[发明专利]一种生物膜法与多级活性污泥法联合的脱氮除磷污水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种生物膜法与多级活性污泥法联合的脱氮除磷污水处理方法。

背景技术

近年来，随着经济高速发展，我国每年的污水排放量约400-500亿m³，在这之中，经过处理后排放的仅为15%-25%，而且其中相当一部分经过传统二级处理之后的污水，依然残留较高浓度的氮磷等营养元素污染物，导致我国许多河流都产生了不同程度的富营养化污染。所以，加强对污水的治理，包括水量和水质，对于减少污染、改善环境、保护水资源等都具有重要意义。

氮磷的过量排放是水体富营养化的主要原因，对污水处理厂出水氮磷含量的严格控制则是有效手段之一。当前，许多地区都对此十分重视，相关的废水排放标准中针对氮磷等营养元素都有严格的排放限定。但是传统的处理工艺很难满足新的市政污水处理厂排放标准，因此需要探寻新的工艺对市政污水中的氮磷进行有效去除。

目前在污水处理中关于脱氮除磷应用得最多的是“厌氧-缺氧-好氧”（Anaerobic-Anoxic-Oxic)工艺，即A²O工艺，见附图1。在A²O工艺处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解。在厌氧区内，存在着污水连同由沉淀池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧环境条件下释磷，同时转化易降解COD、VFA为PHB，部分含氮有机物进行氨化。在缺氧区内，主要进行脱氮作用，硝酸盐氮通过混合液内循环由好氧区传输过来，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体得到降解去除，同时硝酸盐被还原为氮气。在好氧区内，混合液中的COD浓度已基本接近排放标准，在此进行进一步降解，同时进行氨氮的硝化和磷的吸收，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排出。

A²O工艺的主要优点是工艺流程简单，厌氧段、缺氧段、好氧段交替运行，可以达到同时去除有机物和脱氮除磷的目的，同时能够抑制丝状菌生长，基本不存在污泥膨胀问题。A²O工艺的总水力停留时间少，缺氧段、厌氧段只进行缓慢搅拌，运行费用低。但是A²O工艺也有着明显的不足之处，例如脱氮和除磷效果相互制约，很难同时取得理想的脱氮除磷效果，并且泥龄的控制、碳源的分配等等都是运行过程中存在的重点和难点。

为了解决生物脱氮除磷效果不佳的问题，研究人员开发了移动床生物膜反应器工艺，即MBBR工艺技术。移动床生物膜工艺运用生物膜法的基本原理，充份利用了活性污泥法的优点，又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。

在研究和开发了比重接近于水，轻微搅拌下易于随水自由运动的生物填料之后，MBBR技术的应用成为可能。生物填料具有有效表面积大，适合微生物吸附生长的特点。填料的结构以具有受保护的可供微生物生长的内表面积为特征。当曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，填料被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧条件下，水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流动起来，达到生物膜和被处理的污染物充分接触而生物分解的目的。流动床生物膜反应器工艺由此而得名。其原理示意图如附2所示。因此，流动床生物膜工艺突破了传统生物膜法(固定床生物膜工艺的堵塞和配水不均)的限制，为生物膜法更广泛地应用于污水的生物处理奠定了较好的基础。

MBBR技术的特点包括：容积负荷高，占地省；耐冲击负荷，性能稳定，运行可靠；搅拌和曝气系统操作方便，维护简单；生物池无堵塞，无死角，生物池容积得到充分利用；池型多样，灵活方便；折旧率低，使用寿命长。

当MBBR技术与A²O法混合应用时，把二者有机地结合在同一工艺池中，将兼具生物膜工艺和活性污泥工艺的优点。其中活性污泥泥龄短，主要承担BOD和磷的去除；生物膜泥龄长，主要承担硝化作用。

发明内容

本发明通过将移动床生物膜工艺（MBBR）和经过改进的活性污泥法相结合，以A²O系统的各个构筑物为基础，进行相应的升级改造，提出一种生物膜法与多级活性污泥法联合的脱氮除磷污水处理方法，以期达到较高的生物脱氮除磷效果，完成污水的达标排放。

本发明提出的生物膜法与多级活性污泥法联合的脱氮除磷污水处理方法，具体步骤如下：