CN108862943A - 一种可调节生物膜-活性污泥污水处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可调节生物膜‑活性污泥污水处理方法，本发明提供的污水处理方法能应对水质的大幅度变化，无需外加碳源，能有效解决污泥龄矛盾问题，具有较高的脱氮除磷能力，通过调整填料填充比来对应污染物冲击负荷，有效解决了污水处理厂设施的冗余与不足的问题。实验结果表明：污水经过本发明提供的方法处理后能够达到一级A污水排放标准(GB18918‑2002)。本发明提供了一种可调节生物膜‑活性污泥污水处理装置，本发明提供的装置可灵活处理低、中、高不同浓度的污水，分配进水，无需外加碳源，降低了污水处理厂的运行成本；能有效解决污泥龄矛盾问题，具有较高的脱氮除磷能力，有效解决了污水处理厂设施的冗余与不足的问题。

Description

一种可调节生物膜-活性污泥污水处理方法和装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种可调节生物膜-活性污泥污水处理方法和装置。
背景技术
传统的污水处理系统主要包括活性污泥法和生物膜法两大工艺类型。活性污泥法是利用以菌胶团为主的污泥状絮体(呈悬浮态)，对污水中的有机物进行氧化分解，以达到改善污水水质的目的。但对于低浓度污水，系统无法为微生物提供足够的养分，从而造成出水水质不达标、污泥膨胀等问题。同时，在好氧段的硝化作用，需要维持较高的硝化菌数量，但硝化菌是化能自养菌，生长周期缓慢，需要较长的污泥龄才能保证其硝化作用；而聚磷菌属于短世代的微生物，生物除磷需通过排放高含磷污泥来实现，这就要求采用短泥龄来提高除磷效率。因此，基于硝化菌和聚磷菌对于污泥龄的要求不同，污泥龄矛盾由此产生。
生物膜法是利用固体介质上附着的高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生物膜(呈附着态)，对污水中的有机物进行氧化分解，以达到改善污水水质的目的。但当进水有机物浓度过高时，生物膜快速增长、过量累积，从而使得生物膜活性降低，导致出水水质不达标。
我国南北方地区水质差别大，乡镇及农村地区分散污水有机负荷的浓度随季节变化大；且长远来看，随着社会经济发展，人民生活水平提升，管网逐步完善，乡镇及农村地区整体水质由低浓度向高浓度转变。而对于传统的污水处理方法，无法应对水质的大幅度变化，且同时脱氮除磷污泥龄矛盾无法解决。此外，我国污水中碳源较为匮乏，在污水处理过程中，大部分碳源都被氧化成二氧化碳以及合成微生物菌体，不能满足脱氮除磷对碳源的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调节生物膜-活性污泥污水处理方法和装置，本发明提供的污水处理方法能应对水质的大幅度变化，无需外加碳源，能有效解决污泥龄矛盾问题，具有较高的脱氮除磷能力，有效解决了污水处理厂设施的冗余与不足的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种可调节生物膜-活性污泥污水处理方法，包括以下步骤：
(1)将污水进行格栅沉砂预处理，得到第一出水；
(2)根据所述步骤(1)中第一出水的COD范围，对所述第一出水进行分配处理，得到第三出水；所述分配处理具体为：
(21)当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，将所述第一出水依次进行调节处理和缺氧处理，得到第三出水；
(22)当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，按体积比，将第一出水的80～90％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水；
(23)当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，按体积比，将第一出水的85～95％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水；
(3)将所述步骤(2)中第三出水进行好氧处理，得到第四出水和泥水混合液；其中，根据所述第一出水的COD范围，控制所述好氧处理过程中的填料填充比，具体为：
(31)当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为50％～90％；
(32)当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为0％～60％；
(33)当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为40％～80％；
