/o+生物接触氧化工艺生物脱氮除磷的装置与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种深度脱氮除磷装置与方法，属于活性污泥法污水处理技术领域，适用于新建污水厂及老污水厂的提标改造、市政污水和工业废水的处理等污水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]氮、磷等营养元素的过量排放是引起封闭水体、湖泊及缓流水域富营养化的重要原因，因此，有关氮、磷的排放标准日趋紧缩。我国城镇污水存在C/N比比较低，能够用来进行厌氧释磷和反硝化脱氮的易降解碳源更低，对污水处理提出极大挑战。目前，我国很多污水处理厂不能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002) —级A排放标准，其尤为关键的是出水TN无法稳定达标。
[0003]硝化反应需要长泥龄的硝化菌和好氧条件，反硝化则需要短泥龄的聚磷菌和厌氧条件，而吸磷则需要好氧条件，硝化菌和聚磷菌在泥龄上存在着矛盾。若泥龄太高，不利于磷的去除，泥龄太低，硝化菌无法存活，且泥量过大也会影响后续污泥处理，因此传统活性污泥法存在着脱氮与除磷间的矛盾。
[0004]生物接触氧化法的有机物去除效率高，处理水量大，广泛应用于污水处理领域。生物接触氧化法填料比表面积大，提供了巨大的生物栖息空间，使大量的生物得以附着生长，可形成稳定性较好的高密度生态体系，挂膜周期相对缩短，在处理相同水量的情况下，水力停留时间短，所需设备体积小，场地占用面积小，并且具有污泥浓度高，系统耐冲击负荷能力强，污泥产量少。此外，在操作过程中一般不会产生污泥膨胀，不需要污泥回流装置，氧利用率高，操作简单，维护方便，运行费用低。
[0005]城市污水现有脱氮工艺主要通过硝化和反硝化作用将氨氮转化为氮气，从而达到总氮去除的目的。反硝化过程是总氮去除的关键步骤，需要充足的有机碳源来保证反硝化效果。因此，研究低碳污水脱氮工艺就显得尤为重要。厌氧氨氧化技术的出现使自养生物脱氮技术成为可能，大大降低能耗，使脱氮不再依靠充足的有机碳源，因此，该技术成为近年来研究的热点。厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐作为电子受体氧化氨氮，利用无机碳作为碳源，从而实现自养生物脱氮的目的。但因厌氧氨氧化菌世代周期比较长，所以，厌氧氨氧化主要用于高氨氮废水处理，而随着实际厌氧氨氧化工程的应用和厌氧氨氧化颗粒污泥的研究不断增多，使得城市污水自养脱氮成为可能。
[0006]DEAMOX(DEnitrifying AMmonium OXidation)工艺，一种全新的生物脱氮工艺。它是由荷兰Delft大学的Mulder等2006年在厌氧氨氧化工艺的基础上结合异氧反硝化提出的一种新的脱氮工艺，可以有效的去除含有NH/-N和N03 -N废水。即在单一反应器内，同时进行着厌氧氨氧化反应和反硝化反应，并且厌氧氨氧化反应的电子供体来自于反硝化过程产生的N02 -N。不再需要操控困难的半短程过程，有效的解决厌氧氨氧化过程N02 -N难以获取的问题，并且可以将厌氧氨氧化过程产生的N03 -N原位去除，因而相比传统的厌氧氨氧化工艺出水TN浓度可以有效降低。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种深度脱氮除磷的装置与方法，在低C/N比条件下通过控制缺氧区的平均水力停留时间HRT来实现短程反硝化，为厌氧氨氧化菌提供反应底物亚硝态氮，通过在缺氧区投加生物填料为厌氧氨氧化菌提供生长载体，改变缺氧区的功能，在原有缺氧区只进行反硝化反应的基础上，增加短程反硝化、Anammox功能，原水中提供氨氮，生物接触氧化池进行充分的硝化反应将氨氮转化为硝态氮，通过管路回流至缺氧区提供硝态氮，硝态氮进入缺氧区发生短程反硝化产生亚硝态氮，缺氧区内的生物填料上的厌氧氨氧化菌利用氨氮和亚硝态氮进行Anammox脱氮，实现市政污水的脱氮除磷，有利于出水稳定达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002) —级A排放标准。
