CN111484200A - 低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，针对传统A2N工艺出水氨氮和硝酸根含量高、系统稳定性差、生活污水存在碳氮比较低、传统污水处理工艺脱氮除磷效果较差等问题，基于双污泥反硝化工艺原理，利用硝化反应和反硝化反应的终点控制技术，通过多次硝化和反硝化及控制DO浓度，将污泥携带的氨氮经过亚硝化和反硝化转化为N2得到彻底脱除，利用反硝化吸磷和好氧吸磷作用在脱氮过程中同步实现磷的超深度吸收，外加有机碳源与部分活性污泥进行混合，厌氧释磷强化外加碳源的反硝化除磷功能，通过填料过滤系统去除反硝化出水中悬浮态的活性污泥碎屑，进一步提高磷、氮和CODcr的净化效率，最终使氮、磷和CODcr达到超深度去除。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺。
背景技术
当前，我国很多地方生活污水碳氮比较低，而我国现行的污水处理工艺：AB法、氧化沟法、A/O工艺、A2O工艺、SBR法等基本上都是以有机物质去除为主，氮磷去除过程对碳源需求的矛盾性问题根本无法有效解决，造成氮磷的去除效率较低。此外，根据我国的《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002制定的标准，即使达标排放，水质仅相当于地表水劣ⅴ类，对地表水体和地下水体存在富营养化危害，同时也会对水生生态环境、水生植物景观、以及鱼类的生存环境构成较大的威胁。随着，人民群众的环保意识的加强和对生活环境需求的不断提高，对水环境质量的要求也会越来越高，现有落后的污水处理工艺将逐渐失去其保护环境的价值，对氮磷去除的污水厂提标改造的深度和超深度处理逐渐成为急需解决的热点问题。尤其是对碳氮比较低的污水如何实现深度和超深度去除这一难题，国内外目前仅能做到强化氮磷的去除，如果要实现深度和超深度氮磷的去除比较常见的做法是在传统污水处理工艺后采用独立的三级处理工艺，由于成本和费用高昂目前国外主要应用在富营养化污染较为严重的地区。由于污水处理工艺涉及到的变量参数较多，环境较复杂、水质水量变化往往呈现动态变化，要同时实现超深度脱氮、除磷和去除CODcr等多项目标，整个过程变得非常复杂，因此就必须对硝化、反硝化、吸磷进行在线监测和控制。关于污水处理的在线控制技术目前还不成熟，而针对低碳氮比污水的超深度脱氮除磷的控制工艺更是很少见报道。本专利就是将精确的在线控制技术与污水处理工艺进行改造结合起来，使脱氮和除磷处于最佳工况条件，将双污泥反硝化、亚硝化、在线控制技术、填料过滤以及外加有机碳源等技术联合起来开发，对低碳氮比污水处理实现超深度处理的装置和控制方法。
双污泥反硝化除磷工艺是将硝化和反硝化两类世代周期完全不同的微生物分开在合适的环境独立培养，通过厌氧/缺氧交替运行，富集DPAOs，从而充分地利用污水中的有机碳源，在厌氧条件下利用原水中VFAs合成内碳源PHA，释放磷，而在缺氧条件下以硝酸盐为电子受体来氧化分解微生物体内的PHA，同时完成过量吸磷反应，达到脱氮除磷双重目的，从而解决了传统污水处理工艺脱氮除磷有机碳源不足的问题，具有高效、低能耗、产泥量低等优点。双污泥反硝化脱氮除磷主要代表工艺是A2N和Dephanox工艺。但现有的连续流双污泥反硝化脱氮除磷工艺有以下三种缺点：第一，由于超越污泥携带的大量氨氮，使得出水氨氮，和硝酸根浓度较高；第二，氮磷的去除稳定性较差，易受碳氮比影响和碳磷比影响；第三，氮磷脱除效率较差达不到工艺的设计要求。
发明内容
本发明的目的在于提供低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，解决超深度脱氮除磷，出水水质不稳定的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，该工艺包括装置部分：污水调节池；
污水调节池出水处的管道上设置有进水泵，污水调节池通过管道与反硝化池连接，反硝化池一侧设置有反硝化池排水口，反硝化池排水口的连接管道上设置有上清液转移泵、上清液转移泵电磁阀，反硝化池通过管道与硝化池连接，硝化池出水处的管道上设置有硝化液转移泵，硝化池通过管道与中间池连接，中间池出水处的管道上设置有硝化液返回泵，中间池通过管道与反硝化池连接，反硝化池出泥处的管道上设置有污泥提取泵，反硝化池通过管道与污泥有机碳源混合池连接；
污泥有机碳源混合池一侧连接的管道上设置有有机碳源泵，污泥有机碳源混合池一侧通过管道与有机碳源储存罐连接；
污泥有机碳源混合池另一侧连接的管道上设置有污泥加注泵，污泥有机碳源混合池通过另一侧连接的管道与反硝化池连接。
进一步的；所述反硝化池内设置有滗水器，反硝化池内的滗水器连接到反硝化池的排水口，反硝化池的排水口通过管道与填料过滤池连接，反硝化池连接的管道上设置有反冲洗电磁阀、反冲洗泵，填料过滤池顶部连接管道上设置有过滤池排水电磁阀；
填料过滤池一侧壁连接的管道上设置有过滤电磁阀、过滤泵，填料过滤池另一侧壁连接的管道上设置有污泥碎屑过滤池上清液返回泵、污泥碎屑过滤池上清液返回电磁阀，填料过滤池另一侧壁通过管道与污泥碎屑沉降池连接，污泥碎屑沉降池底部连接管道上设置有污泥碎屑排泥电磁阀；
填料过滤池底部连接的管道上设置有污泥碎屑排放阀；
反硝化池侧面下方设置有排泥管，反硝化池连接的排泥管上设置有反硝化池排泥泵，硝化池侧面下方设置有排泥管，硝化池连接的排泥管上设置有硝化池排泥泵。
进一步的；所述污泥有机碳源混合池上部为圆通型且下部为圆锥形漏斗状；
反硝化池顶部有盖，成半密封状态，反硝化池设置有大气相连通的排气管；
反硝化池、硝化池、污泥有机碳源混合池内均设置有潜水搅拌器。
进一步的；所述反硝化池、硝化池的底部均设置有曝气头，曝气头与曝气管连接；
反硝化池的曝气管上设置有反硝化池曝气泵、反硝化池气体流量传感器，硝化池的曝气管上设置有硝化池气体流量传感器、硝化池曝气泵；
反硝化池曝气泵与反硝化池变频器连接，硝化池曝气泵与硝化池变频器连接，反硝化池变频器和硝化池变频器均与工控电脑连接。
进一步的；所述反硝化池顶部开有乏气循环使用排气口，乏气循环使用排气口通过管道与乏气进气口连接，乏气循环使用排气口连接的管道上设置有乏气电磁阀，乏气进气口设置在反硝化池曝气泵上，反硝化池曝气泵开有自然空气进气口，自然空气进气口处连接管道，自然空气进气口处连接的管道上设置有空气进气电磁阀。
进一步的；所述反硝化池内设置有pH、ORP、DO电极，硝化池内设置有DO、pH电极，污泥有机碳源混合池内设置有ORP电极，反硝化池的pH、ORP、DO电极分别与反硝化池在线pH仪、反硝化池在线ORP仪、反硝化池在线DO仪三者电连接，硝化池的DO、pH电极分别与硝化池在线DO仪、硝化池在线pH仪两者电连接，ORP电极与污泥有机碳源混合池在线ORP仪电连接；
反硝化池、硝化池内均设置有水位探头；
滗水器、反硝化池排泥泵、反硝化池在线pH仪、反硝化池在线ORP仪、反硝化池在线DO仪、反硝化池变频器、反硝化池气体流量传感器、硝化池排泥泵、污泥提取泵、污泥加注泵、硝化池气体流量传感器、硝化池变频器、硝化池在线DO仪、硝化池在线pH仪、污泥有机碳源混合池在线ORP仪均与工控电脑通过通信线相连接；
