申请日2016.05.25
公开(公告)日2017.12.05
IPC分类号C02F3/02; C02F3/34; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，该方法通过加入好氧脱氮复合菌群和好氧除磷复合菌群，实现在好氧环境下同步脱除COD、NH3‑N、TN、TP，通过控制污泥回流比，混合液回流比，好氧生物反应器内PH值、DO值、污泥浓度、泥龄等指标，来实现高效生物脱碳氮磷，COD去除率达到95%以上，NH3‑N去除率达到95%以上，TN去除率达到85%以上，TP去除率达到90%以上。该方法没有缺氧和厌氧，具有投资省、运行操作简单稳定、处理成本低、产污泥量少等优点，该发明适宜处理含COD、NH3‑N、TN、TP的各类污水，可以应用于各类污水达标处理。
摘要附图
权利要求书
1.一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，其特征在于在好氧条件下对含COD、NH3-N、TN、TP的各类污水进行一段式生物脱碳氮磷处理，具体步骤为：
1)将含COD、NH3-N、TN、TP污水经过格栅预处理后去除大颗粒固体物后，进入沉砂调节池进行均质调量，再进入好氧生物反应器进行生化处理，好氧生物反应器内DO控制在2～4mg/l，pH：6.0～9.0，污泥浓度控制在3.5～12g/l;
2)好氧生物反应器内加入经过筛选驯化的好氧脱氮复合菌群和好氧除磷复合菌群，在好氧生物反应器的末端设置混合液回流，回流至好氧生物反应器的前端，回流比R1=1.0～4.0;经好氧生化处理后的污水溢流到沉淀池，沉淀池停留时间控制在1.5～2小时，沉淀聚集到泥斗里的污泥用回流泵回流至好氧生物反应器，回流比R2=0.5～2.0，排放的剩余污泥量依据污泥龄确定，污泥龄取25-40天;
3)沉淀后的上清液溢流至过滤器，经过滤消毒后达到排放要求后出水。
2.根据权利要求1所述的一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，其特征在于：好氧生物反应器采用推流式布置，也可以采用混流式布置;按推流式布置时反应器内设置导流墙及推流器;整个好氧生物反应器DO控制在2-4mg/l，反应器底部安装微孔曝气充氧设备，将空气中的氧均匀扩散到好氧生物反应器中，空气由风机提供。
3.根据权利要求1所述的一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，其特征在于所述生化高效脱碳氮磷过程为全好氧过程，该过程已利用筛选并驯化好的具有高效脱氮除磷的好氧脱氮复合菌群和好氧除磷复合菌群，污泥中起始好氧脱氮复合菌群与好氧除磷复合菌群比例为2∶1，该比例为相同浓度下的体积比，最终生物反应器内的污泥浓度控制在3.5～12g/l。
4.根据权利要求1所述的一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，其特征在于好氧生物反应器中一般水力停留时间HRT=8～20小时，其水力停留时间取决于进水水质中各污染物的浓度和出水水质要求，一般通过小试进行确定。
5.根据权利要求1所述的一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，其特征在于处理的污水进水水质COD≤800mg/l，NH3-N≤100mg/l、TN≤100mg/l、TP≤15.0mg/l，pH：6.0～9.0，温度10～35℃为佳，达不到以上要求的污水应进行预处理，预处理后达到进水水质要求后接入系统。
6.根据权利要求1所述的一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，其特征在于如进水水质中含有难降解有机物时，工艺中应增加预处理设施，如水解酸化池等能提高污水可生化性的工艺单元。
