反應(yīng)池通過隔板分為厭氧池、第一缺氧池A和第二缺氧池B、好氧池，其中厭氧池安裝水泵，第一缺氧池A和第二缺氧池B池底均裝有少量曝氣頭。好氧池底部設(shè)有大量（相對缺氧池）曝氣頭，可以通過閥門控制曝氣量，好氧池中裝有在線溶解氧測定儀，在好氧池末端裝有硝化混合液回流管。通過隔板調(diào)整厭氧池、缺氧池和好氧池的體積比。系統(tǒng)末端是方形輻流式平流沉淀池，有效體積10.88立方米，底部有排泥管和污泥回流管。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行混合液回流和污泥回流流量均采取閥門和流量計(jì)控制，多余流量部分由支管分別返回好氧池末端和沉淀池。進(jìn)水由潛水泵直接從沉砂池抽取，通過閥門和流量計(jì)來進(jìn)行流量控制。出水從沉淀池排出。

城市污水混合糞便污水的平均氨氮濃度為28.50毫克/升，平均進(jìn)水總氮濃度為在34.43毫克/升，平均進(jìn)水總磷濃度為2.42毫克/升，平均進(jìn)水COD濃度為160.73毫克/升。分別考察各個(gè)因素，改良A²/O—強(qiáng)化同步脫氮除磷的處理工藝的效果，考察時(shí)間為5天。單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

（1）當(dāng)V_厭氧：V_缺氧：V_好氧體積比為1：2：7，三個(gè)反應(yīng)池的平均水力停留時(shí)間HRT=9小時(shí)，污泥回流比r為75%，硝化液回流比R為200%，缺氧混合液回流比R1為150%時(shí)，氨氮平均去除率是96.47%；總氮平均去除率31.62%；總磷平均去除率為67.63%；COD平均去除率為82.47%。

（2）當(dāng)V_厭氧：V_缺氧：V_好氧體積比為1：2.3：6.7，三個(gè)反應(yīng)池的平均水力停留時(shí)間HRT=9小時(shí)，污泥回流比r為75%，硝化液回流比R為200%，缺氧混合液回流比R1為150%時(shí)，氨氮平均去除率為94.23%；總氮平均去除率為32.55%；總磷平均去除率為67.59%；COD平均去除率為74.16%。

（3）當(dāng)V_厭氧：V_缺氧：V_好氧體積比為1：2.6：6.4，三個(gè)反應(yīng)池的平均水力停留時(shí)間HRT=9小時(shí)，污泥回流r比為75%，硝化液回流比R為200%，缺氧混合液回流比R1為150%時(shí)，氨氮平均去除率為92.32%；總氮平均去除率為43.52%；總磷平均去除率為88.38%；COD平均去除率為78.82%。

（4）當(dāng)V_厭氧：V_缺氧：V_好氧體積比為1：2.9：6.1，三個(gè)反應(yīng)池的平均水力停留時(shí)間HRT=9小時(shí)，污泥回流比r為75%，硝化液回流比R為200%，缺氧混合液回流比R1為150%時(shí)，氨氮平均去除率為88.05%；總氮平均去除率為43.29%；總磷平均去除率為77.75%；COD平均去除率為78.07%。

一種城市污水改良A2/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝實(shí)施效果

根據(jù)以上單因素實(shí)驗(yàn)考察城市污水改良A²/O—強(qiáng)化同步脫氮除磷的處理工藝的實(shí)施結(jié)果，采用V_厭氧：V_缺氧：V_好氧體積比為1：2.6：6.4；三個(gè)反應(yīng)池的平均水力停留時(shí)間HRT=9小時(shí)；硝化混合液的回流比R為200%；缺氧混合液回流比R1為150%，將這四種條件綜合應(yīng)用，考察了改良A²/O—強(qiáng)化同步脫氮除磷的處理工藝的實(shí)施效果。反應(yīng)周期為30天。

