CN113173640A - 一种aoa耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺及其使用方法，包括进行內碳源储存及磷酸盐释放的厌氧区、进行好氧过量吸磷及短程硝化‑厌氧氨氧化的好氧区、进行內碳源短程反硝化‑厌氧氨氧化的缺氧区，所述好氧区及缺氧区均投加活性生物填料富集主要功能菌，所述厌氧区具有较长的水力停留时间可储存內碳源，所述缺氧区位于好氧区后端无需硝化液回流，所述缺氧区后端增加曝气区提升污泥沉降性。本发明所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，解决了脱氮除磷过程中碳源不足及无法同步深度去除氮磷的问题，减少碳源的损耗，提高碳源利用率，降低污水处理系统运行能耗，为实现城市污水的深度脱氮除磷带来更好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及污水生物处理领域，特别涉及一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺。
背景技术
AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺是一种进行污水深度脱氮除磷的支撑方法，随着工业化和城市化程度的不断提高，水体富营养化的问题日益严重，使得水资源更加紧张，而氮和磷是引起水体富营养化的主要因素，因此，市政污水需要得到有效的处理，去除污水内部的氮、磷及有机物达到排放标准后方可排放至自然水体，现有的污水脱氮除磷的工艺方法多种多样，但我国市政污水往往碳氮比较低，导致脱氮除磷过程中碳源不足，运行过程中需投加大量的外碳源，造成运行成本大大提升，厌氧氨氧化工艺作为一种自养脱氮工艺具有很好的技术优势，其与可储存內碳源的AOA工艺耦合使用可大大降低污水处理厂的运行能耗，提高污水处理厂出水水质标准。
随着我国各地污水处理厂的排放标准不断提高，现有的污水处理技术难以达到要求，排放难以达到标准，对碳源的消耗率较大，利用率较低，不利于社会经济的可持续发展，更不利于我国实现碳中和的目标，现有生活污水在脱氮除磷过程中碳源不足，无法同步深度去除氮、磷，而且污水处理厂在运行过程中存在碳源损耗的问题，进一步加剧碳源不足对脱氮除磷的不利影响，为此，我们提出一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，解决了现有生活污水在脱氮除磷过程中碳源不足及无法同步深度去除氮磷的问题，减少原水中碳源的损耗，提高碳源利用率，大幅降低污水处理系统运行能耗，实现城市污水的深度脱氮，可以有效解决背景技术中的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，包括以下操作步骤：
S1：污水预处理：市政污水经组合格栅去除固体废弃物，经沉砂池去除无机颗粒物后进入生化系统；
S2：內碳源富集：预处理出水在厌氧生化池内聚磷菌及聚糖菌等微生物的作用下，利用厌氧区较长的水力停留时间将废水中有机物固定在微生物细胞内，形成內碳源，同时进行厌氧释磷；
S3：除磷处理：厌氧生化池出水进入好氧MBBR池，好氧池投加YL好氧生物填料，絮体污泥中聚磷菌在此区域利用溶解氧进行好氧过量吸磷，将含磷污染物从污水中去除；
S4：初步脱氮处理：好氧MBBR生物载体表层生物膜中的亚硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝态氮，进入生物膜内层与原水中的氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下进行自养脱氮，生成少量的硝态氮，此外，生物膜表层的硝化细菌将部分亚硝酸盐氧化为硝态氮，混合液进入缺氧MBBR池进一步脱氮；
S5：深度脱氮处理：缺氧区投加YL缺氧生物填料，进入缺氧区的混合液，其中硝态氮在短程反硝化菌的作用下，利用微生物在厌氧区合成的內碳源，将硝态氮反硝化为亚硝态氮，生物填料上的厌氧氨氧化菌将短程反硝化生成的亚硝态氮与剩余的氨氮通过厌氧氨氧化作用进行自养脱氮，从而实现深度脱氮，操作完成；
S6：污泥沉降性改良：缺氧池出水进入曝气池进行污泥沉降性改良，在曝气池利用曝气作用将活性污泥中剩余的內碳源氧化去除，防止进入二沉池的污泥发生污泥上浮，影响出水水质；