7.根据权利要求1所述的一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，其特征在于过滤消毒单元可以根据不同的出水水质要求进行设计，过滤系统可采用微孔过程系统，也可采用膜过滤系统或滤布滤池系统;消毒系统可采用紫外消毒或臭氧消毒。
8.根据权利要求1所述的一种采用QTCNP工艺处理污水的方法，其特征在于系统COD去除率达到95%以上，NH3-N去除率达到95%以上，TN去除率达到85%以上，TP去除率达到90%以上;处理后的出水水质COD≤20mg/l、NH3-N≤1.0mg/l、TN≤10mg/l、TP≤0.2mg/l，优于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》规定的一级A水质要求，达到北京市地表(DB11/890-2012)一级A标准。
说明书
一种采用QTCNP工艺处理污水的方法
技术领域
本发明涉及一种资源与环境技术领域的污水处理方法，具体涉及一种通过复合微生物菌群在好氧生物反应器中对污水中的COD、NH3-N、TN、TP进行高效生物脱除的污水处理方法。
背景技术
随着我国经济快速增长、资源能源消耗大幅度增加，污染物排放强度增大、负荷高，主要污染物排放量超过受纳水体的环境容量，造成湖泊、河道、水库等受纳水体出现严重的富营养化问题，形成以氮、磷污染为基本特征的环境问题，集中表现为水体富营养化严重，造成藻类过渡增殖，水体溶氧降低，水中生物死亡，加速水质恶化;大量藻类死亡进一步消耗水中的氧并产生藻毒素，这些都威胁到水资源安全。其中氮、磷元素的排放是造成水体富营养化的主要原因，因此脱氮除磷有利于控制水体富营养化。
世界各国对氮、磷的排放都有非常严格的限制，并越来越严格。
随着目前我国水环境形势的严峻，污水处理厂的排放标准逐步提高。但是大多数在我国已建成的污水处理厂，在设计时忽视了对除磷脱氮工艺的要求，只对污水中呈胶体态和溶解态的有机污染物有良好的去除效果。随着污水排放标准的不断修订，原有的常规二级污水处理工艺已经不能达到国标要求的出水水质，更无法解决日益严峻的水污染问题。2006年5月8日国家环保总局公布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)修改单，将4.1.2.2小节中部分进行了修改：城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级A标准。标准的提高意味着对现有水厂(尤其是2006年以前建设运行的水厂)的工艺运行提出了更高要求，因此对这些水厂而言，全面的提升改造已迫在眉睫。具体指标见表1.1。
表1.1基本控制项目日均最高允许排放浓度
注：括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
削减污染负荷，改善水环境质量是实施提标改造的目的。相对于国家标准而言，北京市地表(DB11/890-2012)对各出水指标要求更为严格。标准中要求对于新建(改、扩)城镇污水处理厂的相应排放指标执行表1.2中的限值，而现有水厂执行表1.3中的限值。
表1.2新(改、扩)建城镇污水处理厂基本控制项目的排放限值
注：12月1日-3月31日执行括号内的排放限值
表1.3现有城镇污水处理厂基本控制项目的排放限值
注：12月1日-3月31日执行括号内的排放限值。
随着排放标准的提高，现有的大部分污水处理厂均存在提标改造的要求;
目前传统生物脱氮的基本原理都是在好氧情况下进行硝化，缺氧情况下进行反硝化，具体为：
污水中的氨氮，在好氧的条件下通过硝化细菌的硝化作用将氨氮转化为硝酸盐态氮和亚硝酸盐态氮，在缺氧的条件下反硝化细菌通过反硝化作用将二者还原，最终变为N2。完成脱氮过程是通过两类不同的细菌，在不同的环境下(好氧和缺氧)共同协作的结果，在具体的污水处理工艺中是两个不同的操作单元。
