CN113185055A

CN113185055A - 一种改良a2o脱氮除磷反应器及污水处理方法

Info

Publication number: CN113185055A
Application number: CN202110432450.8A
Authority: CN
Inventors: 李海波; 郭建博; 周北海; 刘波文; 侯雅男; 宋圆圆; 程贵阳; 彭雷
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB; Tianjin Chengjian University
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB; Tianjin Chengjian University
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2021-07-30

Abstract

本发明属于废水或污水的生物处理领域，具体涉及一种改良A²O脱氮除磷反应器及污水处理方法。本发明提供的改良A²O脱氮除磷反应器包括反应池与二沉池，其中反应池借助隔板依次分隔为折流连通的预缺氧区、厌氧释磷区、异养‑硫自养反硝化区和同步硝化硫自养反硝化区，通过在缺氧区将异养‑硫自养反硝化耦合，好氧区将硝化和硫自养反硝化耦合，在缩短低碳氮比污水脱氮工艺流程的同时提高了氮、磷污染物的去除效率，具有较高的适用性。

Description

一种改良A2O脱氮除磷反应器及污水处理方法

技术领域

本发明属于废水或污水的生物处理领域，具体涉及一种改良A²O脱氮除磷反应器及污水处理方法。

背景技术

近年来研究人员在重新审视传统生物脱氮除磷技术不足的基础上，不断研发针对低碳氮比污水的脱氮除磷新技术，如同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、反硝化除磷以及厌氧氨氧化脱氮技术等。但是，这些新型脱氮工艺流程复杂，并且在应用过程中需要精确控制运行条件，如温度、pH、碱度、溶解氧等，严格的运行条件限制了新型脱氮工艺的应用范围，去除性能稳定也无法保证，因此亟需开发去除性能稳定、适应性强、成本低的脱氮除磷新工艺，实现低碳氮比进水条件下脱氮污染物的高效稳定去除。

发明内容

针对现有技术中污水脱氮除磷工艺流程复杂，在应用中需要精确控制反应条件，适用性差且污水处理效果不稳定的技术问题，本发明提供一种改良A²O 脱氮除磷反应器，该反应器将改良A²O工艺与硫自养反硝化工艺、同步硝化硫自养反硝化、传统厌氧/好氧生物除磷、反硝化除磷及混凝沉淀除磷过程有机结合，并通过分段进水的运行策略调控进水碳源的分配，实现有机物、氮、磷污染物的协同高效去除。

为了解决上述技术问题，本发明实施例采用了如下技术方案：

一种改良A²O脱氮除磷反应器，所述反应器包括反应池与二沉池；

所述反应池借助隔板依次分隔为折返连通的预缺氧区、厌氧释磷区、异养- 硫自养反硝化区、同步硝化硫自养反硝化区，所述预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区和同步硝化硫自养反硝化区分别用于填充活性污泥处理污水；

其中，所述异养-硫自养反硝化区内还设有由硫磺颗粒与黄铁矿颗粒填充的第一生化球填料，用于硫自养反硝化与异养反硝化的耦合；

所述同步硝化硫自养反硝化区内还设有硫磺颗粒与黄铁矿颗粒填充的第二生化球填料，用于含氮污水的硝化以及硫自养反硝化反应同步进行；

所述同步硝化硫自养反硝化区的出水一部分回流至所述异养-硫自养反硝化区，一部分通过管路溢流至所述二沉池的入水口，所述二沉池底部设有污泥出口，其中一部分污泥通过污泥回流管路回流至所述预缺氧区。

相对于现有技术，本发明所提供的改良A²O脱氮除磷反应器采用硫磺-黄铁矿颗粒填充的生化球作为填料，在缺氧区将异养-硫自养反硝化进行耦合，好氧区将同步硝化硫自养反硝化耦合，同时利用传统厌氧/好氧生物除磷、反硝化除磷和混凝沉淀除磷保证磷的高效去除，在缩短低碳氮比污水脱氮工艺流程的同时提高了氮、磷污染物的去除效率，当进水COD/N比在3～8之间时，对氮、磷的处理效率可稳定达到90％及75％以上，出水总氮、总磷浓度分别维持在3 mg/L及0.5mg/L以下，具有较好的适用性。

