本技術涉及污水處理，具體為一種多級復合極限脫氮生化系統(tǒng)。

背景技術：

1、近年來，排水工程快速發(fā)展，城鎮(zhèn)污水處理率逐年提高。目前污水處理進入新階段，為提升水環(huán)境質量，各地方陸續(xù)出臺了當?shù)匚鬯幚砼欧艠藴?執(zhí)行國標由一級a標準提高至準ⅳ類水體標準，要求總氮低于10mg/l，在經濟較發(fā)達地區(qū)與水環(huán)境敏感的重要流域提出了更為嚴格的排放限值，目前最嚴格的總氮要求是低于5mg/l?？梢娢磥砦鬯幚韽S對于氮的去除正由強化脫氮逐漸向極限脫氮邁進。目前現(xiàn)有的污水處理廠采用的主流脫氮工藝為an/o、a/a/o、巴顛普（bardenpho）、氧化溝、uct等傳統(tǒng)工藝，對于普通城市污水水質，只要運行管理得當，能夠達到“一級a”標準。

2、目前國內污水處理廠采用的主流脫氮工藝，主要通過加大混合液回流比來提高氮的去除率，但是，當總回流比為4時，再增加回流比對脫氮效果的提高也不大。故脫氮效果難于進一步提高，雖能夠達到“一級a”標準，但無法達到未來趨勢的更高“極限脫氮”標準。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型提供一種多級復合極限脫氮生化系統(tǒng)，通過將ao多級活性污泥法、生物膜法及自然處理法的有效組合，極限利用污水中自身碳源，減少曝氣供氧量，創(chuàng)造長歷時多級短程硝化與反硝化反應，優(yōu)勢利用兼氧，解決了目前主流脫氮工藝總回流比增大到一定數(shù)值時脫氮效果無法進一步提高的問題，提高了污水中氮的去除效果，處理污水出水總氮濃度低于2mg/l。

2、為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

3、一種多級復合極限脫氮生化系統(tǒng)，系統(tǒng)分為活性污泥處理段、生物膜處理段和生態(tài)處理段；其中活性污泥處理段中依次包含厭氧池、一級極限缺氧池、好氧池和二級缺氧池，污水從污水管道注入厭氧池；生物膜處理段包含填料濾池，生態(tài)處理段包含生態(tài)濕地；所述活性污泥處理段、生物膜處理段之間設置沉淀池，沉淀池的底部通過污泥輸送機或污泥泵連接至污水管道。

4、污水首先進入厭氧池，與回流污泥混合發(fā)生釋磷過程后進入一級極限缺氧池，在一級極限缺氧池內與好氧池回流過來的混合液進行反硝化過程，好氧池出水再進入二級缺氧池，又一次進行反硝化反應，即污水在好氧池前后分級反硝化脫氮。

5、厭氧池的水力停留時間應控制在2小時以內，一級極限缺氧池的水力停留時間控制在3~6小時，二級缺氧池的水力停留時間控制在2~3小時，缺氧/好氧池水力停留時間控制在9~15小時。

6、好氧池采用短暫間歇曝氣將do控制在0.8~2.3mg/l，實現(xiàn)氨氮的部分亞硝酸化及硝化。

7、通過水力停留時間、回流比及好氧池do濃度的控制，在一級極限缺氧池、二級缺氧池內實現(xiàn)了厭氧氨氧菌及反硝化細菌的選擇培養(yǎng)，兩種細菌協(xié)同作用進行反硝化，以有機物及nh3為電子供體，no3-及no2-為電子受體還原為n2，實現(xiàn)異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化。

8、所述生物膜處理段依次包括一級填料濾池和二級填料濾池。一級填料濾池內填充陶粒，陶粒比表面積500-1000。二級填料濾池內填充塑料填料，塑料填料比表面500-1000。

9、一級填料濾池no3—n/no2-n負荷控制在0.74kg/m3，二級填料濾池no3--n/no2-n負荷控制在0.4kg/m3。

10、所述生態(tài)處理段依次包括一級生態(tài)濕地和二級生態(tài)濕地。一級生態(tài)濕地為復合潛流人工濕地，二級生態(tài)濕地主體為生態(tài)塘型人工濕地。

11、所述一級生態(tài)濕地內的基質層厚度為1.0m，基質填料粒徑自下而上而增大，上層為8~15mm的火山渣，厚度為200mm；中層為粒徑5~10mm的沸石，厚度為300mm；下層填料為3~8mm粒徑的砂石，厚度為500mm。

12、復合潛流人工濕地的水深控制在1.0~1.2m；水力停留時間控制在9.0小時。

13、生態(tài)塘型人工濕地的生態(tài)塘為仿自然生態(tài)靜置塘，其水深控制在0.6—1.2米，自池邊到池中心，種養(yǎng)有經優(yōu)選的濕地與水生植物（以苦草為主）；通過濕地填料（內含沸石等吸磷效果好的填料）、水生植物的攔截、吸收和水深動物、微生物的好養(yǎng)兼氧厭氧協(xié)調作用，進一步去除水中的殘留氮磷元素。