S7：污泥排放：污泥进行回流，二沉池内一部分污泥回流至厌氧区，维持整个生化系统絮体污泥的浓度，另一部分回流至缺氧区，为短程反硝化提供內碳源，余下部分的污泥以剩余污泥的形式排放至污泥浓缩池，经污泥脱水单元脱水后外运处置。
作为一种优选的技术方案，所述污泥回流采用双污泥回流的运行方式，二沉池内一部分污泥回流至厌氧区，回流比为50％～100％，维持整个生化系统絮体污泥的浓度。
作为一种优选的技术方案，所述二沉池内另一部分污泥回流至缺氧区，回流比为100％，为短程反硝化提供內碳源，余下部分脱水后外运处置。
作为一种优选的技术方案，所述S3步骤中好氧池投加YL好氧生物填料，填充比不超过67％。
作为一种优选的技术方案，所述S5步骤中缺氧区投加YL缺氧生物填料，填充比不超过67％。
作为一种优选的技术方案，所述S2步骤中厌氧区较长的水力停留时间为4小时。
作为一种优选的技术方案，所述好氧区及缺氧区均投加生物填料，可提高污水处理系统中主要功能菌的菌群丰度。
作为一种优选的技术方案，所述好氧区及缺氧区利用短程硝化-厌氧氨氧化及短程反硝化-厌氧氨氧化作用进行自养脱氮。
作为一种优选的技术方案，所述曝气池水力停留时间为0.5h左右，可提升污泥在二沉池中的沉降性。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，具备以下有益效果：
1、该一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，利用AOA工艺延长厌氧区水力停留时间，利用微生物合成內碳源进行短程反硝化作用，可减少原水中碳源的损耗，提高碳源利用率。
2、该一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，将生化系统缺氧段置于好氧段后端，无需硝化液回流，大幅降低污水处理系统运行能耗。
3、该一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，在好氧区及缺氧区均投加生物填料，可提高污水处理系统中主要功能菌的菌群丰度，提高污水处理系统的抗冲击负荷能力，降低好氧区及缺氧区的水力停留时间，减少占地面积。
4、该一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，在好氧区及缺氧区分别利用短程硝化-厌氧氨氧化及短程反硝化-厌氧氨氧化作用进行自养脱氮，可大大降低好氧池曝气量，降低碳源需求量，可节省外碳源，甚至无需投加外碳源。
5、该一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，缺氧区后置，无需硝化液回流，将内源反硝化与短程反硝化-厌氧氨氧化进行耦合，总氮去除率理论上可达100％，实现城市污水的深度脱氮。
市政污水经组合格栅去除固体废弃物，经沉砂池去除无机颗粒物后进入生化系统，预处理出水在厌氧生化池内聚磷菌及聚糖菌等微生物的作用下，利用厌氧区较长的水力停留时间将废水中有机物固定在微生物细胞内，形成內碳源，同时进行厌氧释磷；厌氧生化池出水进入好氧MBBR池，好氧池投加YL好氧生物填料，絮体污泥中聚磷菌在此区域利用溶解氧进行好氧过量吸磷，将含磷污染物从污水中去除，好氧MBBR生物载体表层生物膜中的亚硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝态氮，进入生物膜内层与原水中的氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下进行自养脱氮，生成少量的硝态氮，此外，生物膜表层的硝化细菌将部分亚硝酸盐氧化为硝态氮，混合液进入缺氧MBBR池进一步脱氮，缺氧区投加YL缺氧生物填料，进入缺氧区的混合液，其中硝态氮在短程反硝化菌的作用下，利用微生物在厌氧区合成的內碳源，将硝态氮反硝化为亚硝态氮，生物填料上的厌氧氨氧化菌将短程反硝化生成的亚硝态氮与剩余的氨氮通过厌氧氨氧化作用进行自养脱氮，从而实现深度脱氮，整个AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
图1为本发明一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺的整体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，包括以下操作步骤：
S1：污水预处理：市政污水经组合格栅去除固体废弃物，经沉砂池去除无机颗粒物后进入生化系统；
