CN105753251B - 污水处理系统及污水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种污水处理技术，尤其涉及一种基于优势培养高浓度异养内源反硝化细菌和自养型硝化细菌种群达到处理低碳氮比污水的技术。采用特殊放置的沉淀池，避免异养型微生物进入好氧池中对自养型硝化细菌的优势生长，使得自养型硝化细菌保持高浓度、高活性，获得高效率的氨氮硝化反应。利用交替式进出水方式，厌氧/缺氧池中异养型微生物在第一个半周期内将有机碳源转化成细胞内的PHB，在第二个半周期细胞内的PHB作为电子供体进行反硝化反应，最大限度利用了污水中有限的碳源进行反硝化，避免碳源进入好氧池被氧化消耗，在无需外部碳源的情况下，有效去除低碳氮比污水中的氨氮，实现同步硝化反硝化，脱磷效果良好，具有良好的应用前景。

Description

污水处理系统及污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水一种处理技术，尤其涉及一种基于优势培养高浓度异养内源反硝化细菌和自养型硝化细菌种群达到处理低碳氮(C/N)比污水的技术，属于环境保护污水处理技术领域。
背景技术
水是人类生命之源，生存之本。随着工农业生产的发展，水环境问题变得越来越严重，水质问题已经严重影响了我们人类的正常生活。因此，必须寻找有效的污水净化技术以实现水资源的可持续利用。近些年，人们建立起许多成熟有效的污水处理方法，如国内大城市污水处理厂的活性污泥法。在活性污泥法工艺应用的同时，AB法、A/O法、A2/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。基于活性污泥工艺的污水处理技术优点是污水适应性强，建设费用较低，而缺点是运行稳定性差，容易发生污泥膨胀和污泥流失，分离效果不够理想。活性污泥工艺主要是利用微生物的生物活性来去除污水中的有机物，氨氮，磷等污染物。为了达到理想的污水处理效果，各种不同细菌群落需要在不同的条件下协同工作。如：异养型细菌在好氧条件下对有机物的氧化分解，自养型细菌(硝化细菌)在好氧条件下对氨氮的氧化(硝化反应)，异养型细菌在厌氧条件下利用有机物对亚硝酸盐/硝酸盐的还原(反硝化反应)等。通常认为，硝化过程是在整个氨氮降解过程中比较重要的一个过程，过程缓慢，完难度较高。主要是因为硝化细菌属于自养型细菌，包括亚硝酸菌属(nitrosomonas成)及硝酸菌属(nitrobacter)。两类菌均为专性好气菌，在氧化过程中均以氧作为最终电子受体，利用无机碳(通常是二氧化碳)作为唯一的能量来源。所以硝化细菌代谢时间长，生殖很慢，生长环境较苛刻，一些常见的亚硝酸菌种平均要花上26小时才能增殖一倍，而硝酸菌种生殖的周期更长，平均要花上60小时才能增殖一倍。所以很多条件下无法与异养型微生物在生长竞争中取得优势。因此常常发现在实际污水处理厂运行过程中，如A/O工艺，污泥的硝化能力随着运行的时限逐渐减弱，主要是由于异养型微生物在生长竞争中取得优势使得硝化细菌的比例降低。
CN200610165570.1公开了一种恒水位SBR工艺。该工艺连续进水、连续出水，提高了SBR工艺的设备利用率以及反应池容积利用率，避免了变水位操作水头损失大的缺点。但是该工艺并没有对各个反应池之间的污泥回流进行控制。对在运行的过程中发现，如果出水对脱氮除磷要求较高时，此工艺对于脱氮除磷的处理效果还不是非常理想，仍需加强脱氮除磷能力。
