CN116947215B - 多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水生物处理技术领域，提供一种多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置及方法，其中装置包括：生活污水进水单元、FA/O/O/A反应器、生物接触氧化反应器；FA/O/O/A反应器包括：发酵厌氧区、好氧区、缺氧区；生物接触氧化反应器包括：依次连通的四个好氧区；FA/O/O/A反应器还包括：第一沉淀池，第一沉淀池的出泥口与发酵厌氧区连接；生物接触氧化反应器还包括：第二沉淀池，第二沉淀池的出泥口与第一缺氧区连接。本发明通过设立中间沉淀池将硝化过程与除磷过程分开，为硝化菌和除磷菌分别提供合适的工况条件，消除硝化菌与除磷菌之间泥龄的矛盾。
Description
技术领域
本发明涉及污水生物处理技术领域，尤其涉及一种多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置及方法。
背景技术
随着人类生产活动不断加强，污水排放量不断增加，污水中氮磷的排放导致的水体富营养化日益严重。去除污水中的氮磷对保护水生生态环境，减轻富营养化具有重要意义，因此城镇污水处理厂出水的氮磷排放标准也愈发严格。
传统单污泥系统中，主导脱氮、除磷的生化过程的微生物代谢机理、所需的环境条件、驯化富集方式不尽相同甚至有矛盾之处，脱氮除磷效果往往不能达到最佳：1.硝化菌和除磷菌（PAOs）的世代时间长短不一，富集这两种功能菌时出现了污泥龄上的矛盾。2.反硝化菌和PAOs竞争碳源，尤其我国城市污水具有低C/N的特点，使碳源缺乏的矛盾更大。3.回流污泥中的NO3--N往往会破坏厌氧环境，影响PAOs在厌氧段贮存内碳源。通过调整厌氧、缺氧、好氧三种工况耦合方式及组合往往不能解决单污泥系统的这一问题。
进一步地，传统的AOA工艺耦合污泥发酵工艺均通过单独设置污泥发酵装置为污水处理补充乙酸等挥发性脂肪酸作为碳源，再将发酵碳源用于反硝化菌脱氮、除磷菌储存内碳源、抑制亚硝态氮硝化菌（NOB）形成短程硝化-厌氧氨氧化、短程反硝化厌氧氨氧化实现深度脱氮除磷。同时通过投加填料持留厌氧氨氧化菌，实现深度脱氮。如此方案至少具有以下缺陷：
1.单独外设污泥发酵装置，运行该装置需要控制温度、污泥龄、pH、运行工况，增加了人力物力的消耗。
2.污泥深度发酵的过程中，除了释放优质碳源，还会额外释放大量的氮磷元素，而这些氮磷元素从发酵装置进入污水处理系统中会增加装置处理负荷，影响处理效率。
3.传统单污泥系统中，主导硝化、除磷的生化过程的微生物代谢机理、所需的环境条件、驯化富集方式不尽相同甚至有矛盾之处，硝化菌属于自养菌世代时间长，除磷菌（PAOs）属于异养菌世代时间短，富集这两种功能菌具有污泥龄上的矛盾。
4.长时间投加污泥发酵物或者污泥发酵液会导致主反应器中的污泥发酵解体，造成污泥沉降性能下降，影响出水水质。
不仅如此，传统的AOOA工艺通常包括厌氧池、好氧池、好氧/缺氧池（第二个O段是根据进水水质切换的好氧/缺氧池）、缺氧池、高效沉淀池、自控单元；通过多级AO工艺进行科学集成，在厌氧段可实现短程反硝化，有效利用原水中的碳源进行短程反硝化，好氧段和缺氧段灵活调整，针对不同的进水水质进行科学的调整好氧段与缺氧段的占比。以实现最大限度利用原水中的碳源。该工艺主要工艺思路是通过控制第一个O段的溶解氧，使之出水溶解氧溶度在1.5-2mg/L之间，为亚硝酸菌提供合适的生存条件，同时控制污泥龄，使硝酸菌淘洗出系统，使亚硝化菌成为优势菌种。以实现氨氮的亚硝化，亚硝态氮在厌氧区、好氧/缺氧池、缺氧区与氨氮进行厌氧氨氧化反应。
由于第一个O段溶解氧控制水平比较低，对COD去除效率不高，因此该工艺在进水COD超过200mg/L时，才启动第二个O段以降低COD浓度。当进水COD低于200mg/L时，关闭曝气装置，打开进水泵，使得原水进入第二个O段，此时第二个O段变成缺氧段，形成两级AO工艺。如此方案至少具有以下缺陷：
1.工艺设置上没有考虑除磷；
2.仅通过溶解氧及泥龄控制实现连续流工艺的短程硝化难以维持稳定；
3.当进水COD低于200mg/L时，工艺切换为传统的两级AO工艺即AOAO工艺，第一个O段的含有溶解氧的出水直接进入第二个A段，容易破坏厌氧环境，不利于除磷，同时溶解氧的出水直接与原水接触，会造成部分碳源浪费。
发明内容
本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置及方法。
为实现上述目的，本发明提供一种多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，包括：生活污水进水单元、FA/O/O/A反应器、生物接触氧化反应器；
所述FA/O/O/A反应器包括：依次连通的发酵厌氧区、FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区、第一缺氧区和第二缺氧区；
所述生活污水进水单元通过进水蠕动泵与所述发酵厌氧区连接；
所述生物接触氧化反应器包括：依次连通的生物接触氧化反应器第一好氧区、生物接触氧化反应器第二好氧区、生物接触氧化反应器第三好氧区和生物接触氧化反应器第四好氧区；
所述FA/O/O/A反应器还包括：第一沉淀池和第一污泥回流管泵，所述第一沉淀池的入口与所述第二缺氧区的出水口连接，所述第一沉淀池的出水口与所述生物接触氧化反应器第一好氧区连接，所述第一沉淀池的出泥口通过所述第一污泥回流管泵与所述发酵厌氧区连接；
所述生物接触氧化反应器还包括：第二沉淀池和第二污泥回流泵，所述第二沉淀池的入口与所述生物接触氧化反应器第四好氧区的第一出水口连接，所述第二沉淀池的出泥口通过所述第二污泥回流泵与所述第一缺氧区连接；
所述第一缺氧区上设有硝化液回流口，所述生物接触氧化反应器第四好氧区上设有第二出水口，所述第二出水口通过硝化液回流泵与所述硝化液回流口连接；
所述发酵厌氧区中设有污泥原位发酵装置和设置在所述污泥原位发酵装置中的污泥原位发酵装置ORP检测仪。
根据本发明的一个方面，所述污泥原位发酵装置包括箱体和设置在所述箱体中的搅拌结构；
所述污泥原位发酵装置ORP检测仪的检测端设置在所述箱体中；
所述箱体由金属网构成。
根据本发明的一个方面，所述发酵厌氧区、所述第一缺氧区和第二缺氧区设有搅拌器。
根据本发明的一个方面，还包括第一曝气系统，所述第一曝气系统包括：多个第一风机、多个第一气体转子流量计、多个第一曝气盘和曝气管路；
各所述第一曝气盘分别设置在所述FA/O/O/A反应器第一好氧区和所述FA/O/O/A反应器第二好氧区中；
各所述第一曝气盘与所述第一风机之间的所述曝气管路上均设有所述第一气体转子流量计。
根据本发明的一个方面，所述FA/O/O/A反应器第一好氧区和所述FA/O/O/A反应器第二好氧区中均设有FA/O/O/A反应器溶解氧检测仪。
根据本发明的一个方面，还包括第二曝气系统，所述第二曝气系统包括：多个第二风机、多个第二气体转子流量计、多个第二曝气盘和曝气管路；
各所述第二曝气盘分别设置在所述生物接触氧化反应器第一好氧区、所述生物接触氧化反应器第二好氧区、所述生物接触氧化反应器第三好氧区和所述生物接触氧化反应器第四好氧区中；
各所述第二曝气盘与所述第二风机之间的所述曝气管路上均设有所述第二气体转子流量计。
根据本发明的一个方面，所述生物接触氧化反应器第一好氧区、所述生物接触氧化反应器第二好氧区、所述生物接触氧化反应器第三好氧区和所述生物接触氧化反应器第四好氧区中均设有生物接触氧化反应器溶解氧检测仪。