在其中一个实施例中，所述异养-硫自养反硝化区中第一生化球填料和所述同步硝化硫自养反硝化区中第二生化球填料的填充比为10～30％；所述第一生化球和第二生化球填料中，硫磺颗粒与黄铁矿颗粒的体积比为1：1～3，填料孔隙率为40～60％；所述硫磺颗粒与黄铁矿颗粒的粒径为3～5mm。

在其中一个实施例中，所述同步硝化硫自养反硝化区的池底设置有曝气装置，可选择的，所述曝气装置为曝气头；所述预缺氧区、厌氧释磷区、异养- 硫自养反硝化区内均设置搅拌桨。

以及，本发明实施例还提供一种污水处理方法，基于上述改良A²O脱氮除磷反应器，具体包括如下步骤：

S1、向所述预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区和同步硝化硫自养反硝化区同时加入污水与活性污泥混合液，随后向所述预缺氧区、厌氧释磷区和异养-硫自养反硝化区连续进水，并将所述二沉池内的一部分污泥回流至所述预缺氧区，所述同步硝化硫自养反硝化区的硝化液的一部分回流至所述异养- 硫自养反硝化区；

S2、在所述预缺氧区，活性污泥中的反硝化菌利用分段进水中的有机物去除回流污泥携带的硝酸盐，去除完硝态氮的泥水混合液进入所述厌氧释磷区；

在所述厌氧释磷区，活性污泥中的聚磷菌利用分段进水中的有机物进行磷的释放过程，随后泥水混合液进入所述异养-硫自养反硝化区；

在所述异养-硫自养反硝化区，接收同步硝化硫自养反硝化区的回流硝化液及部分进水，活性污泥中的异养反硝化菌利用分段进水中的有机物进行异养反硝化，硫自养反硝化菌利用所述第一生化球填料中的硫磺和黄铁矿颗粒进行自养反硝化，所述第一生化球填料中黄铁矿在硫自养反硝化过程中释放的铁离子用于磷的混凝沉淀，反硝化除磷菌利用硝酸盐进行反硝化除磷反应；随后，泥水混合液进入所述同步硝化硫自养反硝化区；

在所述同步硝化硫自养反硝化区，所述第二生化球填料上的生物膜外层好氧硝化菌将氨氮氧化为硝氮或亚硝氮；生物膜内层处于缺氧状态，硫自养反硝化细菌利用硫磺和黄铁矿填料将硝氮或亚硝氮还原为氮气，实现硝化和硝化硫自养反硝化的同步进行，活性污泥中的聚磷菌完成过量吸磷，同时所述第二生化球填料上硫自养反硝化过程中释放的铁离子用于混凝沉淀除磷，并通过硝化液回流将部分硝化液回流至异养-硫自养反硝化区进行硝态氮的去除；

S3、同步硝化硫自养反硝化区的泥水混合液进入二沉池，在所述二沉池实现泥水分离，形成上部的上清液与底部污泥；所述上清液作为出水排放，所述底部污泥中的一部分回流至预缺氧区，其余作为剩余污泥。

与现有技术相比，本生产方法改良A²O工艺分为预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区、同步硝化硫自养反硝化区。

其中，预缺氧区接收回流污泥及部分进水，预缺氧区的微生物利用进水中的有机物将回流污泥携带的硝酸盐经反硝化被还原为氮气，为后续厌氧释磷区聚磷菌的释磷过程消除硝酸盐的影响。

厌氧释磷区接收大部分进水及预缺氧区去除硝酸盐的回流污泥，该区中的聚磷菌利用进水中的有机物进行磷的释放过程。

异养-硫自养反硝化区接收同步硝化硫自养反硝化区的回流硝化液及部分进水，在该功能区中异养反硝化菌利用进水中的有机物，而硫自养反硝化菌利用第一生化球填料中的硫磺和黄铁矿颗粒进行自养反硝化，并利用第一生化球填料中的黄铁矿在自养反硝化过程中释放的铁离子进行磷的混凝沉淀，以及反硝化除磷菌利用硝酸盐进行反硝化除磷反应。

