專利名稱：一種活性污泥和生物膜相結(jié)合的生物脫氮除磷處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種活性污泥和生物膜相結(jié)合的生物脫氮除磷處理方法。
背景技術(shù)：
水污染嚴重和水資源短缺已經(jīng)嚴重影響我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，隨著對環(huán)境要求的提高，防止水體富營養(yǎng)化，在污水處理過程中，很多污水處理廠要求脫氮除磷，而除磷方法中，目前主要有化學(xué)除磷和生物除磷兩種，二種除磷方式適應(yīng)不同的水質(zhì)條件，并各有優(yōu)缺點，化學(xué)除磷是在水中投加適量的除磷劑，使磷積聚體被分離到沉淀池中，達到污水除磷的目的。該方法優(yōu)點是方法簡單，易控制；但除磷藥劑耗量較大，運行費用高，剩余污泥較多，同時由于混凝沉淀去除一部分有機物，引起后續(xù)反硝化碳源不足。在適當(dāng)水質(zhì)條件下，生物除磷是較為經(jīng)濟的處理手段。
常規(guī)生物除磷采用活性污泥法，生物膜法除磷在國內(nèi)外還未有報道。只談到活性污泥法，沒有說生物膜法，發(fā)明的內(nèi)容是活性污泥法與生物膜法的結(jié)合。方法補充活性污泥法除磷利用污水中的積磷菌在厭氧條件下，受到壓抑釋放出來體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收并快速降解有機物，并轉(zhuǎn)化PHB儲存起來，當(dāng)積磷菌進入好氧條件時，就降解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量，用于細胞的合成和吸收磷，形成含磷高的污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。在對生物脫氮與除磷機理進行深入研究后，常規(guī)的活性污泥法生物脫氮除磷方法中積磷菌、反硝化菌、硝化菌等共存于同一活性污泥系統(tǒng)，生物法除磷是通過污泥過量吸磷，然后將富含磷的污泥作為剩余污泥排除而去除，必然存在硝化菌與積磷菌的不同泥齡之爭，使除磷和硝化相互干擾；同時因為硝化菌是自養(yǎng)型專性好氧微生物，反硝化菌和積磷菌是異養(yǎng)型兼性菌，系統(tǒng)的厭氧/缺氧/好氧交替的運行工況雖有利于反硝化和除磷，但是對硝化菌而言卻不是理想的環(huán)境，在此常規(guī)生物脫氮除磷系統(tǒng)中存在著硝化菌與積磷菌的泥齡的矛盾，反硝化與積磷菌厭氧釋磷的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用活性污泥法和生物膜法相結(jié)合的生物脫氮除磷處理方法，它可克服現(xiàn)有生物除磷技術(shù)中的一些不足；為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是方法分為前后兩個階段，前階段采用厭氧池/缺氧池/好氧池/沉淀池相結(jié)合的活性污泥法，主要有厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池構(gòu)筑物組成，后階段為生物膜法，主要有硝化處理池組成。其特征在于污水順序流經(jīng)前階段和后階段，同時后階段出水部分回流至前階段缺氧池，沉淀池污泥部分回流到前階段的厭氧池，部分富含磷的剩余污泥排出，前階段好氧池內(nèi)采用較高污泥負荷，較短污泥泥齡，使好氧達不到硝化狀態(tài)，后階段采用生物膜法對沉淀池出水進行硝化。
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)單獨活性污泥法除磷和脫氮之間泥齡之間的矛盾，在運行管理、處理效果和工程投資方面具有明顯的優(yōu)越性，采用雙系統(tǒng)(聚磷菌、反硝化菌共存于一個活性污泥系統(tǒng)，硝化菌為生物膜系統(tǒng))可分別控制硝化菌和異養(yǎng)菌(聚磷菌和反硝化菌)的泥齡，解決了異養(yǎng)菌與硝化菌的不同泥齡之爭，有利于反硝化脫氮除磷與硝化的各自優(yōu)化；充分利用進水中的碳源，利用活性污泥法和生物膜法的各自優(yōu)點，具有較高的脫氮除磷效率，達到低能耗、高處理效果的目的；同時由于整個系統(tǒng)優(yōu)化，能有效池容積，減少占地面積，有效節(jié)約工程造價。