污水处理过程中氨氮硝化、反硝化和有机碳源的氧化之间过程往往相互制约。比如传统的A/O方法中有机物和氨氮在好氧池里被同时氧化，这会导致：1、曝氧能耗的增加(需要供氧给有机物和氨氮的氧化)，2、异养好氧型细菌和自养好氧型细菌(硝化细菌)在同一反应池中生长，并且异养好氧型细菌优势生长并逐步在污泥中占主导地位，而硝化细菌在污泥中的比例逐步降低，硝化活性逐步减弱；3、没有足够的有机碳源用于反硝化。因此在处理低碳氮比的污水时往往由于碳源不足导致反硝化反应的不完全。为了使出水水质达标，需要加入额外的碳源如乙醇等，大大增加了处理成本。
发明内容
本发明提供一种污水处理系统，本发明通过厌氧/缺氧池、沉淀池、好氧曝气池的特殊布置，够避免异养型微生物进入好氧曝气池中对自养型硝化细菌的优势生长，使得自养型硝化细菌在好氧曝气池中保持高浓度、高活性。
本发明提供的污水处理系统，采用交替式进出水，包括依次连通的第一厌氧/缺氧池、第一沉淀池、好氧曝气池、第二沉淀池和第二厌氧/缺氧池；所述第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池分别设置有进水口和出水口；所述第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池通过污水回流泵连接；所述第一沉淀池、第二沉淀池内设置有污泥回流泵和污泥排出泵。
本发明设置两个厌氧/缺氧池，在两个厌氧/缺氧池之间进行交替进水出水；污水在进入好氧曝气池之前经过沉淀池沉淀，一方面可以回流污泥，同时还可以避免异养型微生物进入好氧曝气池，保证自养型硝化细菌在好氧曝气池中优势生长，厌氧/缺氧池和好氧曝气池中的微生物群落通过沉淀池分隔开，避免相互混合，从而保证微生物群落分别在各自反应池里优势生长，提高污水处理效率。在缺氧池/厌氧池中的异养型微生物吸收有机污染物并转化成细胞内的PHB(β-羟基丁酸酯)，此PHB可以作为电子供体进行后续反硝化反应，聚磷酸菌在厌氧条件下吸收由污水水解酸化产生的挥发性酸而释放磷，进入好氧曝气池中的污水不含有污泥，污水中不含或少量含有有机碳源(BOD)，因此，好氧曝气池中不进行或少量进行有机碳源的氧化降解，在后续反硝化反应中无需补充有机碳源，实现了低碳氮比污水处理，有效去除低碳氮比污水中的氨氮，实现同步硝化反硝化，同时脱磷效果良好，节约能耗和处理成本，运行费用低，抗冲击负荷能力强，运行稳定。
为优化反应池布局，所述好氧曝气池为U型，第一沉淀池、第二沉淀池分别连接U型好氧曝气池的两端部，第一沉淀池与第二沉淀池可并排设置，两沉淀池之间用一隔离墙隔开即可，系统整体占地小，布局紧凑。
为提高污水与微生物的接触反应时间，所述第一厌氧/缺氧池的进水端、第二厌氧/缺氧池的进水端、第一厌氧/缺氧池与第一沉淀池、第一沉淀池与好氧曝气池、第二厌氧/缺氧池与第二沉淀池、第二沉淀池与好氧曝气池之间设置有使水流自下向上流动的折流板，折流板改变流入的污水的流向，使污水自下向上流动，增加了反应时间。
所述第一厌氧/缺氧池、好氧曝气池、第二厌氧/缺氧池内投放有移动生物膜反应器，移动生物膜技术的使用，反应池中的微生物以生物膜的形式负载在生物挂膜悬浮填料表面，可以保证高污泥浓度和低污泥产生量。
本发明还提供一种污水处理方法，污水处理周期分为两个半周期；
第一个半周期：第一厌氧/缺氧池进水，第二厌氧/缺氧池出水，污水流动方向为：进水→第一厌氧/缺氧池→第一沉淀池→好氧曝气池→第二沉淀池→第二厌氧/缺氧池→出水；当检测到出水口硝酸盐和亚硝酸盐浓度增加或者总进水体积为第一厌氧/缺氧池体积的2～4倍时，进入第二个半周期；