进水泵、潜水搅拌器、水位探头、上清液转移泵、上清液转移泵电磁阀、硝化液返回泵、硝化液转移泵、反冲洗电磁阀、反冲洗泵、过滤池排水电磁阀、污泥碎屑排放阀、过滤电磁阀、过滤泵、污泥碎屑过滤池上清液返回泵、污泥碎屑过滤池上清液返回电磁阀、污泥碎屑排泥电磁阀、乏气电磁阀、空气进气电磁阀与PLC控制器电连接，PLC控制器与工控电脑通过通信线相连接；
进一步的；该工艺包括控制方法部分，所述的控制方法包括：
整个工艺周期运行，首先，污泥提取泵将反硝化池的部分污泥转移到污泥有机碳源混合池内，污泥有机碳源混合池开启潜水搅拌器，同时通过有机碳源储存罐将有机碳源加入到污泥有机碳源混合池中，工控电脑监控污泥有机碳源混合池的ORP变化，当ORP由快速下降转为缓慢下降时，即ORP的二阶导数趋近于零时，关闭有机碳源泵后缓慢搅拌或者静止；反硝化池污泥被提取后，从污水调节池进水，厌氧搅拌后静置排水，上清液排放至硝化池，硝化池搅拌和好氧曝气硝化，同时连续监测硝化池的DO和pH值，当pH出现谷点，pH一阶导数出现由负值变为正值，且DO值出现跃升，标志到达硝化终点，停止曝气停止搅拌，静置沉降，然后向中间池排硝化液，之后硝化池排泥；反硝化池上清液转移完毕后，将中间池的上周期存储的硝化液返回到反硝化池；反硝化池搅拌开始第一次缺氧反硝化反应，终点为当pH出现峰值，pH的一阶导数出现由正值转为连续小于等于零时，或在缺氧段内ORP的二阶导数转为连续负值时，标志到达反硝化终点，然后切换为好氧曝气硝化段，通过控制反硝化池变频器频率调节曝气量将DO浓度控制在设定的范围，将硝化过程控制在亚硝化阶段，好氧硝化过程的控制为定时加终点判断控制，设定时间内未到达硝化终点则切换为缺氧反硝化，当pH值出现谷点，pH的一阶导数出现由负值转为正值或接近零，同时DO出现跃升时，或者DO变化较小，反硝化池变频器频率或反硝化池气体流量传感器的曝气量出现快速下降时，可以判定为硝化终点；缺氧反硝化控制为：设定时间内到达反硝化终点则直接切换到好氧段，设定时间内没有达到反硝化终点，则将污泥有机碳源混合池中的污泥缓慢注入到反硝化池，直到出现反硝化终点标志，再切换到下一工段；反硝化池通过多次好氧硝化和多次缺氧反硝化运行后，最终将污泥携带的氨氮逐步转化为氮气脱除；当好氧硝化段出现硝化终点时，氨氮完全硝化，反硝化池切换到最后一次缺氧反硝化段，最后一次反硝化到达反硝化终点时，氨氮已全部转化为氮气，反硝化池切换到好氧氮气吹脱段，吹脱时间到时停止吹脱停止搅拌静置沉降，然后开启反硝化池曝气泵，关闭空气进气电磁阀，将反硝化池曝气泵切换到反硝化池上方的乏气进行曝气和氮气吹脱，当在设定的时间内达到设定的ORP控制范围时停止曝气，停止搅拌静置沉降，通过滗水器向填料过滤池下方向上排水，穿过填料过滤污泥碎屑，进一步脱除污泥碎屑形态的CODcr、磷和氮，填料过滤池上方的出水为整个系统的超深度净化水，当排水快结束时，将排水切换为从上向下流动的反冲洗填料，同时增加流速4倍以上，带污泥碎屑的混合液从填料过滤池底部冲洗到污泥碎屑沉降池，污泥碎屑沉降池经过30-120min静置沉降，再将上清液返回到填料过滤池，从下方进入并从上方过滤排出，之后再打开污泥碎屑排泥电磁阀将污泥排出，整个工艺运行完毕；反硝化池排水结束后开始排泥，然后进如下一个周期运行；反硝化池好氧硝化的DO控制最大控制范围为1mg/L。
进一步的；所述反硝化池的滗水器的排水口设置在反硝化池有效深度的1/5-1/2处，排水高度为滗水器有效高度的1/3-1/2，滗水器上清液排放高度为1/5-1/3，硝化池的排水口高度为硝化池有效高度的1/4-1/3处；
反硝化池内污泥停留时间10-30d，硝化池内污泥停留时间为20-40d；
反硝化池厌氧搅拌时间为1-2.5h，反硝化池厌氧段静置沉降时间为30-60min；反硝化氮气吹脱后静置沉降时间为30-60min；
反硝化池好氧氮气吹脱时间为10-40min。
进一步的；所述反硝化池的第一次缺氧反硝化反应无外加有机碳源的最长控制时间不大于4h，剩余缺氧反硝化反应段无外加有机碳源每次时间不大于2h；每次好氧硝化时间为5-60min。
进一步的；所述污水调节池进水碳氮动态变化幅度较大时，反硝化池选择适中的反硝化池污泥的提取量，当污泥有机碳源混合液不足以到达反硝化终点时，通过有机碳源泵和污泥加注泵向反硝化池补充有机碳源；当进水碳氮比较高且碳氮比较稳定时，可不用抽取污泥和不用外加有机碳源；污泥抽取的范围为0-1/2反硝化池的污泥体积。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明针对现有A2N和Dephanox等反硝化脱氮除磷工艺无法实现超深度脱氮除磷，出水水质不稳定的问题，以及许多生活污水存在碳氮比较低，传统工艺无法同时实现深度和超深度脱氮和除磷，外加碳源量较大，成本过高的问题。提供一种基于在线控制的，通过外加有机碳源辅助强化的，低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，该工艺依据双污泥反硝化脱氮除磷原理，基于硝化反应和反硝化反应的终点控制技术，从节约有机碳源的角度，将传统间歇双污泥A2N工艺的缺氧段后增设n个好氧段和n-1个缺氧反硝化段，和控制DO浓度来实现污泥残留氨氮的亚硝化控制，通过多次硝化和反硝化最终将污泥残留的氨氮转化为N2气彻底脱除，磷则通过厌氧释磷、反硝化吸磷、以及好氧吸磷作用在脱氮过程中同步实现超深度吸收，并通过强化外加碳源的反硝化除磷功能，利用填料过滤系统去除反硝化出水中悬浮的态的活性污泥碎屑，进一步提高总磷、总氮和CODcr的净化效率，使出水氮、磷和CODcr得到超深度净化。
2、发明装置适合处理CODcr为100mg/L至1000mg/L，适合处理的污水碳氮比范围为：2-8:1，碳磷比>20的生活污水时，本装置出水总氮、总磷和CODcr多项指标基本可达到地表水三类以上标准。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：污水调节池(1)、进水泵(2)、反硝化池排水口(3)、反硝化池(4)、潜水搅拌器(5)、滗水器(6)、曝气头(7)、水位探头(8)、反硝化池排泥泵(9)、pH、ORP、DO电极(10)、反硝化池在线pH仪(11)、反硝化池在线ORP仪(12)、反硝化池在线DO仪(13)、反硝化池曝气泵(14)、反硝化池变频器(15)、反硝化池气体流量传感器(16)、上清液转移泵(17)、上清液转移泵电磁阀(18)、中间池(19)、硝化液返回泵(20)、硝化液转移泵(21)、硝化池(22)、硝化池排泥泵(23)、乏气进气口(24)、反冲洗电磁阀(25)、反冲洗泵(26)、过滤池排水电磁阀(27)、填料过滤池(28)、污泥碎屑排放阀(29)、过滤电磁阀(30)、过滤泵(31)、污泥碎屑过滤池上清液返回泵(32)、污泥碎屑过滤池上清液返回电磁阀(33)、污泥碎屑沉降池(34)、污泥碎屑排泥电磁阀(35)、有机碳源储存罐(36)、有机碳源泵(37)、污泥有机碳源混合池(38)、污泥提取泵(39)、污泥加注泵(40)、硝化池气体流量传感器(41)、硝化池曝气泵(42)、硝化池变频器(43)、硝化池在线DO仪(44)、硝化池在线pH仪(45)、PLC控制器(46)、工控电脑(47)、乏气电磁阀(48)、自然空气进气口(49)、空气进气电磁阀(50)、污泥有机碳源混合池在线ORP仪(51)、DO、pH电极(52)、ORP电极(53)、乏气循环使用排气口(54)。