在同步硝化硫自养反硝化区，生化球填料上的生物膜外层好氧硝化细菌将氨氮氧化为硝氮或亚硝氮；生物膜内层处于缺氧状态，硫自养反硝化细菌利用硫磺和黄铁矿填料将硝氮或亚硝氮还原为氮气，实现了硝化和硫自养反硝化的同步进行；活性污泥中的聚磷菌完成过量吸磷；同时所述第二生化球填料上硫自养反硝化过程中释放的铁离子可以用于混凝沉淀除磷；并通过硝化液回流将剩余回流至异养-硫自养反硝化区进行硝态氮的去除。通过二沉池实现泥水分离，并将污泥回流至预缺氧区保证这个改良A²O反应器中的污泥浓度，各部之间相互协调促进，共同实现了污水中有机物、氮、磷污染物的高效去除。

优选地，步骤S1中所述预缺氧区、厌氧释磷区与异养-硫自养反硝化区连续进水时的进水比例依次为10％～30％、40％～70％、20％～30％。

10％～30％的预缺氧区进水比例，可以为预缺氧区中的反硝化菌提供足量的有机物，保证回流污泥中携带的硝氮、亚硝氮的去除，避免其对后续厌氧释磷区释磷过程的影响，40％～70％的厌氧释磷区进水比例，可以为释磷过程提供足够的有机物，保证释磷除磷效果，20％～30％的异养-硫自养反硝化区进水比例，可以保证来自同比硝化硫自养反硝化区的回流液中的硝酸盐得到最大程度的去除，保证脱氮效率。

优选地，步骤S1中所述第一生化球填料或第二生生化球填料表面还接种有污泥，所述污泥的接种量为4～8g/L填料。

优选地，连续进水反应过程中，所述反应池的的活性污泥的浓度为 2500～3500mg/L，污泥龄维持在20～30d；所述预缺氧区、厌氧释磷区、异养- 硫自养反硝化区、同步硝化硫自养反硝化区、二沉池的水力停留时间依次为 0.8～2h、1.5～3.0h、2.0～4.0h、4.0～6.0h、1.5～3h；同步硝化硫自养反硝化区溶解氧浓度维持在2.0±0.3mg/L。

优选地，S1中所述同步硝化硫自养反硝化区内含硝氮混合液回流至异养- 硫自养反硝化区的料液回流比为100％～200％；二沉池内的污泥回流至预缺氧区的料液回流比为50％～100％。

附图说明：

图1为本发明提供的的改良A²O脱氮除磷反应器的结构示意图；

图2为本发明的提供的改良A²O脱氮除磷反应器内的污染物的沿程变化；

图3为本发明提供的改良A²O脱氮除磷反应器的各功能区对污染物去除的贡献率。

图中：1-预缺氧区，2-厌氧释磷区，3-异养-硫自养反硝化区，4-同步硝化硫自养反硝化区，5-二沉池，6-硝化液回流管路，7-污泥回流管路，8-剩余污泥排出管路，9-曝气装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，现对本发明提供的改良A²O脱氮除磷反应器进行说明，该改良A²O脱氮除磷反应器包括：反应池与二沉池5。

所述反应池包括借助隔板依次分隔为折流连通的预缺氧区1、厌氧释磷区 2、异养-硫自养反硝化区3和同步硝化硫自养反硝化区4，所述预缺氧区1、厌氧释磷区2、异养-硫自养反硝化区3和同步硝化硫自养反硝化区4分别用于填充活性污泥处理污水；其中，所述异养-硫自养反硝化区3内还设有由硫磺颗粒与黄铁矿颗粒填充的第一生化球填料，用于硫自养反硝化与异养反硝化的耦合；所述同步硝化硫自养反硝化区4内还设有硫磺颗粒与黄铁矿颗粒填充的第二生化球填料，用于含氮污水的硝化以及硫自养反硝化反应同步进行；所述同步硝化硫自养反硝化区4的出水一部分经硝化液回流管路6回流至所述异养-硫自养反硝化区3，一部分通过管路溢流至所述二沉池5的入水口，所述二沉池5底部设有污泥出口，其中一部分污泥通过污泥回流管路7回流至所述预缺氧区1。

