基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷技术

　　申请日2016.03.04

　　公开(公告)日2016.05.18

　　IPC分类号C02F9/14

　　摘要

　　本发明涉及一种基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置及工艺，该装置主要包括厌氧池、一级缺氧池、一级快速曝气池、一级沉降池、曝气生物滤池、二级缺氧池、二级快速曝气池、二级沉降池、氧化还原电位测定控制系统、溶解氧测定控制系统和曝气子系统。该装置基于双污泥反硝化脱氮除磷原理，基于在线控制技术，将厌氧释磷、污泥的二次沉降、二次反硝化吸磷、二次好氧吸磷、二次反硝化脱氮、低氧低氨氮硝化液的控制和污泥混合液回流反硝化等脱氮除磷技术进行优化组合，当进水碳氮比为6.5-14时，碳磷比大于50，在不外加有机碳源的条件下，稳定地实现对生活污水的深度脱氮除磷，出水水质可达到地表4类以上标准水质。

　　权利要求书

　　1.一种基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，包括厌氧池、一级缺氧池、一级快速曝气池、一级沉降池、曝气生物滤池、二级缺氧池、二级快速曝气池、二级沉降池、氧化还原电位测定控制系统、溶解氧测定控制系统、曝气子系统、PLC和电脑;

　　厌氧池、一级缺氧池、一级快速曝气池和一级沉降池通过管道依次相连，曝气生物滤池、二级缺氧池、二级快速曝气池和二级沉降池通过管道依次相连，一级沉降池上清液出水端与通过管道曝气生物滤池上方进水端相连接;

　　一级沉降池的底部排泥口通过污泥超越泵与二级缺氧池的进水端相连;

　　所述的二级快速曝气池的出水端还通过污泥混合液返回泵与二级缺氧池的进水端相连;

　　所述的曝气生物滤池的出水端还通过曝气池硝化液返回泵与一级缺氧池的进水端相连;

　　厌氧池的进水端设有进水泵;

　　所述的厌氧池、一级缺氧池、一级快速曝气池、二级缺氧池和二级快速曝气池内均设有潜水搅拌器;

　　所述的厌氧池、一级缺氧池、一级快速曝气池、曝气生物滤池、二级缺氧池和二级快速曝气池均密封，一级缺氧池、一级快速曝气池、曝气生物滤池、二级缺氧池和二级快速曝气池的顶部均设有带有排气阀的排气管;厌氧池和一级缺氧池的气室相连通;

　　所述的二级沉降池的上部设有排水管;二级沉降池的底部排泥口通过污泥返回泵与厌氧池的进水端相连;二级沉降池的底部排泥口还与排泥泵相连;

　　所述的一级沉降池和二级沉降池内均设有刮泥机;

　　所述的氧化还原电位测定控制系统包括4台在线氧化还原电位测定仪器和2套曝气子系统，每台氧化还原电位测定仪器包括电连接的氧化还原电极和在线氧化还原电位计;4套氧化还原电位测定仪器的氧化还原电极分别设于厌氧池的出水端、一级快速曝气池的出水端、二级缺氧池的出水端和二级快速曝气池的出水端;4套氧化还原电位测定仪器中的在线氧化还原电位计一端与其对应的氧化还原电极电连接，另一端与PLC电连接;

　　所述的溶解氧测定控制系统包括1台在线溶解氧测定仪器和1套曝气子系统，所述的在线溶解氧测定仪器包括电连接的溶解氧电极和在线溶解氧仪，所述的溶解氧电极设于曝气生物滤池的出水端与二级缺氧池的进水端之间管路中，溶解氧电极与在线溶解氧仪的输出端电连接，所述的在线溶解氧仪的输入端与PLC电连接;

　　所述的每套曝气子系统包括依次相连的曝气头、气体流量计、曝气泵和变频器，曝气泵和变频器的电源输出端相连接;3套曝气子系统中的变频器的电源输入端均与PLC电连接;属于氧化还原电位测定控制系统的曝气子系统中的曝气头分别设于一级快速曝气池和二级快速曝气池底部，属于溶解氧测定控制系统的曝气子系统中的曝气头设于曝气生物滤池的底部;

　　所述的PLC与电脑相连。

　　2.根据权利要求1所述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，所述的厌氧池是由多个池串联而成。