对于除磷技术目前也分为两大类，一类是化学除磷，另一类是强化生物除磷(BEPR);化学除磷是指用铁盐、铝盐或氢氧化钙等化学物质与磷的化合物进行反应以除去污水中的磷。
化学除磷的方法存在大量消耗铁盐、铝盐或氢氧化钙等资源，产生大量的污泥，操作复杂，运行处理成本高等缺点，处理后的水中含盐度大幅度上升，产生二次污染，污泥处置也增加成本且有二次污染的风险;同时药剂的投加比随进水水质的变化而变化，要控制稳定出水水质较为困难，因此，强化生物除磷方法仍然是除磷的主要手段。
强化生物除磷有时也简称为生物除磷(BPR)是指污水处理系统中的微生物通过过量吸收超过自身代谢所需要的磷元素而以积累磷为细胞内聚合磷的方式完成的除磷过程。
最早发现具有生物除磷现象是在污水脱氮过程中，由印度的Srinath在1959年偶然发现的，后来经过南非、加拿大和欧洲等多国科学家的研究和发展，提出和完善了强化生物除磷的概念，虽然其除磷机理至今也仍然有某些方面不清楚，但并不影响其应用。现有的强化生物除磷工艺主要是在聚磷菌存在的情况下，经过先厌氧后好氧的顺序环境下，反复的释磷和聚磷，强化聚磷效果，最后通过排泥达到除磷的作用。一般来说，传统强化生物除磷效率最终与污泥龄相关，有资料显示，污泥龄为30天时，除磷率为30%，污泥龄为17天时，除磷率为50%，污泥龄为5天时，除磷率为87%，污泥龄越短，除磷效率越高，因此传统强化生物除磷要求短污泥龄。
在现有生物脱氮除磷原理基础上发展起来的具有脱氮除磷功能的主要污水处理工艺有：SBR、A2/O、Bardenpho工艺、Phoredox工艺、UCT工艺(University of Cape TownProcess)、奥贝尔(Orbal)氧化沟、UNITANK工艺、A2/O+MBR工艺;其核心均需三个过程，厌氧、缺氧、好氧且需合理设计，脱氮需要缺氧和好氧两个过程，两种细菌;除磷需要厌氧和好氧两个过程，厌氧释磷、好氧聚磷两个阶段。
这些工艺影响脱氮除磷效果的因素较多，主要受污水中的碳氮比(C/N)、碳磷比(BOD5/TP)、DO、NO3-浓度、泥龄、温度、出水中的悬浮物等因素影响。而要达到高效脱氮除磷的效果，工艺本身均存在一些相互矛盾的地方，主要有高效除磷就需要短污泥龄，而脱氮过程需要长污泥龄，这种矛盾不可能消除，因此，所有的现有工艺都存在着一些限制性条件，在脱氮除磷之间只能采取一种平衡，这样就限制了出水水质高标准达标变得非常困难，也增加了操作过程的难度。
经典传统生物脱氮除磷工艺主要由厌氧区、缺氧区、好氧区及二沉池组成，典型工艺流程为A2/O见图1。该工艺TN的去除率为40%-60%，TP的去除率为50%-60%;且对进水水质中的氮磷有严格要求。
为了达到较好的脱氮除磷的效果，工程师们又在A2/O工艺基础上对污泥回流及混合液回流进行了改进，以提高效率;代表工艺是UCT工艺如图2，流程按厌氧段-缺氧段器-好氧段-沉淀池设置，沉淀池的回流污泥和好氧区的污泥混合液分别回流至缺氧区，增加回流缺氧区的目的是减少回流至厌氧区的NO3-的量，其中携带的NO3--N在缺氧区中经反硝化而去除。为了补充厌氧区中污泥的流失，增设了缺氧区至厌氧区的混合液回流。在废水TKN/COD适当的情况下，缺氧区中反硝化作用完全，可以使缺氧区出水中的NO3-浓度保持近于零，从而使接受缺氧区混合液回流的厌氧区NO3-亦接近于零，保持较为严格的厌氧环境，提高除磷效率。工艺特点是增加了混合液先回流至缺氧区，再回流至厌氧区，使厌氧区的DO得到较好的控制，但其除磷效率最终还是取决于泥龄。
