一種連續(xù)流低C/P污水的亞硝化-反硝化脫氮除磷裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于污廢水處理設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種適于低C/P污廢水實(shí)現(xiàn)連續(xù)流亞硝化-反硝化脫氮除磷的生物一體化同步脫氮除磷裝置及方法。

背景技術(shù)：
隨著環(huán)境污染加劇，水體富營(yíng)養(yǎng)化、水資源危機(jī)問題的尖銳化及公共環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，而氮磷元素是生命體的重要營(yíng)養(yǎng)元素，但在水體中含量過高會(huì)引發(fā)富營(yíng)養(yǎng)化問題，因此諸多地區(qū)對(duì)污水氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，如我國(guó)在2002年就已經(jīng)頒布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)，明確規(guī)定了較為嚴(yán)格的氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)：NH4+-N≤5mg/L、TN≤15mg/L、TP≤0.5mg/L(一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn))。為進(jìn)一步提高污廢水的脫氮除磷效果，減輕環(huán)境壓力及對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的影響，研究開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效穩(wěn)定的污廢水脫氮除磷新技術(shù)極其重要。目前脫氮除磷方法中，生物方法以其運(yùn)行成本低、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)在世界范圍內(nèi)得以廣泛應(yīng)用，但是傳統(tǒng)脫氮除磷工藝，如A2/O、UCT、CASS、氧化溝等單一污泥懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)，因其工藝簡(jiǎn)單，氮、磷去除效果比較理想而得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)在同一系統(tǒng)中硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機(jī)負(fù)荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)進(jìn)水中碳源要求較高，并且污泥齡、DO、硝酸鹽等均會(huì)影響水處理效果。我國(guó)許多城市尤其是南方地區(qū)生活污廢水的碳源含量相對(duì)較低，并且近年來對(duì)污廢水中的碳源進(jìn)行能源化利用也在引起研究者的重視，因此開發(fā)一種碳源需求少、能耗低、運(yùn)行簡(jiǎn)捷、系統(tǒng)穩(wěn)定且處理效率高的脫氮除磷工藝具有重要意義。近年來，污廢水工作者提出了反硝化除磷理論及相關(guān)工藝，為有效解決傳統(tǒng)脫氮除磷工藝中存在的矛盾提供了新的思路。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)反硝化除磷技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)脫氮除磷系統(tǒng)存在一定數(shù)量的反硝化聚磷菌(DPAOs)，缺氧狀態(tài)下DPAOs可以利用硝酸鹽為電子受體實(shí)現(xiàn)同步的除磷脫氮。然而對(duì)以亞硝酸鹽為電子受體的短程反硝化除磷技術(shù)的研究還較少，但已有研究者發(fā)現(xiàn)其可行性。