CN109502750B - 一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，包括以下步骤：污水先进行预处理，经格栅间C₁去除悬浮物、调节池C₂均质均量；预处理后的污水依次流经好氧池O₁、缺氧池A₁、厌氧池A₂和好氧池O₂进行强化OAAO处理；强化OAAO处理后的污水依次流经缺氧池A₃、好氧池O₃、缺氧池A₄、好氧池O₄进行多级AO处理；多级AO处理后的污水依次流经填料‑生物复合脱硝滤池B₁和除磷滤池B₂进行超净处理；采用实时模糊调控系统对进出水水质变化进行监测，并远程调整工艺内部运行状态。本发明采用生物、化学与生态处理相结合的处理方法，处理后出水达到地表水IV类标准，具有抗冲击负荷、处理效果好、运行稳定、成本低等一系列优点，适用于对生活污水进行超净处理。

Description

一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺。

背景技术

目前，污水处理的问题已经得到社会广泛关注，也有一大批污水处理技术不断涌现。我国现有的污水处理厂出水，排放标准多参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标。但是随着经济的发展，人们生活水平的提高，对于污水处理的要求也在不断提高，因此针对污水进行深度处理，处理后出水达到更高标准是未来发展的必然趋势。

AAO工艺是由厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区和两个回流系统组成，污水依次进行厌氧释磷、缺氧反硝化脱氮、好氧硝化和好氧吸磷，最后经沉淀区泥水分离后出水，剩余污泥排出。该工艺存在脱氮除磷泥龄矛盾、碳源不足、硝酸盐影响和回流量大等问题。一些中国发明专利会通过将缺氧池设置在前，厌氧池在后，同时将好氧池混合液回流至缺氧池，消除混合液中NO₃ ^-对厌氧释磷的不利影响，并通过向好氧池投加悬浮填料，解决常规AAO工艺中脱氮除磷的泥龄矛盾，但仍存在碳源不足、回流量大等问题，且单独使用此工艺处理污水，出水水质难以达到一级A标及以上标准。而部分中国发明专利采用生物和物理化学联合处理技术处理污水，使出水水质达到更高标准，但是该技术往往需要投加大量化学药剂和外加碳源，处理成本较高。

多级AO工艺是将2～5级的缺氧池、好氧池串联组成，硝化液从各段的好氧池直接流入下一段的缺氧池，而不需设内回流系统。污水经过多级交替缺氧好氧区实现高效脱氮，具有所需池容小、脱氮效率高、运行调节灵活等优势，但也存在碳源不足、除磷效果差等问题。许多中国发明专利会通过多点进水解决碳源问题，并将多级A/O与生物膜法耦合进行脱氮除磷，但该方法缺少厌氧池，除磷效果无法保证，同时需要进入一部分原水为最后一级A/O中的缺氧池提供碳源，对于氨氮有很好的去除效果，而出水总氮却难以达标。

生态处理是污水处理手段中非常经济的一种方式，且不会对环境造成二次污染。但是该技术处理效率不高，污水处理效果不稳定，受季节影响较大，往往作为污水处理工艺中一种的辅助手段。同时现有技术和专利一般并未将植物特性与污染物相结合，不同植物往往对于不同污染物有不同的去除效果，而对同一种污染物而言，不同植物针对不同污染物浓度的处理效果也有差别。目前大多数污水处理技术中污水会先经过生物处理后排入人工湿地，进行深度处理，但是许多植物对于低浓度氮磷的处理效果并不明显，人工湿地作为尾水处理往往无法将其处理能力完全发挥出来。而有中国发明专利在池本体的上部设置植物种植区，以特殊材料和植物根系作为生物载体，通过构建多样化的生态系统，提高对水体中污染物的降解能力，若该技术能对植物功能进行细化，同时考虑到植物对于生物脱氮除磷环境的影响，便能充分发挥植物净化能力，优化植物与微生物之间的协作模式，进一步提高脱氮除磷效果。

污水处理中要想达到更高的排放标准，需要对污水进行深度处理，一般会采用化学、物化手段，如添加化学药剂、填料吸附等。填料吸附主要通过填料的吸附等物化作用将污水中的污染物去除，但往往存在填料的吸附容量不高，需要经常更换，更换下来的填料需经过一系列处理才能实现可再生，而再生过程会产生废液，又需要对废液进行处理。如有中国发明专利利用树脂将污水中的硝酸根通过离子交换固定于树脂上，需要定期淋洗氯化钠溶液，使氯离子与树脂表面的硝酸根离子进行交换再生，所产生废液依次进入反硝化池和MBR膜反应器处理。