第二个半周期：第二厌氧/缺氧池进水，第一厌氧/缺氧池出水，污水流动方向为：进水→第二厌氧/缺氧池→第二沉淀池→好氧曝气池→第一沉淀池→第一厌氧/缺氧池→出水；当检测到出水口硝酸盐和亚硝酸盐浓度增加或者总进水体积为第二厌氧/缺氧池体积的2～4倍时，进入第一个半周期。
当原水进入厌氧/缺氧池时，主要的反应过程是厌氧/缺氧池中的异养型微生物吸收有机污染物并转化成细胞内的PHB(β-羟基丁酸酯)，同时聚磷酸菌在厌氧条件下吸收由污水水解酸化产生的挥发性酸而释放磷。当污水经过好氧曝气池硝化反应后进入厌氧/缺氧池时，主要的反应过程是厌氧/缺氧池中异养型微生物利用在上一个半周期吸收并转化成细胞内的PHB来进行反硝化反应去除氨氮，同时聚磷酸菌在过量吸收污水中的磷。
在第一个半周期，进水口设在第一厌氧/缺氧池，出水口设在第二厌氧/缺氧池：
(1)经过格栅和沉砂池预处理的污水进入第一厌氧/缺氧池，同时将第二厌氧/缺氧池中的污水、污泥通过污水回流泵部分回流到第一厌氧/缺氧池，通过回流污泥及部分处理过的污水，降低第一厌氧/缺氧池内的污水浓度，回流的污水、污泥中含有细胞内具有PHB的异养型微生物，可进行一定的反硝化脱氮处理。此步骤主要去除第一厌氧/缺氧池中的有机物。有机物通过微生物的内源硝化反应被吸收转化成细胞内的PHB；同时聚磷酸菌在厌氧条件下吸收由污水水解酸化产生的挥发性酸而释放磷。回流污水量与系统总进水的体积比即回流比为2～4:1；水力停留时间为2～6小时。
(2)使上述第一厌氧/缺氧池的污水进入第一沉淀池。第一沉淀池中的污泥回流泵周期性回流污泥到第一厌氧/缺氧池；第一沉淀池中的污泥排出泵周期性排出剩余污泥。沉淀池的设置，避免异养型微生物进入好氧曝气池，保证自养型硝化细菌在好氧曝气池中优势生长，保持高浓度、高活性；避免了不同细菌种群的混合，使得各种不同菌种在缺氧池/厌氧池和有氧曝气池分别优势生长。
(3)上述经过第一沉淀池去除污泥的污水进入好氧曝气池，使其中自养型硝化细菌通过硝化反应去除污水中的氨氮。水力停留时间即反应时间为4～8小时；由于(1)、(2)两步的处理，进入好氧曝气池的污水中不含有污泥，不含有或含有少量的有机碳源(BOD)，能够抑制异养好氧型微生物的生长，从而保证硝化细菌在有氧曝气池中优势生长；好氧曝气池内主要进行氨氮的氧化反应(硝化反应)，不进行或少量进行有机碳源(BOD)的氧化降解，污水中的氨氮被生物氧化成硝酸盐和亚硝酸盐。
(4)上述好氧曝气池的污水进入第二沉淀池。第二沉淀池中的污泥回流泵周期性回流污泥到第二厌氧/缺氧池；第二沉淀池中的污泥排出泵周期性排出剩余污泥。
(5)上述经过第二沉淀池去除污泥的污水进入第二厌氧/缺氧池。当污水经过好氧曝气池硝化反应后进入第二厌氧/缺氧池时，主要的反应过程是第二厌氧/缺氧池中异养型微生物利用在上一个半周期吸收并转化成细胞内的PHB来进行反硝化反应，去除有好氧曝气池产生的硝酸盐和亚硝酸盐产生氮气；同时聚磷酸菌在过量吸收污水中的磷。处理后的污水经出水口排出。
当检测到上述出水口硝酸盐和亚硝酸盐浓度增加或者总进水体积为第一厌氧/缺氧池体积的2～4倍时，改变进水口与出水口和水流方向，进入第二个半周期。
在第二个半周期，将进水口设在第二厌氧/缺氧池，出水口设在第一厌氧/缺氧池：
(1)经过格栅和沉砂池预处理的污水进入第二厌氧/缺氧池，同时将第一厌氧/缺氧池中的污水、污泥通过污水回流泵部分回流到第二厌氧/缺氧池，通过回流污泥及部分处理过的污水，降低第一厌氧/缺氧池内的污水浓度，回流的污水、污泥中含有细胞内具有PHB的异养型微生物，可进行一定的反硝化脱氮处理。此步骤主要去除第二厌氧/缺氧池中的有机物。有机物通过微生物的内源硝化反应被吸收转化成细胞内的PHB；同时聚磷酸菌在厌氧条件下吸收由污水水解酸化产生的挥发性酸而释放磷。回流污水量与系统总进水的体积比即回流比为2～4:1。水力停留时间为2～6小时。