此外，基于反硝化除磷理論開發(fā)的A2N雙污泥反硝化除磷工藝，相對(duì)于A2/O、UCT、MUCT、BCFS、SBR等單污泥反硝化除磷系統(tǒng)，深受國(guó)內(nèi)外污水處理研究者的重視，并已成為污水生物脫氮除磷領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。SBR為基礎(chǔ)的間歇式運(yùn)行反硝化除磷工藝由于運(yùn)行復(fù)雜，能耗較高，生產(chǎn)規(guī)模小等原因不適合大型污廢水處理廠，連續(xù)流反硝化除磷工藝研究很有意義。但是反硝化除磷工藝通常存在出水氨氮濃度較高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性難以控制，尤其是連續(xù)流系統(tǒng)工藝流程冗長(zhǎng)等。目前針對(duì)雙污泥A2N反硝化除磷脫氮工藝的弊端，根據(jù)多年的試驗(yàn)研究進(jìn)行了彌補(bǔ)或改進(jìn)，但多數(shù)僅局限性的對(duì)一個(gè)弊端進(jìn)行彌補(bǔ)，致使改進(jìn)A2N工藝失去了“雙污泥系統(tǒng)”、“一碳兩用”的最大優(yōu)勢(shì)，盡管彌補(bǔ)了氨氮出水濃度高和流程長(zhǎng)等問題，卻引入新的問題。而關(guān)于反硝化除磷工藝穩(wěn)定運(yùn)行的問題幾乎沒有很深入的研究，沒有很好的對(duì)策提出?；谏鲜龈鞣矫?，提出一種低碳源(低C/N、低C/P)污廢水的新型可利用的連續(xù)流生物一體化脫氮除磷裝置和方法顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種針對(duì)低C/P比污廢水以亞硝化-反硝化脫氮除磷工藝為主體，經(jīng)濟(jì)高效，運(yùn)行便捷，產(chǎn)泥量低，節(jié)約占地的連續(xù)流一體化脫氮除磷裝置，并提供一種污廢水同步脫氮除磷的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種連續(xù)流低C/P污水的亞硝化-反硝化脫氮除磷裝置，主要由一個(gè)厭氧-好氧反應(yīng)器和一個(gè)缺氧反-好氧反應(yīng)器串聯(lián)組成，厭氧釋磷區(qū)(2)與好氧亞硝化區(qū)(3)、缺氧反硝化除磷區(qū)(4)與好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)分別經(jīng)由第一膜組件(7)和第二膜組件(17)進(jìn)行功能區(qū)隔離；一種連續(xù)流低C/P污水的亞硝化-反硝化脫氮除磷裝置由進(jìn)水泵(1)供水通過厭氧釋磷區(qū)(2)的第一布水器(6)進(jìn)水，經(jīng)由厭氧釋磷、好氧亞硝化后的出水通過好氧亞硝化區(qū)(3)的第一排水口(11)排水，隨后與厭氧釋磷區(qū)(2)中泥水混合液出口(12)的泥水混合液利用缺氧反硝化除磷區(qū)(4)的第二布水器(16)共同進(jìn)水并進(jìn)行反硝化釋磷，最后通過好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)強(qiáng)化脫氮除磷效果后經(jīng)第二排水口(21)出水；缺氧反硝化除磷區(qū)(4)的污泥通過第二排泥口(22)利用污泥回流泵(23)將回流污泥通過厭氧釋磷區(qū)(2)的污泥回流進(jìn)口(13)回流；好氧亞硝化區(qū)(3)和好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)利用曝氣泵(15)供氧；厭氧-好氧反應(yīng)器包括懸浮型生物厭氧釋磷區(qū)(2)和附著型生物好氧亞硝化區(qū)(3)，內(nèi)置第一布水器(6)、第一膜組件(7)、第一布?xì)獗P(8)、第一填料(9)、第一攪拌機(jī)(10)、好氧亞硝化區(qū)(3)的排水口(11)、厭氧釋磷區(qū)(2)的泥水混合液出口(12)、厭氧釋磷區(qū)(2)的污泥回流進(jìn)口(13)和厭氧-好氧反應(yīng)器底部第一排泥口(14)；缺氧-好氧反應(yīng)器包括懸浮型生物缺氧反硝化除磷區(qū)(4)和附著型生物好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)，內(nèi)置第二布水器(16)、第二膜組件(17)、第二布?xì)獗P(18)、第二填料(19)、第二攪拌機(jī)(20)、好氧亞硝化區(qū)(3)的第二排水口(21)和缺氧-好氧反應(yīng)器底部第二排泥口(22)；膜組件為微濾膜(MF)，截留微生物，避免菌種流失和不同區(qū)域的菌群的混雜，強(qiáng)化反應(yīng)區(qū)域內(nèi)功能菌群優(yōu)勢(shì)；生物填料為懸掛式的由柔性和半柔性填料形成的組合填料，填料單元直徑Ф150mm，橫排和豎排的間距為150mm，啟動(dòng)及運(yùn)行后其表面附著微生物種群。