S2：內碳源富集：预处理出水在厌氧生化池内聚磷菌及聚糖菌等微生物的作用下，利用厌氧区较长的水力停留时间将废水中有机物固定在微生物细胞内，形成內碳源，同时进行厌氧释磷；
S3：除磷处理：厌氧生化池出水进入好氧MBBR池，好氧池投加YL好氧生物填料，絮体污泥中聚磷菌在此区域利用溶解氧进行好氧过量吸磷，将含磷污染物从污水中去除；
S4：初步脱氮处理：好氧MBBR生物载体表层生物膜中的亚硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝态氮，进入生物膜内层与原水中的氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下进行自养脱氮，生成少量的硝态氮，此外，生物膜表层的硝化细菌将部分亚硝酸盐氧化为硝态氮，混合液进入缺氧MBBR池进一步脱氮；
S5：深度脱氮处理：缺氧区投加YL缺氧生物填料，进入缺氧区的混合液，其中硝态氮在短程反硝化菌的作用下，利用微生物在厌氧区合成的內碳源，将硝态氮反硝化为亚硝态氮，生物填料上的厌氧氨氧化菌将短程反硝化生成的亚硝态氮与剩余的氨氮通过厌氧氨氧化作用进行自养脱氮，从而实现深度脱氮，操作完成；
S6：污泥沉降性改良：缺氧池出水进入曝气池进行污泥沉降性改良，在曝气池利用曝气作用将活性污泥中剩余的內碳源氧化去除，防止进入二沉池的污泥发生污泥上浮，影响出水水质；
S7：污泥排放：污泥进行回流，二沉池内一部分污泥回流至厌氧区，维持整个生化系统絮体污泥的浓度，另一部分回流至缺氧区，为短程反硝化提供內碳源，余下部分的污泥以剩余污泥的形式排放至污泥浓缩池，经污泥脱水单元脱水后外运处置。
进一步的，污泥回流采用双污泥回流的运行方式，二沉池内一部分污泥回流至厌氧区，回流比为50％～100％，维持整个生化系统絮体污泥的浓度。
进一步的，二沉池内另一部分污泥回流至缺氧区，回流比为100％，为短程反硝化提供內碳源，余下部分脱水后外运处置。
进一步的，S3步骤中好氧池投加YL好氧生物填料，填充比不超过67％。
进一步的，S5步骤中缺氧区投加YL缺氧生物填料，填充比不超过67％。
进一步的，S2步骤中厌氧区较长的水力停留时间为4小时。
进一步的，好氧区及缺氧区均投加生物填料，可提高污水处理系统中主要功能菌的菌群丰度。
进一步的，好氧区及缺氧区利用短程硝化-厌氧氨氧化及短程反硝化-厌氧氨氧化作用进行自养脱氮。
进一步的，所述曝气池水力停留时间为0.5h左右，可提升污泥在二沉池中的沉降性。
工作原理：市政污水经组合格栅去除固体废弃物，经沉砂池去除无机颗粒物后进入生化系统，预处理出水在厌氧生化池内聚磷菌及聚糖菌等微生物的作用下，利用厌氧区较长的水力停留时间将废水中有机物固定在微生物细胞内，形成內碳源，同时进行厌氧释磷，厌氧生化池出水进入好氧MBBR池，好氧池投加YL好氧生物填料，絮体污泥中聚磷菌在此区域利用溶解氧进行好氧过量吸磷，将含磷污染物从污水中去除，好氧MBBR生物载体表层生物膜中的亚硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝态氮，进入生物膜内层与原水中的氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下进行自养脱氮，生成少量的硝态氮，此外，生物膜表层的硝化细菌将部分亚硝酸盐氧化为硝态氮，混合液进入缺氧MBBR池进一步脱氮，缺氧区投加YL缺氧生物填料，进入缺氧区的混合液，其中硝态氮在短程反硝化菌的作用下，利用微生物在厌氧区合成的內碳源，将硝态氮反硝化为亚硝态氮，生物填料上的厌氧氨氧化菌将短程反硝化生成的亚硝态氮与剩余的氨氮通过厌氧氨氧化作用进行自养脱氮，从而实现深度脱氮，操作完成，缺氧池出水进入曝气池进行污泥沉降性改良，在曝气池利用曝气作用将活性污泥中剩余的內碳源氧化去除，防止进入二沉池的污泥发生污泥上浮，影响出水水质，污泥进行回流，二沉池内一部分污泥回流至厌氧区，维持整个生化系统絮体污泥的浓度，二沉池内另一部分污泥回流至缺氧区，为短程反硝化提供內碳源，余下部分的污泥以剩余污泥的形式排放至污泥浓缩池，经污泥脱水单元脱水后外运处置，污泥回流采用双污泥回流的运行方式，二沉池内一部分污泥回流至厌氧区，回流比为50％～100％，维持整个生化系统絮体污泥的浓度，沉池内另一部分回流至缺氧区，回流比为100％，为短程反硝化提供內碳源，余下部分脱水后外运处置。