1、COD的去除效果

由附圖2可以看出改良A²/O—強(qiáng)化同步脫氮除磷的處理工藝對COD有很好的去除效果。進(jìn)入中試裝置的城市污水COD濃度變化較大，而且總體上進(jìn)水COD濃度比較低。出水COD濃度也比較低，說明有機(jī)污染物已經(jīng)被充分利用。平均進(jìn)水COD在185.65毫克/升左右，而平均出水COD一般在40毫克/升左右。COD去除率最高可達(dá)88.46%，平均去除率可達(dá)78.82%。COD是污水處理工藝中微生物生長的碳源，在進(jìn)行污水的脫氮除磷作用時(shí)，反硝化脫氮菌屬于異養(yǎng)型兼性厭氧菌，在無氧條件時(shí)，以有機(jī)碳為電子供體和營養(yǎng)源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。而實(shí)現(xiàn)除磷作用的聚磷菌需要主動吸收由厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸菌轉(zhuǎn)化水中有機(jī)物成為的乙酸苷，這也會消耗碳源。同時(shí)微生物的生長也需要消耗污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成自身細(xì)胞的組成部分。

2、氨氮和總氮的去除效果

由附圖3和附圖4可以看出，進(jìn)入中試裝置的城市污水總體上總氮濃度比較低，其中，進(jìn)水最低TN濃度在26.83毫克/升以上，進(jìn)水最高TN濃度在77.91毫克/升，平均進(jìn)水TN濃度在39.14毫克/升，經(jīng)過微生物的反硝化脫氮作用，出水總氮一般在25毫克/升以下，出水最低濃度為12.95毫克/升，出水最高濃度為33.70毫克/升，平均為21.89毫克/升，平均進(jìn)水氨氮濃度為31.83毫克/升，進(jìn)水最高氨氮濃度在48.6毫克/升，進(jìn)水最低氨氮濃度為17.86毫克/升，平均出水氨氮濃度為2.38毫克/升，出水最高氨氮濃度為9.07毫克/升，出水最低氨氮濃度0.87毫克/升。在排放標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，主要是由于系統(tǒng)具有高效穩(wěn)定的硝化效果，保證了裝置的脫氮效果。

3、總磷的去除效果

由附圖5可以看出，可以看出改良A²/O—強(qiáng)化同步脫氮除磷的處理工藝對總磷有很好的去除效果。進(jìn)入總磷濃度的波動比較大。其中進(jìn)水TP最低濃度1.26毫克/升，最高濃度在4.92毫克/升，平均濃度為2.71毫克/升，經(jīng)過微生物的除磷作用，出水T-P一般在0.5毫克/升以下，平均為0.43毫克/升。T-P去除率在75%以上，最高可達(dá)92.48%，平均去除率可達(dá)88.38%。

綜合上述實(shí)驗(yàn)，《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》改良A²/O—強(qiáng)化同步脫氮除磷的處理工藝對污染物的去除效果如下：對COD、和磷的去除效果好，出水COD在40毫克/升以下，磷出水在0.35毫克/升以下；出水氨氮在4毫克/升以下。各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到并優(yōu)于中國國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

2021年6月24日，《一種城市污水改良A²/O強(qiáng)化脫氮除磷處理裝置及工藝》獲得第二十二屆中國專利金獎。

《一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置》屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置。

一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置專利目的

《一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置》目的是提供一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置，該工藝及其裝置成功解決了傳統(tǒng)曝氣生物濾池工藝中存在原水中碳源利用不充分、除磷藥劑投加量過大、生物濾池反沖洗周期頻繁、構(gòu)筑物處理效能較低、硝化效果不好、額外補(bǔ)充反硝化碳源等問題，具有凈化污水效率高、處理出水水質(zhì)好的特點(diǎn)，且裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。

一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置技術(shù)方案

《一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置》提供一種高效脫氮除磷污水處理裝置，它是由膜泥耦合池、化學(xué)除磷池、好氧硝化生物濾池、清水池依次串聯(lián)而成，膜泥耦合池與清水池間設(shè)有回流泵和回流管道組成的硝化液回流系統(tǒng)，進(jìn)而依次構(gòu)成生物強(qiáng)化的水解、除碳、脫氮—物化強(qiáng)化的除磷、除碳、除懸浮物（SS）—生物強(qiáng)化的硝化、除碳三步驟的高效脫氮除磷污水處理裝置。