使用上述連續(xù)流低C/P污水的亞硝化-反硝化脫氮除磷裝置實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的一體化生物脫氮除磷的方法，其特征包括以下步驟：1)污廢水經(jīng)進(jìn)水泵(1)進(jìn)入?yún)捬?好氧反應(yīng)器的懸浮型生物厭氧釋磷區(qū)(2)，啟動(dòng)第一攪拌器(10)進(jìn)行泥水混合，污泥中的微生物利用水中的營(yíng)養(yǎng)元素維持生命活性，主要功能菌群進(jìn)行碳源吸收、厭氧釋磷并儲(chǔ)存PHA在生物體內(nèi)；2)厭氧釋磷區(qū)(2)污泥濃度3000～5000mg/L，HRT為0.5～2.5h，經(jīng)污泥充分除碳釋磷后的出水分兩部分，第一部分出水是按進(jìn)水量15～30％的比例將該區(qū)泥水混合物通過位于厭氧釋磷區(qū)(2)的泥水混合液出口(12)排出，然后與生物膜好氧亞硝化區(qū)(3)出水混合進(jìn)入缺氧反硝化除磷區(qū)(4)進(jìn)行反硝化同步脫氮除磷，第二部分的出水利用水流承托作用經(jīng)過第一膜組件(7)進(jìn)行泥水分離，排水進(jìn)入生物膜好氧亞硝化區(qū)(3)進(jìn)行亞硝化；3)生物膜好氧亞硝化區(qū)(3)填充第一填料(9)，微生物生長(zhǎng)并附著在填料上，形成生物膜，底部第一布?xì)獗P(8)供給生物膜好氧亞硝化區(qū)(3)曝氣需求，DO在0.6～1.1mg/L，HRT1～3h，以減少硝氮生成，可滿足微生物短程硝化，水溢流后通過第一排水口(11)排出；4)生物膜好氧亞硝化區(qū)(3)中的優(yōu)勢(shì)菌屬亞硝化菌將進(jìn)入亞硝化區(qū)的污水中氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，亞硝化液溢流出水進(jìn)入缺氧反硝化除磷區(qū)(4)作為反硝化除磷底物，厭氧釋磷區(qū)(2)中的泥水混合液出口(12)排出的泥水混合物中污泥進(jìn)入缺氧反硝化除磷區(qū)(4)提供充分釋磷后的反硝化聚磷菌種，厭氧釋磷區(qū)(2)的泥水混合液與好氧亞硝化區(qū)(3)的排水混合后，經(jīng)第二布水器(16)進(jìn)入缺氧-好氧反應(yīng)器的缺氧反硝化除磷區(qū)(4)，進(jìn)行反硝化除磷；5)缺氧反硝化除磷區(qū)(4)污泥濃度為3000～5000mg/L，HRT為0.5～2h，第二攪拌器(20)進(jìn)行泥水混合，進(jìn)行缺氧條件下以亞硝酸鹽為電子受體進(jìn)行過量吸磷及反硝化脫氮，通過第二膜組件(17)出水和排氣進(jìn)入好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)，氣體最終排出水處理系統(tǒng)；6)好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)利用底部布?xì)獗P(18)進(jìn)行二次曝氣，DO2～4mg/L，HRT0.5～2h，供氧給第二填料(19)附著的微生物并進(jìn)行氣體吹脫，強(qiáng)化脫氮除磷效果，出水經(jīng)溢流通過排水口(21)排出；7)上述厭氧-好氧反應(yīng)器的厭氧釋磷區(qū)(2)和缺氧-好氧反應(yīng)器的缺氧反硝化除磷區(qū)(4)中的優(yōu)勢(shì)菌屬亞硝化-反硝化除磷菌，實(shí)現(xiàn)厭氧除碳釋磷積蓄PHA，好氧過量吸磷并將亞硝氮還原為氮?dú)?，厭?