本发明属于污水生物处理技术领域。
背景技术：
随着污水处理技术的不断发展，脱氮除磷工艺层出不穷，其中反硝化除磷技术为低碳氮比（c/n）污水的同步脱氮除磷提供了新思路。dephanox、a2n、a2nsbr等双污泥反硝化除磷工艺成为众多学者的研究重点，但是上述工艺中超越污泥携带的nh4+-n没有经过硝化步骤造成出水nh4+-n浓度偏高，且有机物没有得到高效利用，厌氧出水中大量慢速生物降解有机物导致生物膜系统内异养菌大量繁殖，降低了硝化效率，限制了其推广应用。
a2/o-bco工艺的提出一定程度上缓解了上述问题，以硝化作为最终出水，降低出水的nh4+-n浓度，提高tn去除率；a2/o反应器不承担硝化，回流污泥不含no3--n可保证较好的厌氧状态，较长的缺氧区实现对碳源的充分利用；bco单元多格串联可根据nh4+-n负荷灵活调整曝气量，降低运行成本；廊道式的格局利于新建污水处理厂以及旧污水处理厂的改造。由于有机物对硝化菌、反硝化聚磷菌（dpaos）富集影响显著，特别是bco单元尽管cod浓度不高（<50mg/l），但是不同格室硝化菌富集程度受cod的影响较大，导致实际工程中脱氮除磷效率不稳定，因此菌群结构的优化是进一步提高脱氮除磷效率的关键。
事实上，由于bco单元残留的有机物基本上为难降解有机物，要想使cod从50mg/l再继续降低，传统的生物处理方法很难实现。对于低浓度有机物的处理，活性炭吸附、化学氧化、电化学氧化等处理方法的投资运行费用相对较高，国内外许多学者转向费用低、来源丰富的活性污泥上，运行简单、吸附效率和选择性强、不产生污染，是一种经济有效的预处理方法。
技术实现要素：
针对现有a2/o-bco工艺菌群富集程度不高、脱氮除磷效率不稳定等问题，本发明的目的是提出一种可提高硝化菌、反硝化聚磷菌的富集程度，实现高效稳定的脱氮除磷以及出水的高标准排放的改进型a2/o-bco工艺。
本发明技术方案是：将污水经过设有厌氧区、缺氧区、好氧区的a2/o反应器进行同步脱氮除磷处理，将脱氮除磷处理后的排出水进行第一次分层处理，将第一次分层处理的沉淀污泥一部分回流进a2/o反应器的厌氧区维持a2/o反应器内稳定的生物量；将第一次分层处理的另一部分沉淀污泥和氨氮氧化反应后脱落的生物膜经饥饿处理后与第一次分层处理的上清液混合进行剩余有机物、氮、磷的二次吸附，经第二次分层处理后，将第二次分层处理的上清液进入bco反应器内，在好氧条件下进行氨氮的氧化反应，取部分硝化液回流至a2/o反应器的缺氧区为反硝化除磷提供电子受体。
本发明通过增加对污泥和氨氮氧化反应后脱落生物膜的饥饿处理，再进行剩余有机物、氮、磷的二次吸附，可降低有机物对硝化过程的负面影响，增加有机物在反硝化除磷过程的贡献比例，有利于提高硝化菌、dpaos的富集程度，激发反硝化聚磷菌的脱氮除磷潜力，为高氨氮负荷污水的完全硝化以及高tn去除率提供了可能。
本发明方法跟现有技术相比，具有下列优点：
1）相比原a2/o-bco工艺，改进过程只需增加对污泥的饥饿处理和二次吸附的构筑物，通过对污泥进行饥饿处理，使处理后的污泥可在二次吸附中快速吸附有机物的同时吸附少量氮、磷，进一步强化脱氮除磷效果。
2）操作流程简单，运行管理方便，削弱硝化过程有机物对do的竞争，促进硝化菌的高度富集，间接强化dpaos的生物活性，提高氨氮和tn去除率。
3）采用本发明工艺，利用系统自身排放的剩余污泥吸附低浓度有机物，无需外加污泥，实现有机物的优化配置和剩余污泥的资源化利用，将有望为菌群富集以及有机物的深度降解带来新方向，出水cod甚至可以达到地表水ⅲ类水体标准（cod＜20mg/l）。
4）污泥吸附的改进方式不仅适用于双污泥系统，也为其他脱氮除磷工艺的优化运行提了思路，可推动污泥资源化的研究及其产业化进程。
5）经二次吸附后的剩余污泥可进行有机物的回收（如厌氧发酵），同时可通过投加化学试剂（磷酸盐、镁盐或碱盐等）回收氮磷；摆脱因碳源短缺造成低c/n比污水处理效果低下的困境，同时降低出水cod浓度，可达到更高标准的排放要求。
