[发明专利]活性污泥与生物膜复合循环流污水生化处理工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理工艺,具体涉及一种活性污泥与生物膜复合循环流污水生化处理工艺及装置。

背景技术

地球虽然有70.8%的面积为水所覆盖，但淡水资源却极其有限，人类真正能够利用的仅是江河湖泊以及地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26%，而且分布不均。20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；而另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源，使全球水资源状况迅速恶化，“水危机”日趋严重。

中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，一方面是水资源的需求缺口日益增大，一方面是随之而来的日益增多的工业废水与生活污水，尤其是越来越多的氮磷营养物排放到天然水体中，加之农田径流等，水体富营养化现象越来越严重，引起严重的水体污染。因此污水的处理尤其是污水中氮磷营养物的去除已成为防治水污染的必要任务。

传统的污水生化处理法作为污水处理的一种重要处理方法，应用十分广泛。目前的污水生化处理法主要有好氧活性污泥法、生物膜法。但单一的好氧活性污泥法存在着：抗水力及浓度冲击负荷能力一般；动力消耗多，系统稳定性欠佳；尤其是适用于脱氮除磷的工艺调控较为复杂，调节难度较大，污泥产生量大等缺点。而单一的生物膜法又有着生物膜培养时间长，生物膜附着生长的填料投资成本较大，填料架挂、曝气装置安装施工及故障维修困难，对氮磷等污染物的去除能力有限，有机污染物去除净化率一般的缺点。

除此，传统污水生物处理工艺在实际应用中，经常出现脱氮和除磷效果不能同时达到最佳的现象，主要体现在以下几方面：

(1) 除磷与脱氮之间的污泥龄矛盾。传统除磷方式是通过排除富磷剩余污泥来去除污水中的磷酸盐，污泥龄越短越利于除磷；而在脱氮方面，由于硝化细菌增殖速度慢，系统必须维持较长的污泥龄才能取得良好的氮去除效果。因此，传统工艺往往处理不好脱氮与除磷之间的污泥龄矛盾，导致脱氮除磷不能兼顾。

(2)硝化过程的产物硝酸盐对厌氧释磷过程有抑制作用。厌氧段存在硝酸盐时，反硝化菌会与磷酸菌竞争吸附污水中有机质，并以聚磷菌作为电子受体进行反硝化，从而影响聚磷菌对有机物的发酵产酸作用，结果使聚磷菌无法得到足够的挥发性脂肪酸(VFAs)，进而抑制聚磷菌厌氧释磷及PHB(聚D羟基丁酸盐)的合成能力，影响好氧段聚磷菌的吸磷能力，导致除磷效果不佳。

(3)现有工艺微生物平均停留时间不长，导致增殖较慢的微生物有可能还没来得及增殖就已流失，如世代时间长的硝化菌较难增殖。此外，当污水水量水质波动大时，系统抗水力及浓度的冲击负荷能力低，也会不宜于生物量的增加和高级别微生物的生长繁殖，从而导致脱氮除磷效果不稳定。

另外随着产业结构调整和制造业产业的转移，如大量建有经济开发区、工业园区的小城镇产生的污水，污水排放不规律性大，水质水量变化波动较大，有些还有特殊的工业废水进入。因此，以好氧活性污泥法、生物膜法为主的传统污水生化处理方法，难以适应当前我国污水处理。研究开发抗水质水量冲击负荷能力强，经济可行的脱氮除磷污水处理工艺技术的意义十分重大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种以生物膜为主，活性污泥为辅的活性污泥与生物膜复合循环流处理污水生化处理工艺及装置。该工艺可结合活性污泥的生物多样性和生物膜的双重特性，抗冲击负荷能力强，适应性强，可实现同步脱氮除磷，污水处理效果好。

活性污泥与生物膜复合循环流污水生化处理工艺，其特征在于：它包括将前处理后的污水由主进水孔通入缺氧区，使污水与生物活性污泥在充分混合的状态下，进行缺氧生化处理，然后引入厌氧区，与次进水孔进入厌氧区的污水混合，在污水与生物活性污泥充分混合的状态下进行厌氧生化处理，再进入活性污泥与生物膜协同处理区，污水混合液在推流曝气作用下，形成内循环水流，循环往复流过生物膜填料区和活性污泥混合曝气区，同时与活性污泥和生物膜上微生物的混合与接触双重作用下进行好氧生化处理，达到污水处理工艺要求后经好氧区出水孔排出。

按上述方案，所述的缺氧生化处理至少包括兼性反硝化菌在缺氧条件下进行反硝化反应，所述的厌氧生化处理至少包括使聚磷菌在完全厌氧条件下充分释磷，所述的好氧生化处理至少包括将污水中的有机物、氨氮、磷等污染物与活性污泥和生物膜上微生物的混合和接触双重作用下，发生碳氧化、氨氧化及硝化和聚磷等生化反应。

按上述方案，所述的污水生化处理工艺还包括根据工艺需要将后处理得到的污泥回流送入缺氧区。