本發(fā)明涉及污水處理，具體而言，涉及低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)和污水處理方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、a2/o工藝因其運(yùn)行方便、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水處理廠，據(jù)《城鎮(zhèn)排水統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，a2/o類型工藝使用范圍最廣，占統(tǒng)計數(shù)量的33％。a2/o工藝是anaerobic-anoxic-oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，a2/o工藝是在厭氧-好氧磷工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，該工藝同時具有脫氮除磷的功能。

2、a2/o工藝原理如下：(1)首段厭氧池，流入原污水及同步進(jìn)入的從二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能為釋放磷，使污水中p的濃度升高，溶解性有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收而使污水中的bod5濃度下降；另外，nh3-n因細(xì)胞的合成而被去除一部分，使污水中的nh3-n濃度下降，但no3-n含量沒有變化。(2)在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作碳源，將回流混合液中帶入大量no3-n和no2-n還原為n2釋放至空氣，因此bod5濃度下降，no3-n濃度大幅度下降，而磷的變化很小。(3)在好氧池中，有機(jī)物被微生物生化降解，而繼續(xù)下降；有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使nh3-n濃度顯著下降，但隨著硝化過程使no3-n的濃度增加，p隨著聚磷菌的過量攝取，也以較快的速度下降。a2/o工藝可以同時完成有機(jī)物的去除、硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能，脫氮的前提是no3-n應(yīng)完全硝化，好氧池能完成這一功能，缺氧池則完成脫氮功能。厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。

3、但是，a2/o工藝本身存在聚磷菌(paos)、反硝化菌和硝化細(xì)菌間的競爭和共生問題，使得其同時脫氮除磷效果受到制約，其缺陷主要體現(xiàn)在：

4、污泥齡矛盾：a2o工藝屬于單泥系統(tǒng)，其中聚磷菌(paos)、反硝化菌和硝化菌共同生長。這些微生物群落所需的污泥齡不同，導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行中難以同時優(yōu)化它們的活性。例如，硝化菌需要較長的污泥齡，而聚磷菌則需要較短的污泥齡。

5、碳源競爭：在a2o系統(tǒng)中，碳源需要同時滿足釋磷、反硝化和異養(yǎng)菌代謝的需要。當(dāng)進(jìn)水碳源不足時，可能會抑制反硝化過程，從而影響系統(tǒng)的脫氮效率。同時，污水處理廠的進(jìn)水濃度普遍偏低，據(jù)相關(guān)信息，污水處理廠進(jìn)水bod5平均濃度為103mg/l，實(shí)際生活污水的水質(zhì)特點(diǎn)普遍表現(xiàn)為cod/ρ(tn)低于8，屬于低c/n比污水，污水中碳源的缺乏進(jìn)一步限制了傳統(tǒng)a2/o工藝的處理效果?？偟膩碚f，碳源不足與碳源競爭問題是導(dǎo)致傳統(tǒng)a2/o工藝同時脫氮除磷效果不佳的根本原因。

6、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的在于提供一種低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，具有三污泥系統(tǒng)工藝，其中吸附池與中沉池，厭氧池、缺氧池、好氧池與二沉池，中沉池、二沉池與厭氧水解酸化罐的污泥系統(tǒng)相互獨(dú)立，反硝化聚磷菌、硝化細(xì)菌和水解酸化細(xì)菌在不同的污泥系統(tǒng)中培養(yǎng)，解決了各自對基質(zhì)競爭和污泥泥齡的矛盾；同時，設(shè)置厭氧水解酸化罐回收污水內(nèi)部碳源，減少低碳氮比污水額外碳源的投加，具有低碳化、資源化的特點(diǎn)，還具有提高水處理設(shè)備利用率和減少污泥產(chǎn)量等優(yōu)勢，解決了碳源不足與碳源競爭問題。

2、本發(fā)明的第二目的在于提供一種低碳脫氮除磷的污水處理方法。

3、本發(fā)明的第三目的在于提供一種低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)或者低碳脫氮除磷的污水處理方法在污水處理中的應(yīng)用。

