申请日2003.10.13
公开(公告)日2005.04.20
IPC分类号C02F3/30; C02F3/02; C02F3/28
摘要
本发明涉及一种处理城市污水或其它可采用生物化学方法降解的污水，并着重去除污水中磷(P)和氮(N)污染物的工艺。由厌氧释磷、反硝化聚磷、低氧同步硝化反硝化及吸磷、快速沉淀池泥水分离、活性污泥回流、曝气生物滤池硝化、含NO3-水回流、剩余污泥排放等工艺环节构成，如附图所示。图中①为厌氧释磷工艺段，②为反硝化聚磷工艺段，③为低氧同步硝化反硝化及吸磷工艺段，④为快沉池泥水分离工艺段，⑤为活性污泥回流，⑥为曝气生物滤池硝化工艺段，⑦为含NO3-水回流，⑧为富磷剩余污泥排放。本发明具有除磷脱氮率高，流程明快，易操作管理，土建投资少，能耗低，节省运行费等优点。
権利要求書
1、一种ADSEF除磷脱氮污水处理工艺，由厌氧释磷、反硝化聚 磷、低氧同步硝化反硝化及吸磷、快速沉淀池泥水分离、活性污泥回 流、曝气生物滤池硝化、含NO3-水回流、剩余污泥排放等工艺环节构 成。其特点在于原污水经常规预处理进入厌氧释磷工艺段，与来自快 沉池泥水分离工艺段的回流污泥充分混合，实现聚磷菌的厌氧释磷。 混合液推流至反硝化聚磷工艺段，与来自曝气生物滤池硝化工艺段的 含有NO3-的内回流水混合，实现反硝化聚磷。混合液继续推流至低氧 同步硝化反硝化及吸磷工艺段，进行同步硝化反硝化和低氧聚磷。混 合液继续推流至快速沉淀池泥水分离工艺段进行泥水分离，一部分活 性污泥回流至厌氧释磷工艺段再次释磷，另一部分富磷剩余污泥排至 污泥脱水机脱水，实现生物除磷。快沉池出水进入曝气生物滤池硝化 工艺段。曝气生物滤池氧化剩余NH4-，降解剩余有机污染物，截留悬 浮物。一部分含NO3-的污水回流至反硝化聚磷工艺段进行反硝化脱氮。 达标污水由曝气生物滤池硝化工艺段排出处理系统。
2、按照权利要求1所述的ADSEF除磷脱氮污水处理工艺，其特 点在于采用快沉池进行泥水分离。
说明书
ADSEF除磷脱氮污水处理工艺
本发明涉及一种处理城市污水或其它可采用生物化学方法降解的 污水，并着重去除污水中磷(P)和氮(N)污染物的工艺。
对于可用生物除磷脱氮方法降解磷、氮污染的污水进行生化处理， 可采用A2/O法处理工艺。现有工艺一般由①厌氧释磷、②缺氧反硝化、 ③好氧硝化及吸磷、④混合液回流、⑤沉淀池泥水分离、⑥活性污泥 回流、⑦富磷剩余污泥排放等工艺环节构成，如附图1所示。
工作原理为：系统内培养繁殖大量微生物(污水处理行业称活性 污泥)，活性污泥由聚磷菌、亚硝化菌、硝化菌、反硝化菌和其它微生 物以及少量无机物组成。含有氮、磷和有机物的污水经常规预处理进 入厌氧释磷①工艺段与来自沉淀池泥水分离⑤工艺段的回流污泥混 合，聚磷菌在厌氧条件下分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP 吸收污水中的低级脂肪酸在细胞内合成聚β-羟基丁酸盐(PHB)，同 时向体外释放PO4-3。混合液推流至缺氧反硝化②工艺段与来自好氧硝 化及吸磷③工艺段的回流液混合，反硝化菌利用污水中的低分子有机 物作为碳源(电子供体)，以回流液带来的NO3-和NO2-为电子受体，氧 化有机物，合成新细胞，并使NO3-和NO2-还原成N2。N2挥发到空气中， 从而达到生物脱氮的目的。混合液继续推流至好氧硝化及吸磷③工艺 段，在亚硝化菌和硝化菌共同作用下，污水中的氨态氮(NH4-N)被氧 化成NO2-和NO3-，并部分随回流液回流至缺氧反硝化②工艺段，进行反 硝化脱氮。已在厌氧释磷工艺段释磷的聚磷菌在好氧条件下，分解体 内的聚β-羟基丁酸盐，将体外的PO4-3吸收到体内合成ATP和核酸， 将过剩的PO4-3聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐。由于聚磷菌有超量吸 收PO4-3的特性，因此污水中的PO4-3中的PO4-3被转移到聚磷菌的细胞中。 混合液继续推流进入沉淀池泥水分离⑤工艺段，活性污泥沉淀到池底 并由吸泥机吸出，一部分作为回流污泥被送回厌氧释磷①工艺段，再 次进行释磷，另一部分作为剩余污泥被排放到污泥脱水机脱水，由于 其中的聚磷菌处于富磷状态，从而实现生物除磷。达标污水由沉淀池 泥水分离⑤工艺段排出处理系统。
这种工艺流程存在以下较明显的缺点：1、没有解决系统中硝化菌 与聚磷菌的泥龄矛盾。通常，硝化菌世代周期较长，如果要使系统中 富集硝化菌，就要适当延长泥龄;而除磷又要求不断排放剩余污泥， 通过排出超量吸磷的聚磷菌，将污水中的磷带出系统来实现生物除磷， 因此也就需要相对较短的泥龄。实践当中，为同时达到除磷脱氮的目 的，只能从二者之间寻找平衡。这也就决定了上述除磷脱氮工艺存在 适应水质变化的能力不强，运行条件较为苛刻的弱点。2、没有解决除 磷与脱氮过程中反硝化菌与聚磷菌的基质竞争矛盾。通常，聚磷菌和 反硝化菌都需要易生物降解的溶解性有机物(RBCOD)，但市政污水中 此类有机物的含量并不多，因而导致系统除磷脱氮效率降低。3、硝化 与反硝化完全分开进行，导致构筑物体积加大，耗氧量较高，混合液 PH值不稳定。4、由沉淀池回流至厌氧段的回流污泥中含有较多的溶解 氧(DO)和NO3-，抑制了聚磷菌的释磷。。
本发明的目的在于克服现有工艺的缺点，提供一种除磷脱氮污水 处理工艺，这种工艺能够克服原有工艺的弱点，提高除磷脱氮率，降 低能耗，节约运行费。
ADSEF除磷脱氮污水处理工艺由①厌氧释磷、②反硝化聚磷、③低 氧同步硝化反硝化及吸磷、④快速沉淀池泥水分离、⑤活性污泥回流、 ⑥曝气生物滤池硝化、⑦含NO3-水回流、⑧剩余污泥排放等工艺环节构 成，如附图2所示。
ADSEF除磷脱氮污水处理工艺与原A2/O法处理工艺相比具有以下 优点：
1、分离的除磷与硝化系统克服了传统除磷脱氮工艺中的泥龄矛 盾。本工艺将除磷所需的聚磷菌与硝化所需的硝化菌分置于两个相对 独立的系统中。短泥龄的聚磷菌处于悬浮态的活性污泥系统中，便于 排放;长泥龄的硝化菌处于固着态的生物膜系统中，便于富集。这样 就很好地解决了除磷与硝化的泥龄矛盾。
2、利用反硝化聚磷缓解了碳源不足的矛盾。活性污泥中存在能 够利用NO3-中的O进行反硝化聚磷的反硝化聚磷菌(DNPAO)。本工艺将 NO3-回流至反硝化聚磷工艺段，采用限制曝气的手段，迫使反硝化聚磷 菌首先利用NO3-中的O进行代谢，并诱导反硝化聚磷菌相对富集，有效 缓解了碳源不足的矛盾。
3、本工艺利用同步硝化反硝化来脱除污水中的大部分氮。同步 硝化反硝化具有能够保持混合液PH值的稳定，减少或省略混合液回流， 减少曝气量，缩减构筑物体积等优点。
4、本工艺系统用快沉池取代了原有处理工艺中的二沉池。由于快 沉池中水力停留时间较短，避免了聚磷菌在活性污泥回流和剩余污泥 排放之前因厌氧而产生的缓慢释磷，保证了系统的除磷效果。
5、由于混合液在进入快沉池之前是同步硝化反硝化过程，混合液 中不会有大量NO3-和NO2-的富集，溶解氧(DO)含量也较低，因此，回 流污泥中NO3-、NO2-和溶解氧(DO)的含量也较低，使得厌氧释磷工艺 段中聚磷菌得以充分释磷。
6、本工艺末段的曝气生物滤池具有较强的抗冲击负荷能力，通过 简单的自控调整，可以实现对剩余有机污染物和氨氮(NH4-N)的深度 降解。提高了全系统的适应性和抗冲击负荷能力。
7、系统大部分处于厌氧、缺氧和低氧的运行状态中，减少了曝气 量，节省了运行费用。