本实施例提供的改良A²O脱氮除磷反应器的有益效果在于，本发明所提供的改良A²O脱氮除磷反应器在异养-硫自养反硝化区设有由硫磺颗粒与黄铁矿颗粒填充的第一生化球填料，将异养-硫自养反硝化进行耦合，在同步硝化硫自养反硝化区设有硫磺颗粒与黄铁矿颗粒填充的第二生化球填料，将同步硝化硫自养反硝化耦合，利用传统厌氧/好氧生物除磷、反硝化除磷、混凝沉淀除磷保证磷的高效去除，在缩短低碳氮比污水脱氮工艺流程的同时提高了氮、磷污染物的去除效率，当进水COD/N比在3～8之间时，对氮、磷的处理效率可稳定达到90％及75％以上，出水总氮、总磷浓度分别维持在3mg/L及0.5mg/L以下，具有较好的适用性

为保证微生物的自然挂膜，进一步提升装置对污水的处理效果，所述异养- 硫自养反硝化区中第一生化球填料的填充比或所述同步硝化硫自养反硝化区中第二生化球填料的填充比为10～30％；所述生化球填料中硫磺颗粒与黄铁矿颗粒的体积比为1：1～3，填料孔隙率为40～60％；所述硫磺颗粒与黄铁矿颗粒的粒径为3～5mm。

作为本发明提供的改良A²O脱氮除磷反应器的一种具体实施方式，所述预缺氧区1、厌氧释磷区2、异养-硫自养反硝化区3与同步硝化硫自养反硝化区 4之间设置穿孔隔板，预氧化区1和厌氧释磷区2之间的隔板下部开孔，厌氧释磷区2和异养-硫自养反硝化区3之间的隔板上部开孔，异养-硫自养反硝化区3与同步硝化硫自养反硝化区4之间的隔板下部开孔。开孔直径为10～20mm, 相邻两孔中心距离为10～15mm,开孔区域面积为孔板浸水面积的1/3～1/4，上部开孔的隔板，自液面处开始开孔，下部开孔的隔板，自板底开始开孔。

本实施例中，为了保证活性污泥中和生物膜表面的硝化菌以及悬浮的聚磷菌的适宜的条件，完成磷的过量吸收及氨氮至硝氮或亚硝氮的转化，所述同步硝化硫自养反硝化区4的池底设置有曝气装置9，可选择的，所述曝气装置9 为曝气头；为促进泥水混合，防止污泥大量沉淀，提高污染物与活性污泥的接触机会，所述预缺氧区1、厌氧释磷区2、异养-硫自养反硝化区3内均设置搅拌桨。

本实施例中，为了便于处理液和活性污泥的流通，在各个污水和污泥的输入端和段间均设有动力泵：在所述改良A²O脱氮除磷反应器的入口处，二沉池的底部污泥出口与预缺氧区底部的进泥口之间的污泥回流管路7上设有污泥回流泵，同步硝化硫自养反硝化区与异养-硫自养反硝化区之间的硝化液回流管路 6上设有硝化液回流泵。

