CN115093022A - 一种aaoo极限脱氮除磷处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种AAOO极限脱氮除磷处理系统及工艺，其系统包括污水处理池，污水处理池内部设有厌氧区、缺氧区、好氧区和低氧区；本发明减小了内回流比，减少混合液中回流溶解氧含量，提升缺氧区缺氧效果，提高工艺的脱氮效率，同时好氧区有效容积较传统工艺较小，避免污泥曝气过度，节省曝气量，污水在好氧区完成硝化反应，以及通过缺氧及快速好氧的不平衡生长状态中完成胞内碳源积累，从而在低氧区利用硝态氮为电子受体进一步降低污水中氮磷含量，低氧区硝态氮含量降低，内回流量比较传统工艺有所减少，进一步降低了缺氧段反硝化负荷，减少外部碳源需求，外部碳源可减少30%以上，污泥产量低，工程投资和运行费用均得到降低。

Description

一种AAOO极限脱氮除磷处理系统及工艺

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种AAOO极限脱氮除磷处理系统及工艺。

背景技术

近年来，我国污水处理行业已颇具规模，水污染防治效果显著，截止至2020年，我国城市污水处理厂2618座，日处理污水19267万立方米，处理规模大，而目前污水厂主流脱氮除磷工艺都基于反硝化脱氮和聚磷菌除磷理论，培养单一生物处理系统，依次处理单类污染物，缺氧区为创造反硝化条件需投加大量碳源，好氧区满足硝化反应和好氧吸磷反应，加大污水曝气量，从而增加了污水厂运行成本和一次性工程投资，同时污泥产生量大，污泥处置也成功我国急需解决一大难点。

随着国家对水环境生态整治日益严格，各省市环保部门逐步提高污水厂入河排污的标准,由执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准提高至执行《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅳ类水体标准，总磷总氮出水不断严格，给污水厂运营带来极大挑战，污水厂只能不断增加深度处理总磷和总氮工艺，进一步增加了污水处理运行成本和工程投资，因此，本发明提出一种AAOO极限脱氮除磷处理系统及工艺以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种AAOO极限脱氮除磷处理系统及工艺，解决现有的污水处理方法污泥产量多、工程投资大以及运行费用高的问题。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，包括污水处理池，所述污水处理池内部设有厌氧区、缺氧区、好氧区和低氧区，所述厌氧区、缺氧区、好氧区和低氧区在污水处理池内从左至右依次分布并通过隔板分隔，所述污水处理池靠近厌氧区的一侧上部设有接入厌氧区的进水管和污泥回流管，所述低氧区底部远离厌氧区的一侧设有混合液回流泵，所述混合液回流泵的输出端通过混合液回流管与缺氧区连接，所述污水处理池靠近低氧区的一侧上部设有接入低氧区的出水管，所述好氧区和低氧区内部底端均设有曝气设施。

进一步改进在于：所述厌氧区通过底部的出水口与缺氧区连通，所述缺氧区通过上部的出水口与好氧区连通，所述好氧区底部的出水口与低氧区连通。

进一步改进在于：所述好氧区的主要功能为硝化反应、内碳源积累和好氧吸磷，且硝化反应速率低于内碳源积累和好氧吸磷，所述好氧区溶解氧维持在2.0mg/L以上。

进一步改进在于：所述低氧区利用好氧区硝化反应产生硝态氮为化合氧，消耗积累的内碳源进行脱氮除磷反应，所述低氧区容积与好氧区吸磷容积比值为2～3:1，所述好氧区溶解氧维持在2.0mg/L以上，所述低氧区溶解氧维持在1.0mg/L以下。

