[发明专利]一种基于部分回流污泥深度厌氧处理的城市污水低碳脱氮除磷装置和方法

说明书

本发明公开一种基于部分回流污泥深度厌氧处理的城市污水低碳脱氮除磷装置和方法，属于污水生物处理技术领域。本发明工艺中，城市污水和回流污泥进入厌氧区，发生厌氧释磷，再进入好氧区，发生好氧吸磷和硝化，再进入缺氧区。同时，将部分二沉池污泥回流至污泥深度厌氧处理池，进行污泥发酵产酸同步释磷，再将此污泥回流至缺氧区。缺氧区发生短程反硝化吸磷厌氧氨氧化，最终实现深度脱氮除磷。本发明通过短程反硝化厌氧氨氧化脱氮降低脱氮对碳源的需求量，同时节省曝气能耗；通过部分回流污泥深度厌氧处理，将污泥水解酸化强化释磷和提高内碳源贮存，控制聚糖菌生长，以降低生物除磷对原水中有机碳源的需求量，最终实现城市污水低碳深度脱氮除磷。

技术领域

本发明属于污水生物处理技术领域，具体涉及一种基于部分回流污泥深度厌氧处理的城市污水低碳脱氮除磷装置和方法。

背景技术

随着经济发展和人民生活水平的提高，国家对水环境质量要求更高，对于水环境敏感地区污水处理要基本达到一级A排放标准，并强调选择经济适用、节能低碳污水处理工艺路线。因此，城市污水处理同时面临“节能”与“减排”的双重目标，低碳低能耗城市污水脱氮除磷技术的研发与应用，对于当前生态环境保护与经济社会发展具有重要意义。

目前城市污水脱氮除磷普遍采用传统A2O工艺：厌氧区A区发生释磷反应，缺氧区A区发生反硝化反应，好氧区O区发生好氧硝化反应。这种传统生物处理过程存在能耗较高(消耗化石燃料)、排放大量温室气体(包括CO₂、N₂O等)、投加外碳源、投加化学除磷药剂等问题。

近年来新开发的短程反硝化厌氧氨氧化脱氮技术为城市污水低碳低能耗脱氮提供了可能。该技术脱氮过程中，首先通过短程反硝化将硝态氮还原为亚硝态氮，然后再通过厌氧氨氧化反应将亚硝态氮与污水中的氨氮转化为氮气，实现总氮的去除。因厌氧氨氧化脱氮无需有机碳源和氧气，因此该技术可实现低碳低能耗生物脱氮。

传统生物除磷系统中，聚磷菌PAOs在厌氧区将污水中挥发性脂肪酸VFAs转化为内碳源PHAs，并释放磷酸盐，随后在好氧区或缺氧区发生过量吸磷，从而达到污水生物除磷目的。对于低C/N比城市污水，有机物含量不足，导致释磷量低，进而造成后续吸磷量低，生物除磷效果难以保证，因此需投加化学药剂进行化学除磷，以满足出水磷达标。

我国城市污水普遍存在C/N比低，为了实现出水一级A排放，不得不投加外碳源来实现深度脱氮，不得不投加化学药剂来保障除磷效果。因此，开发新技术实现低碳低能耗城市污水脱氮除磷对于我国当前的水环境保护有着重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷，针对传统生物脱氮除磷工艺中能耗高、碳源投加量大和难以实现深度脱氮除磷的问题，提出一种基于部分回流污泥深度厌氧处理的城市污水低碳脱氮除磷装置和方法。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于部分回流污泥深度厌氧处理的城市污水低碳脱氮除磷装置，设有城市污 水原水箱、AOA生化池、二沉池、污泥深度厌氧处理池；城市污水原水箱设有溢流管和放空 管；城市污水原水箱通过AOA生化池进水泵和AOA生化池进水阀与AOA生化池相连接；AOA生 化池分为五个格室，按照水流方向上下交错设置过流孔连接各个格室；第一个格室为厌氧 区，第二、三个格室为好氧区，第四、第五格室为缺氧区；厌氧区和缺氧区设有搅拌器，且缺氧区填充厌氧氨氧化生物膜；好氧区设有空压机、气体流量计、气量调节阀及曝气头；AOA生化池出水管通过二沉池进水阀与二沉池连接，二沉池通过污泥回流泵与AOA生化池相连接， 最终出水通过二沉池出水管排放；部分二沉池回流污泥通过污泥深度厌氧处理池进泥泵和 污泥深度厌氧处理池进泥阀进入污泥深度厌氧处理池；污泥深度厌氧处理池设有污泥深度 厌氧处理池搅拌器，污泥深度厌氧处理池通过污泥深度厌氧处理池排泥阀与缺氧区连接。

一种基于部分回流污泥深度厌氧处理的城市污水低碳脱氮除磷装置的方法，包括以下步骤：