[发明专利]AAO-生物接触氧化强化脱氮除磷装置及处理低C/N污水的实时控制方法

说明书

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，特别适用于新建污水处理厂的深度脱氮除磷以及旧污水处理厂的升级改造，具体涉及一种针对低C/N污水节能降耗的实时控制装置和基于此形成的强化脱氮除磷方法。

背景技术

氮、磷过量排放引起的水体富营养化是当前国家政府和公众最为关注的环境问题之一。控制水体富营养化，防止水体污染的最根本途径就是对污染源进行治理，控制污水处理厂出水中的氮、磷含量，使其达到一定的排放标准。我国颁布的污水排放标准（GB18918-2002）中规定，所有出水的氮磷含量要达到一级A标准，这就对污水深度脱氮除磷提出了更高的要求。近年来，污水脱氮除磷工艺层出不穷，但由于碳源、泥龄、硝酸盐和反硝化容量、释磷吸磷的容量等矛盾，使得脱氮除磷在实际应用中存在一定的难度和局限，特别是在处理低C/N污水时因碳源不足问题使得同时脱氮除磷显得尤为困难。

AAO作为一种最简单的同步脱氮除磷工艺，具有构造简单、水力停留时间短、设计运行经验成熟、不易产生污泥膨胀等优点，已广泛应用于国内外大型污水处理厂。但是由于AAO系统中聚磷菌、硝化菌和反硝化菌共存，存在泥龄矛盾和碳源竞争，导致曝气能耗大、硝化效率不高、反硝化除磷效率低下，好氧池出水存在的硝态氮容易在沉淀池发生污泥上浮现象等等。这些问题的存在，使得单纯的AAO工艺很难达到稳定的脱氮除磷效果，因此，有必要进行进一步的改造和优化。

生物接触氧化是一种生物膜法工艺，接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中，兼有活性污泥法与生物膜法二者的特点。具有占地面积小，容积负荷高，抗冲击能力强，生物种类多，生物量大，污泥产率低，无污泥膨胀问题等诸多优点。

针对AAO工艺固有的缺陷以及生物接触氧化的优点，现提出了一种新型的AAO-生物接触氧化双污泥系统。该工艺将生物接触氧化池置于沉淀池之后，其主要作用是完成氨氮的氧化，生物接触氧化池的出水回流到AAO装置的缺氧段，为反硝化除磷提供充足的电子受体，即意味着有机物的去除、反硝化以及除磷都在AAO中进行，成功解决了传统工艺中各菌群间的竞争性矛盾。尤其是在低C/N条件下利于DPAOs成为优势菌进行反硝化除磷，实现了碳源的高效利用，是一种节能降耗的深度脱氮除磷工艺。

发明内容

本发明的目的是针对当前AAO工艺存在的问题，并结合碳源高效利用、节能降耗和污泥减量三个关键技术，提出一种强化脱氮除磷的耦合工艺，并在此基础上构建了一套实时控制系统，为城镇污水处理厂的提标改造和优化运行给予理论基础和技术支持。

AAO-生物接触氧化强化脱氮除磷装置，主要由原水水箱、AAO反应器、中间沉淀池、生物接触氧化池、沉淀区、出水水箱以及在线控制箱组成，AAO反应器包括厌氧区、缺氧区和好氧区；所述AAO反应器好氧区的出水进入中间沉淀池，中间沉淀池的出水经中间进水泵从生物接触氧化池首格的底部进入；所述AAO反应器与生物接触氧化池连接处设有密封隔板，将两者彼此隔离；所述沉淀区设有溢流口和斜板沉淀区，生物接触氧化池与沉淀区通过多孔布水板连通；所述AAO反应器的厌氧区底部设有进水口、污泥回流口和投药口，缺氧区底部设有硝化液回流口；所述在线控制箱连接NH₄⁺传感器、NO₃^-传感器、NO₂^-传感器、TP传感器，DO传感器和计算机；根据各传感器采集到的信号，通过计算机运算输出，在线监测出水水箱中的NH₄⁺、NO₃^-、NO₂^-和TP浓度以及生物接触氧化池各格室内的DO浓度，便于系统的优化运行。

具体特征如下：

1）原水从AAO反应器2厌氧区8的底部进入，同步进入的还有来自中间沉淀池3经污泥回流泵12回流的沉淀污泥，污泥回流比100%～200%，污泥浓度6000～10000mg/L；反硝化聚磷菌（DPAOs）利用原水中的有机物合成内碳源（PHA）储存于细胞体内，同时释磷。

2）混合液随后进入缺氧区9，同时进入的还有经生物接触氧化池4充分氧化并完成固液分离的硝化液，硝化液回流比100%～400%。通过DO传感器32控制硝化进程，电子受体为NO₃^-、NO₂^-或两者共存，DPAOs以PHA为电子供体进行反硝化除磷。