　　3.根据权利要求1所述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，所述的二级缺氧池是由多个池串联而成。

　　4.根据权利要求1所述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，所述的厌氧池为两个池串联而成，一级缺氧池为单池，一级快速曝气池为单池，二级缺氧池为两个池串联，二级快速曝气池为单池。

　　5.根据权利要求1所述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，所述的PLC与在线氧化还原电位计之间、PLC与变频器之间、PLC与在线溶解氧仪之间以及PLC与电脑之间的电连接均采用485通讯相连。

　　6.根据权利要求1所述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，曝气生物滤池上部为圆筒型，下部为同直径的锥角为60度的倒圆锥形，圆锥与圆筒的接合处水平设置不锈钢筛孔板，筛孔径为5mm，筛孔板上装填填料形成填料层，填料粒径为0.6-1.5cm;填料层正上方设有布水管，布水管与曝气生物滤池的进水端相连通;曝气生物滤池内的曝气头设置在筛孔板上方，曝气头与筛孔板的距离为填料层厚度的1/3;

　　其中，所述的填料为火山岩、陶粒、石英砂或沸石。

　　7.根据权利要求1所述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，所述的曝气生物滤池的出水端还通过排水泵与清洗排放池的入口端相连，清洗排放池的上部通过上清液返回泵与曝气生物滤池的进水端相连;清洗排放池的底部排泥口通过清洗污泥返回泵与一级缺氧池的进水端相连;其中，曝气生物滤池的出水端与排水泵之间、上清液返回泵与曝气生物滤池之间以及清洗排放池和清洗污泥返回泵之间均设有电磁阀。

　　8.根据权利要求1所述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，所述的曝气生物滤池的顶部和不为曝气生物滤池提供气体的另外两套曝气子系统的曝气泵的进气端相连。

　　9.一种连续流双污泥反硝化脱氮除磷工艺，采用权利要求1所述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，其特征在于，具体步骤是：

　　污水经进水泵进入厌氧池，污泥由污泥返回泵进入厌氧池后与污水进行混合，在厌氧条件下释放磷，厌氧池末端设置氧化还原电极用以监测和控制厌氧池内反应的进行;

　　厌氧反应结束后，污泥混合液流入一级缺氧池，与从曝气生物滤池流出的通过曝气池硝化液返回泵返回的硝化液进行混合，进行第一次反硝化脱氮和吸磷反应;

　　第一次反硝化反应脱氮和吸磷结束后，污泥混合液流入一级快速曝气池，进行好氧吸磷、氮气吹脱和氨氮的硝化反应，通过一级快速曝气池和二级缺氧池内安装的氧化还原电极的测定结果来控制一级快速曝气池的曝气量，以使得一级快速曝气池和二级缺氧池的氧化还原电位控制范围符合要求;

　　之后，从一级快速曝气池流出的污泥混合液流入一级沉降池，一级沉降池沉降分离出来的上清液流入曝气生物滤池，进行硝化反应，得到硝化液;溶解氧电极在线监测出水溶解氧的变化，并通过控制曝气量控制从曝气生物滤池中流出的硝化液溶解氧浓度在0.5-1.0mg/L之间，实现氨氮的全部硝化;

　　硝化液一部分用曝气池硝化液返回泵返回到一级缺氧池进行反硝化反应，另一部分硝化液流入二级缺氧池;一级沉降池沉降的污泥经污泥超越泵输送至二级缺氧池中，与曝气生物滤池流入的硝化液以及从二级快速曝气池流出的通过污泥混合液返回泵返回的污泥混合液进行混合，进行第二次反硝化反应;

　　第二次反硝化反应结束后，污泥混合液从二级缺氧池流入二级快速曝气池进行好氧吸磷、氮气吹脱和剩余的氨氮的硝化反应;在二级快速曝气池的末端设置的氧化还原电极在线监测和控制二级快速曝气池的的氧化还原电位;

　　最后，从二级快速曝气池流出的污泥混合液一部分通过污泥混合液返回泵返回至二级缺氧池进行反硝化，另外一部分则直接流入二级沉降池进行沉降，沉降后的上清液作为净化液排出;沉降后部分污泥通过污泥返回泵返回到厌氧池开始新的循环，另外一部分污泥作为剩余污泥用排泥泵定量排出到本装置外;