具体实施方式
图1所示，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，该工艺包括装置部分：污水调节池；
污水调节池1出水处的管道上设置有进水泵2，污水调节池1通过管道与反硝化池4连接，反硝化池4一侧设置有反硝化池排水口3，反硝化池排水口3的连接管道上设置有上清液转移泵17、上清液转移泵电磁阀18，反硝化池4通过管道与硝化池22连接，硝化池22出水处的管道上设置有硝化液转移泵21，硝化池22通过管道与中间池19连接，中间池19出水处的管道上设置有硝化液返回泵20，中间池19通过管道与反硝化池4连接，反硝化池4出泥处的管道上设置有污泥提取泵39，反硝化池4通过管道与污泥有机碳源混合池38连接；
污泥有机碳源混合池38一侧连接的管道上设置有有机碳源泵37，污泥有机碳源混合池38一侧通过管道与有机碳源储存罐36连接；
污泥有机碳源混合池38另一侧连接的管道上设置有污泥加注泵40，污泥有机碳源混合出现ORP平台期时停止有机碳源的加入，进行厌氧混合搅拌，反硝化进水完毕，进行厌氧搅拌，活性污泥微生物吸收和吸附有机物质池38通过另一侧连接的管道与反硝化池4连接；反硝化池4的污泥提取泵39将部分污泥从反硝化池4抽取到污泥有机碳源混合池38，之后污水从污水调节池1通过进水泵2加入到反硝化池3，外加碳源计量泵缓慢将有机碳源从有机碳源存储罐36加入到污泥有机碳源混合池38，并搅拌混合进行厌氧释磷，当合成内碳源PHA，并进行磷的释放，即ORP的二阶导数趋近于零时，ORP初期呈现快速下降，随着释磷反应结束，ORP下降速度逐渐减缓，呈现缓慢下降，呈现平台期，厌氧搅拌达到设定时间后，反硝化池4停止搅拌进行静置沉降30min，沉降后的上清液为去除了大部分有机碳源富含氨氮和可溶性磷的液体，通过上清液转移泵17将上清液转移至硝化池22，进行好氧硝化反应，硝化液通过硝化液转移泵21转移至中间池19，反硝化池4富含氨氮的上清液转移至硝化池22后，将上周期储存于中间池19的硝化液通过硝化液返回泵20输送到反硝化池4，与反硝化池4沉降后的污泥缺氧搅拌混合，进行第一次缺氧反硝化反应，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮被还原为N2释放出，同时进行反硝化吸磷作用，反硝化特征点出现，标志反硝化结束，这时开启为好氧硝化阶段，并将硝化分为定时的n-1段来逐步将残留在污泥混合液中的氨氮完全好氧硝化，硝化终点特征点出现，标志硝化反应结束，这时停止曝气切换至缺氧反硝化段，判断是否到达反硝化终点。通过n-1次好氧硝化那些残留在沉降污泥中的氨氮转化为亚硝酸盐氮，再通过n-1次缺氧反硝化作用将这部分氮素物质最终转化为氮气将得以彻底脱除，从而实现污水的超深度脱氮。污水中的磷则通过厌氧释磷，n次反硝化吸磷和n次好氧吸磷作用最终实现几乎完全吸收达到超深度除磷的效果；由于进水有机碳源浓度较低，碳氮比不足，将污泥有机碳源混合池38中的污泥通过污泥注入泵重新注入到反硝化池4，补充有机碳源，直到出现反硝化终点，则切换至好氧段，之后的每个缺氧段一开始就通过污泥注入泵将污泥有机碳源混合池38中的污泥注入到反硝化池4中。当反硝化池4的好氧段出现硝化终标志时，这时氨氮已经完全硝化完，这时进行最后一次缺氧反硝化段，最后一次缺氧反硝化结束后进入好氧氮气吹脱段，这时将污泥有机碳源混合池38剩余的污泥完全转移至反硝化池4中，通过外加有机碳源与部分活性污泥进行混合，并通过厌氧释磷强化外加碳源的反硝化除磷功能，反硝化出水通过过滤系统去除悬浮的态的活性污泥碎屑，进一步提高总磷和总氮净化效率，使出水氮磷超深度脱除和达到较低的浓度。
实施例2：
在实施例1的基础上，反硝化池4内设置有滗水器6，反硝化池4内的滗水器6连接到反硝化池4的排水口，反硝化池4的排水口通过管道与填料过滤池28连接，反硝化池4连接的管道上设置有反冲洗电磁阀25、反冲洗泵26，填料过滤池28顶部连接管道上设置有过滤池排水电磁阀27；
填料过滤池28一侧壁连接的管道上设置有过滤电磁阀30、过滤泵31，填料过滤池28另一侧壁连接的管道上设置有污泥碎屑过滤池上清液返回泵32、污泥碎屑过滤池上清液返回电磁阀33，填料过滤池28另一侧壁通过管道与污泥碎屑沉降池34连接，污泥碎屑沉降池34底部连接管道上设置有污泥碎屑排泥电磁阀35；
填料过滤池28底部连接的管道上设置有污泥碎屑排放阀29；
反硝化池4侧面下方设置有排泥管，反硝化池4连接的排泥管上设置有反硝化池排泥泵9，硝化池22侧面下方设置有排泥管，硝化池22连接的排泥管上设置有硝化池排泥泵23；反硝化池4经过定时的氮气吹脱工段后，再停止搅拌，进行静置沉降，沉降后反硝化池4开始排水，最初的几分钟滗水器6向硝化池22排水用于清洗滗水器6和排水管路，之后通过滗水器6向填料过滤池28排水，正常排水时水流方向为下进上出，排出的净化水即为整个系统处理后的外排水，排水末期改变排水方向为上进下出方式，流速加快4倍以上进行反冲洗，反冲洗的排水排入污泥碎屑沉降池34，反清洗完毕，则污泥碎屑沉降池34静置0.5-2h，先排放底部沉降的污泥，然后再将沉降的上清液从填料过滤池28底部返回，过滤后的上清液排出，反硝化池4排水结束后，开始定量排泥，排泥结束后开始下一周期运行或闲置等待下一周期进水。
实施例3：
在实施例1-2的基础上，污泥有机碳源混合池38上部为圆通型且下部为圆锥形漏斗状；
反硝化池4顶部有盖，成半密封状态，反硝化池4设置有大气相连通的排气管；
反硝化池4、硝化池22、污泥有机碳源混合池38内均设置有潜水搅拌器5；便于污泥有机碳源混合池38进行反应，反硝化池4内的乏气的排出。
实施例4：
在实施例1-3的基础上，反硝化池4、硝化池22的底部均设置有曝气头7，曝气头7与曝气管连接；
反硝化池4的曝气管上设置有反硝化池曝气泵14、反硝化池气体流量传感器16，硝化池22的曝气管上设置有硝化池气体流量传感器41、硝化池曝气泵42；
反硝化池曝气泵14与反硝化池变频器15连接，硝化池曝气泵42与硝化池变频器43连接，反硝化池变频器15和硝化池变频器43均与工控电脑47连接；反硝化池4的硝化终点控制系统由设置于反硝化池4底部的曝气头7，相应的气路管线，气路管线上的气体流量传感器16，并与之相连接反硝化池曝气泵14，对反硝化池曝气泵14进行控制的反硝化池变频器15，反硝化池变频器15与工控电脑47相连接，当反硝化池4处于好氧硝化段时，工控电脑47通过读取pH和DO的数据来判断反硝化是否到达反硝化终点或是否到达设定的好氧时间来实现缺氧反硝化的切换，即到达终点时工控电脑47通过控制变频器的启停来控制将好氧段，当反硝化到达硝化终点时，pH出现谷点，pH的一阶导数出现负值变为正值，DO出现突然跃升，两者同时出现即为硝化终点，这时工控电脑47通过反硝化池变频器15停止反硝化池曝气泵14的运行。
实施例5：