因此，有必要根据对现有技术所存在的问题，对其进行升级改造。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，采用生物、化学与生态处理相结合的处理方法，处理后出水达到地表水IV类标准，具有抗冲击负荷、处理效果好、运行稳定、成本低等一系列优点，适用于对生活污水进行超净处理。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，包括以下步骤：

1)预处理：污水经格栅间C₁去除悬浮物、经调节池C₂进行均质均量；

2)强化OAAO处理：预处理后的污水依次流经好氧池O₁、缺氧池A₁、厌氧池A₂和好氧池O₂进行强化OAAO处理；

3)多级AO处理：强化OAAO处理后的污水依次流经缺氧池A₃、好氧池O₃、缺氧池A₄、好氧池O₄进行多级AO处理；

4)超净处理：多级AO处理后的污水依次流经填料-生物复合脱硝滤池B₁和除磷滤池B₂进行超净处理。

根据以上方案，所述格栅间为半地下结构，装有机械格栅，格栅间隙为20mm，安装角度为75°；所述调节池内设有搅拌机和潜水泵；采用进行多点进水，所述预处理后的污水经所述潜水泵同时送入缺氧池A₁、厌氧池A₂、缺氧池A₃、缺氧池A₄。

根据以上方案，所述的格栅间C₁、调节池C₂、好氧池O₁、缺氧池A₁、厌氧池A₂、好氧池O₂、缺氧池A₃、好氧池O₃和缺氧池A₄、好氧池O₄、填料-生物复合脱硝滤池B₁、除磷滤池B₂的高度依次降低，污水通过溢流而实现无动力运行；所述厌氧池A₂和好氧池O₂、缺氧池A₃和好氧池O₃、缺氧池A₄和好氧池O₄之间高度差较大。

根据以上方案，所述好氧池O₁中靠近所述调节池一侧设有深入底部的污水溢流管，所述好氧池O₂、好氧池O₃、好氧池O₄内均设有导流板；所述好氧池O₁、好氧池O₃、好氧池O₄内均设有生物膜填料；所述好氧池O₁、好氧池O₂、好氧池O₃、好氧池O₄的池底均设有进行微孔曝气的空气管；所述好氧池O₂的池底设有收集污泥的集泥管，一部分回流至所述缺氧池A₁，另一部分排出。

根据以上方案，所述缺氧池A₁、厌氧池A₂、缺氧池A₃、缺氧池A₄内均设有导流墙和搅拌器。

根据以上方案，所述格栅间C₁、调节池C₂、好氧池O₁、缺氧池A₁、好氧池O₂、缺氧池A₃、好氧池O₃、缺氧池A₄、好氧池O₄、填料-生物复合脱硝滤池B₁和除磷滤池B₂的池顶上均设有改良型人工湿地，所述改良型人工湿地包括植物和基质；所述调节池C₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NH4+、k_COD和k_BOD-策略者，混合种植；所述好氧池O₁池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NO3-、k_COD和k_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₁池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为k_NO3--策略者，后半段为k_NH4+-策略者；所述好氧池O₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NH4+、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₃池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为k_NO3--策略者，后半段为r_NH4+-策略者；所述好氧池O₃池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_NH4+、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₄池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为r_NO3--策略者，后半段为r_NH4+-策略者；所述好氧池O₄池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_NO3-、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述填料-生物复合脱硝滤池B₁池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的r_NO3--策略者，基质为新型立体式脱硝材料；所述除磷滤池B₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_p-策略者，基质为除磷填料。

根据以上方案，所述填料-生物复合脱硝滤池B₁内设有新型立体式脱硝材料，内层为缓释碳源，外层为多孔性强碱性阴离子树脂进行包裹，形状为不规则球体。

根据以上方案，所述填料-生物复合脱硝滤池B₁内设有新型立体式脱硝材料，内层为缓释碳源，外层为多孔性吸附剂进行包裹，形状为不规则球体。

根据以上方案，所述除磷滤池B₂内设有除磷填料；所述填料-生物复合脱硝滤池B₁、除磷滤池B₂的滤床中均设有将滤床分隔成两个部分的隔板，池底均设有排泥管，池顶出水处均设置智能出水闸门；