　　其中，污泥混合液在各池停留时间：厌氧池1-2.5h，一级缺氧池0.5-1.5h，一级快速曝气池0.2-1h，二级缺氧池1-2.5h，二级快速曝气池0.5-1.5h;

　　一级沉降池上清液在曝气生物滤池停留时间为1-5h;

　　曝气生物滤池的气水比为：10-40;

　　厌氧池、一级缺氧池和二级缺氧池的污泥浓度控制在2000mg/L~5000mg/L的范围内;

　　当进水碳氮比为6.5-14，碳磷比大于50时，以进水泵流速为参照，本装置各泵流速比例范围：进水泵100%，曝气池硝化液返回泵200%-400%，污泥超越泵流速40%-80%，污泥混合液返回泵流速100%-200%，污泥返回泵流速50%-150%;

　　当进水碳氮比为4.5-6.5，碳磷比大于50时，其中，以进水泵流速为参照，本装置各泵流速比例范围：进水泵100%，曝气池硝化液返回泵100%-300%，污泥超越泵流速40%-80%，污泥混合液返回泵流速0%，污泥返回泵流速50%-150%;

　　当进水碳氮比为6.5-14，碳磷比大于50时，氧化还原电位控制系统各反应池氧化还原电位控制范围：厌氧池<-300mv，一级快速曝气池-250~-140mv，二级缺氧池-160~-100mv，二级快速曝气池+50~+120mv;

　　当进水碳氮比为4.5-6.5，碳磷比大于50时，氧化还原电位控制系统各反应池氧化还原电位控制范围：厌氧池<-300mv，一级快速曝气池-200~-120mv，二级缺氧池-150~-50mv，二级快速曝气池0~+90mv。

　　10.根据权利要求9所述的连续流双污泥反硝化脱氮除磷工艺，其特征在于，本装置中的污泥停留时间为10-17天。

　　说明书

　　一种基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置及工艺

　　技术领域

　　本发明属于污水处理技术领域，涉及一种生活污水的深度脱氮除磷净化装置和工艺，适合于污水厂新建项目，具体涉及一种基于在线监测和控制下的，依据反硝化脱氮除磷原理，进行二次反硝化脱氮除磷的装置及其工艺。

　　背景技术

　　目前，我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级排放A类标准对污水厂出水总氮的达标浓度规定为15mg/L，总磷的达标浓度为0.6mg/L，远高于我国《地表水环境质量标准》ⅴ类标准规定的总氮2mg/L，总磷0.4mg/L的值，如果直接把污水厂净化后的水排放到地表水中，将会造成严重的氮磷富营养化污染。实际上，当前我国的大多数污水处理厂实际已经成了新的污染源，大量所谓“达标”排放的污水造成城市环境和周边水体二次污染，严重影响人民群众的生产和生活，污水的深度脱氮除磷新工艺和新技术的研究迫在眉睫。

　　传统的污水脱氮除磷一般需要经过硝化、反硝化、释磷和吸磷等生化过程，经历厌氧、好氧、缺氧等完全不同和相互矛盾的环境条件，往往最终因为前期硝化阶段几乎消耗尽了污水有机物，反硝化阶段缺乏足够的有机碳源，而很难实现稳定而高效的氮磷净化效果。因此，污水处理过程中有机碳源的高效利用一直是我国现有大多数污水处理厂污水处理工艺需要解决的难题。改善污水处理工艺对有机碳源的利用模式，引入新的脱氮除磷途径，利用先进的在线控制技术对现有工艺进行改进，和研发新的适合高精度控制的脱氮除磷工艺将成为今后研究的重点和热点。

　　反硝化脱氮除磷工艺充分地利用污水中的有机碳源，将硝化和反硝化两种微生物分开在合适的环境培养。通过厌氧/缺氧交替条件下不断富集DPAOs，在厌氧条件下利用原水中VFAs合成内碳源PHA，而在缺氧条件下以硝酸盐为电子受体氧化分解体内的PHA完成过量吸磷反应。使得脱氮和除磷可以同步得到去除，解决了采用传统方法对生活污水脱氮除磷碳源不足的问题，具有高效、低能耗、产泥量低等特点，是目前比较受关注的，很有前景的一种生物脱氮除磷新技术。