为实现上述目的，本发明还提供一种应用上述多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置深度脱氮耦合原位发酵除磷方法，包括：
FA/O/O/A反应器启动：
向FA/O/O/A反应器中输入城镇污水处理剩余污泥，控制FA/O/O/A反应器中的污泥浓度为3000-4500mg/L，向FA/O/O/A反应器中的第一缺氧区和第二缺氧区投加空白填料，填料填充率为35%-40%；FA/O/O/A反应器进水化学需氧量质量浓度范围在150-230mg/L，氨氮质量浓度范围在38-54mg/L，总氮质量浓度范围在44-54mg/L，总磷质量浓度范围在3-6mg/L；控制FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区溶解氧质量浓度分别在0.8-1mg/L，0.8-2mg/L的范围内，第一污泥回流比控制在100%；对第一缺氧区、第二缺氧区进行搅拌，搅拌方式为连续搅拌，对发酵厌氧区进行搅拌，搅拌过程为每启动10min后关闭50min再启动；发酵厌氧区水力停留时间为3h，FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区水力停留时间分别为1h，第一缺氧区和第二缺氧区水力停留时间分别为3h，污泥龄为11-12天；
FA/O/O/A反应器第一好氧区和FA/O/O/A反应器第二好氧区降解部分氨氮，剩余部分氨氮与硝态氮进入第一缺氧区和第二缺氧区通过短程反硝化厌氧氨氧化过程继续降解氨氮，当FA/O/O/A反应器对氨氮质量浓度去除30%-40%，其中第一缺氧区和第二缺氧区对氨氮去除的贡献率总计达到20%-33%范围，并稳定维持30天左右时，则FA/O/O/A反应器启动成功；
污泥原位发酵装置启动：
污泥原位发酵装置占发酵厌氧区的容积范围在30%-40%，通过调整污泥原位发酵装置在发酵厌氧区中的深度、位置，并随着污泥发酵装置中污泥不断发酵，当位于污泥原位发酵装置中心部位的污泥原位发酵装置ORP检测仪显示数值范围在-300 ~-200mv，并稳定维持15天以上时，污泥原位发酵装置启动成功；
生物接触氧化反应器启动：
向生物接触氧化反应器中投加空白填料，填料填充率为35%-45%；生物接触氧化反应器悬浮污泥浓度范围在450mg/L-700mg/L之间；当生物接触氧化反应器对进水中的氨氮降解效率达到99%及以上，并维持7天以上时，生物接触氧化反应器启动成功；其中，生物接触氧化反应器第一好氧区、生物接触氧化反应器第二好氧区、生物接触氧化反应器第三好氧区和生物接触氧化反应器第四好氧区的水力停留时间各为1h；
启动硝化液回流及第二污泥回流，运行FA/O/O/A反应器（2）和生物接触氧化反应器（3）：
启动硝化液回流泵及第二污泥回流泵，控制硝化液回流比为200%-250%，第二污泥回流比控制在50%-100%；第一污泥回流比控制在150%-200%；水力停留时间控制在13h-15h；水温高于20℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区和生物接触氧化反应器第二好氧区处于非曝气状态；水温低于20℃高于15℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区处于非曝气状态，生物接触氧化反应器第二好氧区处于曝气状态，水温低于15℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区和生物接触氧化反应器第二好氧区处于曝气状态；污泥龄控制在11-12天；
FA/O/O/A反应器第二好氧区总磷浓度低于1mg/L，第二缺氧区总磷浓度低于0.05mg/L时，则多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置除磷性能驯化成功；
水温高于15℃时，控制FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区溶解氧质量浓度均在0.8-1mg/L的范围内，当水温低于15℃时，分别控制FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区溶解氧质量浓度在0.8-1mg/L、2-2.5mg/L的范围内；FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区对总氮去除贡献率达到5-10%时，并维持15天以上，则FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区同步硝化反硝化性能驯化成功；
FA/O/O/A反应器第二好氧区的出水、通过第二沉淀池的污泥、通过生物接触氧化反应器第四好氧区的部分出水均进入第一缺氧区和第二缺氧区，第一缺氧区和第二缺氧区水力停留时间为6h，厌氧氨氧化菌利用氨氮与硝态氮在第一缺氧区和第二缺氧区进行短程反硝化厌氧氨氧化反应，反硝化除磷菌利用内碳源做电子供体，硝态氮做电子受体完成同步脱氮除磷，反硝化菌利用碳源作电子供体，硝态氮做电子受体完成反硝化反应；当第一缺氧区和第二缺氧区对总氮去除贡献率达到84%-86%时，则第一缺氧区和第二缺氧区的脱氮性能驯化成功；
当生物接触氧化反应器对氨氮降解率达到99.9%及以上且由于填料中存在同步硝化反硝化作用，使得生物接触氧化反应器进出水总氮损失大于1mg/L，并维持7天以上时，则生物接触氧化反应器驯化成功。
根据本发明的一个方面，在所述FA/O/O/A反应器启动的阶段，第一缺氧区和第二缺氧区对氨氮去除的贡献率的计算公式为：
（C第二好氧区末端氨氮-C第二缺氧区出水氨氮）*（Q+r1Q）/（C反应器进水氨氮-C反应器最终出水氨氮）*Q；
其中，C第二好氧区末端氨氮为FA/O/O/A反应器第二好氧区末端氨氮质量浓度，C第二缺氧区出水氨氮为FA/O/O/A反应器第二缺氧区出水氨氮质量浓度，C反应器进水氨氮为FA/O/O/A反应器进水氨氮质量浓度，C反应器最终出水氨氮为生物接触氧化反应器出水氨氮质量浓度，Q为FA/O/O/A反应器的进水流量，r1为第一污泥回流比；
在FA/O/O/A反应器启动的阶段，FA/O/O/A反应器（2）对氨氮质量浓度去除计算公式为：（C反应器进水氨氮*Q-CFA/O/O/A反应器出水氨氮*（Q+r1Q））/（（C反应器进水氨氮-C反应器最终出水氨氮）*Q）；
其中， CFA/O/O/A反应器出水氨氮为FA/O/O/A反应器出水氨氮质量浓度；
在所述启动硝化液回流及第二污泥回流后，FA/O/O/A反应器和生物接触氧化反应器运行阶段，FA/O/O/A反应器第一好氧区与FA/O/O/A反应器第二好氧区对总氮去除贡献率计算公式为：（C厌氧区末端总氮*（Q+r1Q）-C第二好氧区末端总氮*（Q+r1Q））/（C反应器进水总氮-C反应器最终出水总氮）*Q）；
其中，C厌氧区末端总氮为发酵厌氧区末端总氮质量浓度，C第二好氧区末端总氮为FA/O/O/A反应器第二好氧区末端总氮质量浓度，C反应器进水总氮为FA/O/O/A反应器的进水总氮质量浓度，C反应器最终出水总氮为生物接触氧化反应器的出水总氮质量浓度；
在所述启动硝化液回流及第二污泥回流后，FA/O/O/A反应器和生物接触氧化反应器运行阶段，FA/O/O/A反应器的第一缺氧区和第二缺氧区对总氮去除贡献率计算公式为：((C第二好氧区末端总氮*(Q+r1Q))+(C反应器最终出水总氮*(RQ+r2Q))-(C第二缺氧区末端总氮*(Q+r1Q+RQ+r2Q)))/((C反应器进水总氮-C反应器最终出水总氮)*Q)；