(4)将所述步骤(3)中泥水混合液按100％～300％的回流比，回流至所述步骤(21)、步骤(22)或步骤(23)的缺氧处理过程中；
将所述第四出水进行沉淀处理，得到第五出水和沉淀污泥；
(5)采用赤泥对所述步骤(4)中第五出水进行吸附除磷处理，得到最终出水。
优选地，所述步骤(3)中好氧处理所采用的污泥的泥龄为5～20d，水力停水时间为5～12h，溶解氧为2.0～3.0mg/L，ORP≥+100mv。
优选地，当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，将所述步骤(4)中沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣。
优选地，当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，所述步骤(3)好氧处理过程中的MLSS为2000～3500mg/L；将所述步骤(4)中沉淀污泥按50％～100％的回流比，回流至所述步骤(22)的厌氧处理过程中，剩余沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣。
优选地，当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，所述步骤(3)好氧处理过程中的MLSS为3500～5000mg/L；将所述步骤(4)中沉淀污泥按80％～150％的回流比，回流至所述步骤(23)的厌氧处理过程中，剩余沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣。
优选地，所述步骤(21)、步骤(22)和步骤(23)中缺氧处理的溶解氧独立为0.2～0.5mg/L，水力停留时间独立为0.5～4h，ORP独立为-200～-100mv。
优选地，所述步骤(22)和步骤(23)中厌氧处理的溶解氧独立≤0.2mg/L，水力停留时间独立为0.5～3h，ORP独立为-400～-200mv。
本发明提供了一种可调节生物膜-活性污泥污水处理装置，包括
具有进水口的格栅沉砂池1；
与所述格栅沉砂池1的出水口连通的厌氧池/调节池2；
与所述厌氧池/调节池2的出水口连通的缺氧池3，所述格栅沉砂池1的出水端与所述缺氧池3的进水端之间设置有进水分配泵8；
与所述缺氧池3的出水口连通的好氧池4，所述好氧池4的出水端与所述缺氧池3的进水端之间设置有泥水混合液回流泵9；所述好氧池4内装填有若干个屉架式可移动填料架；
与所述好氧池4的出水口连通的沉淀池5，所述沉淀池5设置有出水口和排泥口；
与所述沉淀池5的出水口连通的赤泥除磷滤池6。
优选地，所述沉淀池5的排泥口连通设置有污泥厌氧消化池7；所述沉淀池5的排泥口与所述厌氧池/调节池2的进水端之间设置有污泥回流泵10。
本发明提供了一种可调节生物膜-活性污泥污水处理(adjust Biofilm-Activated Sludge，aBAS)方法，本发明提供的污水处理方法能应对水质的大幅度变化，无需外加碳源，能有效解决污泥龄矛盾问题，具有较高的脱氮除磷能力，通过调整填料填充比来对应污染物冲击负荷，有效解决了污水处理厂设施的冗余与不足的问题。具体说来，本发明根据污水浓度，按比例分配进水进行厌氧处理和缺氧处理，解决了缺氧处理过程中碳源不足的问题；氨氧化菌等自氧菌世代周期长，适合生长在填料表面固着态生物膜上，而世代周期短的聚磷菌则较易生长在悬浮态活性污泥中，这样有效的将两类菌的适宜环境分开，解决了污泥龄矛盾问题，且脱氮除磷能力增强；最后进行的吸附除磷处理，也进一步加强了对磷的吸附去除效果；通过调整填料填充比来对应污染物冲击负荷，有效解决了污水处理厂设施的冗余与不足的问题。实验结果表明：污水(COD为80～700mg/L，TN为15～70mg/L，TP为1～9mg/L，NH3-N为10～55mg/L)经过本发明提供的方法处理后，COD为25～50mg/L，TN为8～15mg/L，TP为0.2～0.5mg/L，NH3-N为0.1～4mg/L，达到一级A污水排放标准(GB18918-2002)。
本发明提供了一种可调节生物膜-活性污泥污水处理装置，本发明提供的装置可灵活处理低、中、高不同浓度的污水，分配进水，无需外加碳源，降低了污水处理厂的运行成本；好氧池内装填有若干个屉架式可移动填料架，可以通过调整填料填充比来对应污染物冲击负荷，有效解决了污水处理厂设施的冗余与不足的问题，处理过程中能够有效减少沉淀池的负荷，进一步降低了污水处理厂的运行成本，而且能有效解决污泥龄矛盾问题，具有较高的脱氮除磷能力，后置的赤泥吸附除磷滤池，也进一步加强了对磷的吸附去除效果。
附图说明