进一步改进在于：所述曝气设施上设有空气调整阀门，所述曝气设施在好氧区采用加密布置的方式布置，所述低氧区内的曝气设施的密度低于好氧区内的曝气设施的密度。

进一步改进在于：所述厌氧区和缺氧区内均安装有搅拌设施，所述厌氧区溶解氧控制在0.2mg/L以下，所述缺氧区溶解氧控制在0.5mg/L以下。

进一步改进在于：所述出水管远离污水处理池的一端连接有二沉池，所述二沉池内的污泥回流至厌氧区并与进水混合，且污泥回流比控制为70%～100%，所述低氧区通过混合液回流泵，回流硝化液至缺氧区，且硝化液的回流比控制为200%～300%。

一种AAOO极限脱氮除磷工艺，包括以下步骤：先利用进水管将待处理污水注入污水处理池，污水注入污水处理池后由厌氧区、缺氧区、好氧区和低氧区在污水处理池中串联进行生物处理，先在厌氧区进行厌氧释磷，同时聚磷菌利用污水中有机物合成PHB，随后污水进入缺氧区，与低氧区回流混合液混合，去除污水中硝态氮，完成反硝化反应，缺氧区出水进入好氧区，一方面聚磷菌利用体内PHB好氧吸磷，硝化菌将氨氮转化为硝态氮完成硝化反应，另一方面微生物通过厌氧缺氧至好氧不平衡生长环境，完成胞内碳源积累，随后好氧区出水进入低氧区，由于溶解氧不足，微生物以分子氧为电子受体利用胞内碳源生长代谢，微生物以硝态氮为电子受体利用胞内碳源和污水中磷酸盐完成合成代谢，实现极限脱氮除磷目，经生物处理后的污水经低氧区末端的出水管进入二沉池进行泥水分离，然后二沉池中排出的回流污泥80～100％进入污水处理池内首端的厌氧区内并与污水混合，之后低氧区末端采用混合液回流泵含有硝态氮混合液回流至缺氧区。

本发明的有益效果为：本发明通过在污水处理池中设置厌氧区、缺氧区、好氧区和低氧区，减小了内回流比，减少混合液中回流溶解氧含量，提升缺氧区缺氧效果，提高工艺的脱氮效率，同时好氧区有效容积较传统工艺较小，避免污泥曝气过度，节省曝气量，污水在好氧区完成硝化反应，以及通过缺氧及快速好氧的不平衡生长状态中完成胞内碳源积累，从而在低氧区利用硝态氮为电子受体进一步降低污水中氮磷含量，低氧区硝态氮含量降低，内回流量比较传统工艺有所减少，进一步降低了缺氧段反硝化负荷，减少外部碳源需求，外部碳源可减少30%以上，污泥产量低，工程投资和运行费用均得到降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的系统结构示意图。

其中：1、污水处理池；2、厌氧区；3、缺氧区；4、好氧区；5、低氧区；6、进水管；7、污泥回流管；8、混合液回流泵；9、混合液回流管；10、出水管；11、曝气设施。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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作出创造性劳动前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1，本实施例提供了一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，包括污水处理池1，污水处理池1内部左至右依次分布有厌氧区2、缺氧区3、好氧区4和低氧区5，厌氧区2、缺氧区3、好氧区4和低氧区5在污水处理池1内从左至右依次连通并通过隔板分隔，污水在污水处理池中经历两次有氧阶段，第一阶段好氧区4为内碳源积累阶段和聚磷菌好氧吸磷，第二阶段低氧区5为极限脱氮，微生物利用硝态氮化合氧代谢内碳源，同时吸收磷酸盐进行合成代谢，实现极限脱氮除磷，同时低氧环境避免溶解氧不足聚磷菌释磷和溶解氧过度或过长造成聚磷菌好氧吸磷逆反应，影响出水总磷，污水处理池1靠近厌氧区2的一侧上部设有接入厌氧区2的进水管6和污泥回流管7，低氧区5底部远离厌氧区2的一侧设有混合液回流泵8，混合液回流泵8的输出端通过混合液回流管9与缺氧区3连接，混合液回流管9位于缺氧区3内的一端位于缺氧区3上部，污水处理池1靠近低氧区5的一侧上部设有接入低氧区5的出水管10，处理后的污水从出水管10流出并进入下一阶段处理设置，即二沉池，好氧区4和低氧区5内部底端均设有曝气设施11。