在实施例1-4的基础上，反硝化池4)部开有乏气循环使用排气口54，乏气循环使用排气口54通过管道与乏气进气口24连接，乏气循环使用排气口54连接的管道上设置有乏气电磁阀48，乏气进气口24设置在反硝化池曝气泵14上，反硝化池曝气泵14开有自然空气进气口49，自然空气进气口49处连接管道，自然空气进气口49处连接的管道上设置有空气进气电磁阀50；反硝化处于好氧氮气吹脱段时，打开乏气电磁阀48，关闭自然空气进气电磁阀50，反硝化池4的反硝化池曝气泵14通过吸入反硝化池4上方使用过的气体来对反硝化池4进行曝气，减少DO进入反硝化池4，降低污泥内碳源的消耗。当反硝化池处于好氧硝化段时则关闭乏气电磁阀48，开启自然空气进气电磁阀50，采用自然空气进行曝气。
实施例6：
在实施例1-5的基础上，反硝化池4内设置有pH、ORP、DO电极10，硝化池22内设置有DO、pH电极52，污泥有机碳源混合池38内设置有ORP电极53，反硝化池4的pH、ORP、DO电极10分别与反硝化池在线pH仪11、反硝化池在线ORP仪12、反硝化池在线DO仪13三者电连接，硝化池22的DO、pH电极52分别与硝化池在线DO仪44、硝化池在线pH仪45两者电连接，ORP电极53与污泥有机碳源混合池在线ORP仪51电连接；
反硝化池4、硝化池22内均设置有水位探头8；
滗水器6、反硝化池排泥泵9、反硝化池在线pH仪11、反硝化池在线ORP仪12、反硝化池在线DO仪13、反硝化池变频器15、反硝化池气体流量传感器16、硝化池排泥泵23、污泥提取泵39、污泥加注泵40、硝化池气体流量传感器41、硝化池变频器43、硝化池在线DO仪44、硝化池在线pH仪45、污泥有机碳源混合池在线ORP仪51均与工控电脑47通过通信线相连接；
进水泵2、潜水搅拌器5、水位探头8、上清液转移泵17、上清液转移泵电磁阀18、硝化液返回泵20、硝化液转移泵21、反冲洗电磁阀25、反冲洗泵26、过滤池排水电磁阀27、污泥碎屑排放阀29、过滤电磁阀30、过滤泵31、污泥碎屑过滤池上清液返回泵32、污泥碎屑过滤池上清液返回电磁阀33、污泥碎屑排泥电磁阀35、乏气电磁阀48、空气进气电磁阀50与PLC控制器46电连接，PLC控制器46与工控电脑47通过通信线相连接；
污泥有机碳源混合池38中设置有污泥有机碳源混合池在线ORP仪51，测定污泥有机碳源混合池38中的ORP，反硝化池4反硝化终点控制系统由设置于反硝化池4内污泥有机碳源混合池38中的pH、ORP、DO电极10连接的反硝化池在线pH仪11、反硝化池在线ORP仪12构成，并工控电脑47相连接和相应的控制系程序构成，当pH出现峰值点时，pH的一阶导数出现正值变为负值时，ORP的一阶导数为负值，同时ORP的二阶导数出现连续小于零时标志反硝化终点，这时工控电脑47将反硝化池4状态由缺氧状态切换回好氧状态，开始曝气。
硝化池22硝化终点控制系统由设置于硝化池22底部的曝气头7，与曝气头7相连接的气路管线，气体流量计，硝化池曝气泵42，硝化池曝气泵42与硝化池变频器43相连接，硝化池变频器43与工控电脑47相连接，以及设置与硝化池22的DO、pH电极52连接的硝化池在线DO仪44、硝化池在线pH仪45构成，工控电脑47通过读取反硝化池在线DO仪13和硝化池在线pH仪45的pH和DO数据来判断是否到达硝化终点，当到达硝化终点时，pH出现谷点，pH的一阶导数出现负值变为正值，DO出现突然跃升，两者同时出现即为硝化终点，这时工控电脑47通过硝化池变频器43停止曝气泵的运行。
反硝化池4的溶解氧控制系统是工控电脑47通过连续读取DO浓度并与设置的DO控制范围进行比较，通过调整反硝化池4的变频器的电源输出工作频率的大小来控制曝气泵的曝气量大小，最终实现对反硝化池好氧硝化时DO的范围控制，通过DO抑制硝酸盐菌来使硝化保持在亚硝化阶段。
当反硝化池的各段缺氧反硝化超过各自设定的最长时间未达到反硝化终点时，说明活性污泥微生物内碳源不足，将碳源污泥混合池中的吸收了有机碳源的污泥通过污泥加注泵40重新注入到反硝化4，补充有机碳源，直到反硝化池的pH和ORP值及其一阶导数和二阶导数，出现反硝化终点，之后的缺氧反硝化段一开始就通过污泥注入泵40将污泥重新加入到反硝化池4。
实施例7：
在实施例1-6的基础上，该工艺包括控制方法部分，所述的控制方法包括：
整个工艺周期运行，首先，污泥提取泵39将反硝化池4的部分污泥转移到污泥有机碳源混合池38内，污泥有机碳源混合池38开启潜水搅拌器5，同时通过有机碳源储存罐36将有机碳源加入到污泥有机碳源混合池38中，工控电脑47监控污泥有机碳源混合池38的ORP变化，当ORP由快速下降转为缓慢下降时，即ORP的二阶导数趋近于零时，关闭有机碳源泵37后缓慢搅拌或者静止；反硝化池4污泥被提取后，从污水调节池1进水，厌氧搅拌后静置排水，上清液排放至硝化池22，硝化池22搅拌和好氧曝气硝化，同时连续监测硝化池22的DO和pH值，当pH出现谷点，pH一阶导数出现由负值变为正值，且DO值出现跃升，标志到达硝化终点，停止曝气停止搅拌，静置沉降，然后向中间池19排硝化液，之后硝化池22排泥；反硝化池4上清液转移完毕后，将中间池19的上周期存储的硝化液返回到反硝化池4；反硝化池4搅拌开始第一次缺氧反硝化反应，终点为当pH出现峰值，pH的一阶导数出现由正值转为连续小于等于零时，或在缺氧段内ORP的二阶导数转为连续负值时，标志到达反硝化终点，然后切换为好氧曝气硝化段，通过控制反硝化池变频器15频率调节曝气量将DO浓度控制在设定的范围，将硝化过程控制在亚硝化阶段，好氧硝化过程的控制为定时加终点判断控制，设定时间内未到达硝化终点则切换为缺氧反硝化，当pH值出现谷点，pH的一阶导数出现由负值转为正值或接近零，同时DO出现跃升时，或者DO变化较小，反硝化池变频器15频率或反硝化池气体流量传感器16的曝气量出现快速下降时，可以判定为硝化终点；缺氧反硝化控制为：设定时间内到达反硝化终点则直接切换到好氧段，设定时间内没有达到反硝化终点，则将污泥有机碳源混合池38中的污泥缓慢注入到反硝化池4，直到出现反硝化终点标志，再切换到下一工段；反硝化池4通过多次好氧硝化和多次缺氧反硝化运行后，最终将污泥携带的氨氮逐步转化为氮气脱除；当好氧硝化段出现硝化终点时，氨氮完全硝化，反硝化池4切换到最后一次缺氧反硝化段，最后一次反硝化到达反硝化终点时，氨氮已全部转化为氮气，反硝化池4切换到好氧氮气吹脱段，这时将污泥有机碳源混合池38剩余的污泥完全快速加入反硝化池4，然后开启反硝化池曝气泵14，关闭空气进气电磁阀50，将反硝化池曝气泵14切换到反硝化池4上方的乏气进行曝气和氮气吹脱，吹脱时间到时停止吹脱停止搅拌静置沉降，通过滗水器6向填料过滤池28下方向上排水，穿过填料过滤污泥碎屑，进一步脱除污泥碎屑形态的CODcr、磷和氮，填料过滤池28上方的出水为整个系统的超深度净化水，当排水快结束时，将排水切换为从上向下流动的反冲洗填料，同时增加流速4倍以上，带污泥碎屑的混合液从填料过滤池28底部冲洗到污泥碎屑沉降池34，污泥碎屑沉降池34经过30min静置沉降，再将上清液返回到填料过滤池28，从下方进入并从上方过滤排出，之后再打开污泥碎屑排泥电磁阀35将污泥排出，整个工艺运行完毕；反硝化池4排水结束后开始排泥，然后进如下一个周期运行；反硝化池4好氧硝化的DO控制最大控制范围为1mg/L；便于整个工艺进行反应。