其中， C第二缺氧区末端总氮为第二缺氧区末端总氮质量浓度，R为硝化液回流比，r2为第二污泥回流比。根据本发明的方案，FA/O/O/A反应器-生物接触氧化反应器中设有原位发酵装置，由于该装置由3-5mm的方孔金属网构成，污水与活性污泥在里面不能很好的流动。因此，污泥能在其间较长时间的持流，为深度厌氧环境的形成、污泥发酵提供了条件。同时在原位发酵装置中设置间歇搅拌装置，使发酵细菌能够降解原水中的大分子有机物以及将发酵后的小分子有机物释放到FA/O/O/A反应器厌氧区。
发酵除磷菌在厌氧段中将原水中大分子有机物分解为挥发性脂肪酸（VFAs），并释放磷。好氧除磷菌及内源反硝化除磷菌不能利用大分子有机物储存内碳源，只能将原水中的VFAs储存内碳源，而发酵除磷菌为好氧除磷菌及内源反硝化除磷菌提供了额外的VFAs，更利于好氧除磷菌及内源反硝化除磷菌分别在之后的好氧区、缺氧区过量吸磷，形成协同除磷机制，实现深度除磷，内源反硝化除磷菌还能在除磷的同时进行脱氮，利于深度脱氮。
根据本发明的方案，FA/O/O/A反应器-生物接触氧化反应器好氧区溶解氧质量浓度控制在较低水平0.8-1mg/L，为好氧区同步硝化反硝化提供合适的工况条件。当水温低于15℃时，分别控制FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区溶解氧质量浓度在0.8-1mg/L、2-2.5mg/L的范围内，以应对温度下降对硝化性能的不利影响，保证氨氮在好氧区得到一定比例的去除。
根据本发明的方案，FA/O/O/A-生物接触氧化反应器缺氧区投加填充率为35%-45%的空白填料。由于好氧区氨氮去除比例为20%-33%，好氧区进入缺氧区的污水中含有氨氮以及硝态氮，并且回流硝化液中的氮元素主要形态是硝态氮，在氨氮与硝态氮存在的情况下有利于短程反硝化厌氧氨氧化过程，并且填料能够持留厌氧氨氧化菌，实现深度脱氮。
根据本发明的方案，FA/O/O/A反应器-生物接触氧化反应器具有双污泥系统，即通过设立中间沉淀池将主要的硝化过程与除磷过程分别置于两个单元，为硝化菌和除磷菌分别提供合适的工况条件，消除硝化菌与除磷菌之间泥龄的矛盾。
根据本发明的方案，生物接触氧化反应器填充率达到35%-45%，活性污泥浓度较低，根据氧气在填料上的生物膜扩散情况，填料上的生物膜分为好氧区，缺氧区，厌氧区，根据同步硝化反硝化发生原理，填料上的生物膜利于发生同步硝化反硝化现象。根据实验情况，生物接触氧化反应器进出水总氮存在1-2mg/L由于同步硝化反硝化导致的损失。
根据本发明的方案，本发明利用双污泥系统（即FA/O/O/A反应器和生物接触氧化反应器）通过设立中间沉淀池将硝化过程与除磷过程分别置于两个单元中，为硝化菌和除磷菌分别提供合适的工况条件，消除不同功能微生物之间泥龄的矛盾。
在缺氧段投加填料，在氨氮、硝态氮等底物充足的情况下富集厌氧氨氧化菌，通过短程反硝化厌氧氨氧化提高无机脱氮的比例，减少脱氮对碳源的消耗。
通过设置污泥原位发酵装置，仅通过移动发酵装置在厌氧区的深度和位置，控制发酵装置ORP范围在-300 ~-200mv，为发酵除磷菌提供适宜的生长工况，并与好氧除磷菌、内源反硝化除磷菌协同除磷，实现高效除磷的同时，内源反硝化除磷菌还能利用内碳源实现氮磷的同步去除，减少除磷对碳源的消耗。
本发明避免了外设发酵装置，不用控制温度、污泥龄、pH，最大程度简化运行工况，在减少人力物力消耗的同时还避免了由于深度发酵导致的氮磷元素的额外释放。
本发明通过合理地布置装置形式以及优化工况控制策略以实现上述工艺，在污水处理过程中减少脱氮除磷对碳源的消耗，并实现深度脱氮除磷。
通过控制低溶解氧在污水处理过程中实现同步硝化反硝化，最大限度的去除氮元素，实现深度脱氮。
根据本发明的方案，本发明除了考虑除磷，且设置了原位发酵装置实现强化除磷；
本发明舍弃了短程硝化厌氧氨氧化这一不稳定的脱氮途径，改用同步硝化反硝化这一脱氮途径，脱氮途径更为稳定，同时更节省曝气能耗；
本发明通过控制低溶解氧在污水处理过程中实现同步硝化反硝化，最大限度的去除氮元素，实现深度脱氮。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置的结构布置框图；
图2和图3分别示意性表示根据本发明的一种实施方式的污泥原位发酵装置的主视图和侧视图。
具体实施方式
现在将参照示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解，论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。
如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置的结构布置框图。如图1所示，在本实施方式中，多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，包括：
生活污水进水单元1、FA/O/O/A反应器2、生物接触氧化反应器3；
在本实施方式中，生活污水进水单元1包括：生活污水进水箱1.1、进水蠕动泵1.2、进水管路1.3。
FA/O/O/A反应器2包括：发酵厌氧区2.1、FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2、FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3、第一缺氧区2.4、第二缺氧区2.5；其中，进水管路1.3通过FA/O/O/A反应器进水口2.6与发酵厌氧区2.1连通，发酵厌氧区2.1通过FA/O/O/A反应器第一过流口2.7与FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2连通，FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2通过FA/O/O/A反应器第二过流口2.8与FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3连通，FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3通过FA/O/O/A反应器第三过流口2.9与第一缺氧区2.4连通，第一缺氧区2.4通过FA/O/O/A反应器第四过流口2.10与第二缺氧区2.5连通，如图1所示，FA/O/O/A反应器进水口2.6设置在发酵厌氧区2.1侧壁下方，FA/O/O/A反应器第一过流口2.7设置在发酵厌氧区2.1和FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2之间连接壁的上部，FA/O/O/A反应器第二过流口2.8设置在FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2和FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3之间连接壁的下部，FA/O/O/A反应器第三过流口2.9设置在FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3和第一缺氧区2.4之间连接壁的上部，FA/O/O/A反应器第四过流口2.10设置在第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5之间连接壁的下部。