本发明反应前的预处理过程包括：接种污泥、完成污泥驯化、连续进水进行污水处理，具体包括以下步骤：

S1、向所述预缺氧区1、厌氧释磷区2、异养-硫自养反硝化区3和同步硝化硫自养反硝化区4中同时加入污水与普通污水处理厂的活性污泥，控制所述反应器中的污泥浓度在2500～3500mg/L，选取3～5mm的硫磺颗粒和黄铁矿颗粒作为填料混合均匀后填入所述第一生化球和第二生化球，将活性污泥按4～8g/L 填料的标准接种至所述第一生化球、和第二生化球后分别填充至所述异养-硫自养反硝化区3同步硝化硫自养反硝化区4，污水按10％～30％：40％～70％： 20％～30％的比例分别泵入预缺氧区1、厌氧释磷区2和异养-硫自养反硝化区3，并使所述二沉池5内的污泥经污泥回流管路7回流至所述预缺氧区1，所述同步硝化硫自养反硝化区4的硝化液经硝化液回流管路6回流至所述异养-硫自养反硝化区3，连续流运行48～72h，完成污泥驯化及填料挂膜，进行分段连续进水；

S2、所述预缺氧区1接纳10％～30％的进水和来自二沉池5的回流污泥，在所述预缺氧区1中，活性污泥中的反硝化菌利用10％-30％进水中的有机物去除回流污泥中所携带的硝酸盐，去除完硝酸盐的泥水混合液经穿孔隔板下部进入所述厌氧释磷区2；

所述厌氧释磷区2接纳40～70％的进水，在所述厌氧释磷区2中，活性污泥中的聚磷菌利用进水中的有机物进行磷的释放过程，随后泥水混合液经穿孔隔板上部进入所述异养-硫自养反硝化区3；

所述异养-硫自养反硝化区3接纳20％～30％的进水和来自同步硝化硫自养反硝化区的回流硝化液，在所述异养-硫自养反硝化区3中，异养反硝化菌和硫自养反硝化菌分别利用进水中的有机物及第一生化球内的硫磺颗粒与黄铁矿颗粒作为电子供体，将经硝化液回流泵由硝化液回流管路6回流至异养-硫自养反硝化区3的硝氮、亚硝氮进行异养和自养反硝化反应。同时，在该功能区进行反硝化除磷，以及利用黄铁矿反硝化过程中释放的铁进行絮凝沉淀除磷，随后经穿孔隔板上部进入所述同步硝化硫自养反硝化区4。

在所述同步硝化硫自养反硝化区4中，活性污泥中以及生物膜表面的硝化菌以及悬浮的聚磷菌，完成磷的过量吸收及氨氮至硝氮或亚硝氮的转化；生物膜内层处于缺氧状态，硫自养反硝化细菌利用第二生化球内的硫磺颗粒与黄铁矿颗粒将硝氮或亚硝氮还原为氮气，实现同步硝化硫自养反硝化，在此过程中释放的铁离子可以混凝沉淀除磷，并通过硝化液回流管路6将部分硝化液回流至异养-硫自养反硝化区进行硝态氮的去除，随后泥水混合液进入二沉池5；

S3、泥水混合液在二沉池5内完成泥水分离，形成上部上清液与底部污泥，其中上清液作为出水排放，底部污泥中的一部分作为回流污泥回流至预缺氧区 1，保证反应器中的污泥浓度，另一部分作为剩余污泥经剩余污泥排出管路8 排出进行回收。

预缺氧区1、厌氧释磷区2、异养-硫自养反硝化区3、同步硝化硫自养反硝化区4、二沉池5水力停留时间分别为0.8～2h、1.5～3.0h、2.0～4.0h、4.0～6.0 h、1.5～3.0h。污泥回流比与硝化液回流比设置为50％～100％和100％～200％。同步硝化硫自养反硝化区溶解氧浓度维持在2.0±0.3mg/L，污泥龄维持在20～30 d。

实施例1

本实施例提供一种污水处理方法，采用上述改良A²O脱氮除磷反应器，其中，装置进水采用取自天津市某污水处理厂市政管网，其水质为COD 180±37 mg/L、TN 40.7±6.6mg/L、NH₄ ⁺-N 35.7±5.8mg/L、NO₃ ^--N 0.52±0.43mg/L、TP 1.92±0.37mg/L，COD/TN比为3.0～5.0，具体处理过程为：