图1为本发明提供的可调节生物膜-活性污泥污水处理装置的结构示意图，图中，1-格栅沉砂池，2-厌氧池/调节池，3-缺氧池，4-好氧池，5-沉淀池，6-赤泥除磷滤池，7-污泥厌氧消化池，8-进水分配泵，9-泥水混合液回流泵，10-污泥回流泵。
具体实施方式
本发明提供了一种可调节生物膜-活性污泥污水处理方法，包括以下步骤：
(1)将污水进行格栅沉砂预处理，得到第一出水；
(2)根据所述步骤(1)中第一出水的COD范围，对所述第一出水进行分配处理，得到第三出水；所述分配处理具体为：
(21)当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，将所述第一出水依次进行调节处理和缺氧处理，得到第三出水；
(22)当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，按体积比，将第一出水的80～90％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水；
(23)当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，按体积比，将第一出水的85～95％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水；
(3)将所述步骤(2)中第三出水进行好氧处理，得到第四出水和泥水混合液；其中，根据所述第一出水的COD范围，控制所述好氧处理过程中的填料填充比，具体为：
(31)当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为50％～90％；
(32)当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为0％～60％；
(33)当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为40％～80％；
(4)将所述步骤(3)中泥水混合液按100％～300％的回流比，回流至所述步骤(21)、步骤(22)或步骤(23)的缺氧处理过程中；
将所述第四出水进行沉淀处理，得到第五出水和沉淀污泥；
(5)采用赤泥对所述步骤(4)中第五出水进行吸附除磷处理，得到最终出水。
本发明将污水进行格栅沉砂预处理，得到第一出水。本发明对于所述污水的种类或来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的污水即可。在本发明的实施例中，所述污水取自中国人民大学生活区，并通过投加自来水、葡萄糖、NH4Cl等试剂模拟低浓度进水(COD为80～150mg/L，对应南方夏季低浓度污水)、中浓度进水(COD为150～350mg/L，对应北方夏季低浓度污水或南方冬季高浓度污水)、高浓度进水(COD为350～700mg/L，对应北方冬季高浓度污水)。本发明对于所述自来水、葡萄糖、NH4Cl等试剂的添加量没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的添加量配制成相应浓度的模拟进水即可。在本发明中，所述污水中COD(化学需氧量)浓度为80～700mg/L，NH3-N(氨氮)浓度为10～55mg/L，TN(总氮)浓度为15～70mg/L，TP(总磷)浓度为1～9mg/L。
本发明对于所述格栅沉砂预处理的具体操作方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的格栅沉砂预处理的技术方案即可。本发明通过格栅沉砂预处理将污水中粒径较大的渣砂去除，以便于进行后续处理。
得到第一出水后，本发明根据所述第一出水的COD范围，对所述第一出水进行分配处理，得到第三出水；所述分配处理具体为：
当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，将所述第一出水依次进行调节处理和缺氧处理，得到第三出水；
当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，按体积比，将第一出水的80～90％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水；
当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，按体积比，将第一出水的85～95％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水。