根据以上方案，采用实时模糊调控系统对进行智能调控，所述好氧池O₁、好氧池O₂、好氧池O₃、好氧池O₄均设有DO和pH监测仪，所述缺氧池A₁、厌氧池A₂、缺氧池A₃、缺氧池A₄均设有ORP监测仪，实时监测反应池内部状态；所述调节池C₂、好氧池O₄出水处均设有水质在线监测仪，实时监测强化OAAO处理的进水水质和多级AO处理后的出水水质；所述监测仪将采集到的信号传输至PLC控制系统，根据运行程序计算得到实时控制变量进行远程调整工艺运行状态，包括曝气量、回流污泥比、多点进水分配比例、出水口位置、污水流向。

本发明的工作和运行原理为：

本发明的池顶人工湿地根据污水中污染物浓度变化和功能需求的选择不同类型植物，k-策略者对于浓度较高的污染物具有较强的去除能力，r-策略者在污染物浓度较低的环境下具有较强的适应能力；根系发达植物生长吸收氮磷，同时发达的植物根系为微生物的附着提供场所，根系不发达植物生长吸收氮磷，同时防止植物根系泌氧破坏缺氧环境，以此细化植物功能。

本发明调节池C₂中的潜水泵将部分预处理后原水按比例分配到缺氧池A₁、厌氧池A₂和缺氧池A₃、A₄中。调节池C₂池中污水NH₄ ⁺、COD和BOD浓度均较高，池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NH4+、k_COD和k_BOD-策略者，混合种植，植物生长吸收污染物。

本发明的好氧池O₁中设置的生物膜填料，活性污泥与生物膜相耦合，污水通过污水管溢流进入好氧池O₁底部，池底进行微孔曝气，污水在池内发生硝化反应和短程硝化反应。好氧池O₁中NO₃ ^-浓度高，COD和BOD浓度也较高，池顶改良型人工湿地选择根系发达的k_NO3-、k_COD和k_BOD-策略者，混合种植，植物泌氧，为微生物的附着提供场所。

本发明的缺氧池A₁中设置导流墙及搅拌机，污水在池体内发生折流，避免在池顶发生短流，延长水力停留时间。好氧池O₁出水与部分原水在前半段相混合，利用原水中碳源发生反硝化反应去除好氧池O₁出水中的NO₃ ^-。同时好氧池O₂中污泥回流至缺氧池A₁，消耗回流污泥中NO₃ ^-，消除NO₃ ^-对生物除磷的影响。缺氧池A₁池前半段NO₃ ^-浓度高，池顶改良型人工湿地植物选择k_NO3--策略者，而原水带入部分NH₄ ⁺，后半段池顶人工湿地植物选择k_NH4+-策略者，且均为根系不发达植物，防止植物根系泌氧破坏缺氧环境，植物生长吸收氮磷。

本发明的厌氧池A₂中设置导流墙及搅拌机，缺氧池A₁出水与部分原水通过搅拌器在池体内发生充分混合，并在池内发生折流，在碳源充足的情况下，缺氧池A₁污泥流入，在厌氧池A₂中发生厌氧释磷。池顶封闭，不种植植物，保证厌氧环境。

本发明的好氧池O₂中设置导流板，防止短流，厌氧池A₂与好氧池O₂有一定高低差，可在一定程度上进行跌水曝气，为硝化作用提供一定的氧气，池底进行微孔曝气，将进入缺氧池A₁和厌氧池A₂的原水中的NH₄ ⁺转化为NO₃ ^-，同时释磷菌好氧吸磷。污泥通过底部集泥管收集，一部分回流至缺氧池A₁，另一部分排出。好氧池O₂中NH₄ ⁺浓度高，COD和BOD浓度较低，池顶改良型人工湿地选择根系发达的k_NH4+、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植，植物泌氧，为微生物的附着提供场所。

本发明的缺氧池A₃中设置导流墙及搅拌机，污水在池体内发生折流，避免在池顶发生短流，延长水力停留时间。好氧池O₂出水与部分原水在前半段相混合，利用原水中碳源发生反硝化反应去除好氧池O₂出水中的NO₃ ^-。缺氧池A₃前半段NO₃ ^-浓度高，池顶改良型人工湿地植物选择k_NO3--策略者，而原水带入部分NH₄ ⁺，后半段池顶改良型人工湿地植物选择r_NH4+-策略者，且均为根系不发达植物，防止植物根系泌氧破坏缺氧环境，植物生长吸收氮磷。