4、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

5、本發(fā)明首先提供了一種低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，包括沿污水流動方向依次連通的預(yù)處理單元、吸附池、中沉池、生化池和二沉池；所述生化池包括依次連通的厭氧池、缺氧池和好氧池；所述污水處理系統(tǒng)還包括厭氧水解酸化罐；所述厭氧水解酸化罐設(shè)置有含vfas上清液出口，所述含vfas上清液出口與所述厭氧池相連通；所述中沉池設(shè)置有吸附污泥出口和污水出口，所述吸附污泥出口分別與所述吸附池和所述厭氧水解酸化罐相連通，所述污水出口與所述厭氧池相連通；所述二沉池設(shè)置有生物污泥出口和排水口，所述生物污泥出口分別與所述厭氧池和所述厭氧水解酸化罐相連通；所述厭氧水解酸化罐設(shè)置有厭氧污泥出口，所述厭氧污泥出口連通有污泥脫水裝置。

6、進(jìn)一步地，所述預(yù)處理單元包括沿污水流動方向依次連通的粗格柵、提升泵、細(xì)格柵和沉砂池。

7、進(jìn)一步地，所述污泥脫水裝置和粗格柵之間設(shè)置有脫泥污水回流管道。

8、進(jìn)一步地，所述污泥脫水裝置設(shè)置有污泥外運(yùn)管道。

9、進(jìn)一步地，所述好氧池與所述缺氧池之間設(shè)置有混合液回流管道。

10、本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種低碳脫氮除磷的污水處理方法，適用于所述低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，包括如下步驟：待處理的污水經(jīng)預(yù)處理單元去除顆粒物后，進(jìn)入吸附池，通過吸附作用去除部分有機(jī)物，隨后進(jìn)入中沉池中進(jìn)行第一泥水分離；所述第一泥水分離后的吸附污泥一部分回流至吸附池，另一部分進(jìn)入?yún)捬跛馑峄拗羞M(jìn)行水解酸化；所述第一泥水分離后的污水進(jìn)入?yún)捬醭刂羞M(jìn)行厭氧釋磷，然后進(jìn)入缺氧池中通過反硝化聚磷菌以硝氮為電子受體進(jìn)行聚磷反應(yīng)以同步脫氮除磷，再進(jìn)入好氧池中進(jìn)行好氧吸磷和硝化反應(yīng)，之后進(jìn)入二沉池中進(jìn)行第二泥水分離；所述第二泥水分離后的合格水排放，所述第二泥水分離后的生物污泥一部分回流至厭氧池，另一部分進(jìn)入?yún)捬跛馑峄拗羞M(jìn)行水解酸化；經(jīng)所述厭氧水解酸化罐中的水解酸化菌劑水解酸化所得的含vfas上清液進(jìn)入?yún)捬醭刂斜晦D(zhuǎn)化為內(nèi)碳源；所述厭氧水解酸化罐排出的泥渣進(jìn)入污泥脫水裝置中脫水。

11、進(jìn)一步地，所述待處理的污水經(jīng)預(yù)處理單元去除顆粒物的步驟包括：所述待處理的污水進(jìn)入柵距為10mm的粗格柵中以去除大粒徑的漂浮物，然后經(jīng)提升泵進(jìn)入柵距為5mm的細(xì)格柵中以去除小粒徑的懸浮物，再進(jìn)入沉砂池中以去除粒徑大于0.2mm的砂粒。