在本发明中，当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，将所述第一出水依次进行调节处理和缺氧处理，得到第三出水。本发明对于所述调节处理没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的调节处理的技术方案、能够根据实际需要实现对水量和水质的调节即可。在本发明中，所述缺氧处理的溶解氧优选为0.2～0.5mg/L，水力停留时间优选为0.5～4h，ORP优选为-200～-100mv。
在本发明中，当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，按体积比，将第一出水的80～90％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水。在本发明中，所述厌氧处理的溶解氧优选≤0.2mg/L，水力停留时间优选为0.5～3h，ORP优选为-400～-200mv。在本发明中，所述缺氧处理的溶解氧优选为0.2～0.5mg/L，水力停留时间优选为0.5～4h，ORP优选为-200～-100mv。
在本发明中，当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，按体积比，将第一出水的85～95％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水。在本发明中，所述厌氧处理的溶解氧优选≤0.2mg/L，水力停留时间优选为0.5～3h，ORP优选为-400～-200mv。在本发明中，所述缺氧处理的溶解氧优选为0.2～0.5mg/L，水力停留时间优选为0.5～4h，ORP优选为-200～-100mv。
得到第三出水后，本发明将所述第三出水进行好氧处理，得到第四出水和泥水混合液；其中，根据所述第一出水的COD范围，控制所述好氧处理过程中的填料填充比，具体为：当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为50％～90％，优选为60％～80％；当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为0％～60％，优选为20％～40％；当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为40％～80％，优选为50％～70％。
在本发明中，所述好氧处理所采用的污泥的泥龄优选为5～20d，更优选为10～15d；水力停水时间优选为5～12h，溶解氧优选为2.0～3.0mg/L，ORP优选≥+100mv。
在本发明中，当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，所述好氧处理过程中的MLSS优选为2000～3500mg/L。
在本发明中，当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，所述好氧处理过程中的MLSS优选为3500～5000mg/L。
本发明对于所述好氧处理过程中使用的填料没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的填料即可；在本发明中，所述填料优选为固定式填料，更优选为纤维填料。
得到泥水混合液后，本发明将所述泥水混合液按100％～300％的回流比，回流至所述缺氧处理过程中，具体的，当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，泥水混合液的回流比优选为100％～150％；当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，泥水混合液的回流比优选为150％～250％；当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，泥水混合液的回流比优选为200％～300％。
在本发明中，将低浓度的第一出水进行缺氧处理时，反硝化菌将所述第一出水中有机物作为反硝化的碳源，将回流泥水混合液中的硝态氮作转化为N2，完成反硝化脱氮过程，以去除COD、硝态氮等污染物；同时发生水解反应，将复杂的非溶解性聚合物转化为简单的溶解性单体或二聚体，提高污水的可生化性。在进行好氧处理时，填料表面生物膜由于吸附作用，其表面存在一层薄薄的水层，水层中的有机物被生物膜上的微生物氧化分解后，流动水层中有机物随着被动运输，进入附着水层，从而被进一步吸附；同时，空气中的氧也会进入生物膜水层并向内部转移。生物膜上的微生物在有溶解氧的条件下对有机物进行分解并进行机体自身的新陈代谢，产生二氧化碳等无机物，无机物从生物膜经过附着水层转移到流动废水或空气中去，使得出水的有机物含量减少，氨氮转化为硝态氮。