　　反硝化除磷工艺主要分为两大类：一类是单污泥系统，代表工艺是单污泥SBR及改进工艺、好氧颗粒污泥工艺和UCT改进工艺(BCFS);另一类是双污泥系统，代表工艺是A2N和Dephanox工艺。

　　现有的连续流双污泥反硝化脱氮除磷工艺均是只有一级反硝化池，由于超越污泥携带的大量氨氮，出水一般氨氮浓度较高，总氮净化效果不理想，不能实现深度脱氮除磷。另外，由于反应器末端曝气将部分氨氮转化为硝酸根，进入到二沉池后，污泥沉淀的时候会发生部分反硝化，产生氮气，影响污泥的沉降性能，出水经常会悬浮少量不能沉降的污泥导致最终影响到磷和CODcr的净化效率。其三，二沉池回流的污泥一般会夹带有较多为硝酸盐氮，回流到厌氧池将会消耗有机物，阻碍厌氧释磷，进而对后面的反硝化和除磷产生不利影响。因此，如何克服现有技术的不足是目前污水处理技术领域亟需解决的问题。

　　发明内容

　　本发明针对现有A2N和Dephanox等反硝化脱氮除磷工艺无法实现深度脱氮除磷，出水水质不稳定的问题，提供一种基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置及工艺，该装置和工艺依据双污泥反硝化脱氮除磷原理，基于在线控制技术，将厌氧释磷、污泥的二次沉降、二次反硝化吸磷、二次好氧吸磷、二次反硝化脱氮、低氧低氨氮硝化液的控制和污泥混合液回流反硝化等脱氮除磷技术进行优化组合，实现了污水的深度脱氮除磷的效果。

　　本发明采用的技术方案如下：

　　一种基于在线控制的AAONAO(即anaerobic-anoxic-oxic-nitrifying-anoxic-oxic)连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，包括厌氧池、一级缺氧池、一级快速曝气池、一级沉降池、曝气生物滤池、二级缺氧池、二级快速曝气池、二级沉降池、氧化还原电位测定控制系统、曝气子系统、溶解氧测定控制系统、PLC和电脑;

　　一级沉降池的底部排泥口通过污泥超越泵与二级缺氧池的进水端相连;

　　所述的二级快速曝气池的出水端还通过污泥混合液返回泵与二级缺氧池的进水端相连;

　　所述的曝气生物滤池下方的出水端还通过曝气池硝化液返回泵与一级缺氧池的进水端相连;

　　厌氧池的进水端设有进水泵;

　　所述的一级缺氧池、一级快速曝气池、二级缺氧池和二级快速曝气池内均设有潜水搅拌器，使污泥和水的均匀混合;

　　二级沉降池的上部设有排水管;二级沉降池的底部排泥口通过污泥返回泵与厌氧池的进水端相连;二级沉降池的底部排泥口还与排泥泵相连;

　　所述的一级沉降池和二级沉降池内均设有刮泥机;

　　所述的PLC与电脑相连。

　　所述的厌氧池、一级缺氧池、一级快速曝气池、曝气生物滤池、二级缺氧池和二级快速曝气池均需保持一定的密封状态，尽量避免外界空气进入;

　　所述的厌氧池、一级缺氧池、一级快速曝气池、曝气生物滤池、二级缺氧池和二级快速曝气池均密封，一级缺氧池、一级快速曝气池、曝气生物滤池、二级缺氧池和二级快速曝气池的顶部均设有带有排气阀的排气管;厌氧池和一级缺氧池的气室相连通;具体是指：

　　所述的厌氧池与一级缺氧池上方密闭，气室相连通，通过一级缺氧池上方的排气阀向外排气;

　　所述的一级快速曝气池上方密闭，通过一级快速曝气池上方的排气阀向外排气;

　　所述的曝气生物滤池上方密闭，通过曝气生物滤池上方的排气阀向外排气;

　　所述的二级缺氧池上方密闭，通过二级缺氧池上方的排气阀向外排气;

　　所述的二级快速曝气池上方密闭，通过二级快速曝气池上方的排气阀向外排气。

　　进一步，优选的是所述的厌氧池是由多个池串联而成。

　　进一步，优选的是所述的二级缺氧池是由多个池串联而成。

　　进一步，优选的是所述的厌氧池为两个池串联而成，一级缺氧池为单池，一级快速曝气池为单池，二级缺氧池为两个池串联，二级快速曝气池为单池。每个单元反应池的数量在保证基本功能的条件下可适当增减。