进一步地，如图1所示，FA/O/O/A反应器2还包括：第一沉淀池2.13和第一污泥回流管泵2.15。在本实施方式中，第二缺氧区2.5的侧壁上部设有FA/O/O/A反应器出水口2.11，该FA/O/O/A反应器出水口2.11通过FA/O/O/A反应器出水管路2.12与第一沉淀池2.13的入口连通，第一沉淀池2.13的底部出泥口通过第一污泥回流管路2.14与第一污泥回流管泵2.15连接，第一污泥回流管泵2.15通过设置在发酵厌氧区2.1底部的第一污泥回流口2.16与发酵厌氧区2.1连接。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，生物接触氧化反应器3包括：依次连通的生物接触氧化反应器第一好氧区3.2、生物接触氧化反应器第二好氧区3.3、生物接触氧化反应器第三好氧区3.4和生物接触氧化反应器第四好氧区3.5。在本实施方式中，生物接触氧化反应器第一好氧区3.2通过生物接触氧化反应器进水口3.1与第一沉淀池2.13的第一沉淀池出水管路2.19连通，生物接触氧化反应器第一好氧区3.2通过生物接触氧化反应器第一过流口3.6与生物接触氧化反应器第二好氧区3.3连通，生物接触氧化反应器第二好氧区3.3通过生物接触氧化反应器第二过流口3.7与生物接触氧化反应器第三好氧区3.4连通，生物接触氧化反应器第三好氧区3.4通过生物接触氧化反应器第三过流口3.8与生物接触氧化反应器第四好氧区3.5连通。在本实施方式中，生物接触氧化反应器进水口3.1设置在生物接触氧化反应器第一好氧区3.2的侧壁下部，生物接触氧化反应器第一过流口3.6设置在生物接触氧化反应器第一好氧区3.2和生物接触氧化反应器第二好氧区3.3之间连接壁的上部，生物接触氧化反应器第二过流口3.7设置在生物接触氧化反应器第二好氧区3.3和生物接触氧化反应器第三好氧区3.4之间连接壁的下部，生物接触氧化反应器第三过流口3.8设置在生物接触氧化反应器第三好氧区3.4和生物接触氧化反应器第四好氧区3.5连接壁的上部。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，生物接触氧化反应器第四好氧区3.5的侧壁上部设有第一出水口3.9和第二出水口3.10（作为生物接触氧化反应器硝化液回流口）。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，生物接触氧化反应器3还包括：第二沉淀池3.18和第二污泥回流泵3.20，其中第二沉淀池3.18的上端入口通过生物接触氧化反应器出水管路3.17与第一出水口3.9连通，第二沉淀池3.18的下端出泥口通过第二污泥回流管路3.19与第二污泥回流泵3.20连接，第二污泥回流泵3.20通过第二污泥回流口2.17与第一缺氧区2.4连接。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，第一缺氧区2.4上设有硝化液回流口2.18，第二出水口3.10通过硝化液回流管路3.11与硝化液回流泵3.12连接，硝化液回流泵3.12通过硝化液回流口2.18与第一缺氧区2.4连接。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，发酵厌氧区2.1中设有污泥原位发酵装置2.20和设置在污泥原位发酵装置2.20中的污泥原位发酵装置ORP检测仪2.26。
进一步地，图2和图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的污泥原位发酵装置的主视图和侧视图。如图1-图3所示，在本实施方式中，污泥原位发酵装置2.20包括箱体2.27和设置在箱体2.27中的搅拌结构2.28；
污泥原位发酵装置ORP检测仪2.26的检测端设置在箱体2.27中；
箱体2.27由金属网构成，其中箱体2.27为由3-5mm的正方形防腐金属网格构成的规则箱体，其中设置搅拌结构2.28，以将发酵后的挥发性脂肪酸释放到厌氧区，以及通过水流扰动，使原水中的大分子有机物进入发酵装置进行发酵。在本实施方式中，箱体2.27外侧设有通过焊接加装的挂钩，挂于装置厌氧区的墙壁上，该挂钩使伸缩式的，或者是固定式的。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，发酵厌氧区2.1、第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5中均设有搅拌器2.21。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，还包括：第一曝气系统，第一曝气系统包括：多个第一风机2.22、多个第一气体转子流量计2.23、多个第一曝气盘2.24和曝气管路；
各第一曝气盘2.24分别设置在FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2和FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3中；
各第一曝气盘2.24与第一风机2.22之间的曝气管路上均设有第一气体转子流量计2.23。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2和FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3中均设有FA/O/O/A反应器溶解氧检测仪2.25。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，还包括：第二曝气系统，第二曝气系统包括：多个第二风机3.13、多个第二气体转子流量计3.14、多个第二曝气盘3.15和曝气管路；
各第二曝气盘3.15分别设置在生物接触氧化反应器第一好氧区3.2、生物接触氧化反应器第二好氧区3.3、生物接触氧化反应器第三好氧区3.4和生物接触氧化反应器第四好氧区3.5中；
各第二曝气盘3.15与第二风机3.13之间的曝气管路上均设有第二气体转子流量计3.14。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，生物接触氧化反应器第一好氧区3.2、生物接触氧化反应器第二好氧区3.3、生物接触氧化反应器第三好氧区3.4和生物接触氧化反应器第四好氧区3.5中均设有生物接触氧化反应器溶解氧检测仪3.16。
根据上述设置，生物接触氧化反应器3一部分出水通过第二出水口3.10、硝化液回流管路3.11、硝化液回流泵3.12、硝化液回流口2.18进入第一缺氧区2.4。
生物接触氧化反应器3另一部分出水通过第一出水口3.9、生物接触氧化反应器出水管路3.17进入第二沉淀池3.18进行泥水分离，沉淀污泥通过第二污泥回流管路3.19、第二污泥回流泵3.20进入第一缺氧区2.4，沉淀后的出水经过第二沉淀池出水管路3.21排出。
进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种应用上述多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置深度脱氮耦合原位发酵除磷方法，根据本发明的一种实施方式，多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置深度脱氮耦合原位发酵除磷方法，包括：
FA/O/O/A反应器2启动：