本发明的好氧池O₃中设置导流板，防止短流，缺氧池A₃与好氧池O₃有一定高低差，可在一定程度上进行跌水曝气，为硝化作用提供一定的氧气，池底进行微孔曝气，将进入缺氧池A₃的原水中的NH₄ ⁺转化为NO₃ ^-。好氧池O₃中设置填料，活性污泥与生物膜相耦合，延长污泥泥龄。好氧池O₃中NH₄ ⁺、COD和BOD浓度较低，池顶改良型人工湿地选择根系发达的r_NH4+、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植，植物泌氧，为微生物的附着提供场所。

本发明的缺氧池A₄中设置导流墙及搅拌机，污水在池体内发生折流，避免在池顶发生短流，延长水力停留时间。好氧池O₃出水与部分原水在前半段相混合，利用原水中碳源发生反硝化反应去除好氧池O₃出水中的NO₃ ^-。缺氧池A₄前半段NO₃ ^-浓度较低，池顶改良型人工湿地植物选择r_NO3--策略者，后半段NH₄ ⁺浓度较低，池顶改良型人工湿地植物选择r_NH4+-策略者，且均为根系不发达植物，防止植物根系泌氧破坏缺氧环境，植物生长吸收氮磷。

本发明的好氧池O₄中设置导流板，防止短流，缺氧池A₄与好氧池O₄有一定高低差，可在一定程度上进行跌水曝气，为硝化作用提供一定的氧气，池底进行微孔曝气。好氧池O₄中设置填料，活性污泥与生物膜相耦合，延长污泥泥龄。保证出水中COD、BOD达标，同时将污水中所有NH₄ ⁺通过硝化反应转化为NO₃ ^-。好氧池O₄中NO₃ ^-、COD和BOD浓度较低，池顶改良型人工湿地选择根系发达的r_NO3-、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植，植物泌氧，为微生物的附着提供场所。

本发明的好氧池O₁、O₃和O₄池顶改良型人工湿地发达的植物根系和生物膜填料共同与活性污泥相耦合，通过营造不同的微生物环境来共同实现高效脱氮。由于氧气在由外向生物膜内部传递的过程中会被微生物消耗，生物膜填料形成外部好氧、内部缺氧环境，为SND反应的发生提供有利环境，提高脱氮效率。而发达的植物根系作为天然的生物膜载体，植物能够将外界氧气输送至根系进行泌氧，因此植物根系为附着在上面的生物膜的内外部均提供好氧环境，加强硝化作用，提高脱氮效果。

本发明的填料-生物复合脱硝滤池B₁为缺氧池，填料为新型立体式脱硝材料A或B，设置隔板将滤床分隔成两个部分，污水在池体内发生折流。池底设置排泥管，排出污泥；池顶出水处设置智能出水闸门，可调整出水口位置。B₁池NO₃ ^-浓度较低，池顶改良型人工湿地选择根系不发达的r_NO3--策略者，防止植物根系泌氧破坏缺氧环境，植物生长吸收氮磷，基质为新型立体式脱硝材料A或B。

本发明的新型立体式脱硝材料A内层为缓释碳源，外层为多孔性强碱性阴离子树脂进行包裹，形状为不规则球体，增大比表面积。树脂与污水中的NO₃ ^-发生离子交换，NO₃ ^-集中在树脂表面，同时缓释碳源通过小孔释放的碳源在树脂表面浓度较高，反硝化菌在树脂表面发生反硝化作用，去除NO₃ ^-。反硝化产生碱度，由于该反应发生在树脂表面，则表面的pH较高，能够对离子交换树脂进行再生。当填料被生物膜完全覆盖后，外层生物膜缺少碳源，内层生物膜缺少NO₃ ^-，活性降低，发生脱落，脱硝材料实现再生，可长期反复利用。

本发明的新型立体式脱硝材料B内层为缓释碳源，外层为多孔性吸附剂进行包裹，形状为不规则球体，增大比表面积。吸附剂将污水中的NO₃ ^-吸附在表面，同时缓释碳源通过小孔释放的碳源在吸附剂表面浓度较高，反硝化菌在吸附剂表面发生反硝化作用，去除NO₃ ^-。吸附剂所吸附在表面的NO₃ ^-会被反硝化菌立即消耗，而当填料被生物膜完全覆盖后，外层生物膜缺少碳源，内层生物膜缺少NO₃ ^-，活性降低，发生脱落，因此吸附剂可长期使用仍具有较强吸附效果。