利用AOA工艺在延长厌氧区水力停留时间，利用微生物合成內碳源进行短程反硝化作用，可减少原水中碳源的损耗，提高碳源利用率，将生化系统缺氧段置于好氧段后端，无需硝化液回流，大幅降低污水处理系统运行能耗，在好氧区及缺氧区均投加生物填料，可提高污水处理系统中主要功能菌的菌群丰度，提高污水处理系统的抗冲击负荷能力，降低好氧区及缺氧区的水力停留时间，减少占地面积，在好氧区及缺氧区分别利用短程硝化-厌氧氨氧化及短程反硝化-厌氧氨氧化作用进行自养脱氮，可大大降低好氧池曝气量，降低碳源需求量，可节省外碳源，甚至无需投加外碳源，缺氧区后置，无需硝化液回流，将内源反硝化与短程反硝化-厌氧氨氧化进行耦合，总氮去除率理论上可达100％，实现城市污水的深度脱氮。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：包括以下操作步骤：
S1：污水预处理：市政污水经组合格栅去除固体废弃物，经沉砂池去除无机颗粒物后进入生化系统；
S2：內碳源富集：预处理出水在厌氧生化池内聚磷菌及聚糖菌等微生物的作用下，利用厌氧区较长的水力停留时间将废水中有机物固定在微生物细胞内，形成內碳源，同时进行厌氧释磷；
S3：除磷处理：厌氧生化池出水进入好氧MBBR池，好氧池投加YL好氧生物填料，絮体污泥中聚磷菌在此区域利用溶解氧进行好氧过量吸磷，将含磷污染物从污水中去除；
S4：初步脱氮处理：好氧MBBR生物载体表层生物膜中的亚硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝态氮，进入生物膜内层与原水中的氨氮在厌氧氨氧化菌的作用下进行自养脱氮，生成少量的硝态氮，此外，生物膜表层的硝化细菌将部分亚硝酸盐氧化为硝态氮，混合液进入缺氧MBBR池进一步脱氮；
S5：深度脱氮处理：缺氧区投加YL缺氧生物填料，进入缺氧区的混合液，其中硝态氮在短程反硝化菌的作用下，利用微生物在厌氧区合成的內碳源，将硝态氮反硝化为亚硝态氮，生物填料上的厌氧氨氧化菌将短程反硝化生成的亚硝态氮与剩余的氨氮通过厌氧氨氧化作用进行自养脱氮，从而实现深度脱氮，操作完成；
S6：污泥沉降性改良：缺氧池出水进入曝气池进行污泥沉降性改良，在曝气池利用曝气作用将活性污泥中剩余的內碳源氧化去除，防止进入二沉池的污泥发生污泥上浮，影响出水水质；
S7：污泥排放：污泥进行回流，二沉池内一部分污泥回流至厌氧区，维持整个生化系统絮体污泥的浓度，另一部分回流至缺氧区，为短程反硝化提供內碳源，余下部分的污泥以剩余污泥的形式排放至污泥浓缩池，经污泥脱水单元脱水后外运处置。
2.根据权利要求1所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：所述污泥回流采用双污泥回流的运行方式，二沉池内一部分污泥回流至厌氧区，回流比为50％～100％，维持整个生化系统絮体污泥的浓度。
3.根据权利要求1所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：所述二沉池内另一部分污泥回流至缺氧区，回流比为100％，为短程反硝化提供內碳源，余下部分脱水后外运处置。
4.根据权利要求1所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：所述S3步骤中好氧池投加YL好氧生物填料，填充比不超过67％。
5.根据权利要求1所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：所述S5步骤中缺氧区投加YL缺氧生物填料，填充比不超过67％。
6.根据权利要求1所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：所述S2步骤中厌氧区较长的水力停留时间为4小时。
7.根据权利要求1所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：所述好氧区及缺氧区均投加生物填料，可提高污水处理系统中主要功能菌的菌群丰度。
8.根据权利要求1所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：所述好氧区及缺氧区利用短程硝化-厌氧氨氧化及短程反硝化-厌氧氨氧化作用进行自养脱氮。
9.根据权利要求1所述的一种AOA耦合厌氧氨氧化深度脱氮除磷工艺，其特征在于：所述曝气池水力停留时间为0.5h左右，可提升污泥在二沉池中的沉降性。
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