向FA/O/O/A反应器2中输入城镇污水处理剩余污泥，控制FA/O/O/A反应器2中的污泥浓度为3000-4500mg/L，向FA/O/O/A反应器2中的第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5投加空白填料（在FA/O/O/A反应器2中主要富集厌氧氨氧化菌），填料填充率为35%-40%；FA/O/O/A反应器2进水化学需氧量质量浓度范围在150-230mg/L，氨氮质量浓度范围在38-54mg/L，总氮质量浓度范围在44-54mg/L，总磷质量浓度范围在3-6mg/L；控制FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2、FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3溶解氧质量浓度分别在0.8-1mg/L，0.8-2mg/L的范围内，第一污泥回流比控制在100%；对第一缺氧区2.4、第二缺氧区2.5进行搅拌，搅拌方式为连续搅拌，对发酵厌氧区2.1进行搅拌，搅拌过程为每启动10min后关闭50min再启动；发酵厌氧区2.1水力停留时间为3h，FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2、FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3水力停留时间分别为1h，第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5水力停留时间分别为3h，污泥龄为11-12天；
FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2和FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3降解部分氨氮，剩余部分氨氮与硝态氮进入第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5通过短程反硝化厌氧氨氧化过程继续降解氨氮，当FA/O/O/A反应器2对氨氮质量浓度去除30%-40%，其中第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5对氨氮去除的贡献率总计达到20%-33%范围，并稳定维持30天左右时，则FA/O/O/A反应器2启动成功；
污泥原位发酵装置2.20启动：
污泥原位发酵装置2.20占发酵厌氧区2.1的容积范围在30%-40%，通过调整污泥原位发酵装置在发酵厌氧区2.1中的深度、位置，并随着污泥发酵装置2.20中污泥不断发酵，当位于污泥原位发酵装置2.20中心部位的污泥原位发酵装置ORP检测仪2.26显示数值范围在-300 ~-200mv，并稳定维持15天以上时，污泥原位发酵装置2.20启动成功；
生物接触氧化反应器3启动：
向生物接触氧化反应器3中投加空白填料（在生物接触氧化反应器3中主要富集硝化菌），填料填充率为35%-45%；生物接触氧化反应器3悬浮污泥浓度范围在450mg/L-700mg/L之间；当生物接触氧化反应器3对进水中的氨氮降解效率达到99%及以上，并维持7天以上时，生物接触氧化反应器3启动成功；其中，生物接触氧化反应器第一好氧区3.2、生物接触氧化反应器第二好氧区3.3、生物接触氧化反应器第三好氧区3.4和生物接触氧化反应器第四好氧区3.5的水力停留时间各为1h；
启动硝化液回流及污泥回流，运行FA/O/O/A反应器2和生物接触氧化反应器3：
启动硝化液回流泵3.12及第二污泥回流泵3.20，控制硝化液回流比为200%-250%，第二污泥回流比控制在50%-100%；第一污泥回流比控制在150%-200%；水力停留时间控制在13h-15h；水温高于20℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区3.2和生物接触氧化反应器第二好氧区3.3处于非曝气状态；水温低于20℃高于15℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区3.2处于非曝气状态，生物接触氧化反应器第二好氧区3.3处于曝气状态，水温低于15℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区3.2和生物接触氧化反应器第二好氧区3.3处于曝气状态；污泥龄控制在11-12天；
FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3总磷浓度低于1mg/L，第二缺氧区2.5总磷浓度低于0.05mg/L时，则多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置除磷性能驯化成功；
水温高于15℃时，控制FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2、FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3溶解氧质量浓度均在0.8-1mg/L的范围内，当水温低于15℃时，分别控制FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2、FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3溶解氧质量浓度在0.8-1mg/L、2-2.5mg/L的范围内；FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2、FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3对总氮去除贡献率达到5-10%时，并维持15天以上，则FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2、FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3同步硝化反硝化性能驯化成功；
FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3的出水、通过第二沉淀池3.18的污泥、通过生物接触氧化反应器第四好氧区3.5的部分出水均进入第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5，第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5水力停留时间为6h，厌氧氨氧化菌利用氨氮与硝态氮在第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5进行短程反硝化厌氧氨氧化反应，反硝化除磷菌利用内碳源做电子供体，硝态氮做电子受体完成同步脱氮除磷，反硝化菌利用碳源作电子供体，硝态氮做电子受体完成反硝化反应；当第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5对总氮去除贡献率达到84%-86%时，则第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5的脱氮性能驯化成功；
当生物接触氧化反应器3对氨氮降解率达到99.9%及以上且由于填料中存在同步硝化反硝化作用，使得生物接触氧化反应器进出水总氮损失大于1mg/L，并维持7天以上时，则生物接触氧化反应器3驯化成功。