缺氧環(huán)境交替，污泥循環(huán)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的一體化脫氮除磷；8)厭氧釋磷區(qū)(2)和缺氧反硝化除磷區(qū)(4)SRT為20～35d，其中缺氧反硝化除磷區(qū)(4)中的污泥通過第二排泥口(22)排出，利用污泥回流泵(23)按污泥回流比1～4經(jīng)污泥回流進(jìn)口(13)回流至厭氧釋磷區(qū)(2)，進(jìn)行污泥新一周期的厭氧釋磷/缺氧反硝化除磷生命活動(dòng)，其中缺氧反硝化除磷區(qū)(4)中排放的過量吸磷后的剩余污泥，是實(shí)現(xiàn)生物法除去污廢水中的磷的主體。一種連續(xù)流低C/P污水的亞硝化-反硝化脫氮除磷裝置和方法，具有優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了除磷菌種和硝化菌種等主要功能菌群的分離，避免了泥齡矛盾；節(jié)省碳源和曝氣量，增加了反應(yīng)速率，減少污泥產(chǎn)量，高效節(jié)能；避免傳統(tǒng)連續(xù)流反硝化除磷工藝的冗長(zhǎng)，節(jié)約占地，運(yùn)行簡(jiǎn)單；適用于低碳磷比污廢水同步脫氮除磷，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。附圖說明圖1是本發(fā)明所述的一種連續(xù)流低C/P污水的亞硝化-反硝化脫氮除磷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖：其中：1-進(jìn)水泵，2-厭氧釋磷區(qū)，3-好氧亞硝化區(qū)，4-缺氧反硝化除磷區(qū)，5-好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)，6-第一布水器，7-第一膜組件，8-第一布?xì)獗P，9-第一填料，10-第一攪拌機(jī)，11-第一排水口，12-泥水混合液出口，13-污泥回流進(jìn)口，14-第一排泥口，15-曝氣泵，16-第二布水器，17-第二膜組件，18-第二布?xì)獗P，19-第二填料，20-第二攪拌機(jī)，21-第二排水口，22-第二排泥口，23-污泥回流泵。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參考圖1，本發(fā)明實(shí)施所述的一種連續(xù)流低C/P污水的亞硝化-反硝化脫氮除磷裝置主要由一個(gè)厭氧-好氧反應(yīng)器和一個(gè)缺氧-好氧反應(yīng)器串聯(lián)組成，由進(jìn)水泵(1)供水通過厭氧釋磷區(qū)(2)的第一布水器(6)進(jìn)水，經(jīng)過反硝化釋磷后進(jìn)入好氧亞硝化區(qū)(3)，亞硝化后的第一排水口(11)排水與厭氧釋磷區(qū)(2)的泥水混合液出口(12)的泥水混合液利用第二布水器(16)共同進(jìn)水到缺氧反硝化除磷區(qū)(4)進(jìn)行反硝化脫氮除磷，隨后通過好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)強(qiáng)化脫氮除磷效果，最后經(jīng)第二排水口(21)出水；缺氧反硝化除磷區(qū)(4)的污泥通過第二排泥口(22)利用污泥回流泵(23)將回流的過量吸磷污泥通過厭氧釋磷區(qū)(2)的污泥回流進(jìn)口(13)回流；好氧亞硝化區(qū)(3)和好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)利用曝氣泵(15)供氧曝氣；所述厭氧-好氧反應(yīng)器包括懸浮型生物厭氧釋磷區(qū)(2)和附著型生物好氧亞硝化區(qū)(3)，內(nèi)置第一布水器(6)、第一膜組件(7)、第一布?xì)獗P(8)、第一填料(9)、第一攪拌機(jī)(10)、好氧亞硝化區(qū)(3)的第一排水口(11)、厭氧釋磷區(qū)(2)的泥水混合液出口(12)、厭氧釋磷區(qū)(2)的污泥回流進(jìn)口(13)及厭氧-好氧反應(yīng)器底部排泥口(14)；所述缺氧-好氧反應(yīng)器包括懸浮型生物缺氧反硝化除磷區(qū)(4)和附著型生物好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)，內(nèi)置第二布水器(16)、第二膜組件(17)、第二布?xì)獗P(18)、第二填料(19)、第二攪拌機(jī)(20)、好氧亞硝化區(qū)(3)的第二排水口(21)及缺氧-好氧反應(yīng)器底部第二排泥口(22)。