厌氧区2通过底部的出水口与缺氧区3连通，缺氧区3通过上部的出水口与好氧区4连通，好氧区4底部的出水口与低氧区5连通，以便于污水依次流经厌氧区2、缺氧区3、好氧区4和低氧区5。

好氧区4的主要功能为硝化反应、内碳源积累和好氧吸磷，且硝化反应速率低于内碳源积累和好氧吸磷，硝化反应速率低于内碳源积累和好氧吸磷，好氧区4溶解氧维持在2.0mg/L以上。

低氧区5利用好氧区4硝化反应产生硝态氮为化合氧，消耗积累的内碳源进行脱氮除磷反应，低氧区5容积与好氧区4吸磷容积比值为2～3:1，污水处理池1内污泥平均混合浓度为4g/L～6g/L，好氧区4溶解氧维持在2.0mg/L以上，低氧区5溶解氧维持在1.0mg/L以下，曝气设施11的风量以此进行选取。

曝气设施11上设有用于控制溶解氧浓度的空气调整阀门，曝气设施11在好氧区4采用加密布置的方式布置，低氧区5内的曝气设施11的密度为好氧区4内的曝气设施11的密度的一半，从而减少曝气量，即实现节能低碳运行。

厌氧区2和缺氧区3内均安装有用于充分混合回流污泥和硝化液搅拌设施，厌氧区2溶解氧控制在0.2mg/L以下，缺氧区3溶解氧控制在0.5mg/L以下。

出水管10远离污水处理池1的一端连接有二沉池，二沉池为现有的常规二沉池，无特殊要求，二沉池内污泥浓度按8～10g/L控制，二沉池内的污泥回流至厌氧区2并与进水混合，且污泥回流比控制为70%～100%，低氧区5通过混合液回流泵8，回流硝化液至缺氧区2，且硝化液的回流比控制为200%～300%。

图1中箭头方向为水流走向，系统运行过程中适时调节各项运行参数，使整个生物处理系统的运行效果达到设计要求。

实施例二

本实施例提供了一种AAOO极限脱氮除磷工艺，包括以下步骤：先利用进水管6将待处理污水注入污水处理池1，污水注入污水处理池1后由厌氧区2、缺氧区3、好氧区4和低氧区5在污水处理池1中串联进行生物处理，先在厌氧区2进行厌氧释磷，同时聚磷菌利用污水中有机物合成PHB，随后污水进入缺氧区3，与低氧区5回流混合液混合，去除污水中硝态氮，完成反硝化反应，缺氧区3出水进入好氧区4，一方面聚磷菌利用体内PHB好氧吸磷，硝化菌将氨氮转化为硝态氮完成硝化反应，另一方面微生物通过厌氧缺氧至好氧不平衡生长环境，完成胞内碳源积累，随后好氧区4出水进入低氧区5，由于溶解氧不足，微生物以分子氧为电子受体利用胞内碳源生长代谢，微生物以硝态氮为电子受体利用胞内碳源和污水中磷酸盐完成合成代谢，实现极限脱氮除磷目，经生物处理后的污水经低氧区5末端的出水管10进入二沉池进行泥水分离，然后二沉池中排出的回流污泥80～100％进入污水处理池1内首端的厌氧区2内并与污水混合，之后低氧区5末端采用混合液回流泵8含有硝态氮混合液回流至缺氧区3。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，其特征在于：包括污水处理池（1），所述污水处理池（1）内部设有厌氧区（2）、缺氧区（3）、好氧区（4）和低氧区（5），所述厌氧区（2）、缺氧区（3）、好氧区（4）和低氧区（5）在污水处理池（1）内从左至右依次分布并通过隔板分隔，所述污水处理池（1）靠近厌氧区（2）的一侧上部设有接入厌氧区（2）的进水管（6）和污泥回流管（7），所述低氧区（5）底部远离厌氧区（2）的一侧设有混合液回流泵（8），所述混合液回流泵（8）的输出端通过混合液回流管（9）与缺氧区（3）连接，所述污水处理池（1）靠近低氧区（5）的一侧上部设有接入低氧区（5）的出水管（10），所述好氧区（4）和低氧区（5）内部底端均设有曝气设施（11）。