　　进一步，优选的是所述的PLC与在线氧化还原电位计之间、PLC与变频器之间、PLC与在线溶解氧仪之间以及PLC与电脑之间的电连接均采用485通讯相连。

　　进一步，优选的是曝气生物滤池上部为圆筒型，下部为同直径的锥角为60度的倒圆锥形，圆锥与圆筒的接合处水平设置不锈钢筛孔板，筛孔径为5mm，筛孔板上装填填料形成填料层，填料粒径为0.6-1.5cm;填料层正上方设有布水管，布水管与曝气生物滤池的进水端相连通，布水管用于保证均匀的进水，曝气生物滤池的水位一般略高于填料层;曝气生物滤池内的曝气头设置在筛孔板上方，曝气头与筛孔板的距离为填料层厚度的1/3;

　　其中，所述的填料为火山岩或其他微生物容易附着生长的填料如火山岩、陶粒、石英砂或沸石等。填料表面主要附着生长着以硝化菌为优势菌的生物膜，这种生物膜可将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。在当水向下流时，曝气生物滤池的曝气头上方因为曝气充氧作用就形成了曝气硝化区，曝气头下方因为没有曝气就形成了脱氧硝化区。因此，控制曝气生物滤池出水的溶解氧在一个较小的浓度范围，就可以实现氨氮的完全硝化，来达到曝气生物滤池低氧和低氨氮浓度的最佳硝化液出水条件。这种脱氧硝化液不会对后面的反硝化反应产生抑制作用。

　　进一步，优选的是所述的曝气生物滤池的出水端还通过排水泵与清洗排放池的入口端相连，清洗排放池的上部通过上清液返回泵与曝气生物滤池的进水端相连;清洗排放池的底部排泥口通过清洗污泥返回泵与一级缺氧池的进水端相连;其中，曝气生物滤池的出水端与排水泵之间、上清液返回泵与曝气生物滤池之间以及清洗排放池和清洗污泥返回泵之间均设有电磁阀;排水泵、上清液返回泵、清洗污泥返回泵和电磁阀均与PLC输出端相连接。

　　一般曝气生物滤池运行20天左右，由于填料层上附着的生物膜脱落和少量从一级沉降池流入曝气生物滤池的活性污泥的积累，容易引起生物滤池堵塞和引起磷的释放，应对曝气生物滤池进行清洗。清洗的方法：曝气生物滤池通过排水泵采用向下迅速排空的方法，将曝气生物滤池中脱落的填料和活性污泥冲刷到清洗排放池中，并进行静止沉降，将沉降后的上清液用上清液返回泵返回曝气生物滤池中。沉降的污泥(即脱落的生物膜和/或污泥，富含硝化细菌)通过清洗污泥返回泵可返回一级缺氧池，为反应池中的活性污泥补充硝化细菌。曝气生物滤池清洗过程中所有相关的泵和电磁阀均由PLC控制，并可以通过电脑端的程序界面实现人工操控。

　　进一步，优选的是所述的曝气生物滤池的顶部通过管道和不为曝气生物滤池提供气体的另外两套曝气子系统的曝气泵的进气端相连。将曝气生物滤池上方使用过的氧浓度较低的空气作为一级快速曝气池和二级快速曝气池曝气泵的气体来源。一级快速曝气池和二级快速曝气池通过这种低氧曝气方式排出氮气，改善一级、二级沉降池污泥沉降性能，同时通过曝气促进好氧吸磷作用，避免过度厌氧产生磷的二次释放，强化对氨氮的氧化硝化，降低氨氮浓度。当进水的碳氮比较低(4.5-6.5)时，一级快速曝气池和二级快速曝气池均主要考虑氮气的吹脱功能，采用这种低氧曝气的方式。当进水的碳氮比非常高(6.5-14)时，且当二级快速曝气池曝气量较大时，可以将二级快速曝气池曝气泵的气体来源直接切换为氧气含量正常的自然空气。

　　本发明还提供一种连续流双污泥反硝化脱氮除磷工艺，采用上述的基于在线控制的AAONAO连续流双污泥反硝化深度脱氮除磷装置，具体步骤是：

　　污水经进水泵进入厌氧池，污泥由污泥返回泵进入厌氧池后与污水进行混合，在厌氧条件下释放磷，厌氧池末端设置氧化还原电极用以监测和控制磷释放的正常进行;