实施例8：
在实施例1-7的基础上，该工艺包括控制方法部分，所述的控制方法包括：
整个工艺周期运行，首先，污泥提取泵39将反硝化池4的部分污泥转移到污泥有机碳源混合池38内，污泥有机碳源混合池38开启潜水搅拌器5，同时通过有机碳源储存罐36将有机碳源加入到污泥有机碳源混合池38中，工控电脑47监控污泥有机碳源混合池38的ORP变化，当ORP由快速下降转为缓慢下降时，即ORP的二阶导数趋近于零时，关闭有机碳源泵37后缓慢搅拌或者静止；反硝化池4污泥被提取后，从污水调节池1进水，厌氧搅拌后静置排水，上清液排放至硝化池22，硝化池22搅拌和好氧曝气硝化，同时连续监测硝化池22的DO和pH值，当pH出现谷点，pH一阶导数出现由负值变为正值，且DO值出现跃升，标志到达硝化终点，停止曝气停止搅拌，静置沉降，然后向中间池19排硝化液，之后硝化池22排泥；反硝化池4上清液转移完毕后，将中间池19的上周期存储的硝化液返回到反硝化池4；反硝化池4搅拌开始第一次缺氧反硝化反应，终点为当pH出现峰值，pH的一阶导数出现由正值转为连续小于等于零时，或在缺氧段内ORP的二阶导数转为连续负值时，标志到达反硝化终点，然后切换为好氧曝气硝化段，通过控制反硝化池变频器15频率调节曝气量将DO浓度控制在设定的范围，将硝化过程控制在亚硝化阶段，好氧硝化过程的控制为定时加终点判断控制，设定时间内未到达硝化终点则切换为缺氧反硝化，当pH值出现谷点，pH的一阶导数出现由负值转为正值或接近零，同时DO出现跃升时，或者DO变化较小，反硝化池变频器15频率或反硝化池气体流量传感器16的曝气量出现快速下降时，可以判定为硝化终点；缺氧反硝化控制为：设定时间内到达反硝化终点则直接切换到好氧段，设定时间内没有达到反硝化终点，则将污泥有机碳源混合池38中的污泥缓慢注入到反硝化池4，直到出现反硝化终点标志，再切换到下一工段；反硝化池4通过多次好氧硝化和多次缺氧反硝化运行后，最终将污泥携带的氨氮逐步转化为氮气脱除；当好氧硝化段出现硝化终点时，氨氮完全硝化，反硝化池4切换到最后一次缺氧反硝化段，最后一次反硝化到达反硝化终点时，氨氮已全部转化为氮气，反硝化池4切换到好氧氮气吹脱段，这时将污泥有机碳源混合池38剩余的污泥完全快速加入反硝化池4，然后开启反硝化池曝气泵14，关闭空气进气电磁阀50，将反硝化池曝气泵14切换到反硝化池4上方的乏气进行曝气和氮气吹脱，吹脱时间到时停止吹脱停止搅拌静置沉降，通过滗水器6向填料过滤池28下方向上排水，穿过填料过滤污泥碎屑，进一步脱除污泥碎屑形态的CODcr、磷和氮，填料过滤池28上方的出水为整个系统的超深度净化水，当排水快结束时，将排水切换为从上向下流动的反冲洗填料，同时增加流速4倍以上，带污泥碎屑的混合液从填料过滤池28底部冲洗到污泥碎屑沉降池34，污泥碎屑沉降池34经过120min静置沉降，再将上清液返回到填料过滤池28，从下方进入并从上方过滤排出，之后再打开污泥碎屑排泥电磁阀35将污泥排出，整个工艺运行完毕；反硝化池4排水结束后开始排泥，然后进如下一个周期运行；反硝化池4好氧硝化的DO控制最大控制范围为1mg/L；便于整个工艺进行反应。
实施例9：
在实施例1-8的基础上，该工艺包括控制方法部分，所述的控制方法包括：
整个工艺周期运行，首先，污泥提取泵39将反硝化池4的部分污泥转移到污泥有机碳源混合池38内，污泥有机碳源混合池38开启潜水搅拌器5，同时通过有机碳源储存罐36将有机碳源加入到污泥有机碳源混合池38中，工控电脑47监控污泥有机碳源混合池38的ORP变化，当ORP由快速下降转为缓慢下降时，即ORP的二阶导数趋近于零时，关闭有机碳源泵37后缓慢搅拌或者静止；反硝化池4污泥被提取后，从污水调节池1进水，厌氧搅拌后静置排水，上清液排放至硝化池22，硝化池22搅拌和好氧曝气硝化，同时连续监测硝化池22的DO和pH值，当pH出现谷点，pH一阶导数出现由负值变为正值，且DO值出现跃升，标志到达硝化终点，停止曝气停止搅拌，静置沉降，然后向中间池19排硝化液，之后硝化池22排泥；反硝化池4上清液转移完毕后，将中间池19的上周期存储的硝化液返回到反硝化池4；反硝化池4搅拌开始第一次缺氧反硝化反应，终点为当pH出现峰值，pH的一阶导数出现由正值转为连续小于等于零时，或在缺氧段内ORP的二阶导数转为连续负值时，标志到达反硝化终点，然后切换为好氧曝气硝化段，通过控制反硝化池变频器15频率调节曝气量将DO浓度控制在设定的范围，将硝化过程控制在亚硝化阶段，好氧硝化过程的控制为定时加终点判断控制，设定时间内未到达硝化终点则切换为缺氧反硝化，当pH值出现谷点，pH的一阶导数出现由负值转为正值或接近零，同时DO出现跃升时，或者DO变化较小，反硝化池变频器15频率或反硝化池气体流量传感器16的曝气量出现快速下降时，可以判定为硝化终点；缺氧反硝化控制为：设定时间内到达反硝化终点则直接切换到好氧段，设定时间内没有达到反硝化终点，则将污泥有机碳源混合池38中的污泥缓慢注入到反硝化池4，直到出现反硝化终点标志，再切换到下一工段；反硝化池4通过多次好氧硝化和多次缺氧反硝化运行后，最终将污泥携带的氨氮逐步转化为氮气脱除；当好氧硝化段出现硝化终点时，氨氮完全硝化，反硝化池4切换到最后一次缺氧反硝化段，最后一次反硝化到达反硝化终点时，氨氮已全部转化为氮气，反硝化池4切换到好氧氮气吹脱段，这时将污泥有机碳源混合池38剩余的污泥完全快速加入反硝化池4，然后开启反硝化池曝气泵14，关闭空气进气电磁阀50，将反硝化池曝气泵14切换到反硝化池4上方的乏气进行曝气和氮气吹脱，吹脱时间到时停止吹脱停止搅拌静置沉降，通过滗水器6向填料过滤池28下方向上排水，穿过填料过滤污泥碎屑，进一步脱除污泥碎屑形态的CODcr、磷和氮，填料过滤池28上方的出水为整个系统的超深度净化水，当排水快结束时，将排水切换为从上向下流动的反冲洗填料，同时增加流速4倍以上，带污泥碎屑的混合液从填料过滤池28底部冲洗到污泥碎屑沉降池34，污泥碎屑沉降池34经过75min静置沉降，再将上清液返回到填料过滤池28，从下方进入并从上方过滤排出，之后再打开污泥碎屑排泥电磁阀35将污泥排出，整个工艺运行完毕；反硝化池4排水结束后开始排泥，然后进如下一个周期运行；反硝化池4好氧硝化的DO控制最大控制范围为1mg/L；便于整个工艺进行反应。
实施例10：
在实施例1-9的基础上，反硝化池4的滗水器6的排水口设置在反硝化池4有效深度的1/5处，排水高度为滗水器6有效高度的1/3，滗水器6上清液排放高度为1/5，硝化池22的排水口高度为硝化池22有效高度的1/4处；
反硝化池4内污泥停留时间10d，硝化池22内污泥停留时间为20d；
反硝化池4厌氧搅拌时间为1h，反硝化池4厌氧段静置沉降时间为30min；反硝化氮气吹脱后静置沉降时间为30min；
反硝化池22好氧氮气吹脱时间为10min；便于反硝化池4和硝化池22的正常运转，反硝化池4进行好氧和厌氧反应，反硝化出水通过过滤系统去除悬浮的态的活性污泥碎屑，进一步提高总磷和总氮净化效率，使出水氮磷超深度脱除和达到较低的浓度。
实施例11：