20％的进水和回流污泥分别经进水泵和污泥回流管进入预缺氧区，反硝化菌在预缺氧区利用20％进水中的有机物去除回流污泥中所携带的硝酸盐；

去除完硝态氮的泥水混合液经穿孔隔板下部进入厌氧释磷区，同时厌氧释磷区接纳50％的进水；聚磷菌利用进水中的有机物在厌氧释磷区进行磷的释放过程，随后经穿孔隔板下部进入异养-硫自养反硝化区，

同时异养-硫自养反硝化区接纳30％的进水，异养和硫自养反硝化菌分别利用进水中的有机物及第一生化球中的硫磺颗粒与黄铁矿颗粒作为电子供体，将经硝化液回流泵由硝化液回流管路回流至异养-硫自养反硝化区的硝氮进行反硝化反应，随后经穿孔隔板上部进入同步硝化硫自养反硝化区；同时，在异养- 硫自养反硝化区进行反硝化除磷以及磷的絮凝沉淀反应。

同步硝化硫自养反硝化区底部布设有曝气头，经曝气保证同步硝化硫自养反硝化区溶解氧浓度维持在2.0±0.3mg/L，为活性污泥中的聚磷菌的聚磷反应和硝化菌的硝化反应提供适宜的条件，完成磷的过量吸收以及氨氮至硝氮或亚硝氮的转化。同时，硫自养反硝化细菌利用第二生化球内的硫磺颗粒与黄铁矿颗粒将硝氮或亚硝氮还原为氮气，实现了同步硝化硫自养反硝化，在此过程中释放的铁离子可以混凝沉淀除磷。

随后，同步硝化硫自养反硝化区出水进入竖流式二沉池，在二沉池完成泥水分离，而二沉池底部的污泥一部分作为回流污泥通过污泥回流泵经由污泥回流管路返回预缺氧区以保证改良A²O脱氮除磷反应器的污泥浓度，一部分污泥则作为剩余污泥进行回收。

预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区、同步硝化硫自养反硝化区、二沉池水力停留时间分别为1.0h、2.0h、3.5h、5.0h、2.0h。进入预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区的分段进水比例为20％、50％、30％。污泥回流比与硝化液回流比设置为75％和150％。异养-硫自养反硝化区和同步硝化硫自养反硝化区生化球填料的填充比分别为15％和15％。同步硝化硫自养反硝化区溶解氧浓度维持在2.0±0.3mg/L，污泥龄维持在20-30d。

采用本发明提供的改良A²O脱氮除磷反应器和处理方法处理污水所得污染物的沿程变化如图2所示，各功能区对污染物去除的贡献率如图3所示。

图2、图3中横坐标的数值分别表示：12-装置进水，1-预缺氧区，2-厌氧释磷区，3-异养-硫自养反硝化区，4-同步硝化硫自养反硝化区，5-二沉池。

从图2和图3可以看出，本发明提供的改良A²O脱氮除磷反应器出水COD、 NH4⁺-N出水平均浓度分别为35.4mg/L和1.3mg/L，平均去除率为80.3％和96.3％，达到了良好的去除效果。对于氮的去除，由于该工艺将异养-硫自养、同步硝化硫自养反硝化进行耦合，二沉出水TN平均浓度为2.3mg/L，去除率达95％以上。对于磷的去除，由于设置的预反应区去除了回流污泥中的硝酸盐，且40％-60％进水分配进入厌氧释磷区，该区取得了良好的释磷效果，并且异养 -硫自养反硝化区的反硝化除磷过程、同步硝化硫自养反硝化区的过量吸磷过程以及黄铁矿释放铁离子对磷的絮凝沉淀作用，使TP平均出水浓度降至0.5 mg/L，平均去除率达80％以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种改良A²O脱氮除磷反应器，其特征在于，所述反应器包括反应池与二沉池；

所述反应池借助隔板依次分隔为折流连通的预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区和同步硝化硫自养反硝化区，所述预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区和同步硝化硫自养反硝化区分别用于填充活性污泥处理污水；