近年来，随着出水水质中氮磷含量要求的更加严格，强化生物除磷工艺也越来越复杂，如国内出现的3AMBR强化脱氮除磷膜生物反应器工艺，工艺流程见图3，是一种将生物脱氮除磷的原理与膜生物反应器技术相结合的污水处理新技术。具脱氮除磷机理并没有本质上的变化，流程按厌氧-前置缺氧-好氧-后缺氧-膜池设置，与UCT工艺比，增设了后缺氧反应器和膜池，膜池内放置膜组件，可以理解为厌氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧的工艺，从工艺本身强化了脱氮除磷，但也增加了流程，增加了成本;出水形式是经过膜过滤后负压抽吸出水，为了防止膜堵，膜池内还需大量曝气;工艺上分三段回流，分别是膜池污泥回流至好氧池，后缺氧池回流至厌氧池、好氧池回流至前置缺氧池，该工艺设置前缺氧池和后缺氧池，对于溶氧和NO3-的控制有好处，也发挥了膜生物反应器高活性污泥浓度和高效率硝化的特性，使脱氮除磷能力大幅度提高，该工艺的优点是明显的，提高了活性污泥浓度，增强了除磷脱氮能力，且溶氧和NO3-的控制也相对容易;缺点在于增加了工艺流程和膜组件，产生了新的问题，膜容易堵，反冲洗困难，且出水需要负压抽吸，增加了能耗和运行成本，工程投资也大幅度增加。
综上所述，现有的具有生物脱氮除磷功能的工艺都包含厌氧-缺氧-好氧方式进行设计，因此，普遍存在如下问题：
1)硝化菌生长速度缓慢，要达到好的硝化效果必需保持长污泥龄，而要达到高的除磷效果必须要求短污泥龄，越短除磷效率越高，脱氮与除磷明显存在矛盾，使处理效果存在限制，难以达到高标准的出水水质。
2)在好氧条件下，反硝化菌、聚磷菌对有机物的要求比较苛刻，因此增殖速度缓慢，对溶解氧的有机物的竞争能力远不如脱碳好氧异养菌强，导致异养菌大量消耗碳源，均存在碳源不足的问题;同时一般的污水处理在好氧条件下，还存在硝化作用，会产生NO3-，NO3-的存在会影响除磷效率。
要达到在厌氧条件下释磷充分的目的，厌氧区必须保持NO3-小于0.2mg/L，工艺上增加了缺氧区来增强反硝化的作用，以达到回流后厌氧池中的NO3-小于0.2mg/L，在操作控制上增加了难度，同时增加了成本。脱氮除磷在工艺上也存在一定的矛盾。
3)从强化生物除磷原理中整个系统各段聚磷、释磷的控制主要是由DO值决定的，因此DO值的控制是影响除磷效果最重要的一个因子。聚磷过程一般要求DO：2～4mg/l，而释磷过程要求在厌氧情况下反应，一般要求DO<0.2mg/l，这两个过程对DO的浓度要求不同，使DO过程控制成为重要因素，工艺上增加了缺氧区，以减少带入厌氧区中的DO，在工程上控制难度较大，因此传统强化生物除磷工艺中聚磷和释磷两个过程为各自独立的单元，在时间上和空间上难以统一，增加了流程和控制难度;
4)为维持较高生物浓度及获得较好的脱氮除磷效果，必须进行大量的污泥回流，且脱氮除磷需分段污泥回流，分别回流至缺氧区和厌氧区，增加了动力消耗和运行费用;但是从污泥回流中将溶解氧带到缺氧池中，导致难以维持厌氧池中低DO来满足充分释磷的需要，必须严格控制回流比以达到目的，控制难度较大。
5)传统的强化生物除磷是通过高磷污泥排放最终达到去除磷的目的，因此要求系统的泥龄短，产泥量就大，也增加了处理污泥的成本;而另一方面一般污水处理系统又要求具有脱氮的功能，要达到良好的脱氮效果，系统就需要长泥龄，这是一对由其脱氮除磷的原理决定的矛盾，在现有的脱氮除磷技术中是不能最终解决的，因此泥龄的控制也成为一个难点。
6)传统的强化生物除磷工艺都是与脱氮工艺伴生在一起，传统生物脱氮一般也需要经过缺氧好氧两个过程，好氧是硝化过程，缺氧是反硝化过程。但脱氮与除磷之间操作参数很难统一，相互有矛盾和限制，增加了工艺设计和实际操作难度。因为存在相互限制，去除率受影响，出水水质也会受影响。
7)现有的强化生物除磷与传统的生物脱氮存在相互限制因素，特别是在污泥龄和可利用有机物方面存在矛盾，因此脱氮除磷效率受到很大制约，很难达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》标准规定的一级A排放标准，更难达到北京市地表(DB11/890-2012)一级A标准。
由于存在以上的问题，因此现有的污水处理工艺存在明显的缺点：工艺流程较长，厌氧缺氧好氧交替操作DO较难控制，占地面积大，基建投资大，动力消耗及运行成本都较高，同时由于存在限制性因素，氮磷的去除率不高，较难达到国家要求的排放标准。