本发明的新型立体式脱硝材料采用离子交换树脂作为脱硝材料表面包裹层，材料对于NO₃ ^-具有较强选择性，但再生能力相对较弱；采用吸附剂作为脱硝材料表面包裹层，材料具有较强再生能力，但对于NO₃ ^-选择性吸附较弱。两种材料可根据具体情况进行选择。

本发明的除磷滤池B₂中设置隔板将滤床分隔成两个部分，污水在池体内发生折流。池底设置排泥管，排出污泥；池顶出水处设置智能出水闸门，可调整出水口位置。B₂池磷浓度较低，池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的除磷效果好的r_p-策略者，植物生长吸收氮磷，植物泌氧，为微生物的附着提供场所，基质为除磷填料。

本发明的原水管、溢流管、集泥管、回流污泥管、剩余污泥管、排泥管和空气管的材质均为PE材质。污泥管中污泥通过污泥泵实现回流和排出，空气管中空气通过鼓风机输送，通过微孔曝气头进行曝气。

本发明的处理工艺的出水标准为地表水IV类标准，采用实时模糊调控系统对该工艺多级OAAO处理的进水水质、运行状态和多级AO处理后的出水水质实时监测，将采集到的信号传输至PLC控制系统，根据运行程序计算得到实时控制变量进行远程调整工艺运行状态：

1)强化OAAO处理的进水水质由水质在线监测仪进行实时监测，根据水质情况调整工艺内部运行状态，包括曝气量、回流污泥比、多点进水分配比例和出水口位置。进水COD、BOD偏离设定范围，则调整多点进水分配比例或O₁、O₄池曝气量；进水NH₄ ⁺-N偏离设定范围，则调整O₁、O₄池曝气量、多点进水分配比例或B₁池出水口位置；进水P偏离设定范围，则调整O₂池曝气量、多点进水分配比例、回流污泥比或B₂池出水口位置；

2)反应池状态由监测仪进行实时监测，为生物脱氮除磷提供有利反应条件。好氧池设置DO和pH监测仪，实时监测DO、pH变化，保证硝化反应、好氧吸磷的最佳条件；缺氧池和厌氧池设置ORP监测仪，实时监测氧化还原电位，保证反硝化反应和厌氧释磷的最佳条件；

3)多级AO处理的出水水质由在线监测仪进行实时监测，根据水质决定污水流向。O₄池出水处设置水质在线监测仪，若NO₃ ^--N、TP均未达标，则污水进入超净处理模块；若NO₃ ^--N达标，TP未达标，则污水进入除磷滤池B₂后出水；若TP达标，NO₃ ^--N未达标，则污水进入填料-生物复合脱硝滤池B₁后出水。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1)本发明的处理工艺中微生物、植物、填料在不同的位置具有不同的种类，在整体的污水处理过程中分别扮演着不同角色，有着不同的功能；

2)本发明的通过强化OAAO处理的进水水质分析调整系统运行状态，DO、pH和ORP监测仪实时监测反应池状态为生物脱氮除磷提供最佳反应条件，由多级AO处理后的出水水质决定污水后续流向，既节约运行成本，又能保证出水水质达标；

3)本发明的处理工艺中各个构筑物污水通过溢流而实现无动力运行；

4)本发明具有较强的抗冲击负荷能力，运行稳定的特点，不仅适用于水质水量较稳定的集中式污水处理(如城市生活污水)，同时也适用于水质水量波动较大的分散式污水处理(如农村生活污水)；

5)本发明采用多种脱氮除磷作用相结合的方式，处理效果好，处理后出水可达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类标准；

6)本发明采用多点进水和新型脱硝材料，系统内部为生物脱氮除磷提供充足碳源，无需外加碳源；

7)本发明的强化OAAO处理将好氧池设置在倒置AAO工艺之前，多级AO串联，省去混合液回流，节约运行成本；

8)本发明的强化OAAO处理出水作为多级AO处理进水，可为缺氧池A₃提供硝酸盐，充分反硝化，提高总氮去除效果；

9)本发明的活性污泥与生物膜多种耦合方式处理污水，可解决生物脱氮除磷中污泥泥龄的矛盾；

10)本发明的脱硝材料为新型立体式脱硝材料，将生物和化学作用相结合，实现深度脱硝，同时该材料可实现再生，反复利用；

11)本发明的池顶为改良型人工湿地，细化植物类型和功能，充分发挥植物的降解能力，生物与生态处理相结合，美观经济。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明的实时模糊调控系统流程图。

