[发明专利]基于DEAMOX强化A2/O+生物接触氧化工艺生物脱氮除磷的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种深度脱氮除磷装置与方法，属于活性污泥法污水处理技术领域，适用于新建污水厂及老污水厂的提标改造、市政污水和工业废水的处理等污水处理技术领域。

背景技术

氮、磷等营养元素的过量排放是引起封闭水体、湖泊及缓流水域富营养化的重要原因，因此，有关氮、磷的排放标准日趋紧缩。我国城镇污水存在C/N比比较低，能够用来进行厌氧释磷和反硝化脱氮的易降解碳源更低，对污水处理提出极大挑战。目前，我国很多污水处理厂不能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准，其尤为关键的是出水TN无法稳定达标。

硝化反应需要长泥龄的硝化菌和好氧条件，反硝化则需要短泥龄的聚磷菌和厌氧条件，而吸磷则需要好氧条件，硝化菌和聚磷菌在泥龄上存在着矛盾。若泥龄太高，不利于磷的去除，泥龄太低，硝化菌无法存活，且泥量过大也会影响后续污泥处理，因此传统活性污泥法存在着脱氮与除磷间的矛盾。

生物接触氧化法的有机物去除效率高,处理水量大，广泛应用于污水处理领域。生物接触氧化法填料比表面积大，提供了巨大的生物栖息空间,使大量的生物得以附着生长，可形成稳定性较好的高密度生态体系，挂膜周期相对缩短，在处理相同水量的情况下，水力停留时间短,所需设备体积小，场地占用面积小，并且具有污泥浓度高，系统耐冲击负荷能力强，污泥产量少。此外，在操作过程中一般不会产生污泥膨胀，不需要污泥回流装置，氧利用率高，操作简单，维护方便，运行费用低。

城市污水现有脱氮工艺主要通过硝化和反硝化作用将氨氮转化为氮气，从而达到总氮去除的目的。反硝化过程是总氮去除的关键步骤，需要充足的有机碳源来保证反硝化效果。因此，研究低碳污水脱氮工艺就显得尤为重要。厌氧氨氧化技术的出现使自养生物脱氮技术成为可能，大大降低能耗，使脱氮不再依靠充足的有机碳源，因此，该技术成为近年来研究的热点。厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐作为电子受体氧化氨氮，利用无机碳作为碳源，从而实现自养生物脱氮的目的。但因厌氧氨氧化菌世代周期比较长，所以，厌氧氨氧化主要用于高氨氮废水处理，而随着实际厌氧氨氧化工程的应用和厌氧氨氧化颗粒污泥的研究不断增多，使得城市污水自养脱氮成为可能。

DEAMOX(DEnitrifyingAMmoniumOXidation)工艺，一种全新的生物脱氮工艺。它是由荷兰Delft大学的Mulder等2006年在厌氧氨氧化工艺的基础上结合异氧反硝化提出的一种新的脱氮工艺，可以有效的去除含有NH₄⁺-N和NO₃^--N废水。即在单一反应器内，同时进行着厌氧氨氧化反应和反硝化反应，并且厌氧氨氧化反应的电子供体来自于反硝化过程产生的NO₂^--N。不再需要操控困难的半短程过程，有效的解决厌氧氨氧化过程NO₂^--N难以获取的问题，并且可以将厌氧氨氧化过程产生的NO₃^--N原位去除，因而相比传统的厌氧氨氧化工艺出水TN浓度可以有效降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种深度脱氮除磷的装置与方法，在低C/N比条件下通过控制缺氧区的平均水力停留时间HRT来实现短程反硝化，为厌氧氨氧化菌提供反应底物亚硝态氮，通过在缺氧区投加生物填料为厌氧氨氧化菌提供生长载体，改变缺氧区的功能，在原有缺氧区只进行反硝化反应的基础上，增加短程反硝化、Anammox功能，原水中提供氨氮，生物接触氧化池进行充分的硝化反应将氨氮转化为硝态氮，通过管路回流至缺氧区提供硝态氮，硝态氮进入缺氧区发生短程反硝化产生亚硝态氮，缺氧区内的生物填料上的厌氧氨氧化菌利用氨氮和亚硝态氮进行Anammox脱氮，实现市政污水的脱氮除磷，有利于出水稳定达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。