[发明专利]废水深度脱氮除磷工艺与装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种环境治理领域的技术，具体是一种废水深度脱氮除磷工艺与装置，适用于城市生活污水、工业废水等有深度脱氮除磷要求的污水处理，尤其适用于再生水回用的处理。

背景技术

水资源、能源的短缺严重制约了我国经济社会的发展，而城市污水中含有大量植物性营养元素如氮、磷等，若不能得以有效消减将促使我国水环境质量日趋恶化。传统的A²O工艺虽然针对不同微生物菌群的代谢特性分别设置了厌、缺、好氧区段，但各种不同代谢功能的微生物类群完全混合，仅在依次经过的三个区段中某一个区段发挥实际的代谢功能。由此导致污泥中功能微生物丰度低，各类群微生物相互干扰而很难有效发挥其代谢活性，有机质消耗量大，营养盐去除率低且污泥回流量大，能耗高。因此，开发新型水处理工艺，提高污水处理率及处理程度，以较低的能源消耗实现污水深度脱氮除磷具有重要的现实意义。

相比于传统活性污泥技术，固定化生物膜技术或膜生物反应器技术由于可以通过强化泥水分离效果而在废水处理工艺内保持高浓度的微生物量并富集丰富的微生物相，尤其是世代周期较长的硝化微生物以及降解难降解有机物的稀有微生物，从而表现出优良的污染物去除效率，在废水生物处理领域得以迅猛发展。然而，传统固定化生物膜技术与膜生物反应器均未能考虑微生物生理特征，其富集的高浓度生物相仍是混合微生物，未能实现特定功能微生物类群的有效分隔，由此导致其污泥比活性低、工艺调控复杂、运行费用高等缺陷。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101570382B公开(公告)日2011.01.13，公开了一种改良分段进水深度脱氮除磷的装置与方法，其针对现有A/O分段进水工艺不能同步生物除磷，而UCT工艺能耗高，操作复杂的缺点，提出连续两段A/O工艺的串联模式，结合各段缺氧区分点进水策略开发了高效脱氮除磷工艺。但该工艺仍是基于经验开发的，各种功能微生物完全混合生长，代谢活性低，工艺流程冗长且运行控制复杂。中国专利文献号CN101357815B公开(公告)日2010.08.11，公开了EH‐BFB生化脱氮除磷技术，其采用固定化填料床固定硝化微生物解决了脱氮除磷的泥龄矛盾，但各类微生物在好氧池内仍然是混杂生长的，由于异养微生物对于溶解氧的竞争导致其氧利用效率较低，能耗大。同样，中国专利文献号CN102557343B公开(公告)日2013.09.18公开的OAAO+MBR脱氮除磷污水处理工艺及装置，同样未能区分不同功能微生物菌群；且为避免回流硝酸盐对于厌氧水解酸化反应的影响，在倒置A2O工艺前还增设了好氧段，导致工艺流程延长，微生物代谢活性较差。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，基于废水生物处理工艺内不同功能微生物菌群生理特性的研究，提出一种废水深度脱氮除磷工艺与装置。该工艺与装置针对特定功能微生物菌群的代谢特征及环境要求，在废水生物处理工艺特定单元结合生物膜技术、膜生物反应器的优势富集特定功能微生物菌群，从而优化工艺调控参数并降低相关运行消耗，可望能开发出新型深度脱氮除磷工艺，对于提高我国废水生物处理效能，改善水环境质量具有重要意义。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种废水深度脱氮除磷装置，包括：依次串联设置的厌氧池、缺氧池及带有膜组件和曝气装置的好氧池，其中缺氧池为三段等分的相互连通式结构；待处理污水按配比分别进入厌氧池和第二段缺氧池以依次进行水解酸化、聚磷、反硝化处理并进入用于沉淀处理的第三段缺氧池，第三段缺氧池的底部输出端将沉淀分离的污泥分别回流至厌氧池或作为剩余污泥外排，第三段缺氧池的上部输出端将上清液溢流输出至好氧池以进行硝化处理和膜分离处理，好氧池中的膜组件的出水端分别与第一段缺氧池以及排水口相连。

所述的厌氧池、缺氧池及好氧池的容积比为1:2～4:5～8。

所述的厌氧池内填充有不低于10％体积比的固定化填料，以促进厌氧水解发酵微生物的吸附与搭载，维持微生物浓度不低于10g/L。

所述的厌氧池为上向流，待处理污水从池底流经生物膜填料，以促进污水与微生物的充分接触。

所述的相互连通式结构，通过设置于第一和二段缺氧池间隔壁底部的联通孔和设置于第二和第三段缺氧池间隔壁中位高度的连通孔实现。

所述的第一和第二段缺氧池内设有搅拌器，第三段缺氧池设置为沉淀池，沉淀池与厌氧池间设置有用于浓缩污泥回流的污泥回流泵。

所述的膜组件设置于曝气装置的上方，其顶部距离好氧池的液面不低于0.5m以维持泥水分离所需的压差，膜组件的出水端与第一段缺氧池间设置有硝化液回流泵。