2.根据权利要求1所述的一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述厌氧区（2）通过底部的出水口与缺氧区（3）连通，所述缺氧区（3）通过上部的出水口与好氧区（4）连通，所述好氧区（4）底部的出水口与低氧区（5）连通。

3.根据权利要求1所述的一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述好氧区（4）的主要功能为硝化反应、内碳源积累和好氧吸磷，且硝化反应速率低于内碳源积累和好氧吸磷，所述好氧区（4）溶解氧维持在2.0mg/L以上。

4.根据权利要求1所述的一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述低氧区（5）利用好氧区（4）硝化反应产生硝态氮为化合氧，消耗积累的内碳源进行脱氮除磷反应，所述低氧区（5）容积与好氧区（4）吸磷容积比值为2～3:1，所述好氧区（4）溶解氧维持在2.0mg/L以上，所述低氧区（5）溶解氧维持在1.0mg/L以下。

5.根据权利要求1所述的一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述曝气设施（11）上设有空气调整阀门，所述曝气设施（11）在好氧区（4）采用加密布置的方式布置，所述低氧区（5）内的曝气设施（11）的密度低于好氧区（4）内的曝气设施（11）的密度。

6.根据权利要求1所述的一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述厌氧区（2）和缺氧区（3）内均安装有搅拌设施，所述厌氧区（2）溶解氧控制在0.2mg/L以下，所述缺氧区（3）溶解氧控制在0.5mg/L以下。

7.根据权利要求1所述的一种AAOO极限脱氮除磷处理系统，其特征在于：所述出水管（10）远离污水处理池（1）的一端连接有二沉池，所述二沉池内的污泥回流至厌氧区（2）并与进水混合，且污泥回流比控制为70%～100%，所述低氧区（5）通过混合液回流泵（8），回流硝化液至缺氧区（2），且硝化液的回流比控制为200%～300%。

8.一种AAOO极限脱氮除磷工艺，其特征在于，包括以下步骤：先利用进水管（6）将待处理污水注入污水处理池（1），污水注入污水处理池（1）后由厌氧区（2）、缺氧区（3）、好氧区（4）和低氧区（5）在污水处理池（1）中串联进行生物处理，先在厌氧区（2）进行厌氧释磷，同时聚磷菌利用污水中有机物合成PHB，随后污水进入缺氧区（3），与低氧区（5）回流混合液混合，去除污水中硝态氮，完成反硝化反应，缺氧区（3）出水进入好氧区（4），一方面聚磷菌利用体内PHB好氧吸磷，硝化菌将氨氮转化为硝态氮完成硝化反应，另一方面微生物通过厌氧缺氧至好氧不平衡生长环境，完成胞内碳源积累，随后好氧区（4）出水进入低氧区（5），由于溶解氧不足，微生物以分子氧为电子受体利用胞内碳源生长代谢，微生物以硝态氮为电子受体利用胞内碳源和污水中磷酸盐完成合成代谢，实现极限脱氮除磷目，经生物处理后的污水经低氧区（5）末端的出水管（10）进入二沉池进行泥水分离，然后二沉池中排出的回流污泥80～100％进入污水处理池（1）内首端的厌氧区（2）内并与污水混合，之后低氧区（5）末端采用混合液回流泵（8）含有硝态氮混合液回流至缺氧区（3）。

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