本发明针对现有污水处理工艺中存在的问题，将脱氮除磷工艺统一起来，实现在好氧环境下同步脱除碳氮磷，不需要缺氧和厌氧单元，减少工艺单元，解决脱氮除磷现有工艺中的矛盾问题，统一泥龄，使脱氮除磷的泥龄均成为长泥龄，并能减少30%以上的污泥量，大幅度提高脱氮除磷的效率。
发明内容
针对现有污水处理工艺存在的问题，本发明公开了一种在好氧条件下全流程高效脱碳氧磷的污水处理方法，并将此工艺简称为QTCNP工艺。
本发明的目的是提供一种通过完全好氧的工艺经过微生物的作用同步去除污水中COD、NH3-N、TN、TP的方法，解决现有污水处理生物脱氮除磷工艺中需要在厌氧-缺氧-好氧三个不同反应单元中进行;将脱氮除磷工艺统一起来，实现在好氧环境下全流程同步高效脱除碳氮磷，不需要缺氧和厌氧单元，减少工艺单元，解决脱氮除磷现有工艺中的矛盾问题，统一泥龄，使脱氮除磷的泥龄均成为长泥龄，并能减少30%以上的污泥量，大幅度提高脱氮除磷的效率，简便操作，节约运行成本。
传统生物脱氮技术是通过好氧硝化缺氧反硝化实现的，在好氧的条件下通过硝化细菌的硝化作用将氨氮转化为硝酸盐态氮和亚硝酸盐态氮，在缺氧的条件下反硝化细菌通过反硝化作用将二者还原，最终变为N2。完成脱氮过程是通过两类不同的细菌，在不同的环境下(好氧和缺氧)共同协作的结果，在具体的污水处理工艺中是两个不同的操作单元。由于硝化细菌生长缓慢，要达到良好的脱氮效果，必须保持生化系统的长污泥龄;而反硝化细菌在缺氧反硝化过程中需要大量的碳源作为能量，需要生化系统保持足够的碳源。
传统的除磷技术目前分为两大类，一类是化学除磷，另一类是强化生物除磷(BEPR);化学除磷是指用铁盐、铝盐或氢氧化钙等化学物质与磷的化合物进行反应以除去污水中的磷。
化学除磷的方法存在大量消耗铁盐、铝盐或氢氧化钙等资源，并产生大量的污泥，操作复杂，运行处理成本高等缺点，处理后的水中含盐度大幅度上升，产生二次污染，污泥处置也增加成本且有二次污染的风险;同时药剂的投加比随进水水质的变化而变化，要控制稳定出水水质很困难，因此，强化生物除磷方法仍然是除磷的主要手段。
强化生物除磷有时也简称为生物除磷(BPR)是指污水处理系统中的微生物通过过量吸收超过自身代谢所需要的磷元素而以积累磷为细胞内聚合磷的方式完成的除磷过程。
现有的强化生物除磷工艺主要是在聚磷菌存在的情况下，经过先厌氧后好氧的顺序环境下，反复的释磷和聚磷，强化聚磷效果，最后通过排泥达到除磷的作用。一般来说，传统强化生物除磷效率最终与污泥龄相关，有资料显示，污泥龄为30天时，除磷率为30%，污泥龄为17天时，除磷率为50%，污泥龄为5天时，除磷率为87%，污泥龄越短，除磷效率越高，因此传统强化生物除磷要求短污泥龄。
在现有生物脱氮除磷原理基础上发展起来的具有脱氮除磷功能的主要污水处理工艺有：SBR、A2/O、Bardenpho工艺、Phoredox工艺、UCT工艺(University of Cape TownProcess)、奥贝尔(Orbal)氧化沟、UNITANK工艺、A2/O+MBR工艺;其核心均需三个过程，厌氧、缺氧、好氧且需合理设计，脱氮需要缺氧和好氧两个过程，两种细菌;除磷需要厌氧和好氧两个过程，厌氧释磷、好氧聚磷两个阶段。
这些工艺影响脱氮除磷效果的因素较多，主要受污水中的碳氮比(C/N)、碳磷比(BOD5/TP)、DO、NO3-浓度、泥龄、温度、出水中的悬浮物等因素影响。而要达到高效脱氮除磷的效果，工艺上存在一些相互矛盾的地方，主要有高效除磷就需要短污泥龄，高效脱氮需要长污泥龄，这种矛盾是不能彻底消除的;因此，所有的现有工艺都存在着一些限制性条件，在脱氮除磷之间只能采取一种平衡，这样就限制了出水水质高标准达标变得非常困难，也增加了操作过程的难度。
本发明实现了脱氮除磷生物过程条件的统一，在相同的操作条件下实现高效脱氮除磷。