在本发明中，将中浓度或高浓度的第一出水进行厌氧处理时，聚磷菌利用所述第一出水中溶解性COD合成PHB(聚-β-羟基丁酸)，以正磷酸盐的形式将磷释放到体系中，使体系中TP浓度升高(为了满足释磷的要求，厌氧处理的溶解氧≤0.2mg/L)。在进行缺氧处理时，反硝化菌可利用NO3 -或NO2-中的氧作为电子受体，有机物作为电子供体被氧化而提供能量，同时将NO3 -或NO2 -还原为N2，反应如下：
C10H19O3N+10NO3 -→5N2+10CO2+3H2O+NH3+10OH-。
释磷和反硝化过程与进水中的易降解碳源密切相关，而我国污水中所含的易生物降解碳源的数量有限，本发明采用按比例分段进水，为系统提供充足的碳源，避免了外加碳源带来的额外费用。
在进行好氧处理时，同时存在悬浮污泥和附着污泥两种微生物系统，有效避免了硝化细菌的最大比增长速率比其他功能菌低接近一个数量级所带来的污泥龄矛盾的问题。填料表面生物膜上优势菌大部分都是自养菌，硝化细菌多数附着于生物膜生长，将体系中大部分氨氮转化为硝酸盐氮；所述生物膜上微生物种群复杂，不易受到水力的冲刷作用而脱落，从而增加系统的抗负荷能力。当生物膜存在一定厚度的时候，因为水中的氧只能渗透到生物膜外层的某一深度，即外层为好氧层，发生硝化反应；内层为缺氧层，反硝化菌利用硝化过程产生的硝酸盐进行部分反硝化作用。其中，悬浮污泥中异养型微生物对大部分有机物进行降解，对部分氨氮进行硝化反应；聚磷菌将过量吸收污水中的磷。
得到第四出水后，本发明将所述第四出水进行沉淀处理，得到第五出水和沉淀污泥。本发明对于所述沉淀处理没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的沉淀处理的技术方案即可。
得到沉淀污泥后，本发明优选根据所述第一出水的COD范围，对所述沉淀污泥进行不同处理；具体的，当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，本发明优选将所述沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣；当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，本发明优选将所述沉淀污泥按50％～100％的回流比，回流至所述厌氧处理过程中，剩余沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣；当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，本发明优选将所述沉淀污泥按80％～150％的回流比，回流至所述厌氧处理过程中，剩余沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣。
本发明对于所述厌氧消化处理没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的厌氧消化处理的技术方案即可。在本发明中，所述厌氧消化处理所采用的污泥的泥龄优选为20～30d，所述厌氧消化处理的温度优选为50～55℃。在本发明中，所述厌氧消化处理过程中产生大量甲烷，可以大大提高污水处理厂的能量自给率。
得到第五出水后，本发明采用赤泥对所述第五出水进行吸附除磷处理，得到最终出水。本发明对于所述赤泥的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的赤泥即可；在本发明中，所述赤泥优选为将制铝工业提取氧化铝时排出的固体废渣赤泥经活化后制备而成。在本发明中，所述吸附除磷处理的水力停留时间优选为3～8h。
在本发明中，所述赤泥通过离子交换作用、沉淀作用以及表面沉积作用等物理化学过程，实现对所述第五出水的吸附除磷处理；当所述赤泥达到饱和后，可将其取出进行解吸附处理后重复使用。本发明通过采用赤泥进行吸附除磷处理，能够进一步加强对磷的吸附去除效果，同时能够实现固体废物再利用。
在本发明中，所述最终出水中TP＜0.5mg/L，TN＜15mg/L，NH3-N＜5mg/L，COD＜50mg/L时，满足出水标准，即可被排放到自然水体中。
本发明提供了一种可调节生物膜-活性污泥污水处理装置，如图1所示，包括
具有进水口的格栅沉砂池1；
与所述格栅沉砂池1的出水口连通的厌氧池/调节池2；
与所述厌氧池/调节池2的出水口连通的缺氧池3，所述格栅沉砂池1的出水端与所述缺氧池3的进水端之间设置有进水分配泵8；
与所述缺氧池3的出水口连通的好氧池4，所述好氧池4的出水端与所述缺氧池3的进水端之间设置有泥水混合液回流泵9；所述好氧池4内装填有若干个屉架式可移动填料架；
与所述好氧池4的出水口连通的沉淀池5，所述沉淀池5设置有出水口和排泥口；
与所述沉淀池5的出水口连通的赤泥除磷滤池6。
本发明对于所述格栅沉砂池1没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的格栅沉砂池即可。在本发明中，将污水输送至格栅沉砂池1进行格栅沉砂预处理，去除污水中粒径较大的渣砂。