在实施例1-10的基础上，反硝化池4的滗水器6的排水口设置在反硝化池4有效深度的1/2处，排水高度为滗水器6有效高度的1/2，滗水器6上清液排放高度为1/3，硝化池22的排水口高度为硝化池22有效高度的1/3处；
反硝化池4内污泥停留时间30d，硝化池22内污泥停留时间为40d；
反硝化池4厌氧搅拌时间为2.5h，反硝化池4厌氧段静置沉降时间为60min；反硝化氮气吹脱后静置沉降时间为60min；
反硝化池22好氧氮气吹脱时间为40min；便于反硝化池4和硝化池22的正常运转，反硝化池4进行好氧和厌氧反应，反硝化出水通过过滤系统去除悬浮的态的活性污泥碎屑，进一步提高总磷和总氮净化效率，使出水氮磷超深度脱除和达到较低的浓度。
实施例12：
在实施例1-11的基础上，反硝化池4的滗水器6的排水口设置在反硝化池4有效深度的7/20处，排水高度为滗水器6有效高度的5/12，滗水器6上清液排放高度为4/15，硝化池22的排水口高度为硝化池22有效高度的7/24处；
反硝化池4内污泥停留时间20d，硝化池22内污泥停留时间为30d；
反硝化池4厌氧搅拌时间为2h，反硝化池4厌氧段静置沉降时间为45min；反硝化氮气吹脱后静置沉降时间为45min；
反硝化池22好氧氮气吹脱时间为25min；便于反硝化池4和硝化池22的正常运转，反硝化池4进行好氧和厌氧反应，反硝化出水通过过滤系统去除悬浮的态的活性污泥碎屑，进一步提高总磷和总氮净化效率，使出水氮磷超深度脱除和达到较低的浓度。
实施例13：
在实施例1-12的基础上，反硝化池4的第一次缺氧反硝化反应无外加有机碳源的最长控制时间不大于4h，剩余缺氧反硝化反应段无外加有机碳源每次时间不大于2h；每次好氧硝化时间为5min；便于反硝化池4进行反硝化反应。
实施例14：
在实施例1-13的基础上，反硝化池4的第一次缺氧反硝化反应无外加有机碳源的最长控制时间不大于4h，剩余缺氧反硝化反应段无外加有机碳源每次时间不大于2h；每次好氧硝化时间为60min；便于反硝化池4进行反硝化反应。
实施例15：
在实施例1-14的基础上，反硝化池4的第一次缺氧反硝化反应无外加有机碳源的最长控制时间不大于4h，剩余缺氧反硝化反应段无外加有机碳源每次时间不大于2h；每次好氧硝化时间为30min；便于反硝化池4进行反硝化反应。
实施例16：
在实施例1-15的基础上，污水调节池1进水碳氮动态变化幅度较大时，反硝化池4选择适中的反硝化池4污泥的提取量，当污泥有机碳源混合液不足以到达反硝化终点时，通过有机碳源泵37和污泥加注泵40向反硝化池4补充有机碳源；当进水碳氮比较高且碳氮比较稳定时，可不用抽取污泥和不用外加有机碳源；污泥抽取的范围为0硝化池的污泥体积。便于对反硝化池2进行补给有机碳源。
实施例17：
在实施例1-16的基础上，污水调节池1进水碳氮动态变化幅度较大时，反硝化池4选择适中的反硝化池4污泥的提取量，当污泥有机碳源混合液不足以到达反硝化终点时，通过有机碳源泵37和污泥加注泵40向反硝化池4补充有机碳源；当进水碳氮比较高且碳氮比较稳定时，可不用抽取污泥和不用外加有机碳源；污泥抽取的范围为1/2反硝化池的污泥体积。便于对反硝化池2进行补给有机碳源。
实施例18：
在实施例1-17的基础上，污水调节池1进水碳氮动态变化幅度较大时，反硝化池4选择适中的反硝化池4污泥的提取量，当污泥有机碳源混合液不足以到达反硝化终点时，通过有机碳源泵37和污泥加注泵40向反硝化池4补充有机碳源；当进水碳氮比较高且碳氮比较稳定时，可不用抽取污泥和不用外加有机碳源；污泥抽取的范围为1/4反硝化池的污泥体积。便于对反硝化池2进行补给有机碳源。
试验：
反硝化池4污泥浓度控制在2800-2900mg/L，硝化池22的污泥浓度控制在2100-2300mg/L范围之内；反硝化池4污泥停留时间为20天，硝化池22污泥停留时间为35天。
处理的污水为昆明市某小区的生活污水，其CODcr为200-350mg/L，碳氮比为3-5之间，磷浓度为5-9m/L。
反硝化池4滗水器6的排水口设置在反硝化池4有效深度的1/5处。排水高度为有效高度的1/2，上清液排放高度为1/5。硝化池22的排水高度为硝化池22有效高度的1/4。
首先污泥提取泵39将反硝化池4中30％的污泥抽取到污泥有机碳源混合池38，污泥有机碳源混合池38开启潜水搅拌器5，同时通过有机碳源储存罐36将甲醇加入到污泥有机碳源混合池38中，工控电脑47监控污泥有机碳源混合池38的ORP变化，当ORP由快速下降转为缓慢下降时关闭有机碳源泵37，再继续搅拌1h,然后停止搅拌静置，当需要污泥返回到反硝化池4时搅拌器再开启搅拌，进水泵2从污水调节池1将污水输送至反硝化池4，通过水位探头8控制进水的高度，反硝化池4开始厌氧搅拌释放磷和吸收有机碳源，经过两个小时的厌氧搅拌，停止搅拌静置沉降30min，通过缓慢下降滗水器6，上清液通过上清液转移泵17和上清液转移泵电磁阀18转移至硝化池22，转移的体积为反硝化池4有效体积的4/5，硝化池22开始好氧曝气硝化，硝化池22的潜水搅拌器5开始搅拌，曝气量固定不变，当出现硝化终点，停止曝气，停止潜水搅拌，静置沉降30min，将硝化液通过硝化液转移泵21转移至中间池19，然后硝化池21通过硝化池排泥泵开始排泥，排泥结束闲置等待下一周期运行。反硝化池4将上清液转移至硝化池22后,硝化液返回泵20将中间池19的上周期的硝化液返回至反硝化池4,然后缺氧搅拌开始第一次缺氧反硝化，在设定2h时间内出现反硝化终点标志则直接切换到好氧硝化段，当设定时间内没有到达反硝化终点，则将碳源污泥混合液缓慢加入到反硝化池，直到出现反硝化终点,停止加入有机碳源污泥混合液，切换到好氧硝化段，打开变频器的输出电源开始曝气，好氧硝化过程严格控制溶解氧，工控电脑47通过控制变频器的工作频率来调节反硝化曝气泵14的曝气量来控制DO值,使DO值保持在0.8mg/L以下，并接近0.8mg/L。反硝化池4好氧硝化时曝气采用定时控制加硝化终点控制，即在设定30min时间内如果没有到达硝化终点则直接转化缺氧反硝化段，在设定好氧硝化时间内到达硝化终点，则立刻进入最后一次缺氧反硝化。这样反硝化池4经过反复多次好氧硝化和缺氧反硝化，且每次缺氧反硝化都达到终点，最终在硝化段监测到了硝化终点，氨氮硝化完毕，切换到最后一次缺氧反硝化，最后一次缺氧反硝化到达反硝化终点后则进入氮气吹脱段。第二缺氧段至第n缺氧段1h内达到反硝化终点则直接切换到下一个好氧段，在设定的时间内没有到达反硝化终点,则加入有机碳源污泥混合液直到出现反硝化终点标志，再切换回好氧硝化段。反硝化池切换到好氧氮气吹脱段时，关闭反硝化池曝气泵14的空气进气电磁阀50，开启乏气电磁阀48，用反硝化池4液面上方的使用过的乏气来循环曝气，减少微生物内碳源消耗，进一步吹脱活性污泥内的氮气气泡，使污泥利于沉降分离，当到达设定的时间20min停止氮气吹脱。然后反硝化池4停止搅拌，开始静置沉降30min，之后开始排水，开始5分钟反硝化池4的滗水6器向硝化池22排水用于清洗管道，之后通过滗水器6向相填料过滤池27排水。反硝化4的排水高度为有效体积的1/2，当排水剩余的1/4水量时，关闭填料过滤池28的过滤池排水电磁阀27，打开反冲洗电磁阀29和反冲洗泵26，从填料过滤池28底部向上方排水，这时排水流入到污泥碎屑沉降池34，反冲洗排泵26的流速为反硝化排水泵流速的4倍，用于快速冲洗填料过滤池28中吸附和截留的污泥碎屑，冲洗完毕，污泥碎屑冲洗到污泥碎屑沉降池34，静置60min后，先排泥，再将上清液返回至填料过滤池28，并开启填料过滤池28的过滤池排水电磁阀27，向外排净化水，排水完整个工艺的流程结束。反硝化池4排水后通过反硝化池4排泥泵定量排泥，然后闲置，或者开启下一周期运行。