(2)使上述第二厌氧/缺氧池的污水进入第二沉淀池。第二沉淀池中的污泥回流泵周期性回流污泥到第二厌氧/缺氧池。第二沉淀池中的污泥排出泵周期性排出剩余污泥。沉淀池的设置，避免异养型微生物进入好氧曝气池，保证自养型硝化细菌在好氧曝气池中优势生长，避免了不同细菌种群的混合，使得各种不同菌种在缺氧池/厌氧池和有氧曝气池分别优势生长。
(3)上述经过第二沉淀池去除污泥的污水进入好氧曝气池，使其中自养型硝化细菌通过硝化反应去除污水中的氨氮。水力停留时间即反应时间为4～8小时，由于(1)、(2)两步的处理，进入好氧曝气池的污水中不含有污泥，不含有或含有少量的有机碳源(BOD)，好氧曝气池内主要进行氨氮的氧化反应(硝化反应)，不进行或少量进行有机碳源(BOD)的氧化降解，污水中的氨氮被生物氧化成硝酸盐和亚硝酸盐。
(4)上述好氧曝气池的污水进入第一沉淀池。第一沉淀池中的污泥回流泵周期性回流污泥到第一厌氧/缺氧池；第一沉淀池中的污泥排出泵周期性排出剩余污泥；
(5)上述经过第一沉淀池去除污泥的污水进入第一厌氧/缺氧池。当污水经过好氧曝气池硝化反应后进入第一厌氧/缺氧池时，主要的反应过程是第一厌氧/缺氧池中异养型微生物利用在上一个半周期吸收并转化成细胞内的PHB来进行反硝化反应，去除有好氧曝气池产生的硝酸盐和亚硝酸盐产生氮气；同时聚磷酸菌在过量吸收污水中的磷。处理后的污水经出水口排出。
当检测到上述出水口硝酸盐和亚硝酸盐浓度增加或者总进水体积为第二厌氧/缺氧池体积的2～4倍时，改变进水口与出水口和水流方向，将进水口设在第一厌氧/缺氧池，出水口设在第二厌氧/缺氧池，进入上述第一半周期流程。
为增加污水与微生物的接触反应时间，污水以自下向上流动的方式进入第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池、第一沉淀池、第二沉淀以及好氧曝气池。
本发明具有以下有益效果：
(1)处理效率高、运行稳定：相对于传统的A2/O和SBR工艺而言，U型交替式进出水A/O/A工艺具有高效稳定的除磷脱氮效果。U型交替式进出水A/O/A工艺首先通过厌氧/缺氧区去除有机污染物，将有机污染物转化为细胞内PHB碳源并用于反硝化反应。此工艺避免了在传统污水处理工艺过程中(如SBR、A2/O等)碳源被氧化而损失掉，最大限度的利用了有限的碳源进行反硝化反应。
(2)厌氧/缺氧区与好氧区之间通过沉淀池相连，避免了异养菌进入好氧池，保证了自养型硝化细菌在好氧池中的优势生长，提高污水处理效率。本方法本能够最大限度的将有限的碳源转化为细胞内内源碳源用于反硝化，在厌氧/好氧池和有氧曝气池之间设有沉淀池，避免了不同细菌种群的混合，使得各种不同菌种在缺氧池/厌氧池和有氧曝气池分别优势生长；特别是进入有氧曝气池中污水不含有或含有少量的有机碳源，因此能够抑制异养好氧型微生物的生长，从而保证硝化细菌在有氧曝气池中优势生长。本发明使得各种不同的微生物种群在不同反应池选择性地优势生长。使得各个生化过程有效的进行。
(3)厌氧/缺氧区的反硝化和有机物的吸收，以及好氧区的硝化反应，功能明确，界限分明。