本发明对于所述厌氧池/调节池2和缺氧池3没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的厌氧池/调节池和缺氧池即可。在本发明的实施例中，所述厌氧池/调节池2和缺氧池3的形状均为长方体，在厌氧池/调节池2和缺氧池3中均设置有本领域技术人员熟知的潜水搅拌器；所述潜水搅拌器用于厌氧池/调节池2和缺氧池3内污水和污泥的混合，防止污泥沉降。本发明对潜水搅拌器的数目及在厌氧池/调节池2和缺氧池3中的位置没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的潜水搅拌器在厌氧池/调节池和缺氧池中的设置位置即可。在本发明的实施例中，所述厌氧池/调节池2和缺氧池3中均设置有1个潜水搅拌器。在本发明的实施例中，当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，所述厌氧池/调节池2作为调节池使用；当所述第一出水的COD为150～700mg/L时，所述厌氧池/调节池2作为厌氧池使用。在本发明的实施例中，具体是根据所述第一出水的COD范围，通过进水分配泵8分配所述第一出水进入厌氧池/调节池2和缺氧池3的比例。
在本发明的实施例中，所述好氧池4内装填的屉架式可移动填料架上固定有填料，可以通过调整填料填充比来对应污染物冲击负荷，有效解决了污水处理厂设施的冗余与不足的问题，进一步降低了污水处理厂的运行成本，而且能有效解决污泥龄矛盾问题，具有较高的脱氮除磷能力。在本发明的实施例中，所述好氧池4内无需设置潜水搅拌器。在本发明的实施例中，所述好氧池4的形状为长方体；好氧池4的底部均匀设置有本领域技术人员熟知的圆盘曝气装置，圆盘曝气装置间横纵间隔为5～40cm；所述圆盘曝气装置用于提供好氧环境以及好氧池内污水和污泥的混合。在本发明的实施例中，具体是根据所述第一出水的COD范围，通过泥水混合液回流泵9分配所述泥水混合液进入缺氧池4的回流比。
在本发明的实施例中，所述厌氧池/调节池2、缺氧池3和所述好氧池4的体积比优选为1:(1～2):(2～5)，进一步优选为1:1.5:3，具体的，厌氧池/调节池2、缺氧池3和所述好氧池4的体积可以分别为87.3L、130.9L和261.8L。
本发明对于所述沉淀池5没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的沉淀池即可。在本发明的实施例中，所述沉淀池5的排泥口连通设置有污泥厌氧消化池7；所述沉淀池5的排泥口与所述厌氧池/调节池2的进水端之间设置有污泥回流泵10。在本发明的实施例中，当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，将所述沉淀池5中排出的沉淀污泥全部输送至污泥厌氧消化池7中进行厌氧消化处理；当所述第一出水的COD为150～700mg/L时，将所述沉淀池5中排出的部分沉淀污泥通过污泥回流泵10回流至厌氧池/调节池2中，剩余沉淀污泥输送至污泥厌氧消化池7中进行厌氧消化处理。
本发明对于所述污泥厌氧消化池7没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的污泥厌氧消化池即可。在本发明的实施例中，所述污泥厌氧消化池7的形状为圆柱形；在所述污泥厌氧消化池7中，沉淀污泥进行厌氧消化处理，产生消化液、甲烷和污泥残渣。
本发明对于所述赤泥除磷滤池6没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的赤泥除磷滤池即可。在本发明的实施例中，所述赤泥除磷滤池6中填充有赤泥，所述第五出水在所述赤泥除磷滤池6中进行吸附除磷处理，得到最终出水；当所述赤泥达到饱和后，可将其取出进行解吸附处理后重复使用。在本发明中，所述最终出水中TP＜0.5mg/L，TN＜15mg/L，NH3-N＜5mg/L，COD＜50mg/L时，满足出水标准，即可被排放到自然水体中。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中污水取自中国人民大学生活区，处理水量设计为Q＝1.02m3/d。
实施例1
模拟南方夏季低浓度污水(COD为80～150mg/L)进水，根据以下几个步骤进行污水处理：
步骤一：污水在格栅沉砂池1中进行格栅沉砂预处理，去除粒径较大的渣砂，得到预处理的污水；
步骤二：打开泥水混合液回流泵9，关闭进水分配泵8和污泥回流泵10，将所述预处理的污水输送至厌氧池/调节池2(所述厌氧池/调节池作为调节池使用)中，使污水和泥沙物进一步分离；将所得污水与回流泥水混合液输送至缺氧池3中进行缺氧处理，水力停留时间为3h，溶解氧为0.2mg/L，得到缺氧池出水；