　　之后，从一级快速曝气池流出的污泥混合液流入一级沉降池，一级沉降池沉降分离出来的上清液流入曝气生物滤池，进行硝化反应，得到硝化液;溶解氧电极在线监测出水溶解氧的变化，并通过控制曝气量控制从曝气生物滤池中流出的硝化液溶解氧浓度在0.5-1.0mg/L之间，，就可保证氨氮几乎全部得到降解，实现低氧低氨氮浓度的硝化液出水条件;

　　第二次反硝化反应结束后，污泥混合液从二级缺氧池流入二级快速曝气池进行好氧吸磷(将混合液中剩余磷去除)、氮气吹脱和剩余的氨氮的硝化反应;在二级快速曝气池的末端设置的氧化还原电极在线监测和控制二级快速曝气池的曝气量;

　　其中，污泥混合液在各池停留时间：厌氧池1-2.5h，一级缺氧池0.5-1.5h，一级快速曝气池0.2-1h，二级缺氧池1-2.5h，二级快速曝气池0.5-1.5h;

　　一级沉降池上清液在曝气生物滤池停留时间为1-5h;

　　曝气生物滤池的气水比为：10-40;

　　厌氧池、一级缺氧池和二级缺氧池的污泥浓度控制在2000mg/L~5000mg/L的范围内;

　　本装置和工艺除磷主要是通过污泥吸收磷后，通过排放剩余污泥的方式来完成，为了确保较佳的除磷效果，进一步，优选的是所述本装置的污泥停留时间为10-17天。

　　整个装置以PLC控制为主，管理人员通过上位机程序监控装置的运行，当污水水质较为稳定的情况下，管理人员根据污水的水质、碳氮比和碳磷比的情况、以及要达到的净化效果，确定最佳的硝化液回流泵、污泥混合液回流泵、污泥返回泵和污泥超越泵的流速比，进一步通过测试进出水和各反应池可溶性磷、氨氮和硝酸根的变化情况，确定和调整厌氧池、一级快速曝气池、二级缺氧池、二级快速曝气池氧化还原电位的具体控制范围。当污水水质发生变化时，PLC根据实际情况将自动调节氧化还原电位的控制范围，使装置能自动迅速适应。当污水水质变化较大时，则需要管理人员根据具体运行情况对控制条件的范围进行调整。

　　PLC控制氧化还原电位的原理是PLC通过读取厌氧池、一级快速曝气池和二级缺氧池和二级快速曝气池的氧化还原电位的值，根据控制的范围，通过改变变频器的电源输出频率，从而改变曝气泵的曝气量，来控制各反应池中的氧化还原电位值。PLC通过读取曝气生物滤池在线溶解氧仪监测到的溶解氧的值，根据控制的范围，通过改变变频器的输出频率，改变曝气泵的曝气量，来控制曝气生物滤池出水的溶解氧浓度，实现低氧和低氨氮浓度的硝化液。PLC实时将各反应池氧化还原电位的值、曝气生物滤池溶解氧的值和变频器的频率反馈回电脑端程序界。气体流量计只是用于管理员人工记录曝气的情况，可以不作为本装置的直接控制参数。

　　当进水碳氮比为6.5-14时，在不影响一级缺氧池和二级缺氧池实现彻底反硝化除氮的情况下，在确保二级快速曝气池的曝气强度刚好让进入二级快速曝气反应池中的氨氮完全硝化的基础上，装置应该选择较高的污泥混合液回流泵流速比和较高的硝化液回流泵流速比以实现深度的脱氮除磷效果;一级快速曝气池应采用曝气生物滤池用过的氧浓度较低的空气来曝气;对于二级快速曝气池，应采用未经曝气的新鲜空气来曝气。

　　当处理污水碳氮比为4-6.5时，且又不外加有机碳源的条件下的设计上：污泥混合液不回流，省略掉污泥混合液回泵和管道;选择较小的硝化液回流泵流速比，减少一级缺氧池的反硝化负荷;一级和二级快速曝气池的曝气泵均采用曝气生物滤池用过的氧浓度较低的空气来曝气，