[0008]基于DEAM0X强化A2/0+生物接触氧化工艺生物脱氮除磷的装置主要由水箱⑴、A2/0反应装置（3)、二沉池（11)和生物接触氧化反应装置（12)顺序连接组成，A2/0反应装置⑶包括厌氧区⑷、缺氧区（5)和好氧区（6)冰箱⑴通过进水栗⑵与厌氧区（4)连接，厌氧区⑷与缺氧区（5)连接，缺氧区（5)与好氧区（6)连接；好氧区（6)经A2/0溢流管（10)与二沉池（11)连接；二沉池（11)底部通过污泥回流栗（14)与厌氧区⑷连接，二沉池（11)经提升栗（17)连接至生物接触氧化区（7)，生物接触氧化区（7)经硝化液回流栗（16)连接至缺氧区（5)，生物接触氧化反应装置（12)设置出水口（13)，好氧区（6)和生物接触氧化区（7)均设置曝气装置。缺氧区（5)内放置生物填料（9)，其填充比为15%?25%;生物接触氧化区（7)内放置生物填料（9)，其填充比为30%?45%;生物填料（9)比表面积为500?800m2/m3，密度为0. 96?1. 00g/cm3。
[0009]基于DEAM0X强化A2/0+生物接触氧化工艺生物脱氮除磷的装置，其特征在于，包括以下步骤：
[0010]1)生活污水由水箱⑴经进水栗⑵进入A2/0反应装置（3)的厌氧区⑷，同步进入的还有来二沉池（11)底部经污泥回流栗（14)抽回的回流污泥，在厌氧区（4)内进行厌氧释磷反应：DPA0S利用原水中的挥发性脂肪酸VFAs，合成内碳源PHAs，同时释放磷，控制厌氧水力停留时间HRT厌氧为1. 5?2. 5h。
[0011]2)混合液从厌氧区（4)进入缺氧区（5)，同时进入的还有来自生物接触氧化区（7)的硝化液，控制缺氧水力停留时间2?4. 5h，DPA0S以硝酸盐氮为电子受体，以PHAs为电子供体，反硝化吸磷；回流的硝态氮进入缺氧区发生短程反硝化产生亚硝态氮，与混合液中大量氨氮混合，缺氧区内的生物填料（9)上的厌氧氨氧化菌利用氨氮和亚硝态氮进行Anammox脱氮。
[0012]3)混合液从缺氧区（5)进入好氧区￠)，进行好氧反应：控制溶解氧浓度为1?
1.5mg/L，控制好氧水力停留时间0. 5?lh，进行混合液中剩余磷的好氧去除，DPA0S以氧气为电子受体，以PHAs为电子供体，好氧吸磷，同时吹脱氮气、防止污泥长期处于厌氧状态而腐败。
[0013]4)混合液从好氧区（6)经A2/0溢流管（10)进入二沉池（11)，实现泥水分离，含有氨氮的污水经提升栗（11)进入到生物接触氧化反应装置（12)中的生物接触氧化区（7)，底部污泥经污泥回流栗（14)回流到厌氧区（4)。
[0014]5)生物接触氧化区(7)中的生物填料(9)上生长着硝化菌，硝化菌在好氧条件下将氨氮氧化为硝酸盐氮，生物接触氧化反应装置(12)流出的硝化液一部分通过硝化液回流栗(17)回流到缺氧区(5)，硝化液回流比为200%?300%，另一部分从出水口(13)排放。
[0015]6)通过混合液的排放，保持A2/0反应装置(3)中活性污泥MLSS为3000?4500mg/L，污泥龄为11?14d。
[0016]基于DEAMOX强化A2/0+生物接触氧化工艺生物脱氮除磷的装置与方法，其特征在于，在低C/N比条件下通过控制缺氧区的HRT来实现短程反硝化，实现亚硝的积累，为厌氧氨氧化菌提供反应底物；通过在缺氧区投加生物填料为厌氧氨氧化菌提供生长载体，改变A2/0+生物接触氧化工艺中缺氧区的功能:进行短程反硝化、反硝化、Anammox,即污水经过厌氧区进入缺氧区含有的氨氮，从好氧区回流的硝化液含有硝态氮，发生短程反硝化产生亚硝态氮，缺氧区内的生物填料上的厌氧氨氧化菌利用氨氮和亚硝态氮进行Anammox