圖1為本發(fā)明實施例的方法2為本發(fā)明的另一實施例的方法3為本發(fā)明的另一實施例的方法圖A 活性污泥階段 B 生物膜階段1厭氧池 2缺氧池 3好氧池 4 沉淀池 5 生物濾池 6厭氧攪拌機 7缺氧攪拌機 8曝氣器 9顆粒濾料 10曝氣器 11接觸氧化池 12接觸氧化填料 13中間沉淀池
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
本發(fā)明的方法圖采用雙污泥系統(tǒng)分別控制積磷菌和硝化菌生長，包括前后兩個階段，前階段(A)采用厭氧/缺氧/好氧組成的活性污泥法，促進積磷菌、反硝化菌在其中生長，后階段(B)為生物膜法，促進硝化菌在其中生長。其特征在于控制前階段活性污泥系中內(nèi)污泥負荷大于0.2kgBOD/kgMLSS.d以上，污泥泥齡較短(2～10d)，使其適合積磷菌、反硝化菌在其中生長，不適合硝化細菌生長，好氧達不到硝化狀態(tài)，沉淀池(4)污泥部分回流到厭氧池(1)，富含磷剩余污泥排出；后階段采用生物膜法進行硝化，適合硝化細菌生長。一實施中，前階段由厭氧池(1)、缺氧池(2)、好氧池(3)、沉淀池(4)構(gòu)筑物組成，后階段生物膜法采用曝氣生物濾池(5)對沉淀池(4)出水進行硝化，污水順序流至前階段和后階段，后階段出水部分回流至前階段缺氧池(2)。厭氧池(1)、缺氧池(2)、好氧池(3)的停留時間需要根據(jù)水質(zhì)確定，污水與沉淀池(4)污泥進入?yún)捬醭?1)快速厭氧釋磷，池內(nèi)設(shè)置厭氧攪拌機(6)，反硝化積磷菌經(jīng)過厭氧池(1)充分有效地釋磷并吸收快速降解有機物合成大量的PHB后進入缺氧池(2)，后階段(B)硝化出水部分回流至缺氧池(2)，缺氧池(2)內(nèi)設(shè)置缺氧攪拌機(7)，在反硝菌的作用下，污水中的NO3-下降。好氧池(3)內(nèi)設(shè)曝氣器(8)，控制污泥負荷0.2kgBOD/kgMLSS.d以上，較短的泥齡(2～10d)，不適宜硝化細菌的生長環(huán)境，使好氧池(3)達不到硝化階段，沉淀池(4)污泥回流比為50％～100％，剩余富含磷的污泥排出，沉淀池(4)出水至后階段(B)，后階段采用生物濾池(5)進行硝化，濾池中設(shè)置顆粒濾料(9)，生物濾池中由于不受泥齡的限制，可以創(chuàng)造良好的硝化環(huán)境和效果，經(jīng)生物濾池(5)處理后出水部分(進水流量的50～200％)回流到缺氧池(2)，進行反硝化，其余出水達標(biāo)排放。
活性污泥與生物膜法相結(jié)合的生物脫氮除磷方法，它的主要特點是采用雙系統(tǒng)(積磷菌、反硝化菌共存于前階段的個活性污泥系統(tǒng)，硝化菌存在于前階段的生物膜系統(tǒng))可分別控制異養(yǎng)菌(積磷菌和反硝化菌)和自養(yǎng)菌(硝化菌)泥齡，有利于反硝化脫氮除磷與硝化的各自優(yōu)化；
在活性污泥階段，異養(yǎng)型兼性菌在理想的厭氧、缺氧、好氧交替的環(huán)境下進行反硝化和除磷，厭氧段被活性污泥快速吸附或降解并用于厭氧釋磷，在缺氧狀況下，積磷菌可在快速反硝化脫氮，提高了易降解有機物的利用率，改善了脫氮除磷效果，好氧階段通過控制污泥泥齡和污泥負荷，使好氧池內(nèi)達不到硝化，從而創(chuàng)造適合兼氧積磷菌的生長環(huán)境，克服傳統(tǒng)活性污泥法絲狀菌膨脹等弊端。沉淀池出水CODcr濃度很低，前階段采用生物膜處理，有利于提高硝化作用，關(guān)于除磷、脫氮、好氧處理和生物膜法硝化技術(shù)，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作具體措述，方法通過控制異養(yǎng)型兼性積磷菌和自養(yǎng)型硝化菌在各自不同的環(huán)境中生長，兩個系統(tǒng)的污泥分開，通過污水進行交換，達到系統(tǒng)的優(yōu)化。