(4)容积和设备利用率高:1)由于SBR工艺有间歇反应部分，通过计算，SBR池的容积率一般在50％。U型交替式进出水A/O/A工艺具有同传统A2/O相似的容积利用率，高于SBR工艺。2)设备利用率高，SBR工艺的滗水设备和排泥设备的利用率为25％，其他设备利用率也只有50％，而U型交替式进出水A/O/A工艺设备除了排泥设备低于100％外，其余设备的利用率均为100％，因此U型交替式进出水A/O/A工艺设备利用率远高于SBR。
(5)节能：A2/O工艺一般包括两个回流，外回流的流量为Q(Q为生化部分设计流量)，扬程一般为6～7m，内回流流量一般为3Q，扬程一般为3～4m。U型交替式进出水A/O/A工艺由于采用移动生物膜反应器技术，污泥产生量少，污泥回流是隔墙回流并且是周期性开启，扬程为1m。污水回流同样是隔墙回流，流量为3Q，扬程为1m，因此U型交替式进出水A/O/A工艺在污水污泥回流方面所消耗的能量低于A2/O工艺。
(6)污泥量：厌氧/缺氧池和好氧曝气池都采用移动生物膜反应器技术，反应池中投放有移动生物膜反应器，反应池中的微生物以生物膜的形式负载在生物挂膜悬浮填料表面，此技术能够有效降低污泥产生量，因此大大降低运营成本。
(7)运行灵活、维护简便：U型交替式进出水A/O/A工艺可以根据需要调节以下参数：进水点，出水点，曝气量，反应周期，水力停留时间，运行一个周期的时长，可根据污水中的BOD，TN，TP等的情况调整运行状态。
(8)满足后续处理连续流的需要：由于U型交替式进出水A/O/A工艺采用连续进水、连续出水工艺，因此与SBR工艺相比，更容易与后续深度处理工艺相连接。
附图说明
图1为本发明所述污水处理系统及运行工艺示意图。
图中：1-进水口；2-出水口；3-第一厌氧/缺氧池；4-第二厌氧/缺氧池；5-第一是沉淀池；6-第二沉淀池；7-好氧曝气池；8-曝气头；9-污泥排出泵；10-污泥回流泵；11-潜水搅拌机；12-折流板；13-第一污水回流泵；14-第二污水回流泵。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，结合下列实施例予以进一步说明，但以下实施例不用来限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1所示，本发明提供的U型交替式进出水A/O/A污水处理系统包括：第一厌氧/缺氧池3、第一沉淀池5、好氧曝气池7、第二沉淀池6和第二厌氧/缺氧池4。好氧曝气池7呈U型，U型好氧曝气池7的两个端部分别连通第一沉淀池5、第二沉淀池6，第一沉淀池5与第一厌氧/缺氧池3连通，第二沉淀池6与第二厌氧/缺氧池4连通，第一沉淀池5、第一厌氧/缺氧池3与第二沉淀池6、第二厌氧/缺氧池4并排对称布置，在实际建设中，第一沉淀池5与第二沉淀池6、第一厌氧/缺氧池3与第二厌氧/缺氧池4为一墙隔开，该墙甚至可以一直延伸指好氧曝气池7内，将好氧曝气池7分隔成U型。第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池内都布置有潜水搅拌机11，第一沉淀池、第二沉淀池内都布置有污泥排出泵9和污泥回流泵10，好氧曝气池7中设置有曝气头8。第一厌氧/缺氧池与第二厌氧/缺氧池通过污水回流泵连通，可采用双向污水回流泵，即，既可以利用该双向污水回流泵将第一厌氧/缺氧池内的水泵入第二厌氧/缺氧池，也可以将第二厌氧/缺氧池内的水泵入第一厌氧/缺氧池；还可以使用两个反向设置的污水回流泵进行连通，即第一污水回流泵13和第二污水回流泵14，以实现双向污水回流泵的功能。第一厌氧/缺氧池3、第二厌氧/缺氧池4分别设置进水口1与出水口2。第一厌氧/缺氧池的进水端、第二厌氧/缺氧池的进水端、第一厌氧/缺氧池与第一沉淀池、第一沉淀池与好氧曝气池、第二厌氧/缺氧池与第二沉淀池、第二沉淀池与好氧曝气池之间设置有折流板12；第一污水回流泵13和第二污水回流泵14的进出水口设置在折流板12与进水口1之间。