本发明生物脱氮是通过好氧硝化/反硝化菌实现的，这类菌来源于自然界，经过驯化能达到好氧情况下高效脱氮，该类微生物能将硝化和反硝化过程统一在好氧情况下完成，整个过程可以将DO控制在2-4mg/l，最终将氨氮转变为N2排出，脱氮效率可以达到85%以上。完成脱氮过程只需要一种细菌，解决了传统脱氮需要两种菌(硝化菌和反硝化菌)两个过程(缺氧过程和好氧过程)的问题，缩短了流程，使过程控制更简单。
本发明除磷是通过好氧除磷菌在好氧情况下，通过微生物体内的酶作用，将吸收到体内的大部分磷的化合物以气态PH3的形式除去，小部分吸收到内体储存提供新陈代谢所需，整个除磷过程可以将DO控制在2-4mg/l，除磷效果可以达到90%以上，该类菌也是从自然界中筛选出来并经过强化驯化达到好氧状态下的高效除磷，是完全不同于传统的强化生物除磷原理的。
本发明的除磷不是依靠聚磷菌超量吸磷后通过排泥达到除磷目的，是通过分解磷的化合物以气态形式除去，因此可以保持较长的污泥龄且能达到良好的除磷效果，故污泥排放量较之传统的强化生物除磷方法要少很多，可以降低污泥处理成本。
本发明解决了现有的强化生物除磷工艺中要达到良好的除磷效果必须泥龄短的问题，解决了传统除磷与脱氮泥龄之间的矛盾;也解决了现有强化生物除磷需要两个过程(厌氧过程和好氧过程)的问题，缩短了流程，使过程控制更简单。
好氧除磷方式也解决了强化生物除磷中DO控制难和碳源利用问题，有效的提高除磷效果，除磷效果可以达到90%以上;实现在一个好氧反应单元中生物除磷，无需在时间上和空间上划分不同的操作单元，对于设备投资、运行费用及运行复杂性都大大的降低。
本发明将好氧硝化/反硝化脱氮与好氧除磷结合在一起，成为一种全流程高效脱碳氮磷的污水处理方法，称为QTCNP工艺。
该工艺包含格栅、调节池、供氧的风机系统、好氧生物反应器、沉淀池、过滤消毒系统、污泥回流、硝化混合液回流等单元组成，其工艺流程见图4。
QTCNP工艺说明：将含COD、NH3-N、TN、TP的各类污水污水经过格栅预处理后进入调节池进行均质和调节水量，如有难降解有机物时，工艺中应增加预处理设施，如水解酸化池等能提高污水可生化性的工艺单元，经过均质后的污水按设计的流量进入好氧生物反应器进行生化处理，好氧生物反应器内加入好氧脱氮复合菌群和好氧除磷复合菌群，脱氮菌与除磷菌的起始加入的比例为2∶1，这两种菌群由江苏仙融环境技术有限公司提供，牌号分别是XRN-01和XRP-01;正常运行时反应器内DO值控制在2-4g/l，PH控制在6-9之间，污泥浓度控制在3.5-12g/l，好氧生物反应器底部安装微孔曝气充氧设备，通过风机系统提供空气，反应器的未端安装有混合液回流泵，回流比控制在1.0-4.0;混合液回流至反应器的进水端。
经生化处理后的污水溢流到沉淀池，含有复合菌群污泥经沉淀池沉淀后用污泥回流泵回流至好氧生物反应器，沉淀池停留时间控制在1.5～2小时，回流比R2=0.5～2.0，排放的剩余污泥量依据污泥龄确定，污泥龄取25-40天，系统产泥量比传统脱氮除磷工艺减少30%以上。
沉淀后的上清液经消毒后溢流至清水池，从清水池再溢流出水;该工艺具有脱氮除磷效率高，产泥量少，运行成本低等特点，是一种流程短，长污泥龄的新型脱氮除磷污水处理工艺，具有很强的实用价值。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
工艺详细情况如下：
将含COD、NH3-N、TN、TP污水经过格栅预处理后去掉大颗粒固体物后，进入沉砂调节池进行均质调量，再进入好氧生物反应器进行生化处理，好氧生物反应器内DO控制在2～4mg/l，pH：6.0～9.0，污泥浓度控制在3.5～12g/l;
好氧生物反应器内加入经过筛选驯化的好氧脱氮复合菌群和好氧除磷复合菌群，两种复合菌群均由江苏仙融环境技术有限公司提供，在好氧生物反应器的末端设置混合液回流，回流至好氧生物反应器的前端，回流比R1=1.0～4.0;经好氧生化处理后的污水溢流到沉淀池，沉淀池停留时间控制在1.5～2小时，沉淀聚集到泥斗里的污泥用回流泵回流至好氧生物反应器进水端，回流比R2=0.5～2.0，排放的剩余污泥量依据污泥龄确定，污泥龄取25-40天;