工控电脑47对反硝化池4反硝化终点控制方法为：每2sec采集一次pH和ORP值，连续取30个点，并取平均值作为一个样，每5min取一个平均样，将相邻的平均样相减得到dpH/d5min，近似为pH的一阶导数，将相邻的ORP值相减后的结果为dORP/d5min，近似ORP的一阶导数，再次相邻相减得到d2ORP/d25min，即近似ORP的二阶导数。当pH一阶导数出现由正变为连续两次及以上小于等于零时，或在缺氧段内ORP的二阶导数出现负值且连续两次级以上为负值，作为反硝化终点。
工控电脑47对反硝化池4硝化终点判断方法：反硝化池在线pH仪10每2sec采集一个数据,采30个点取平均值作为一个样，每5分钟采一个平均样，利用pH的相邻两个点的平均样进行相减得到近似的pH一阶导数。工控电脑47每秒读取一次反硝化池在线DO仪13的DO值、反硝化池变频器15工作频率、以及反硝化池气体流量传感器16的气体流量数据,连续读取十个数据，计算出平均值作为一个平均样，每分钟取一个平均样。当pH的一阶导数由负值转为正值或者连续接近零时，这时DO值出现快速跃升，或者如果DO没有跃升，则以反硝化池变频器15工作频率和反硝化池4的气体流量传感器16的气体流量出现快速下降作为硝化终点判断标志。工控电脑47对硝化池22硝化终点控制方法与反硝化池4一样。
反硝化池4和硝化池22中的pH、ORP及DO电极10等长期运行时会有大量污泥和生物膜附着在上面，会使电极的监测精度下降，准确性变差，从而影响系统的控制。因此，在传感器的探头设置有清洗喷头进行定期冲洗，利用管道进行连接，喷水口设置在电极下方1-5cm左右。一般硝化池22和反硝化池4在排水后进行短暂的冲洗。
本次试验在到达硝化终点时进行了平均大约3-4次好氧硝化段，一次好氧氮气吹脱段，和4-5次缺氧反硝化段，此时进水带来的总氮已经完全转化为氮气得到脱除。
本次实验脱氮效率基本都在99.5～100％之间，除磷效率基本在99-99.5％之间，CODcr的净化效率94-97％之间。TN的出水浓度只有0-0.3mg/L之间，总磷的出水浓度只有0.01-0.05mg/L，CODcr小于15m/L。显然出水的TN达地表水Ⅱ类以上水质、TP基本达到地表水湖库Ⅲ类以上水质，CODcr达到地表水Ⅰ类以上水质，成功实现了对生活污水的超深度净化的目标。
不同工艺对生活污水的超深度净化效率对比
由上表可见，本发明方法具有较高的脱氮效率和除磷效率，且效果均优于其它现有的工艺。出水氮磷和COD浓度达到了地表水Ⅱ或Ⅲ类以上水质，使污水经过处理以后达到了极高的回用价值，同时排水的氮磷浓度基本处于贫营养浓度范围，避免了水体藻类、细菌等微生物的繁殖，由于本装置和工艺净化后的水具有较高的回用价值，特别对于水资源保护区、富营养化水体重点防治和修复地区、以及淡水水资源贫乏的地区具有较高的实用价值,和应用前景。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (10)
1.低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于：该工艺包括装置部分：污水调节池(1)；
污水调节池(1)出水处的管道上设置有进水泵(2)，污水调节池(1)通过管道与反硝化池(4)连接，反硝化池(4)一侧设置有反硝化池排水口(3)，反硝化池排水口(3)的连接管道上设置有上清液转移泵(17)、上清液转移泵电磁阀(18)，反硝化池(4)通过管道与硝化池(22)连接，硝化池(22)出水处的管道上设置有硝化液转移泵(21)，硝化池(22)通过管道与中间池(19)连接，中间池(19)出水处的管道上设置有硝化液返回泵(20)，中间池(19)通过管道与反硝化池(4)连接，反硝化池(4)出泥处的管道上设置有污泥提取泵(39)，反硝化池(4)通过管道与污泥有机碳源混合池(38)连接；污泥有机碳源混合池(38)一侧连接的管道上设置有有机碳源泵(37)，污泥有机碳源混合池(38)一侧通过管道与有机碳源储存罐(36)连接；
污泥有机碳源混合池(38)另一侧连接的管道上设置有污泥加注泵(40)，污泥有机碳源混合池(38)通过另一侧连接的管道与反硝化池(4)连接。
2.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；所述反硝化池(4)内设置有滗水器(6)，反硝化池(4)内的滗水器(6)连接到反硝化池(4)的排水口，反硝化池(4)的排水口通过管道与填料过滤池(28)连接，反硝化池(4)连接的管道上设置有反冲洗电磁阀(25)、反冲洗泵(26)，填料过滤池(28)顶部连接管道上设置有过滤池排水电磁阀(27)；
填料过滤池(28)一侧壁连接的管道上设置有过滤电磁阀(30)、过滤泵(31)，填料过滤池(28)另一侧壁连接的管道上设置有污泥碎屑过滤池上清液返回泵(32)、污泥碎屑过滤池上清液返回电磁阀(33)，填料过滤池(28)另一侧壁通过管道与污泥碎屑沉降池(34)连接，污泥碎屑沉降池(34)底部连接管道上设置有污泥碎屑排泥电磁阀(35)；填料过滤池(28)底部连接的管道上设置有污泥碎屑排放阀(29)；
反硝化池(4)侧面下方设置有排泥管，反硝化池(4)连接的排泥管上设置有反硝化池排泥泵(9)，硝化池(22)侧面下方设置有排泥管，硝化池(22)连接的排泥管上设置有硝化池排泥泵(23)。
3.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；所述污泥有机碳源混合池(38)上部为圆通型且下部为圆锥形漏斗状；
反硝化池(4)顶部有盖，成半密封状态，反硝化池(4)设置有大气相连通的排气管；
反硝化池(4)、硝化池(22)、污泥有机碳源混合池(38)内均设置有潜水搅拌器(5)。
4.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；所述反硝化池(4)、硝化池(22)的底部均设置有曝气头(7)，曝气头(7)与曝气管连接；
反硝化池(4)的曝气管上设置有反硝化池曝气泵(14)、反硝化池气体流量传感器(16)，硝化池(22)的曝气管上设置有硝化池气体流量传感器(41)、硝化池曝气泵(42)；
反硝化池曝气泵(14)与反硝化池变频器(15)连接，硝化池曝气泵(42)与硝化池变频器(43)连接，反硝化池变频器(15)和硝化池变频器(43)均与工控电脑(47)连接。
5.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；所述反硝化池(4)顶部开有乏气循环使用排气口(54)，乏气循环使用排气口(54)通过管道与乏气进气口(24)连接，乏气循环使用排气口(54)连接的管道上设置有乏气电磁阀(48)，乏气进气口(24)设置在反硝化池曝气泵(14)上，反硝化池曝气泵(14)开有自然空气进气口(49)，自然空气进气口(49)处连接管道，自然空气进气口(49)处连接的管道上设置有空气进气电磁阀(50)。