膜泥耦合池包括流動式膜泥耦合池或固定式膜-泥耦合池，可為膜泥耦合缺氧池或膜泥耦合厭氧池。

化學(xué)除磷池包括除磷藥劑投加系統(tǒng)、攪拌裝置、化學(xué)除磷池本體、排泥管，化學(xué)除磷池本體為高效混凝沉淀池或磁混凝沉淀池。

所述膜泥耦合池為流動式膜泥耦合池，其周邊出水設(shè)有分離生物載體的網(wǎng)孔隔離裝置，其池內(nèi)包括攪拌裝置、布水系統(tǒng)、懸浮狀生物膜載體、生物膜和懸浮狀污泥。

所述膜泥耦合池為固定式膜-泥耦合池，固定式膜-泥耦合池內(nèi)包括布水系統(tǒng)、固定式生物膜載體、生物膜和懸浮狀污泥。

所述攪拌裝置為水下攪拌器或水下推流裝置，且設(shè)置數(shù)量至少為1組。

所述懸浮狀生物膜載體填充率為5％～70％，

《一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置》步驟如下：

（1）生物強(qiáng)化的水解、脫氮、除碳反應(yīng)：待處理的污水與清水池回流的硝化液混合后從底部的布水系統(tǒng)流入膜泥耦合池，膜泥耦合池內(nèi)的生物膜載體、懸浮狀污泥的表面及內(nèi)部生長著水解酸化微生物和專性反硝化微生物。膜泥耦合池與清水池間的硝化液回流比為10％～400％，廢水在膜泥耦合池中反應(yīng)1小時(shí)～12小時(shí)。當(dāng)膜泥耦合池為流動式膜泥耦合池時(shí)，其周邊出水設(shè)有分離生物載體的網(wǎng)孔隔離裝置，膜泥耦合池的攪拌裝置使懸浮生物膜載體呈流化狀態(tài)，加速污染物的傳質(zhì)速率。水解酸化微生物的胞外粘膜可將原水自帶的有機(jī)物和懸浮物吸附，細(xì)胞內(nèi)胞外酶將其水解成小分子后在進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)代謝，不完全的代謝的懸浮物（SS）可以成為小分子易于降解的有機(jī)物，專性反硝化微生物則利用原污水中的有機(jī)物和轉(zhuǎn)化后的溶解性有機(jī)物作為碳源，將來自于清水池的回流硝化液中的硝酸鹽氮還原為氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)脫氮和去除大部分有機(jī)物的目的。

（2）物化強(qiáng)化的除磷、除碳、除懸浮物反應(yīng)：經(jīng)膜泥耦合池凈化后出水進(jìn)入化學(xué)除磷池。通過投加化學(xué)除磷藥劑，去除污水中的總磷、有機(jī)物和懸浮物，產(chǎn)生化學(xué)污泥則通過排泥管定期排出，經(jīng)過泥水分離的出水中的懸浮物濃度小于70毫克/升，經(jīng)過泥水分離凈化后的出水作為好氧硝化生物濾池的進(jìn)水。

（3）生物強(qiáng)化的硝化、除碳反應(yīng)：經(jīng)化學(xué)除磷池處理后的出水進(jìn)入好氧硝化生物濾池，溶解氧為3.0～8.0毫克/升，水力停留時(shí)間為0.5小時(shí)～12小時(shí)。附著生長在生物填料層上的專性好氧硝化菌將氨氮氧化為硝酸鹽氮，附著生長在生物填料層上的好氧異養(yǎng)菌將少量剩余的有機(jī)物去除，經(jīng)好氧硝化生物濾池處理后的污水流入清水池，清水池的部分出水作為硝化液回流用水，部分出水作為達(dá)標(biāo)外排出水。

一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置改善效果

《一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置》有效解決了對原水碳源利用不充分、常規(guī)曝氣生物濾池預(yù)處理復(fù)雜、反沖洗頻繁和的問題，同時(shí)能使污廢水達(dá)到同步脫氮除碳和除磷目的，兼具成本低、污泥沉積少、生物倍增等特點(diǎn)，具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

2020年7月17日，《一種高效脫氮除磷污水處理工藝及其裝置》獲得安徽省第七屆專利獎銀獎。 2100433B