[发明专利]一种通过污泥内回流强化城市污水A/O工艺生物除磷的方法

说明书

一种通过污泥内回流强化城市污水A/O工艺生物除磷的方法属于污水深度处理领域，解决生物除磷系统极易因聚磷代谢转变为聚糖代谢而出现除磷性能变差的问题。首先调整厌氧段和好氧段DO浓度范围分别为0～0.1mg/L和2～4mg/L、系统SRT为10～12d、厌氧段和好氧段HRT分别为2h和5h，厌氧段MLSS范围为2500～3500mg/L。其次，增加厌氧段污泥内回流，即回流20％厌氧段末污泥至厌氧段初，以提高好氧段污泥磷负荷，通过促进污泥在好氧段的过量吸磷，诱导聚糖代谢向聚磷代谢转变，强化系统除磷性能。同时，控制SRT＝10～12d，将磷以富磷污泥的形式从系统中排出。未排放的污泥回流至厌氧段初，即控制污泥外回流比，在系统TP去除率大于95％维持两周后停止厌氧段污泥内回流，认为系统TP去除性能得到强化。

技术领域

本发明属于城市污水处理与再生领域，具体是通过在A/O工艺流程的厌氧段末增设污泥内回流，促进聚磷菌对原水有机碳源的利用，从而实现强化生物除磷，为生物除磷系统的快速启动及性能恢复提供了新思路。

背景技术

磷元素是重要的生物营养素，也是地表淡水生物生长的限制因素。因此，大量排放富含磷酸盐的城市污水会导致淡水水体的富营养化。藻类及浮游生物过度生长的同时消耗了水体中大量的溶解氧，导致鱼类等需氧生物因缺氧而大量死亡。有机物大量堆积并在厌氧条件下发酵生成有害气体，这些有害气体和浮游生物分泌的大量生物毒素共同对人畜饮用水安全造成了威胁。所以，通过对城市污水进行除磷处理而根治水体富营养化势在必行。

在众多除磷工艺中，生物除磷因具有运行成本低、二次污染小的特点而在城市污水除磷中应用最为广泛。生物除磷系统的构建依托于活性污泥中聚磷菌厌氧释磷好氧吸磷的磷酸盐循环，即聚磷菌在厌氧环境中吸收原水挥发性脂肪酸的同时将胞内的聚磷酸盐分解成正磷酸盐并释放到胞外，在好氧环境中过量吸收胞外的正磷酸盐，实现将磷从原水转移至污泥中。再通过排除系统中剩余污泥而实现磷的最终去除。然而，城市污水中生物除磷性能恶化时常发生。根本原因是，系统中存在一类只消耗脂肪酸而不除磷的聚糖代谢，它们通过消耗原水中大量的有机碳源而限制聚磷代谢。故解决聚磷代谢和聚糖代谢的有机碳源竞争问题是实现稳定除磷性能的根本途径。

众多研究已指出聚磷菌和聚糖菌具有不同的最优生长环境，包括碳源类型、pH、温度和污泥龄等。现有专利通过改变上述因素提高了除磷性能，例如公布号为CN111410313A的发明专利，利用有机碳源充足的旁流厌氧池对主流污泥进行聚磷菌活性强化；公布号为CN109231479A的发明专利，通过控制温度指标实现强化生物除磷。但是，将上述发明专利应用于主流废水生物除磷工艺中存在运行成本高、设备占地面积大、运行管理不方便的问题。因此，需要提出一种运行成本低的原位强化生物除磷方法，以满足对现有污水厂进行升级改造的要求。

发明内容

针对上述生物除磷系统除磷性能崩溃的问题，本发明提出了一种通过污泥内回流强化城市污水A/O工艺生物除磷的方法。其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过监测A/O生物除磷系统运行状况，判定本发明方法的适用性：

1)根据下式计算表征生物除磷系统内碳源储存性能的特征参数Θ：

其中，ΔCOD_厌氧表示厌氧阶段COD消耗量，mg/L；ΔTCOD表示厌氧阶段和好氧阶段COD总消耗量，mg/L；COD_进水表示原水COD浓度，mg/L；COD_厌氧末表示厌氧阶段末COD浓度，mg/L；COD_出水表示出水COD浓度，mg/L。

2)根据下式计算表征生物除磷系统聚磷代谢活性的特征参数Ω：

其中，ΔTP_厌氧表示厌氧阶段释磷量，mg/L；TP_进水表示原水TP浓度，mg/L；TP_厌氧末表示厌氧阶段末TP浓度，mg/L。