6.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；所述反硝化池(4)内设置有pH、ORP、DO电极(10)，硝化池(22)内设置有DO、pH电极(52)，污泥有机碳源混合池(38)内设置有ORP电极(53)，反硝化池(4)的pH、ORP、DO电极(10)分别与反硝化池在线pH仪(11)、反硝化池在线ORP仪(12)、反硝化池在线DO仪(13)三者电连接，硝化池(22)的DO、pH电极(52)分别与硝化池在线DO仪(44)、硝化池在线pH仪(45)两者电连接，ORP电极(53)与污泥有机碳源混合池在线ORP仪(51)电连接；
反硝化池(4)、硝化池(22)内均设置有水位探头(8)；
滗水器(6)、反硝化池排泥泵(9)、反硝化池在线pH仪(11)、反硝化池在线ORP仪(12)、反硝化池在线DO仪(13)、反硝化池变频器(15)、反硝化池气体流量传感器(16)、硝化池排泥泵(23)、污泥提取泵(39)、污泥加注泵(40)、硝化池气体流量传感器(41)、硝化池变频器(43)、硝化池在线DO仪(44)、硝化池在线pH仪(45)、污泥有机碳源混合池在线ORP仪(51)均与工控电脑(47)通过通信线相连接；
进水泵(2)、潜水搅拌器(5)、水位探头(8)、上清液转移泵(17)、上清液转移泵电磁阀(18)、硝化液返回泵(20)、硝化液转移泵(21)、反冲洗电磁阀(25)、反冲洗泵(26)、过滤池排水电磁阀(27)、污泥碎屑排放阀(29)、过滤电磁阀(30)、过滤泵(31)、污泥碎屑过滤池上清液返回泵(32)、污泥碎屑过滤池上清液返回电磁阀(33)、污泥碎屑排泥电磁阀(35)、乏气电磁阀(48)、空气进气电磁阀(50)与PLC控制器(46)电连接，PLC控制器(46)与工控电脑(47)通过通信线相连接。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；该工艺包括控制方法部分，所述的控制方法包括：
整个工艺周期运行，首先，污泥提取泵(39)将反硝化池(4)的部分污泥转移到污泥有机碳源混合池(38)内，污泥有机碳源混合池(38)开启潜水搅拌器(5)，同时通过有机碳源储存罐(36)将有机碳源加入到污泥有机碳源混合池(38)中，工控电脑(47)监控污泥有机碳源混合池(38)的ORP变化，当ORP由快速下降转为缓慢下降时，即ORP的二阶导数趋近于零时，关闭有机碳源泵(37)后缓慢搅拌或者静止；反硝化池(4)污泥被提取后，从污水调节池(1)进水，厌氧搅拌后静置排水，上清液排放至硝化池(22)，硝化池(22)搅拌和好氧曝气硝化，同时连续监测硝化池(22)的DO和pH值，当pH出现谷点，pH一阶导数出现由负值变为正值，且DO值出现跃升，标志到达硝化终点，停止曝气停止搅拌，静置沉降，然后向中间池(19)排硝化液，之后硝化池(22)排泥；反硝化池(4)上清液转移完毕后，将中间池(19)的上周期存储的硝化液返回到反硝化池(4)；反硝化池(4)搅拌开始第一次缺氧反硝化反应，终点为当pH出现峰值，pH的一阶导数出现由正值转为连续小于等于零时，或在缺氧段内ORP的二阶导数转为连续负值时，标志到达反硝化终点，然后切换为好氧曝气硝化段，通过控制反硝化池变频器(15)频率调节曝气量将DO浓度控制在设定的范围，将硝化过程控制在亚硝化阶段，好氧硝化过程的控制为定时加终点判断控制，设定时间内未到达硝化终点则切换为缺氧反硝化，当pH值出现谷点，pH的一阶导数出现由负值转为正值或接近零，同时DO出现跃升时，或者DO变化较小，反硝化池变频器(15)频率或反硝化池气体流量传感器(16)的曝气量出现快速下降时，可以判定为硝化终点；缺氧反硝化控制为：设定时间内到达反硝化终点则直接切换到好氧段，设定时间内没有达到反硝化终点，则将污泥有机碳源混合池(38)中的污泥缓慢注入到反硝化池(4)，直到出现反硝化终点标志，再切换到下一工段；反硝化池(4)通过多次好氧硝化和多次缺氧反硝化运行后，最终将污泥携带的氨氮逐步转化为氮气脱除；当好氧硝化段出现硝化终点时，氨氮完全硝化，反硝化池(4)切换到最后一次缺氧反硝化段，最后一次反硝化到达反硝化终点时，氨氮已全部转化为氮气，反硝化池(4)切换到好氧氮气吹脱段，这时将污泥有机碳源混合池(38)剩余的污泥完全快速加入反硝化池(4)，然后开启反硝化池曝气泵(14)，关闭空气进气电磁阀(50)，将反硝化池曝气泵(14)切换到反硝化池(4)上方的乏气进行曝气和氮气吹脱，吹脱时间到时停止吹脱停止搅拌静置沉降，通过滗水器(6)向填料过滤池(28)下方向上排水，穿过填料过滤污泥碎屑，进一步脱除污泥碎屑形态的CODcr、磷和氮，填料过滤池(28)上方的出水为整个系统的超深度净化水，当排水快结束时，将排水切换为从上向下流动的反冲洗填料，同时增加流速4倍以上，带污泥碎屑的混合液从填料过滤池(28)底部冲洗到污泥碎屑沉降池(34)，污泥碎屑沉降池(34)经过30-120min静置沉降，再将上清液返回到填料过滤池(28)，从下方进入并从上方过滤排出，之后再打开污泥碎屑排泥电磁阀(35)将污泥排出，整个工艺运行完毕；反硝化池(4)排水结束后开始排泥，然后进如下一个周期运行；反硝化池(4)好氧硝化的DO控制最大控制范围为1mg/L。
8.根据权利要求7所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；所述反硝化池(4)的滗水器(6)的排水口设置在反硝化池(4)有效深度的1/5-1/2处，排水高度为滗水器(6)有效高度的1/3-1/2，滗水器(6)上清液排放高度为1/5-1/3，硝化池(22)的排水口高度为硝化池(22)有效高度的1/4-1/3处；
反硝化池(4)内污泥停留时间10-30d，硝化池(22)内污泥停留时间为20-40d；
反硝化池(4)厌氧搅拌时间为1-2.5h，反硝化池(4)厌氧段静置沉降时间为30-60min；反硝化氮气吹脱后静置沉降时间为30-60min；
反硝化池(22)好氧氮气吹脱时间为10-40min。
9.根据权利要求7所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；所述反硝化池(4)的第一次缺氧反硝化反应无外加有机碳源的最长控制时间不大于4h，剩余缺氧反硝化反应段无外加有机碳源每次时间不大于2h；每次好氧硝化时间为5-60min。
10.根据权利要求7所述的低碳氮比生活污水双污泥部分亚硝化反硝化超深度脱氮除磷工艺，其特征在于；所述污水调节池(1)进水碳氮动态变化幅度较大时，反硝化池(4)选择适中的反硝化池(4)污泥的提取量，当污泥有机碳源混合液不足以到达反硝化终点时，通过有机碳源泵(37)和污泥加注泵(40)向反硝化池(4)补充有机碳源；当进水碳氮比较高且碳氮比较稳定时，可不用抽取污泥和不用外加有机碳源；污泥抽取的范围为0-1/2反硝化池的污泥体积。
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