專利名稱：一種活性污泥和生物膜相結合的生物脫氮除磷處理方法
技術領域：
本發明涉及污水處理的技術領域，具體地說是一種活性污泥和生物膜相結合的生物脫氮除磷處理方法。
背景技術：
水污染嚴重和水資源短缺已經嚴重影響我國經濟的持續發展，隨著對環境要求的提高，防止水體富營養化，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，目前主要有化學除磷和生物除磷兩種，二種除磷方式適應不同的水質條件，并各有優缺點，化學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，引起后續反硝化碳源不足。在適當水質條件下，生物除磷是較為經濟的處理手段。
常規生物除磷采用活性污泥法，生物膜法除磷在國內外還未有報道。只談到活性污泥法，沒有說生物膜法，發明的內容是活性污泥法與生物膜法的結合。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的磷酸鹽，產生能量用以吸收并快速降解有機物，并轉化PHB儲存起來，當積磷菌進入好氧條件時，就降解體內儲存的PHB產生能量，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，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，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型專性好氧微生物，反硝化菌和積磷菌是異養型兼性菌，系統的厭氧/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境，在此常規生物脫氮除磷系統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。
發明內容
本發明的目的在于提供一種采用活性污泥法和生物膜法相結合的生物脫氮除磷處理方法，它可克服現有生物除磷技術中的一些不足；為了實現上述目的，本發明的技術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/沉淀池相結合的活性污泥法，主要有厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池構筑物組成，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，前階段好氧池內采用較高污泥負荷，較短污泥泥齡，使好氧達不到硝化狀態，后階段采用生物膜法對沉淀池出水進行硝化。
本發明克服了傳統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越性，采用雙系統(聚磷菌、反硝化菌共存于一個活性污泥系統，硝化菌為生物膜系統)可分別控制硝化菌和異養菌(聚磷菌和反硝化菌)的泥齡，解決了異養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；同時由于整個系統優化，能有效池容積，減少占地面積，有效節約工程造價。
圖1為本發明實施例的方法2為本發明的另一實施例的方法3為本發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合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。
本發明的方法圖采用雙污泥系統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，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水質確定，污水與沉淀池(4)污泥進入厭氧池(1)快速厭氧釋磷，池內設置厭氧攪拌機(6)，反硝化積磷菌經過厭氧池(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)內設置缺氧攪拌機(7)，在反硝菌的作用下，污水中的NO3-下降。好氧池(3)內設曝氣器(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，濾池中設置顆粒濾料(9)，生物濾池中由于不受泥齡的限制，可以創造良好的硝化環境和效果，經生物濾池(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，其余出水達標排放。
活性污泥與生物膜法相結合的生物脫氮除磷方法，它的主要特點是采用雙系統(積磷菌、反硝化菌共存于前階段的個活性污泥系統，硝化菌存在于前階段的生物膜系統)可分別控制異養菌(積磷菌和反硝化菌)和自養菌(硝化菌)泥齡，有利于反硝化脫氮除磷與硝化的各自優化；
在活性污泥階段，異養型兼性菌在理想的厭氧、缺氧、好氧交替的環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，使好氧池內達不到硝化，從而創造適合兼氧積磷菌的生長環境，克服傳統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，關于除磷、脫氮、好氧處理和生物膜法硝化技術，為現有技術，在此不作具體措述，方法通過控制異養型兼性積磷菌和自養型硝化菌在各自不同的環境中生長，兩個系統的污泥分開，通過污水進行交換，達到系統的優化。
本發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，在池內設置接觸氧化填料(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排放。
本發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)構筑物組成，在前階段厭氧池(1)與缺氧池(2)中間設置中間沉淀池(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)，沉淀池出水達標排放。
權利要求
1.活性污泥和生物膜相結合的生物脫氮除磷處理方法，方法采用雙污泥系統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，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.根據權利要求1所述的活性污泥法和生物膜法相結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.根據權利要求1所述的活性污泥法和生物膜法相結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.根據權利要求1所述的活性污泥法和生物膜法相結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合的生物脫氮除磷處理方法，方法采用雙污泥系統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、沉淀池構筑物組成，控制活性污泥系中內污泥負荷大于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，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 優先權日2003年6月17日
發明者鄒偉國, 陸嘉竑, 張辰, 李正明, 虞壽樞 申請人:上海市政工程設計研究院, 上海市政工程設計研究院科學研究所