本發(fā)明另一實例包括前階段由厭氧池(1)、缺氧池(2)、好氧池(3)、沉淀池(4)構(gòu)筑物組成，后階段生物膜法采用接觸氧化池(11)進行硝化處理，其特點是后續(xù)硝化處理采用接觸氧化池(11)對沉淀池(4)出水進行硝化，在池內(nèi)設(shè)置接觸氧化填料(12)，污水順序流至前階段和后階段，后階段接觸氧化池(11)出水部分回流至缺氧池(2)，接觸氧化池出水達標(biāo)排放。
本發(fā)明另一實例還包括前階段由厭氧池(1)、中間沉淀池(13)、缺氧池(2)、好氧池(3)、沉淀池(4)構(gòu)筑物組成，在前階段厭氧池(1)與缺氧池(2)中間設(shè)置中間沉淀池(13)，后階段生物膜法采用生物接觸氧化池(11)對中間沉淀池(13)出水進行硝化處理，經(jīng)硝化處理后與中間沉淀池污泥混合順次進入前階段缺氧池(2)、好氧池(3)和沉淀池(4)，沉淀池出水達標(biāo)排放。
權(quán)利要求
1.活性污泥和生物膜相結(jié)合的生物脫氮除磷處理方法，方法采用雙污泥系統(tǒng)分別控制積磷菌和硝化菌生長，分為前后兩個階段，前階段采用厭氧/缺氧/好氧相結(jié)合的活性污泥法，控制積磷菌、反硝化菌在其中生長，后階段采用生物膜法，控制硝化菌在其中生長。其特征在于控制活性污泥系中內(nèi)污泥負荷大于0.2kgBOD/kgMLSS.d以上，污泥泥齡為2～10d，使其適合積磷菌、反硝化菌在其中生長，不適合硝化菌生長，好氧達不到硝化狀態(tài)，沉淀池(4)污泥部分回流到厭氧池(1)，富含磷剩余污泥排出；后階段采用生物膜法進行硝化，適合硝化菌生長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥法和生物膜法相結(jié)合的生物脫氮除磷處理方法，其特征在于前階段由厭氧池(1)、缺氧池(2)、好氧池(3)、沉淀池(4)構(gòu)筑物組成，后階段生物膜法采用曝氣生物濾池(5)對沉淀池(4)出水進行硝化，污水順序流至前階段和后階段，后階段出水部分回流至前階段缺氧池(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥法和生物膜法相結(jié)合的生物除磷處理方法，其特征在于前階段由厭氧池(1)、缺氧池(2)、好氧池(3)、沉淀池(4)構(gòu)筑物組成，后階段生物膜法采用生物接觸氧化池(11)對沉淀池(4)出水進行硝化，污水順序流至前階段和后階段，后階段出水部分回流至前階段缺氧池(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性污泥法和生物膜法相結(jié)合的生物除磷處理方法，其特征在于前階段由厭氧池(1)、中間沉淀池(13)、缺氧池(2)、好氧池(3)、沉淀池(4)構(gòu)筑物組成，后階段生物膜法采用生物接觸氧化池(11)對中間沉淀池(13)出水進行硝化，經(jīng)硝化處理后與中間沉淀池(13)污泥混合順次進入前階段缺氧池(2)、好氧池(3)和沉淀池(4)。
全文摘要
一種采用活性污泥法和生物膜法相結(jié)合的生物脫氮除磷處理方法，方法采用雙污泥系統(tǒng)分別控制積磷菌和硝化菌生長，分為前后兩個階段，前階段采用厭氧/缺氧/好氧相結(jié)合的活性污泥法，促進積磷菌、反硝化菌在其中生長，后階段采用生物膜法，促進硝化菌在其中生長。其特征在于前階段由厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池構(gòu)筑物組成，控制活性污泥系中內(nèi)污泥負荷大于0.2kgBOD/kgMLSS.d以上，采用較高污泥負荷，在好氧池內(nèi)較短污泥泥齡，污泥泥齡為2～10d，使其適合積磷菌、反硝化菌在其中生長，不適合硝化菌生長，好氧達不到硝化狀態(tài)，沉淀池污泥部分回流到厭氧池，富含磷剩余污泥排出；后階段采用生物膜法進行硝化，適合硝化菌生長，污水順序流至前階段和后階段，后階段生物膜法對沉淀池出水進行硝化，后階段出水部分回流至前階段缺氧池。
文檔編號C02F9/02GK1565998SQ03129319
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者鄒偉國, 陸嘉竑, 張辰, 李正明, 虞壽樞 申請人:上海市政工程設(shè)計研究院, 上海市政工程設(shè)計研究院科學(xué)研究所