图中：1-植物；2-基质；3-格栅；4-搅拌机；5-潜水泵；6-原水管；7-生物膜填料；8-空气管；9-导流墙；10-导流板；11-集泥管；12-回流污泥管；13-剩余污泥管；14-新型立体式脱硝材料；15-除磷填料；16-排泥管；17-水质在线监测仪；18-DO和pH监测仪；19-ORP监测仪；20-隔板；21-溢流管；

C₁：格栅间；C₂：调节池；O₁、O₂、O₃、O₄：好氧池；A₁、A₃、A₄：缺氧池；A₂：厌氧池；B₁、填料-生物复合脱硝滤池；B₂、除磷滤池；

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

实施例1，见图1至图2：

本发明提供一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺(见图1)，包括以下步骤：

1)预处理：污水经格栅间C₁去除悬浮物，所述格栅间C₁为半地下结构，装有机械格栅3，格栅3间隙为20mm，安装角度为75°；再经调节池C₂进行均质均量，所述调节池C₂内设有搅拌机4和潜水泵5；

2)强化OAAO处理：预处理后调节池C₂中的部分污水通过所述潜水泵5经原水管6同时送入缺氧池A₁、厌氧池A₂、缺氧池A₃、缺氧池A₄中，污水经溢流管21直接进入好氧池O₁，然后经缺氧池A₁和厌氧池A₂自流入设有导流板10的好氧池O₂中；所述好氧池O₁、好氧池O₂中均设有微孔曝气头，由空气管8送入空气；所述好氧池O₂底部设有集泥管11，部分污泥通过回流污泥管12回流至所述缺氧池A₁，部分污泥通过剩余污泥管13排出；所述好氧池O₁设有生物膜填料7；所述缺氧池A₁和厌氧池A₂中均设有搅拌机4和导流墙9；

3)多级AO处理：强化OAAO处理后的污水依次流经缺氧池A₃、好氧池O₃、缺氧池A₄、好氧池O₄进行多级AO处理；所述好氧池O₃、好氧池O₄中均设有生物膜填料7和微孔曝气头，由空气管8送入空气；所述缺氧池A₃和厌氧池A₄中均设有搅拌机4和导流墙9；

4)超净处理：多级AO处理后的污水依次流经填料-生物复合脱硝滤池B₁和除磷滤池B₂进行超净处理，所述填料-生物复合脱硝滤池B₁中有内层为缓释碳源，外层为多孔性强碱性阴离子树脂或吸附剂进行包裹，形状为不规则球体的新型立体式脱硝材料14，并由隔板20将滤床分为两部分；所述除磷滤池B₂中安装有除磷填料15，并由隔板20将滤床分为两部分；所述填料-生物复合脱硝滤池B₁、除磷滤池B₂的底部均设有排泥管16，池顶出水处均设置智能出水闸门。

进一步地，所述格栅间C₁、调节池C₂、好氧池O₁、缺氧池A₁、好氧池O₂、缺氧池A₃、好氧池O₃、缺氧池A₄、好氧池O₄、填料-生物复合脱硝滤池B₁和除磷滤池B₂的池顶上均设有改良型人工湿地，所述改良型人工湿地包括植物1和基质2；所述调节池C₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NH4+、k_COD和k_BOD-策略者，混合种植；所述好氧池O₁池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NO3-、k_COD和k_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₁池改良型顶人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为k_NO3--策略者，后半段为k_NH4+-策略者；所述好氧池O₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NH4+、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₃池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为k_NO3--策略者，后半段为r_NH4+-策略者；所述好氧池O₃池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_NH4+、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₄池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为r_NO3--策略者，后半段为r_NH4+-策略者；所述好氧池O₄池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_NO3-、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述填料-生物复合脱硝滤池B₁池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的r_NO3--策略者，基质为新型立体式脱硝材料14；所述除磷滤池B₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_p-策略者，基质为除磷填料15。