步骤三：将所述缺氧池出水输送至好氧池4中进行好氧处理，好氧池填料填充比为70％，水力停留时间为6h，溶解氧为2.5mg/L，得到好氧池出水和泥水混合液；
步骤四：将所述泥水混合液按150％的回流比，回流至所述缺氧池3中；
将所述好氧池出水输送至沉淀池5中进行沉淀处理，得到沉淀污泥和上清液；
步骤五：将所述沉淀污泥输送至污泥厌氧消化池7进行厌氧消化处理，所述厌氧消化处理所采用的污泥的泥龄为20d，污泥厌氧消化池7中的温度为53℃，得到甲烷、消化液和污泥残渣；
将所述上清液输送至赤泥除磷滤池6中进行吸附除磷处理，水力停留时间为5h，所得最终出水排入自然水体中。
污水处理前后的水质指标(即污水原水质和处理后所得最终出水的水质指标)如表1所示：
表1污水处理前后的水质指标
由表1可以看出，通过本发明提供的污水处理方法处理后的污水，将达到一级A污水排放标准(GB18918-2002)。
实施例2
模拟北方夏季低浓度污水或南方冬季高浓度污水(COD为150～350mg/L)进水，根据以下几个步骤进行污水处理：
步骤一：污水在格栅沉砂池1中进行格栅沉砂预处理，去除粒径较大的渣砂，得到预处理的污水；
步骤二：打开进水分配泵8、泥水混合液回流泵9和污泥回流泵10，按体积计，将80％预处理的污水与回流沉淀污泥输送至厌氧池/调节池2(所述厌氧池/调节池作为厌氧池使用)中进行厌氧处理，水力停留时间为2h，得到厌氧池出水；
将所述厌氧池出水、回流泥水混合液和20％预处理的污水输送至缺氧池3中进行缺氧处理，水力停留时间为3h，溶解氧为0.5mg/L，得到缺氧池出水；
步骤三：将所述缺氧池出水输送至好氧池4中进行好氧处理，好氧池中填料填充比为50％，水力停留时间为6h，溶解氧为2.0mg/L，得到好氧池出水和泥水混合液；
步骤四：将所述泥水混合液按200％的回流比，MLSS为2000～3500mg/L，回流至所述缺氧池3中；
将所述好氧池出水输送至沉淀池5中进行沉淀处理，得到沉淀污泥和上清液；
步骤五：将所述沉淀污泥按100％的回流比输送至厌氧池/调节池2中，剩余沉淀污泥输送至污泥厌氧消化池7进行厌氧消化处理，所述厌氧消化处理所采用的污泥的泥龄为20d，污泥厌氧消化池7中的温度为53℃，得到甲烷、消化液和污泥残渣；
将所述上清液输送至赤泥除磷滤池6中进行吸附除磷处理，水力停留时间为5h，所得最终出水排入自然水体中。
污水处理前后的水质指标(即污水原水质和处理后所得最终出水的水质指标)如表2所示：
表2污水处理前后的水质指标
由表2可以看出，通过本发明提供的污水处理方法处理后的污水，将达到一级A污水排放标准(GB18918-2002)。
实施例3
模拟北方冬季高浓度污水(COD为350～700mg/L)进水，根据以下几个步骤进行污水处理：
步骤一：污水在格栅沉砂池1中进行格栅沉砂预处理，去除粒径较大的渣砂，得到预处理的污水；
步骤二：打开进水分配泵8、泥水混合液回流泵9和污泥回流泵10，按体积计，将95％预处理的污水与回流沉淀污泥输送至厌氧池/调节池2(所述厌氧池/调节池作为厌氧池使用)中进行厌氧处理，水力停留时间为1.6h，得到厌氧池出水；
将所述厌氧池出水、回流泥水混合液和5％预处理的污水输送至缺氧池3中进行缺氧处理，水力停留时间为3h，溶解氧为0.5mg/L，得到缺氧池出水；
步骤三：将所述缺氧池出水输送至好氧池4中进行好氧处理，好氧池中填料填充比为50％，水力停留时间为5h，溶解氧为2.0mg/L，得到好氧池出水和泥水混合液；
步骤四：将所述泥水混合液按250％的回流比，MLSS为3500～5000mg/L，回流至所述缺氧池3中；
将所述好氧池出水输送至沉淀池5中进行沉淀处理，得到沉淀污泥和上清液；
步骤五：将所述沉淀污泥按150％的回流比输送至厌氧池/调节池2中，剩余沉淀污泥输送至污泥厌氧消化池7进行厌氧消化处理，所述厌氧消化处理所采用的污泥的泥龄为20d，污泥厌氧消化池7中的温度为53℃，得到甲烷、消化液和污泥残渣；
将所述上清液输送至赤泥除磷滤池6中进行吸附除磷处理，水力停留时间为5h，所得最终出水排入自然水体中。
污水处理前后的水质指标(即污水原水质和处理后所得最终出水的水质指标)如表3所示：
表3污水处理前后的水质指标
由表3可以看出，通过本发明提供的污水处理方法处理后的污水，将达到一级A污水排放标准(GB18918-2002)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可调节生物膜-活性污泥污水处理方法，包括以下步骤：
(1)将污水进行格栅沉砂预处理，得到第一出水；
(2)根据所述步骤(1)中第一出水的COD范围，对所述第一出水进行分配处理，得到第三出水；所述分配处理具体为：
(21)当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，将所述第一出水依次进行调节处理和缺氧处理，得到第三出水；