在本实施方式中，在FA/O/O/A反应器2启动的阶段，第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5对氨氮去除的贡献率的计算公式为：
（C第二好氧区末端氨氮-C第二缺氧区出水氨氮）*（Q+r1Q）/（C反应器进水氨氮-C反应器最终出水氨氮）*Q；
其中，C第二好氧区末端氨氮为FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3末端氨氮质量浓度，C第二缺氧区出水氨氮为FA/O/O/A反应器第二缺氧区2.3出水氨氮质量浓度，C反应器进水氨氮为FA/O/O/A反应器2进水氨氮质量浓度，C反应器最终出水氨氮为生物接触氧化反应器3出水氨氮质量浓度，Q为FA/O/O/A反应器2的进水流量，r1为第一污泥回流比；
在FA/O/O/A反应器2启动的阶段，FA/O/O/A反应器2对氨氮质量浓度去除计算公式为：（C反应器进水氨氮*Q-CFA/O/O/A反应器出水氨氮*（Q+r1Q））/（（C反应器进水氨氮-C反应器最终出水氨氮）*Q）；
其中， CFA/O/O/A反应器出水氨氮为FA/O/O/A反应器2出水氨氮质量浓度；
在启动硝化液回流及第二污泥回流后，FA/O/O/A反应器2和生物接触氧化反应器3运行阶段，FA/O/O/A反应器第一好氧区2.2与FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3对总氮去除贡献率计算公式为：（C厌氧区末端总氮*（Q+r1Q）-C第二好氧区末端总氮*（Q+r1Q））/（C反应器进水总氮-C反应器最终出水总氮）*Q）；
其中，C厌氧区末端总氮为发酵厌氧区2.1末端总氮质量浓度，C第二好氧区末端总氮为FA/O/O/A反应器第二好氧区2.3末端总氮质量浓度，C反应器进水总氮为FA/O/O/A反应器2的进水总氮质量浓度，C反应器最终出水总氮为生物接触氧化反应器3的出水总氮质量浓度；
在启动硝化液回流及第二污泥回流后，FA/O/O/A反应器2和生物接触氧化反应器3运行阶段，FA/O/O/A反应器2的第一缺氧区2.4和第二缺氧区2.5对总氮去除贡献率计算公式为：((C第二好氧区末端总氮*(Q+r1Q))+(C反应器最终出水总氮*(RQ+r2Q))-(C第二缺氧区末端总氮*(Q+r1Q+RQ+r2Q)))/((C反应器进水总氮-C反应器最终出水总氮)*Q)；
其中， C第二缺氧区末端总氮为第二缺氧区（2.5）末端总氮质量浓度，R为硝化液回流比，r2为第二污泥回流比。
根据本发明的方案，FA/O/O/A反应器-生物接触氧化反应器中设有原位发酵装置，由于该装置由3-5mm的方孔金属网构成，污水与活性污泥在里面不能很好的流动。因此，污泥能在其间较长时间的持流，为深度厌氧环境的形成、污泥发酵提供了条件。同时在原位发酵装置中设置间歇搅拌装置，使发酵细菌能够降解原水中的大分子有机物以及将发酵后的小分子有机物释放到FA/O/O/A反应器厌氧区。
发酵除磷菌在厌氧段中将原水中大分子有机物分解为挥发性脂肪酸（VFAs），并释放磷。好氧除磷菌及内源反硝化除磷菌不能利用大分子有机物储存内碳源，只能将原水中的VFAs储存内碳源，而发酵除磷菌为好氧除磷菌及内源反硝化除磷菌提供了额外的VFAs，更利于好氧除磷菌及内源反硝化除磷菌分别在之后的好氧区、缺氧区过量吸磷，形成协同除磷机制，实现深度除磷，内源反硝化除磷菌还能在除磷的同时进行脱氮，利于深度脱氮。
根据本发明的方案，FA/O/O/A反应器-生物接触氧化反应器好氧区溶解氧质量浓度控制在较低水平0.8-1mg/L，为好氧区同步硝化反硝化提供合适的工况条件。当水温低于15℃时，分别控制FA/O/O/A反应器第一好氧区、FA/O/O/A反应器第二好氧区溶解氧质量浓度在0.8-1mg/L、2-2.5mg/L的范围内，以应对温度下降对硝化性能的不利影响，保证氨氮在好氧区得到一定比例的去除。
根据本发明的方案，FA/O/O/A-生物接触氧化反应器缺氧区投加填充率为35%-45%的空白填料。由于好氧区氨氮去除比例为20%-33%，好氧区进入缺氧区的污水中含有氨氮以及硝态氮，并且回流硝化液中的氮元素主要形态是硝态氮，在氨氮与硝态氮存在的情况下有利于短程反硝化厌氧氨氧化过程，并且填料能够持留厌氧氨氧化菌，实现深度脱氮。
根据本发明的方案，FA/O/O/A反应器-生物接触氧化反应器具有双污泥系统，即通过设立中间沉淀池将主要的硝化过程与除磷过程分别置于FA/O/O/A反应器和生物接触氧化反应器，为硝化菌和除磷菌分别提供合适的工况条件，消除硝化菌与除磷菌之间泥龄的矛盾。
根据本发明的方案，生物接触氧化反应器填充率达到35%-45%，活性污泥浓度较低，根据氧气在填料上的生物膜扩散情况，填料上的生物膜分为好氧区，缺氧区，厌氧区，根据同步硝化反硝化发生原理，填料上的生物膜利于发生同步硝化反硝化现象。根据实验情况，生物接触氧化反应器进出水总氮存在1-2mg/L由于同步硝化反硝化导致的损失。
根据本发明的上述方案，本发明利用双污泥系统（即FA/O/O/A反应器和生物接触氧化反应器）通过设立中间沉淀池将硝化过程与除磷过程分别置于FA/O/O/A反应器和生物接触氧化反应器中，为硝化菌和除磷菌分别提供合适的工况条件，消除不同功能微生物之间泥龄的矛盾。
在缺氧段投加填料，在氨氮、硝态氮等底物充足的情况下富集厌氧氨氧化菌，通过短程反硝化厌氧氨氧化提高无机脱氮的比例，减少脱氮对碳源的消耗。
通过设置污泥原位发酵装置，仅通过移动发酵装置在厌氧区的深度和位置，控制发酵装置ORP范围在-300 ~-200mv，为发酵除磷菌提供适宜的生长工况，并与好氧除磷菌、内源反硝化除磷菌协同除磷，实现高效除磷的同时，内源反硝化除磷菌还能利用内碳源实现氮磷的同步去除，减少除磷对碳源的消耗。
本发明避免了外设发酵装置，不用控制温度、污泥龄、pH，最大程度简化运行工况，在减少人力物力消耗的同时还避免了由于深度发酵导致的氮磷元素的额外释放。
本发明通过合理地布置装置形式以及优化工况控制策略以实现上述工艺，在污水处理过程中减少脱氮除磷对碳源的消耗，并实现深度脱氮除磷。
通过控制低溶解氧在污水处理过程中实现同步硝化反硝化，最大限度的去除氮元素，实现深度脱氮。
根据本发明的上述方案，本发明除了考虑除磷，且设置了原位发酵装置实现强化除磷；
本发明舍弃了短程硝化厌氧氨氧化这一不稳定的脱氮途径，改用同步硝化反硝化这一脱氮途径，脱氮途径更为稳定，同时更节省曝气能耗；
本发明通过控制低溶解氧在污水处理过程中实现同步硝化反硝化，最大限度的去除氮元素，实现深度脱氮。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，其特征在于，包括：生活污水进水单元（1）、FA/O/O/A反应器（2）、生物接触氧化反应器（3）；
所述FA/O/O/A反应器（2）包括：依次连通的发酵厌氧区（2.1）、FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）、FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）、第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）；
所述生活污水进水单元（1）通过进水蠕动泵（1.2）与所述发酵厌氧区（2.1）连接；
所述生物接触氧化反应器（3）包括：依次连通的生物接触氧化反应器第一好氧区（3.2）、生物接触氧化反应器第二好氧区（3.3）、生物接触氧化反应器第三好氧区（3.4）和生物接触氧化反应器第四好氧区（3.5）；