进一步地，采用实时模糊调控系统对进行智能调控，所述好氧池O₁、好氧池O₂、好氧池O₃、好氧池O₄均设有DO和pH监测仪18，所述缺氧池A₁、厌氧池A₂、缺氧池A₃、缺氧池A₄均设有ORP监测仪19，实时监测反应池内部状态；所述调节池C₂、好氧池O₄出水处均设有水质在线监测仪17，实时监测强化OAAO处理的进水水质和多级AO处理后的出水水质；所述监测仪将采集到的信号传输至PLC控制系统，根据运行程序计算得到实时控制变量进行远程调整工艺运行状态(见图2)：

1)强化OAAO处理的进水水质由水质在线监测仪进行实时监测，根据水质情况调整工艺内部运行状态，包括曝气量、回流污泥比、多点进水分配比例和出水口位置。进水COD、BOD偏离设定范围，则调整多点进水分配比例或好氧池O₁、O₄曝气量；进水NH₄ ⁺-N偏离设定范围，则调整好氧池O₁、O₄曝气量、多点进水分配比例或填料-生物复合脱硝滤池B₁出水口位置；进水TP偏离设定范围，则调整好氧池O₂曝气量、多点进水分配比例、回流污泥比或除磷滤池B₂出水口位置。具体的一种调整策略如下：

A)进水COD、BOD高于设定范围，提高好氧池O₁、O₄曝气量，使O₁池DO(DO₁)、O₄池DO(DO₄)读数增加0.5mg/L，持续1h后再监测，若出水还高于标准值，再提高曝气量，使DO₁、DO₄读数再增加0.5mg/L，如此反复。进水COD、BOD低于设定范围，降低好氧池O₁、O₄曝气量，使DO₁、DO₄读数降低0.5mg/L，持续1h后再监测，若出水还低于标准值，再降低曝气量，使DO₁、DO₄读数再降低0.5mg/L，如此反复；

B)进水NH₄ ⁺-N高于设定范围，提高缺氧池A₁原水配水比，配水比增加5％，同时提高填料-生物复合脱硝滤池B₁出水口位置1cm，持续1h后再监测，若出水还高于标准值，再提高缺氧池A₁原水配水比，配水比增加5％，同时再提高出水口位置1cm，如此反复。进水NH₄ ⁺-N低于设定范围，降低缺氧池A₁原水配水比，配水比降低5％，同时降低填料-生物复合脱硝滤池B₁出水口位置1cm，持续1h后再监测，若出水还低于标准值，再降低缺氧池A₁原水配水比，配水比降低5％，同时再降低出水口位置1cm，如此反复；

C)进水TP高于设定范围，提高回流污泥比，回流比增加5％，同时提高除磷滤池B₂出水口位置1cm，持续1h后再监测，若出水还高于标准值，再提高回流污泥比，回流比增加5％，同时再提高出水口位置1cm，如此反复。进水TP低于设定范围，降低回流污泥比，回流比增加5％，同时降低除磷滤池B₂出水口位置1cm，持续1h后再监测，若出水还低于标准值，再降低回流污泥比，回流比增加5％，同时再降低出水口位置1cm，如此反复；

2)反应池状态由监测仪进行实时监测，为生物脱氮除磷提供有利反应条件。好氧池设置DO和pH监测仪，实时监测DO、pH变化，保证硝化反应、好氧吸磷的最佳条件；缺氧池和厌氧池设置ORP监测仪，实时监测氧化还原电位，保证反硝化反应和厌氧释磷的最佳条件；

3)多级AO处理后的出水水质由传感器进行实时监测，根据水质决定污水流向。O₄池出水处设置水质在线监测仪，若NO₃ ^-、TP均未达标，则污水进入超净处理模块；若NO₃ ^-达标，TP未达标，则污水进入除磷滤池B₂后出水；若TP达标，NO₃ ^-未达标，则污水进入填料-生物复合脱硝滤池B₁后出水。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）预处理：污水经格栅间C₁去除悬浮物、经调节池C₂进行均质均量；