　　具体的氧化还原电位控制范围的确定：

　　1、本装置在正常运行情况下，厌氧池末端氧化还原电位应小于-300mv。高于这个电位值一般是因为污水的碳氮比较小，一、二级快速曝气池曝气量太大等因素导致反硝化受到抑制。这时出水硝酸根的大量排出，部分硝酸根随污泥返回进入到厌氧池，厌氧池残余硝酸根，磷的释放受到抑制，整个本装置将恶化，除磷和脱氮效果都将迅速下降。这种情况，首先通过下调一、二级快速曝气池和二级缺氧池的氧化还原电位的控制范围，其次可下调污泥混合液的回流泵和硝化液回流泵的流速比等措施来保证装置的正常运行。如果经过反复调试仍然无法获得稳定的控制状态，管理人员应该确定污水的碳氮比和碳磷比是否在本发明介绍的范围，以及污水中的有机物的可生物降解性。

　　2、当进水碳氮比为6.5-14时：一级快速曝气池一方面要避免过度曝气造成有机碳源不足影响后面的二级缺氧池的反硝化反应;另一方面，还要避免曝气不足造成二级缺氧池反硝化吸磷效果不佳以及发生磷的二次释放，最终导致二级快速曝气池磷的浓度太高，除磷负荷太重，好氧吸磷无法完成磷的深度净化的情况。当进水水质稳定时，根据预先测试设定出的一级快速曝气池和二级缺氧池氧化还原电位的控制范围来控制;当水质变化较大时，PLC依据设定好的氧化还原电位的控制范围无法实现对二级缺氧池的氧化还原电位的控制，PLC将通过自动调整一级快速曝气池的控制范围来实现二级缺氧池氧化还原电位的控制要求。

　　3、当进水碳氮比为6.5-14时，二级快速曝气池氧化还原电位具体的控制范围是在保证厌氧池、一级快速曝气池和二级缺氧池的氧化还原电位稳定可控制的情况下，结合出水的正磷酸盐和氨氮的浓度来实际确定。

　　4、当进水碳氮比为6.5-14时：(1)当本装置出水磷的浓度较高时，管理人员可以调高一级快速曝气池、二级快速曝气池和二级缺氧池的氧化还原电位的控制范围，利用二级快速曝气池好氧吸磷和提升二级缺氧池的反硝化吸磷作用来提高的磷的净化效果;(2)当出水磷的净化效果非常好，但是总氮的净化效果不佳时，一般情况下是因为一级快速曝气池和二级快速曝气池曝气过度，造成二级缺氧池有机碳源缺乏，反硝化不彻底，导致出水的硝酸盐氮浓度较高的情况。这时可下调一级快速曝气池、二级缺氧池和二级快速曝气池的氧化还原电位的控制范围。

　　5、当处理污水的碳氮比为4-6.5时，要实现深度净化效果，可以在一级或者二级反硝化阶段采用外加有机碳源来实现深度脱氮除磷，其控制方法与碳氮比较高的污水的控制条件一致，就不详细描述。

　　6、当处理污水碳氮比为4-6.5，且不外加有机碳源时，控制上首先是避免一级缺氧池反硝化不彻底，硝酸盐氮进入一级沉降池发生反硝化产生氮气，影响污泥的沉降。其次，一级快速曝气池是为了吹脱氮气而不是好氧吸磷，曝气的强度只要能保证污泥具有的较好的沉降性能即可。其三，二级缺氧池设置合适的氧化还原电位控制范围，使二级缺氧池残留少量的硝酸盐氮(1-2mg/L)强化反硝化除磷的去除效果，避免磷的二次释放。其四，二级快速曝气池的首先是满足吹脱氮气，当有机碳源较为充足的时候，出水磷含量较高时才可以加大曝气量强化好氧吸磷和硝化作用，因此二级快速曝气池应选择适当的氧化还原电位控制范围。由于二级缺氧池不实现完全的反硝化，二级快速曝气池提供的空气只是满足吹脱氮气，不足以氧化氨氮，污泥混合液不回流，硝化液回流比下调等措施，因此会有部分氨氮剩余在出水中，脱氮效果会有所下降，除磷效果因为反硝化除磷作用的强化，其净化将不会受到影响。