沉淀后的上清液溢流至过滤器，经过滤消毒后达到排放要求后出水。
好氧生物反应器采用推流式布置，也可以采用混流式布置;按推流式布置时反应器内设置导流墙及推流器;整个好氧生物反应器DO控制在2-4mg/l，反应器底部安装微孔曝气充氧设备，将空气中的氧均匀扩散到好氧生物反应器中，空气由风机提供。
本发明公开的工艺是全流程好氧生化高效脱碳氮磷过程，该过程已利用筛选并驯化好的具有高效脱氮除磷的好氧脱氮复合菌群和好氧除磷复合菌群，污泥中起始好氧脱氮复合菌群与好氧除磷复合菌群比例为2∶1，该比例为相同浓度下的体积比，最终生物反应器内的污泥浓度控制在3.5～12g/l。
好氧生物反应器中一般水力停留时间HRT=8～20小时，其水力停留时间取决于进水水质中各污染物的浓度和出水水质要求，优于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》规定的一级A水质要求，达到北京市地表(DB11/890-2012)一级A标准;纯生活污水的停留时间控制在8小时，一般杂水停留时间控制在12小时，复杂污水的停留时间一般通过小试进行确定。
采用QTCNP工艺处理污水进水水质控制在COD≤800mg/l，NH3-N≤100mg/l、TN≤100mg/l、TP≤15.0mg/l，pH：6.0～9.0，温度10～35℃为佳，如达不到以上要求的污水应进行预处理，预处理后达到进水水质要求后接入系统;达到以上要求的污水进行生化处理好氧生物反应器中的水力停留时间HRT=8～20小时。
如进水水质中含有难降解有机物时，应进行预处理，工艺中应增加预处理设施，如水解酸化池等能提高污水可生化性的工艺单元。
过滤消毒单元可以根据不同的出水水质要求进行设计，过滤系统可采用微孔过程系统，也可采用膜过滤系统或滤布滤池系统;消毒系统可采用紫外消毒或臭氧消毒等其他的消毒方法。
采用QTCNP工艺处理污水系统COD去除率达到95%以上，NH3-N去除率达到95%以上，TN去除率达到85%以上，TP去除率达到90%以上;处理后的出水水质中COD≤20mg/l、NH3-N≤1.0mg/l、TN≤10mg/l、TP≤0.2mg/l，优于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》规定的一级A水质要求，达到北京市地表(DB11/890-2012)一级A标准。
本发明适宜处理各种含COD、NH3-N、TN、TP的各类污水，具有去除率高、产泥量少、节省投资、简化运行操作、减少处理成本的优点。
本发明的有益效果：
1)QTCNP工艺与传统的脱氮除磷工艺比，工艺流程简化，减少了厌氧、缺氧单元，只有一个好氧段就可以同时完成脱碳氮磷;脱碳、硝化反硝化、除磷都在同一个反应器中发生，同步进行脱碳氮磷，生化反应彻底，简化了工艺流程，因此大大减少了系统空间和工程造价，充分实现了全流程高效脱碳氮磷。
2)本发明的好氧脱氮除磷操作条件一致，生物反应器内DO统一控制在2-4mg/l，操作简单稳定。好氧反硝化释放出来的碱度可以中和硝化产生的酸度，系统内的PH稳定，有利于提高生物效率，还可以节约成本。
3)QTCNP工艺好氧除磷不存在磷在生物体内累积问题，除磷效果与污泥龄没有直接相关性，解决了传统生物强化除磷必需保持短污泥龄的问题，可以实现与脱氮所需的长污泥龄统一，脱氮除磷的污泥龄可以统一控制在25-40天，充分发挥生化效率，提高生化系统的脱氮除磷效率。
4)长污泥龄可以有效减少产泥量，与传统具有脱氮除磷功能的污水处理工艺比，污泥量减少30%以上，减少污泥处理费用。
5)同步脱碳氮磷，将有限的碳源有效利用于脱氮除磷，解决了脱氮除磷过程所需的碳源问题，提高生化效率，解决了传统生化过程中脱氮过程中碳源不足的问题，减少了外加碳源的成本。
6)脱氮除磷运行成本比传统工艺低。