使用本发明进行污水处理时，污水主要可以进行两个方向的流动，其一为：污水从第一厌氧/缺氧池进水口进入，经过折流板的作用，污水以自下向上的方式进入第一厌氧/缺氧池，在污水从第一厌氧/缺氧池3进入第一沉淀池5之前，污水从底部流过折流板12，然后污水自下而上流动，从上部溢出进入第一沉淀池5；同样，污水从第一沉淀池5流入U型好氧曝气池时，先从底部通过一个折流板12，然后自下向上流入好氧曝气池7；污水从好氧曝气池依次进入第二沉淀池、第二厌氧/缺氧池都经过折流板作用以自下向上流动的方式进入；最后从第二厌氧/缺氧池的出水口流出。其二为：从第二厌氧/缺氧池进水口进入，依次经过第二沉淀池、好氧曝气池、第二沉淀池，从第一厌氧/缺氧池出水口流出。
实施例2：
本发明提供的污水处理方法包括周期性的进水出水过程。一个处理周期包括两个半周期。
第一个半周期：
(1)经过格栅和沉砂池预处理的污水进入第一厌氧/缺氧池3，同时将第二厌氧/缺氧池4中的污水和污泥通过污水回流泵部分回流到第一厌氧/缺氧池3。此步骤主要去除第一厌氧/缺氧池3中的有机物。有机物通过微生物的内源硝化反应被吸收转化成细胞内的PHB，同时聚磷酸菌在厌氧条件下吸收由污水水解酸化产生的挥发性酸而释放磷。回流污水量与系统总进水的体积比即回流比为2～4:1，水力停留时间为2～6小时。
(2)上述第一厌氧/缺氧池3的污水在出口附近通过折流板12的底部后，自下而上流动，从顶部溢出进入第一沉淀池5。第一沉淀池5中的污泥回流泵每24小时回流污泥到第一厌氧/缺氧池3，回流量为Q，回流时间为2小时。第一沉淀池中5的污泥排出泵每7天启动一次，排出剩余污泥，排出量为Q，启动时间为2小时。
(3)上述经过第一沉淀池5去除污泥的污水通过折流板12的底部进入好氧曝气池7，使好氧曝气池内的自养型硝化细菌通过硝化反应去除污水中的氨氮。水力停留时间即反应时间为4～8小时。
(4)上述好氧曝气池7中的污水在出口附近通过折流板底部，自下而上流动，从顶部溢出进入第二沉淀池6。第二沉淀池6中的污泥回流泵每24小时回流污泥到第二厌氧/缺氧池4，回流量为Q，回流时间为2小时。第二沉淀池6中的污泥排出泵每7天启动一次，排出剩余污泥，排出量为Q，启动时间为2小时。
(5)上述经过第二沉淀池6去除污泥的污水通过折流板12的底部进入第二厌氧/缺氧池4；当污水经过好氧曝气池7硝化反应后进入第二厌氧/缺氧池4时，主要的反应过程是第二厌氧/缺氧池4中异养型微生物利用在上一个半周期吸收并转化成细胞内的PHB来进行反硝化反应，去除在好氧曝气池产生的硝酸盐和亚硝酸盐从而产生氮气；同时聚磷酸菌在过量吸收污水中的磷。处理后的污水经出水口排出；水力停留时间为2～6小时。
当检测到上述第二厌氧/缺氧池4出水口的硝酸盐和亚硝酸盐浓度≥7mg/L或者总进水体积为第一厌氧/缺氧池3容积的2～4倍时，改变进水口、出水口和水流方向，将进水口设在第二厌氧/缺氧池4，出水口设在第一厌氧/缺氧池3，污水处理进入第二个半周期。
第二个半周期：
(1)经过格栅和沉砂池预处理的污水进入第二厌氧/缺氧池4，同时将第二厌氧/缺氧池3中的污水和污泥通过污水回流泵部分回流到第二厌氧/缺氧池4。此步骤主要去除第二厌氧/缺氧池4中的有机物。有机物通过微生物的内源硝化反应被吸收转化成细胞内的PHB；同时聚磷酸菌在厌氧条件下吸收由污水水解酸化产生的挥发性酸而释放磷。回流污水量与系统总进水的体积比即回流比为2～4:1，水力停留时间为2～6小时。