　　一级沉降池和二级沉降池设有刮泥机，刮泥机由减速电机带动低速转动，转速以不搅动污泥为宜。刮泥机可以减少污泥的停留时间，避免污泥在沉降池过度积累产生局部厌氧，导致的磷的二次释放，同时能提高厌氧池、一级缺氧池和二级缺氧池的污泥浓度，加快反硝化速率。刮泥机包括减速电机、中心轴、刮泥板和支撑刮泥板的支撑架，刮泥板是沿沉降池的锥形区边缘做绕沉降池中心旋转的刮板。刮泥机的主要作用是将沉降池底部锥形边缘的污泥刮到沉降池的中央，对沉降区域的污泥进行适当的扰动，填补污泥抽空上方的空腔，加速污泥泵对污泥的抽吸。刮泥机能显著提高污泥的流动性，最大限度的减少污泥在沉降池的停留时间，提高厌氧池和缺氧池污泥的浓度。

　　本发明与现有技术相比，其有益效果为：

　　本装置启动阶段通过工艺调整使反硝化聚磷菌成为厌氧池-缺氧池-一级快速曝气-二级缺氧-二级快速曝气池中活性污泥的优势菌种，使硝化细菌成为曝气生物滤池中填料上附着的生物膜的优势菌种。

　　本发明在厌氧池末端设置氧化还原电极以对整个工艺进行调控，实现厌氧条件下磷的释放;通过一级缺氧池和二级缺氧池单元实现逐级反硝化脱氮和逐级反硝化吸磷过程;设置一级快速曝气池和二级快速曝气池，并设置氧化还原电极，在线控制曝气量，实现逐级好氧吸磷和好氧硝化作用，同时还可以吹脱氮气，又可避免反硝化后过度的厌氧环境造成磷的二次释放;

　　通过PLC控制变频器间接控制曝气泵的曝气量来实现对各个反应池的氧化还原电位监控;通过PLC控制变频器间接控制曝气泵的曝气量来实现对曝气生物滤池出水溶解氧的监控，达到曝气生物滤池低氨氮和低溶解氧浓度的硝化液出水;

　　相比A2N工艺本发明通过一级缺氧池对污泥混合液的氨氮进行直接稀释，然后将沉降浓缩后污泥泵入到二级缺氧池，同时将二级快速曝气池的污泥混合液返回到二级缺氧池中进行第二次氨氮的稀释，大大降低了二级快速曝气池的氨氮浓度和二级沉降池出水氨氮的浓度;

　　本发明装置利用在线控制技术在最佳控制范围内污水经历两次反硝化脱氮，两次对氨氮的稀释，两次对氨氮进行氧化硝化反应，和污泥混合液的回流缺氧池反硝化等过程，最终逐步实现深度脱氮;通过厌氧释磷，两次反硝化除磷，两次好氧吸磷，最终逐步实现深度除磷;解决了A2N和Dephanox等反硝化脱氮除磷工艺无法实现深度脱氮除磷，出水水质不稳定的问题;

　　本发明装置基于双污泥反硝化脱氮除磷原理，建立了厌氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧的反硝化活性污泥系统和具有好氧硝化功能的生物膜系统(即曝气生物滤池)相结合的双污泥系统。

　　本发明在曝气生物滤池下部设置无曝气脱氧区，并在曝气硝化池出水处设置溶解氧电极，在线监测硝化液出水的溶解氧含量来控制曝气量，在保证氨氮完全硝化的同时减少溶解氧的进入到一级和二级缺氧池;

　　一级沉降池和二级沉降池设置刮泥机，减少污泥的停留时间，避免污泥积累产生局部厌氧，导致的磷的二次释放;

　　本发明装置可根据不同的污水水质和碳氮比情况，通过测定各反应池可溶性正磷酸盐、氨氮、硝酸根的浓度变化情况，确定出各反应池氧化还原电位的最佳最稳定的控制范围;当处理CODcr为150mg/L至1000mg/L，碳氮比为6.5-14，碳磷比>60的生活污水时，本装置出水总氮、总磷和CODcr多项指标可达到地表水四类以上标准;当处理CODcr为150mg/L至1000mg/L，碳氮比为4-6.5，碳磷比>50的生活污水时，本装置当处理出水总磷和CODcr多项指标可达到地表水四类以上标准，出水的总氮指标接近一级地表水五类标准，并高于一级A标水平。

　　当污水浓度较低时，可以相应地增加进水泵流速比，相应地减少硝化液回流泵流速比和污泥混合液回流泵流速比来提高本装置的运行效率。