进一步地，回流进a2/o反应器的厌氧区的污泥回流比为100%，厌氧反应时，a2/o反应器内污泥浓度为8000±100mg/l，厌氧反应时间为1.2±0.5h。dpaos利用原水中的易降解有机物合成内碳源（phas）同时释放磷，大部分有机物得到去除。
所述硝化液回流比为300%，缺氧反应时，a2/o反应器内污泥浓度为2500±100mg/l，缺氧反应时间为6.0±0.5h。硝化液回流比的设计是为反硝化除磷过程提供充足的电子受体，而较长的缺氧反应时间可获得较高的同步脱氮除磷效果。
在a2/o反应器内进行好氧反应时，溶解氧为2.0～2.5mg/l，好氧反应时间为1.2±0.5h，氧化还原电位orp为50～80mv。该阶段不进行硝化，主要作用是进一步吸磷，同时吹脱反硝化过程产生的n2。
为了充分吸附，还可将第二次分层处理后的部分沉淀物循环进行有机物、氮、磷的吸附。一方面通过污泥循环维持吸附单元稳定的生物量，另一方面增加污泥停留时间强化吸附效果。
所述饥饿处理时溶解氧3.0mg/l±0.5mg/l，饥饿处理时间为1.0~3.0h。通过短暂曝气的方式使污泥处于饥饿状态，剩余污泥资源化利用的同时实现污泥减量，操作简单，运行管理方便。
所述第二次分层处理的排泥比为0.1～0.2，污泥停留时间为5～10d。通过污泥的更新以保证良好的吸附效果，吸附效率高且运行效果稳定。
另外，所述在bco反应器内投放悬浮填料，悬浮填料的比表面积为1000±50m2/m3，悬浮填料在bco反应器内的填充率为50～55%。由于较高的比表面积，填料表面生物量高，硝化效率高效稳定，抗冲击能力强。
所述氨氮的氧化反应时溶解氧为3.0～3.5mg/l，填料处于流化状态，水力停留时间2～3h。除了可以很好地完成氨氮氧化反应以外，三个格室可分别灵活地调整曝气量，进一步节能降耗。
附图说明
图1为本发明工艺的一种结构原理图。
具体实施方式
一、设备准备：
如图1所示，设备有：1-原水水箱；2-进水泵；3-a2/o反应器；4-搅拌装置；5-a2/o反应器的厌氧区；6-a2/o反应器的缺氧区；7-a2/o反应器的好氧区；8-曝气头；9-中间沉淀池；10-二次沉淀池；11-中间水箱；12-中间提升泵；13-bco反应器；14-沉淀区；15-悬浮填料；16-溢流口；17，22，27-流量计；18-鼓风机；19-硝化液回流泵；20-污泥回流泵；21-储泥池；23-污泥循环泵；24，25，26-排泥阀；28-出水水箱。
原水水箱1的出水口通过进水泵2连接在a2/o反应器3的进水口上。
a2/o反应器3由厌氧区5、缺氧区6和好氧区7顺序连接组成。
a2/o反应器3的厌氧区5和缺氧区6均设有搅拌装置4，好氧区7和bco反应器13底部均设有曝气头8，分别通过鼓风机18以及流量计17和流量计27实现对溶解氧的调控。
a2/o反应器3的好氧区7出水口通过管道与中间沉淀池9的进水口连接。
中间沉淀池9的部分污泥通过污泥回流泵20连接a2/o反应器3的厌氧区5底部，另一部分污泥通过排泥阀24进入储泥池21，中间沉淀池9的出水连接二次沉淀池10。
二次沉淀池10的部分污泥通过排泥阀25进入储泥池21，另一部分污泥直接排放，二次沉淀池10的上清液连接中间水箱11，通过中间提升泵12打入bco反应器13。
bco反应器13的出水口连接沉淀区14，沉淀区14设有溢流口16，沉淀区14底部设有排泥阀26，并通过管道连接储泥池21。沉淀区14的溢流口16连接出水水箱28，通过硝化回流泵19接入a2/o反应器3的缺氧区6。
bco反应器13内设有悬浮填料15，材质为聚丙烯，比表面积为1000±50m2/m3，悬浮填料在bco反应器内的填充率为50～55%。通过开启鼓风机18和流量计27调控溶解氧使填料处于流化状态，保证底物与微生物的充分接触，主要作用是完成氨氮氧化。
储泥池21接收来自中间沉淀池9、二次沉淀池10以及沉淀区14排放的污泥或脱落生物膜，通过开启鼓风机18和流量计22调控溶解氧，使污泥处于短暂的饥饿状态。
二、处理工艺：