14、本實用新型的污水處理原理如下：本發(fā)明的污水凈化過程如下：污水處理廠進水經過預處理之后進入厭氧池，與沉淀池回流污泥混合，該池內主要進行污泥的磷釋放及部分bod降解；厭氧池出水進入一級極限缺氧池,與好氧池回流的富硝基混合液混合，嚴格控制池中溶解氧在0.6-0.8mg/l的兼氧狀態(tài)，進行3-6小時長時一級極限反硝化脫氮反應，該池主要作用為一級極限脫氮及部分bod的去除；一級極限缺氧池出水進入好氧池，通過控制溫度、ph及do，實現(xiàn)氨氮的部分硝化及亞硝化為反硝化反應提供硝酸根和亞硝酸根，此外也同步實現(xiàn)bod氧化降解及污泥過量吸磷；氧化池出水進入二級缺氧池，由于前段污水中的大量bod被消耗，為了保證反硝化作用的c/n比，在該段外加碳源，該池主要作用是污水進一步脫氮；二級缺氧池出水進入沉淀池，進行泥水分離，污泥的一部分回流至厭氧池，另一部分作為剩余污泥排放，上清液出水進入下一處理單元；沉淀池上清液出水依次進入一級填料濾池、二級填料濾池，池內設有濾料，微生物附著于濾料上使得池內能保持較高生物量，該池的作用主要是二級極限強化脫氮，由于前端污水處理去除了絕大多數(shù)bod，需在一級填料濾池段外加碳源，保證反硝化作用的正常進行；二級生物濾池出水依次進入一級生態(tài)濕地、二級生態(tài)濕地，由濕地獨特的吸附、降解和排除的特性將污水中殘留氮素轉化為資源，把流經濕地的污水中的殘留氮素固定和沉積在濕地生態(tài)系統(tǒng)中，完成三級極限脫氮，此單元出水tn≤2mg/l。

15、實用新型的優(yōu)點

16、1、本實用新型通過將ao多級活性污泥法、生物膜法及自然處理法的有效組合，極限利用污水中自身碳源，減少曝氣供氧量，創(chuàng)造長歷時多級短程硝化與反硝化反應，優(yōu)勢利用兼氧，解決了目前主流脫氮工藝總回流比增大到一定數(shù)值時脫氮效果無法進一步提高的問題，提高了污水中氮的去除效果，處理污水出水總氮濃度低于2mg/l，為未來新建污水廠工藝的選擇及已建污水廠的提標改造提供新思路。

技術特征：

1.一種多級復合極限脫氮生化系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)分為活性污泥處理段、生物膜處理段和生態(tài)處理段；其中活性污泥處理段中依次包含厭氧池（11）、一級極限缺氧池（12）、好氧池（13）和二級缺氧池（14），污水從污水管道注入厭氧池（11）；生物膜處理段包含填料濾池，生態(tài)處理段包含生態(tài)濕地；所述活性污泥處理段、生物膜處理段之間設置沉淀池（21），沉淀池（21）的底部通過污泥輸送機（22）連接至污水管道。

2.根據權利要求1所述多級復合極限脫氮生化系統(tǒng)，其特征在于，所述生物膜處理段依次包括一級填料濾池（31）和二級填料濾池（32）。

3.根據權利要求1所述多級復合極限脫氮生化系統(tǒng)，其特征在于，所述生態(tài)處理段依次包括一級生態(tài)濕地（41）和二級生態(tài)濕地（42）。

4.根據權利要求3所述多級復合極限脫氮生化系統(tǒng)，其特征在于，所述一級生態(tài)濕地（41）內的基質層厚度為1.0m，基質填料粒徑自下而上而增大，上層為8~15mm的火山渣，厚度為200mm；中層為粒徑5~10mm的沸石，厚度為300mm；下層填料為3~8mm粒徑的砂石，厚度為500mm。

技術總結
一種多級復合極限脫氮生化系統(tǒng)，系統(tǒng)分為活性污泥處理段、生物膜處理段和生態(tài)處理段；其中活性污泥處理段中依次包含厭氧池、一級極限缺氧池、好氧池和二級缺氧池，污水從污水管道注入厭氧池；生物膜處理段包含填料濾池，生態(tài)處理段包含生態(tài)濕地；所述活性污泥處理段、生物膜處理段之間設置沉淀池，沉淀池的底部通過污泥輸送機連接至污水管道。本技術解決了目前主流脫氮工藝總回流比增大到一定數(shù)值時脫氮效果無法進一步提高的問題，提高了污水中氮的去除效果，處理污水出水總氮濃度低于2mg/L。

技術研發(fā)人員：王舒,蔣秋萍,黃尉,汪紹波,李滿桃,盧建藝,唐利明,石婷方,何高潔,馮楚意,葉秀蓮
受保護的技術使用者：華藍設計（集團）有限公司
技術研發(fā)日：20240422
技術公布日：2024/12/12