(2)上述第二厌氧/缺氧池4的污水在出口附近通过折流板12的底部后，自下而上流动，从顶部溢出进入第二沉淀池6。第二沉淀池6中的污泥回流泵每24小时回流污泥到第二厌氧/缺氧池4，回流量为Q，回流时间为2小时。沉淀池6中的污泥排出泵每7天启动一次，排出剩余污泥，排出量为Q，启动时间为2小时。
(3)上述经过第二沉淀池6去除污泥的污水通过折流板12的底部进入好氧曝气池7，使好氧曝气池内的自养型硝化细菌通过硝化反应去除污水中的氨氮。水力停留时间即反应时间为4～8小时。
(4)上述好氧曝气池7的污水在出口附近进入通过折流板底部，自下而上流动，从顶部溢出进入第一沉淀池5。第一沉淀池5中的污泥回流泵每24小时回流污泥到第一厌氧/缺氧池3，回流量为Q，回流时间为2小时。第一沉淀池5中的污泥排出泵每7天启动一次，排出剩余污泥，排出量为Q，启动时间为2小时。
(5)上述经过第一沉淀池6去除污泥的污水通过折流板12的底部进入第一厌氧/缺氧池3。当污水经过好氧曝气池7硝化反应后进入第一厌氧/缺氧池3时，主要的反应过程是第一厌氧/缺氧池3中异养型微生物利用在上一个半周期吸收并转化成细胞内的PHB来进行反硝化反应，去除有好氧曝气池产生的硝酸盐和亚硝酸盐从而产生氮气；同时聚磷酸菌在过量吸收污水中的磷。处理后的污水经出水口排出；水力停留时间为2～6小时。
当检测到第一厌氧/缺氧池3出水口硝酸盐和亚硝酸盐浓度≥7mg/L或者总进水体积为第二厌氧/缺氧池4容积的2～4倍时，改变进水口、出水口和水流方向。将进水口设在第一厌氧/缺氧池3，出水口设在第二厌氧/缺氧池4，污水处理进入一个新的周期，重复上述第一半周期流程。
污水处理实验例：
以某生活污水处理工程为例，对本发明提供的交替式进出水A/O/A污水处理系统及污水处理方法的应用情况进行说明测试。
某污水处理项目，进水以生活污水为主，水量150m3/d。采用本发明提供的污水处理工艺。该工艺对于低碳氮比污水的TN的处理效果要好于SBR处理工艺。污泥回流比也低于SBR处理工艺，节省能耗，降低运行成本。该项目进、出水水质如下：
表1：污水厂进、出水水质
项目 COD BOD5 SS 氨氮 TN TP
进水指标 380 250 90 80 90 3.2
出水指标 42 16 12 4 8 0.4
生化反应池总有效容积80m3，其中第一厌氧/缺氧池3有效容积为20m3，第二厌氧/缺氧池4有效容积为20m3，好氧曝气池有效容积为40m3，第一沉淀池5和第二沉淀池6设计表面负荷为2m3/m2h，沉淀时间为1.5小时，所以沉淀池沉淀部分有效容积为9.5m3。所有生化反应池都填有生物挂膜悬浮填料。
总产率系数：Yt＝0.6～1.0kgTSS/KgBOD5，污泥负荷：Ls＝0.0625～0.185kgBOD5/(kgMLSS·d)，污水回流比为200％，污泥浓度(MLSS)：X＝1～3g/L，各个反应池的长宽比≥3:1。
本实施例进水中TN相对于BOD值偏高，BOD/TN为3.125，碳源不充足。由于利用了内源碳源来进行反硝化，TN的去除率达到90％以上，脱氮的效果非常明显，同时除磷效果达到85％以上。