(22)当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，按体积比，将第一出水的80～90％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水；
(23)当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，按体积比，将第一出水的85～95％进行厌氧处理，得到第二出水；将所述第二出水和剩余的第一出水进行缺氧处理，得到第三出水；
(3)将所述步骤(2)中第三出水进行好氧处理，得到第四出水和泥水混合液；其中，根据所述第一出水的COD范围，控制所述好氧处理过程中的填料填充比，具体为：
(31)当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为50％～90％；
(32)当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为0％～60％；
(33)当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，所述好氧处理过程中的填料填充比为40％～80％；
(4)将所述步骤(3)中泥水混合液按100％～300％的回流比，回流至所述步骤(21)、步骤(22)或步骤(23)的缺氧处理过程中；
将所述第四出水进行沉淀处理，得到第五出水和沉淀污泥；
(5)采用赤泥对所述步骤(4)中第五出水进行吸附除磷处理，得到最终出水。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中好氧处理所采用的污泥的泥龄为5～20d，水力停水时间为5～12h，溶解氧为2.0～3.0mg/L，ORP≥+100mv。
3.根据权利要求1或2所述的污水处理方法，其特征在于，当所述第一出水的COD为80～150mg/L时，将所述步骤(4)中沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣。
4.根据权利要求1或2所述的污水处理方法，其特征在于，当所述第一出水的COD为150～350mg/L时，所述步骤(3)好氧处理过程中的MLSS为2000～3500mg/L；将所述步骤(4)中沉淀污泥按50％～100％的回流比，回流至所述步骤(22)的厌氧处理过程中，剩余沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣。
5.根据权利要求1或2所述的污水处理方法，其特征在于，当所述第一出水的COD为350～700mg/L时，所述步骤(3)好氧处理过程中的MLSS为3500～5000mg/L；将所述步骤(4)中沉淀污泥按80％～150％的回流比，回流至所述步骤(23)的厌氧处理过程中，剩余沉淀污泥进行厌氧消化处理，得到甲烷、消化液和污泥残渣。
6.根据权利要求1或2所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤(21)、步骤(22)和步骤(23)中缺氧处理的溶解氧独立为0.2～0.5mg/L，水力停留时间独立为0.5～4h，ORP独立为-200～-100mv。
7.根据权利要求1或2所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤(22)和步骤(23)中厌氧处理的溶解氧独立≤0.2mg/L，水力停留时间独立为0.5～3h，ORP独立为-400～-200mv。
8.一种可调节生物膜-活性污泥污水处理装置，包括
具有进水口的格栅沉砂池(1)；
与所述格栅沉砂池(1)的出水口连通的厌氧池/调节池(2)；
与所述厌氧池/调节池(2)的出水口连通的缺氧池(3)，所述格栅沉砂池(1)的出水端与所述缺氧池(3)的进水端之间设置有进水分配泵(8)；
与所述缺氧池(3)的出水口连通的好氧池(4)，所述好氧池(4)的出水端与所述缺氧池(3)的进水端之间设置有泥水混合液回流泵(9)；所述好氧池(4)内装填有若干个屉架式可移动填料架；
与所述好氧池(4)的出水口连通的沉淀池(5)，所述沉淀池(5)设置有出水口和排泥口；
与所述沉淀池(5)的出水口连通的赤泥除磷滤池(6)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述沉淀池(5)的排泥口连通设置有污泥厌氧消化池(7)；所述沉淀池(5)的排泥口与所述厌氧池/调节池(2)的进水端之间设置有污泥回流泵(10)。
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