2）强化OAAO处理：预处理后的污水依次流经好氧池O₁、缺氧池A₁、厌氧池A₂和好氧池O₂进行强化OAAO处理；

3）多级AO处理：强化OAAO处理后的污水依次流经缺氧池A₃、好氧池O₃、缺氧池A₄、好氧池O₄进行多级AO处理；

4）超净处理：多级AO处理后的污水依次流经填料-生物复合脱硝滤池B₁和除磷滤池B₂进行超净处理；

所述格栅间C₁、调节池C₂、好氧池O₁、缺氧池A₁、好氧池O₂、缺氧池A₃、好氧池O₃、缺氧池A₄、好氧池O₄、填料-生物复合脱硝滤池B₁和除磷滤池B₂的池顶上均设有改良型人工湿地，所述改良型人工湿地包括植物和基质；所述调节池C₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NH4+、k_COD和k_BOD-策略者，混合种植；所述好氧池O₁池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NO3-、k_COD和k_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₁池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为k_NO3--策略者，后半段为k_NH4+-策略者；所述好氧池O₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的k_NH4+、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₃池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为k_NO3--策略者，后半段为r_NH4+-策略者；所述好氧池O₃池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_NH4+、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述缺氧池A₄池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的植物，前半段为r_NO3--策略者，后半段为r_NH4+-策略者；所述好氧池O₄池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_NO3-、r_COD和r_BOD-策略者，混合种植；所述填料-生物复合脱硝滤池B₁池顶改良型人工湿地植物选择根系不发达的r_NO3--策略者，基质为新型立体式脱硝材料；所述除磷滤池B₂池顶改良型人工湿地植物选择根系发达的r_p-策略者，基质为除磷填料。

2.根据权利要求1所述的一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，所述格栅间为半地下结构，装有机械格栅，格栅间隙为20mm，安装角度为75°；所述调节池内设有搅拌机和潜水泵；采用进行多点进水，所述预处理后的污水经所述潜水泵同时送入缺氧池A₁、厌氧池A₂、缺氧池A₃、缺氧池A₄。

3.根据权利要求1所述的一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，所述的格栅间C₁、调节池C₂、好氧池O₁、缺氧池A₁、厌氧池A₂、好氧池O₂、缺氧池A₃、好氧池O₃和缺氧池A₄、好氧池O₄、填料-生物复合脱硝滤池B₁、除磷滤池B₂的高度依次降低，污水通过溢流而实现无动力运行。

4.根据权利要求1所述的一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，所述好氧池O₁中靠近所述调节池一侧设有深入底部的污水溢流管，所述好氧池O₂、好氧池O₃、好氧池O₄内均设有导流板；所述好氧池O₁、好氧池O₃、好氧池O₄内均设有生物膜填料；所述好氧池O₁、好氧池O₂、好氧池O₃、好氧池O₄的池底均设有进行微孔曝气的空气管；所述好氧池O₂的池底设有收集污泥的集泥管，污泥一部分回流至所述缺氧池A₁，另一部分排出。

5.根据权利要求1所述的一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，所述缺氧池A₁、厌氧池A₂、缺氧池A₃、缺氧池A₄内均设有导流墙和搅拌器。

6.根据权利要求1所述的一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，所述填料-生物复合脱硝滤池B₁内设有新型立体式脱硝材料，内层为缓释碳源，外层用多孔性强碱性阴离子树脂进行包裹，形状为不规则球体。

7.根据权利要求1所述的一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，所述填料-生物复合脱硝滤池B₁内设有新型立体式脱硝材料，内层为缓释碳源，外层用多孔性吸附剂进行包裹，形状为不规则球体。

8.根据权利要求1所述的一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，所述除磷滤池B₂内设有除磷填料；所述填料-生物复合脱硝滤池B₁、除磷滤池B₂的滤床中均设有将滤床分隔成两个部分的隔板，池底均设有排泥管，池顶出水处均设置智能出水闸门。

9.根据权利要求1所述的一种功能绿顶型污水再生超净处理工艺，其特征在于，采用实时模糊调控系统对其进行智能调控，所述好氧池O₁、好氧池O₂、好氧池O₃、好氧池O₄均设有DO和pH监测仪，所述缺氧池A₁、厌氧池A₂、缺氧池A₃、缺氧池A₄均设有ORP监测仪，实时监测反应池内部状态；所述调节池C₂、好氧池O₄出水处均设有水质在线监测仪，实时监测强化OAAO处理的进水水质和多级AO处理后的出水水质；所述监测仪将采集到的信号传输至PLC控制系统，根据运行程序计算得到实时控制变量进行远程调整工艺运行状态，包括曝气量、回流污泥比、多点进水分配比例、出水口位置、污水流向。

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