所述FA/O/O/A反应器（2）还包括：第一沉淀池（2.13）和第一污泥回流管泵（2.15），所述第一沉淀池（2.13）的入口与所述第二缺氧区（2.5）的出水口连接，所述第一沉淀池（2.13）的出水口与所述生物接触氧化反应器第一好氧区（3.2）连接，所述第一沉淀池（2.13）的出泥口通过所述第一污泥回流管泵（2.15）与所述发酵厌氧区（2.1）连接；
所述生物接触氧化反应器（3）还包括：第二沉淀池（3.18）和第二污泥回流泵（3.20），所述第二沉淀池（3.18）的入口与所述生物接触氧化反应器第四好氧区（3.5）的第一出水口（3.9）连接，所述第二沉淀池（3.18）的出泥口通过所述第二污泥回流泵（3.20）与所述第一缺氧区（2.4）连接；
所述第一缺氧区（2.4）上设有硝化液回流口（2.18），所述生物接触氧化反应器第四好氧区（3.5）上设有第二出水口（3.10），所述第二出水口（3.10）通过硝化液回流泵（3.12）与所述硝化液回流口（2.18）连接；
所述发酵厌氧区（2.1）中设有污泥原位发酵装置（2.20）和设置在所述污泥原位发酵装置（2.20）中的污泥原位发酵装置ORP检测仪（2.26）。
2.根据权利要求1所述的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，其特征在于，所述污泥原位发酵装置（2.20）包括箱体（2.27）和设置在所述箱体（2.27）中的搅拌结构（2.28）；
所述污泥原位发酵装置ORP检测仪（2.26）的检测端设置在所述箱体（2.27）中；
所述箱体（2.27）由金属网构成。
3.根据权利要求1所述的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，其特征在于，所述发酵厌氧区（2.1）、所述第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）设有搅拌器（2.21）。
4.根据权利要求1所述的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，其特征在于，还包括第一曝气系统，所述第一曝气系统包括：多个第一风机（2.22）、多个第一气体转子流量计（2.23）、多个第一曝气盘（2.24）和曝气管路；
各所述第一曝气盘（2.24）分别设置在所述FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）和所述FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）中；
各所述第一曝气盘（2.24）与所述第一风机（2.22）之间的所述曝气管路上均设有所述第一气体转子流量计（2.23）。
5.根据权利要求1所述的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，其特征在于，所述FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）和所述FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）中均设有FA/O/O/A反应器溶解氧检测仪（2.25）。
6.根据权利要求1所述的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，其特征在于，还包括第二曝气系统，所述第二曝气系统包括：多个第二风机（3.13）、多个第二气体转子流量计（3.14）、多个第二曝气盘（3.15）和曝气管路；
各所述第二曝气盘（3.15）分别设置在所述生物接触氧化反应器第一好氧区（3.2）、所述生物接触氧化反应器第二好氧区（3.3）、所述生物接触氧化反应器第三好氧区（3.4）和所述生物接触氧化反应器第四好氧区（3.5）中；
各所述第二曝气盘（3.15）与所述第二风机（3.13）之间的所述曝气管路上均设有所述第二气体转子流量计（3.14）。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置，其特征在于，所述生物接触氧化反应器第一好氧区（3.2）、所述生物接触氧化反应器第二好氧区（3.3）、所述生物接触氧化反应器第三好氧区（3.4）和所述生物接触氧化反应器第四好氧区（3.5）中均设有生物接触氧化反应器溶解氧检测仪（3.16）。
8.应用权利要求1-7中任一项所述的多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置深度脱氮耦合原位发酵除磷方法，其特征在于，包括：
FA/O/O/A反应器（2）启动：
向FA/O/O/A反应器（2）中输入城镇污水处理剩余污泥，控制FA/O/O/A反应器（2）中的污泥浓度为3000-4500mg/L，向FA/O/O/A反应器（2）中的第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）投加空白填料，填料填充率为35%-40%；FA/O/O/A反应器（2）进水化学需氧量质量浓度范围在150-230mg/L，氨氮质量浓度范围在38-54mg/L，总氮质量浓度范围在44-54mg/L，总磷质量浓度范围在3-6mg/L；控制FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）、FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）溶解氧质量浓度分别在0.8-1mg/L，0.8-2mg/L的范围内，第一污泥回流比控制在100%；对第一缺氧区（2.4）、第二缺氧区（2.5）进行搅拌，搅拌方式为连续搅拌，对发酵厌氧区（2.1）进行搅拌，搅拌过程为每启动10min后关闭50min再启动；发酵厌氧区（2.1）水力停留时间为3h，FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）、FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）水力停留时间分别为1h，第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）水力停留时间分别为3h，污泥龄为11-12天；
FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）和FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）降解部分氨氮，剩余部分氨氮与硝态氮进入第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）通过短程反硝化厌氧氨氧化过程继续降解氨氮，当FA/O/O/A反应器（2）对氨氮质量浓度去除30%-40%，其中第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）对氨氮去除的贡献率总计达到20%-33%，并稳定维持30天时，则FA/O/O/A反应器（2）启动成功；
污泥原位发酵装置（2.20）启动：
污泥原位发酵装置（2.20）占发酵厌氧区（2.1）的容积范围在30%-40%，通过调整污泥原位发酵装置在发酵厌氧区（2.1）中的深度、位置，并随着污泥原位发酵装置（2.20）中污泥不断发酵，当位于污泥原位发酵装置（2.20）中心部位的污泥原位发酵装置ORP检测仪（2.26）显示数值范围在-300 ~-200mv，并稳定维持15天以上时，污泥原位发酵装置（2.20）启动成功；