所述同步硝化硫自养反硝化区内还设有硫磺颗粒与黄铁矿颗粒填充的第二生化球填料，用于含氮污水的硝化以及硫自养反硝化同步进行；

2.根据权利要求1所述的改良A²O脱氮除磷反应器，其特征在于，所述异养-硫自养反硝化区中第一生化球填料的填充比或所述同步硝化硫自养反硝化区中第二生化球填料的填充比为10～30％；和/或

所述第一生化球填料或第二生化球填料中，硫磺颗粒与黄铁矿颗粒的体积比为1：1～3，填料孔隙率为40～60％。

3.根据权利要求1所述的改良A²O脱氮除磷反应器，其特征在于，所述硫磺颗粒与黄铁矿颗粒的粒径为3～5mm。

4.根据权利要求1所述的改良A²O脱氮除磷反应器，其特征在于，所述同步硝化硫自养反硝化区的池底设置有曝气装置；

所述预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区内均设置搅拌桨。

5.一种污水处理方法，基于权利要求1-4任一项所述的改良A²O脱氮除磷反应器，其特征在于，包括：

S1、向所述预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区和同步硝化硫自养反硝化区同时加入污水与活性污泥混合液，随后向所述预缺氧区、厌氧释磷区和异养-硫自养反硝化区连续进水，并将所述二沉池内的一部分污泥回流至所述预缺氧区，所述同步硝化硫自养反硝化区的硝化液的一部分回流至所述异养-硫自养反硝化区；

在所述异养-硫自养反硝化区，接收同步硝化硫自养反硝化区的回流硝化液及部分进水，活性污泥中的异养反硝化菌利用分段进水中的有机物进行异养反硝化，硫自养反硝化菌利用所述第一生化球填料中的硫磺和黄铁矿颗粒进行自养反硝化；所述第一生化球填料中的黄铁矿在硫自养反硝化过程中释放的铁离子用于磷的混凝沉淀，反硝化除磷菌利用硝酸盐进行反硝化除磷反应；随后，泥水混合液进入所述同步硝化硫自养反硝化区；

在所述同步硝化硫自养反硝化区，所述第二生化球填料上的生物膜外层好氧硝化菌将氨氮氧化为硝氮或亚硝氮；生物膜内层处于缺氧状态，硫自养反硝化细菌利用硫磺和黄铁矿填料将硝氮或亚硝氮还原为氮气，实现硝化和硫自养反硝化的同步进行；活性污泥中的聚磷菌完成过量吸磷，同时所述第二生化球填料上硫自养反硝化过程中释放的铁离子用于混凝沉淀除磷，并通过硝化液回流将部分硝化液回流至异养-硫自养反硝化区进行硝态氮的去除；

S3、同步硝化硫自养反硝化区的泥水混合液进入二沉池，在所述二沉池实现泥水分离，形成上部的上清液与底部污泥；所述上清液作为出水排放、所述底部污泥中的一部分回流至预缺氧区、其余作为剩余污泥。

6.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述预缺氧区、厌氧释磷区与异养-硫自养反硝化区连续进水时的进水比例分依次为10％～30％、40％～70％、20％～30％。

7.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，所述第一生化球填料或第二生生化球填料表面还接种有污泥，所述污泥的接种量为4～8g/L填料。

8.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，连续进水反应过程中，所述反应池的的活性污泥的浓度为2500～3500mg/L，污泥龄维持在20～30d；

所述预缺氧区、厌氧释磷区、异养-硫自养反硝化区、同步硝化硫自养反硝化区、二沉池的水力停留时间依次为0.8～2h、1.5～3.0h、2.0～4.0h、4.0～6.0h、1.5～3h；

同步硝化硫自养反硝化区溶解氧浓度维持在2.0±0.3mg/L。

9.根据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，S1中所述同步硝化硫自养反硝化区内含硝氮混合液回流至异养-硫自养反硝化区的料液回流比为100％～200％；二沉池内的污泥回流至预缺氧区的料液回流比为50％～100％。