使用上述連續(xù)流低C/P污水的亞硝化-反硝化脫氮除磷裝置進(jìn)行脫氮除磷一體化，具體運(yùn)行方式描述如下：1)污廢水(TP4～6mg/L，NH4+-N35～50mg/L，COD15～300mg/L)利用進(jìn)水泵(1)進(jìn)入懸浮型生物厭氧釋磷區(qū)(2)，維持污泥濃度3000～5000mg/L，攪拌器(10)啟動(dòng)，HRT0.5～2.5h促進(jìn)厭氧充分釋磷和碳源的吸收利用；2)厭氧釋磷區(qū)(2)3/5高度的泥水混合液出口(12)按進(jìn)水量15～30％的比例將該區(qū)泥水混合物排出，隨后與生物膜好氧亞硝化區(qū)(3)出水一同進(jìn)入缺氧反硝化除磷區(qū)(4)進(jìn)行反硝化同步脫氮除磷；3)上述步驟2中，生物膜好氧亞硝化區(qū)(3)進(jìn)水來自于利用水流承托作用經(jīng)過第一膜組件(7)的厭氧釋磷區(qū)(2)出水，第一填料(9)附著有適合該區(qū)域水生環(huán)境的微生物，底部第一布?xì)獗P(8)供給好氧亞硝化區(qū)(3)曝氣需求，DO0.6～1.1mg/L，HRT1～3h，進(jìn)行短程硝化，水溢流后通過第一排水口(11)排出；4)上述生物膜好氧亞硝化區(qū)(3)中的優(yōu)勢(shì)菌屬亞硝化菌將進(jìn)入亞硝化區(qū)的污水中氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，亞硝化液溢流出水進(jìn)入缺氧反硝化除磷區(qū)(4)作為反硝化除磷底物，厭氧釋磷區(qū)(2)的泥水混合液出口(12)排出的泥水混合物中污泥進(jìn)入缺氧反硝化除磷區(qū)(4)提供充分釋磷后的反硝化聚磷菌種；5)缺氧反硝化除磷區(qū)(4)中污泥濃度為3000～5000mg/L，第二攪拌器(20)進(jìn)行泥水混合，HRT為0.5～2h，反硝化除磷后通過第二膜組件(17)出水和排氣進(jìn)入好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)，氣體最終排出水處理系統(tǒng)；6)上述厭氧釋磷區(qū)(2)和缺氧反硝化除磷區(qū)(4)中的優(yōu)勢(shì)菌屬亞硝化-反硝化除磷菌，用以實(shí)現(xiàn)厭氧除碳釋磷積蓄PHA，好氧過量吸磷并將亞硝氮還原為氮?dú)?，厭?缺氧環(huán)境交替，污泥循環(huán)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的一體化脫氮除磷；7)好氧強(qiáng)化脫氮除磷區(qū)(5)，底部第二布?xì)獗P(18)進(jìn)行二次曝氣，DO在2～4mg/L，HRT0.5～2h，供氧給第二填料(19)附著的微生物并進(jìn)行氣體吹脫，強(qiáng)化脫氮除磷效果，出水經(jīng)溢流通過排水口(21)排水；8)厭氧釋磷區(qū)(2)和缺氧反硝化除磷區(qū)(4)SRT為20～35d，其中缺氧反硝化除磷區(qū)(4)中的污泥通過第二排泥口(22)排出，利用污泥回流泵(23)按污泥回流比1～4經(jīng)污泥回流進(jìn)口(13)回流至厭氧釋磷區(qū)(2)，進(jìn)行污泥新一周期的厭氧釋磷/缺氧反硝化除磷生命活動(dòng)，其中缺氧反硝化除磷區(qū)(4)中排放的過量吸磷后的剩余污泥，是實(shí)現(xiàn)生物法除去污廢水中的磷的主體。試驗(yàn)結(jié)果表明:運(yùn)行穩(wěn)定后，反應(yīng)器出水總磷濃度小于0.5mg/L，氨氮濃度為1.3～2.5mg/L，總氮濃度小于14mg/L，COD濃度為21～47mg/L，達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，便于該領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解和應(yīng)用本發(fā)明，并非用來限制本發(fā)明范圍，凡依本發(fā)明所做的簡(jiǎn)單改進(jìn)均應(yīng)包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。