以上实施例并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，或者在本发明基础上对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明的基础上所做的这些修改或改进，均落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种污水处理系统，其特征在于：包括依次连通的第一厌氧/缺氧池、第一沉淀池、好氧曝气池、第二沉淀池和第二厌氧/缺氧池；所述第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池分别设置有进水口和出水口；所述第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池通过污水回流泵连接；所述第一沉淀池、第二沉淀池内设置有污泥回流泵和污泥排出泵。
2.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述好氧曝气池为U型，U形好氧曝气池的两个端部分别连接第一沉淀池和第二沉淀池。
3.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：所述第一厌氧/缺氧池的进水端、第二厌氧/缺氧池的进水端、第一厌氧/缺氧池与第一沉淀池、第一沉淀池与好氧曝气池、第二厌氧/缺氧池与第二沉淀池、第二沉淀池与好氧曝气池之间设置有使水流自下向上流动的折流板。
4.如权利要求1、2或3所述的污水处理系统，其特征在于：所述第一厌氧/缺氧池、好氧曝气池、第二厌氧/缺氧池内投放有移动生物膜反应器。
5.一种污水处理方法，其特征在于：污水处理周期分为两个半周期；
第一个半周期：第一厌氧/缺氧池进水，第二厌氧/缺氧池出水，污水流动方向为：进水→第一厌氧/缺氧池→第一沉淀池→好氧曝气池→第二沉淀池→第二厌氧/缺氧池→出水；当检测到出水口硝酸盐和亚硝酸盐浓度增加或者总进水体积为第一厌氧/缺氧池体积的2～4倍时，进入第二个半周期；
第二个半周期：第二厌氧/缺氧池进水，第一厌氧/缺氧池出水，污水流动方向为：进水→第二厌氧/缺氧池→第二沉淀池→好氧曝气池→第一沉淀池→第一厌氧/缺氧池→出水；当检测到出水口硝酸盐和亚硝酸盐浓度增加或者总进水体积为第二厌氧/缺氧池体积的2～4倍时，进入第一个半周期。
6.如权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于：第一厌氧/缺氧池进水的同时，将第二厌氧/缺氧池内的污水和/或污泥部分回流至第一厌氧/缺氧池；第二厌氧/缺氧池进水的同时，将第一厌氧/缺氧池内的污水和/或污泥部分回流至第一厌氧/缺氧池。
7.如权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于：回流比、即回流污水量与总进水的体积比为2～4:1。
8.如权利要求5、6或7所述的污水处理方法，其特征在于：第一沉淀池、第二沉淀池内的污泥分别部分回流至第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池，其余污泥排出。
9.如权利要求5、6或7所述的污水处理方法，其特征在于：污水以自下向上流动的方式进入第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池、第一沉淀池、第二沉淀以及好氧曝气池。
10.如权利要求5、6或7所述的污水处理方法，其特征在于：第一厌氧/缺氧池、第二厌氧/缺氧池的水力停留时间为2～6小时。
11.如权利要求5、6或7所述的污水处理方法，其特征在于：好氧曝气池的水力停留时间为4～8小时。
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