12、進(jìn)一步地，經(jīng)所述污泥脫水裝置脫水后的污泥外運(yùn)，和/或，經(jīng)所述污泥脫水裝置脫水后的清液回流至粗格柵。

13、進(jìn)一步地，所述反硝化聚磷菌的富集馴化方法包括：第一階段，通過周期性的進(jìn)水-厭氧-好氧-沉淀-排水的方式運(yùn)行，對所述污水處理系統(tǒng)中的接種污泥進(jìn)行活化，得到具有高效好氧吸磷的污泥；第二階段，通過周期性的進(jìn)水ⅰ-厭氧-沉淀-排水-進(jìn)水ⅱ-缺氧-沉淀-排水的方式運(yùn)行，其中所述進(jìn)水ⅱ為不含cod的人工配水，用于去除所述污水處理系統(tǒng)中的反硝化菌，以對所述反硝化聚磷菌進(jìn)行選擇和富集；第三階段，通過周期性的進(jìn)水-厭氧-缺氧-沉淀-排水的方式運(yùn)行，并向所述缺氧池內(nèi)投加硝酸鹽以提高體系的穩(wěn)定性。

14、進(jìn)一步地，所述水解酸化菌劑由化糞池內(nèi)黑水為底物培育馴化而來。

15、進(jìn)一步地，所述水解酸化菌劑的優(yōu)勢菌屬包括乳桿菌屬、羅爾斯通菌屬、假單胞菌屬和寡養(yǎng)單胞菌屬中的至少一種。

16、本發(fā)明還提供了所述低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)及所述低碳脫氮除磷的污水處理方法在污水處理中的應(yīng)用。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

18、(1)本發(fā)明提供的低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，具有三污泥系統(tǒng)工藝，其中吸附池與中沉池，厭氧池、缺氧池、好氧池與二沉池，中沉池、二沉池與厭氧水解酸化罐的污泥系統(tǒng)相互獨(dú)立，反硝化聚磷菌、硝化細(xì)菌和水解酸化細(xì)菌在不同的污泥系統(tǒng)中培養(yǎng)，解決了各自對基質(zhì)競爭和污泥泥齡的矛盾。同時，設(shè)置厭氧水解酸化罐回收污水內(nèi)部碳源，減少低碳氮比污水額外碳源的投加，具有低碳化、資源化的特點(diǎn)，還具有提高水處理設(shè)備利用率和減少污泥產(chǎn)量等優(yōu)勢，解決了碳源不足與碳源競爭問題。

19、(2)本發(fā)明提供的低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，設(shè)置厭氧水解酸化罐并構(gòu)建合理的處理單元組合，利用反硝化聚磷菌為主體活性污泥，實(shí)現(xiàn)對污水的脫氮除磷；吸附污泥和生物污泥在水解酸化菌劑的作用下，厭氧水解酸化產(chǎn)生更宜被反硝化聚磷菌吸水利用的短鏈脂肪酸(vfas)，充分利用污水中內(nèi)部碳源，是一種符合低碳綠色的新型污水處理系統(tǒng)。

20、(3)本發(fā)明提供的低碳脫氮除磷的污水處理系統(tǒng)，可以最大限度地利用原水中的內(nèi)部碳源，營造主體菌群的適宜環(huán)境，構(gòu)建合理的處理單元組合，實(shí)現(xiàn)污水的脫氮除磷的穩(wěn)定處理。

21、(4)本發(fā)明提供的低碳脫氮除磷的污水處理方法，利用反硝化聚磷菌為主體活性污泥，以硝酸鹽作為電子受體，在缺氧環(huán)境下完成脫氮和除磷的雙過程，實(shí)現(xiàn)對污水的脫氮除磷，具有高效低耗的特點(diǎn)；吸附污泥和生物污泥在水解酸化菌劑的作用下，厭氧水解酸化產(chǎn)生更宜被反硝化聚磷菌吸水利用的短鏈脂肪酸(vfas)，充分利用污水中內(nèi)部碳源，是一種節(jié)約能源和碳源、低污泥產(chǎn)出、環(huán)境友好的新型污水處理工藝。

22、(5)本發(fā)明提供的低碳脫氮除磷的污水處理方法，好氧池的水力停留時間可以有效縮短為3～4小時，僅為傳統(tǒng)a2o工藝中好氧池水力停留時間的40％～50％。