生物接触氧化反应器（3）启动：
向生物接触氧化反应器（3）中投加空白填料，填料填充率为35%-45%；生物接触氧化反应器（3）悬浮污泥浓度范围在450mg/L-700mg/L之间；当生物接触氧化反应器（3）对进水中的氨氮降解效率达到99%及以上，并维持7天以上时，生物接触氧化反应器（3）启动成功；其中，生物接触氧化反应器第一好氧区（3.2）、生物接触氧化反应器第二好氧区（3.3）、生物接触氧化反应器第三好氧区（3.4）和生物接触氧化反应器第四好氧区（3.5）的水力停留时间各为1h；
启动硝化液回流及第二污泥回流，运行FA/O/O/A反应器（2）和生物接触氧化反应器（3）：
启动硝化液回流泵（3.12）及第二污泥回流泵（3.20），控制硝化液回流比为200%-250%，第二污泥回流比控制在50%-100%；第一污泥回流比控制在150%-200%；水力停留时间控制在13h-15h；水温高于20℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区（3.2）和生物接触氧化反应器第二好氧区（3.3）处于非曝气状态；水温低于20℃高于15℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区（3.2）处于非曝气状态，生物接触氧化反应器第二好氧区（3.3）处于曝气状态，水温低于15℃时，生物接触氧化反应器第一好氧区（3.2）和生物接触氧化反应器第二好氧区（3.3）处于曝气状态；污泥龄控制在11-12天；
FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）总磷浓度低于1mg/L，第二缺氧区（2.5）总磷浓度低于0.05mg/L时，则多工艺深度脱氮耦合原位发酵除磷装置除磷性能驯化成功；
水温高于15℃时，控制FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）、FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）溶解氧质量浓度均在0.8-1mg/L的范围内，当水温低于15℃时，分别控制FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）、FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）溶解氧质量浓度在0.8-1mg/L、2-2.5mg/L的范围内；FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）、FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）对总氮去除贡献率达到5-10%时，并维持15天以上，则FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）、FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）同步硝化反硝化性能驯化成功；
FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）的出水、通过第二沉淀池（3.18）的污泥、通过生物接触氧化反应器第四好氧区（3.5）的部分出水均进入第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5），第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）水力停留时间为6h，厌氧氨氧化菌利用氨氮与硝态氮在第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）进行短程反硝化厌氧氨氧化反应，反硝化除磷菌利用内碳源做电子供体，硝态氮做电子受体完成同步脱氮除磷，反硝化菌利用碳源作电子供体，硝态氮做电子受体完成反硝化反应；当第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）对总氮去除贡献率达到84%-86%时，则第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）的脱氮性能驯化成功；
当生物接触氧化反应器（3）对氨氮降解率达到99.9%及以上且由于填料中存在同步硝化反硝化作用，使得生物接触氧化反应器进出水总氮损失大于1mg/L，并维持7天以上时，则生物接触氧化反应器（3）驯化成功。
9.根据权利要求8所述的深度脱氮耦合原位发酵除磷方法，其特征在于，在所述FA/O/O/A反应器（2）启动的阶段，第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）对氨氮去除的贡献率的计算公式为：
（C第二好氧区末端氨氮-C第二缺氧区出水氨氮）*（Q+r1Q）/（（C反应器进水氨氮-C反应器最终出水氨氮）*Q）；
其中，C第二好氧区末端氨氮为FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）末端氨氮质量浓度，C第二缺氧区出水氨氮为FA/O/O/A反应器第二缺氧区（2.5）出水氨氮质量浓度，C反应器进水氨氮为FA/O/O/A反应器（2）进水氨氮质量浓度，C反应器最终出水氨氮为生物接触氧化反应器（3）出水氨氮质量浓度，Q为FA/O/O/A反应器（2）的进水流量，r1为第一污泥回流比；
在FA/O/O/A反应器（2）启动的阶段，FA/O/O/A反应器（2）对氨氮质量浓度去除计算公式为：（C反应器进水氨氮*Q-CFA/O/O/A反应器出水氨氮*（Q+r1Q））/（（C反应器进水氨氮-C反应器最终出水氨氮）*Q）；
其中， CFA/O/O/A反应器出水氨氮为FA/O/O/A反应器（2）出水氨氮质量浓度；
在所述启动硝化液回流及第二污泥回流后，FA/O/O/A反应器（2）和生物接触氧化反应器（3）运行阶段，FA/O/O/A反应器第一好氧区（2.2）与FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）对总氮去除贡献率计算公式为：（C厌氧区末端总氮*（Q+r1Q）-C第二好氧区末端总氮*（Q+r1Q））/（（C反应器进水总氮-C反应器最终出水总氮）*Q）；
其中，C厌氧区末端总氮为发酵厌氧区（2.1）末端总氮质量浓度，C第二好氧区末端总氮为FA/O/O/A反应器第二好氧区（2.3）末端总氮质量浓度，C反应器进水总氮为FA/O/O/A反应器（2）的进水总氮质量浓度，C反应器最终出水总氮为生物接触氧化反应器（3）的出水总氮质量浓度；
在所述启动硝化液回流及第二污泥回流后，FA/O/O/A反应器（2）和生物接触氧化反应器（3）运行阶段，FA/O/O/A反应器（2）的第一缺氧区（2.4）和第二缺氧区（2.5）对总氮去除贡献率计算公式为：((C第二好氧区末端总氮*(Q+r1Q))+(C反应器最终出水总氮*(RQ+r2Q))-(C第二缺氧区末端总氮*(Q+r1Q+RQ+r2Q)))/((C反应器进水总氮-C反应器最终出水总氮)*Q)；
其中， C第二缺氧区末端总氮为第二缺氧区（2.5）末端总氮质量浓度，R为硝化液回流比，r2为第二污泥回流比。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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