1、原水水箱1中的生活污水经进水泵2与污泥回流泵20送来的回流污泥一起进入a2/o反应器3的厌氧区5，污泥回流比为100%，以维持a2/o反应器内稳定的生物量，在搅拌装置4的作用下充分混合反应，厌氧反应时间1.2h，污泥浓度8000mg/l左右；dpaos利用原水中的易降解有机物合成内碳源（phas）同时释放磷，大部分有机物得到去除。
2、经厌氧反应后的混合液随后进入缺氧区6，同时进入的还有经bco反应器13硝化完全并固液分离的硝化液，硝化液回流比为300%，缺氧反应时间6.0h，污泥浓度2500mg/l左右；dpaos以phas为电子供体，以no3--n为电子受体同步脱氮除磷。
3、经缺氧反应后的混合液紧接着进入好氧区7，好氧反应时间1.2h，开启流量计17保证溶解氧2.0～2.5mg/l，氧化还原电位orp为50~80mv；该阶段不进行硝化，主要作用是进一步吸磷，同时吹脱反硝化过程产生的n2。
4、中间沉淀池9进行泥水分离，采用中间进水周边出水的运行方式，沉淀时间1.5～2.0h；一部分沉淀污泥经污泥回流泵20回流到a2/o反应器3的厌氧区5，另一部分剩余污泥通过排泥阀24进入储泥池21。
5、通过鼓风机18和流量计22对储泥池21中的污泥进行曝气，溶解氧3.0mg/l左右，使污泥进行饥饿处理1.0～3.0h后，经污泥循环泵23打入二次沉淀池10实现对剩余有机物、氮、磷的快速吸附。
6、在二次沉淀池10中的沉淀时间为0.5～1.0h。完成吸附的污泥一部分通过排泥阀25回流至储泥池21循环使用，另一部分定期排放，排泥比为0.1～0.2，污泥停留时间5～10d。
7、二次沉淀池10的出水进入中间水箱11，经中间提升泵12进入bco反应器13，调节流量计27使三格溶解氧3.0～3.5mg/l，保证填料处于流化状态，水力停留时间2～3h，完成氨氮的氧化。
8、经bco反应器13反应后的水体随后进入沉淀区14，脱落的生物膜从底部排泥阀26进入储泥罐21进行饥饿处理；沉淀区14的上清液经溢流口16进入出水水箱28，一部分出水经硝化液回流泵19进入a2/o反应器3的缺氧区6，为反硝化除磷提供电子受体，另一部分直接排放。
三、应用示例：
例1：
采用某校园内学生宿舍区化粪池的实际生活污水，进水水质如下：cod（180.3+30.5）、nh4+-n（51.2+10.3）、no3--n（0.5+0.2）、no2--n（0.12+0.1）、tp（5.5+1.4）mg/l，属于典型的低c/n污水。改进a2/o-bco工艺经45d的调试和稳定运行，相比改进前，dpaos的百分比含量提高了4.5%，三个格室中硝化菌（包括氨氧化菌aob和亚硝酸盐氧化菌nob）总量分别增加5.3%、3.2%和1.8%，提高了功能菌的富集程度。
原水进入a2/o反应器经过厌氧、缺氧、好氧的推流过程，中间沉淀池出水cod、tn、tp浓度为43.5、15.7、0.45mg/l。剩余污泥在储泥池经1.5h的曝气饥饿处理后，再通过二沉池0.5h的快速吸附，cod浓度从43.5mg/l降到19mg/l，同时tn、tp浓度分别降低了1.2和0.3mg/l，系统最终出水cod、nh4+-n、tn、tp等指标的浓度分别为18.5、0.8、13.4、0.12mg/l，优于一级a排放标准，其中出水cod达到了地表水ⅲ类水体排放标准。
例2：
采用改进a2/o-bco工艺处理上述实际生活污水与某垃圾渗滤液的混合废水，进水nh4+-n浓度为100~120mg/l，进水c/n在4.5左右，系统出水nh4+-n、tn的浓度分别为4.5mg/l和20mg/l，nh4+-n浓度达到一级a排放标准，虽然tn浓度不达标但去除率最高可达83%。由于垃圾渗滤液成分复杂，系统的微生物菌群很难在短时间内适应水质变化，去除效果尚待改进。相信通过对改进a2/o-bco工艺的长期优化运行，进一步提高功能菌富集程度的前提下，系统可获得更高的nh4+-n和tn去除率。
可见本发明工艺不仅体现了双污泥反硝化除磷技术的诸多优势，而且使得系统自身的剩余污泥得到了处置和资源化利用，减少进入bco单元的有机物浓度，削弱有机物对硝化菌富集的负面影响，从而强化硝化以及反硝化除磷效果，为高氨氮负荷污水的完全硝化以及高tn去除率提供了可能，出水可达更高标准的排放要求。