浓缩水解强化aao生物脱氮除磷系统及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种厌氧-缺氧-好氧法工艺，属于污水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]生物脱氮的处理污水的机理是使水中经过好氧区后被氧化的硝酸盐或亚硝酸盐氮回流至缺氧区，在缺氧区反硝化菌的作用下使硝酸盐氮或亚硝酸盐氮还原成氮气，挥发到空气中。目前用于生物脱氮除磷的主要工艺是AAO工艺。
[0003]AAO工艺生物除磷的主要技术特点是在缺氧段之前设置厌氧段，将好氧段的污泥回流至厌氧段，然后再进入缺氧段和好氧段，通过这种循环作用，使得适于在厌氧和好氧交替环境下生存的聚磷菌能够快速增长，形成竞争优势，从而使进水中磷得以去除(见图1)。一般活性污泥处理系统中常见的异养菌中磷的组成占细胞干重的1.5-2%，但很多种细菌其细胞都可以富能聚磷酸盐的形态储存磷，导致活性污泥生物质(VSS)中的磷含量高达20-30%。储存了大量聚磷酸盐的生物体随剩余污泥排放，即使得磷从生化系统中排除。为实现上述目标，需主要采取两个措施使聚磷菌的优势地位得以加强，一是废水中有较大量的VFA (挥发性脂肪酸)，可供聚磷菌在厌氧状态下释磷，二是需要厌氧区中具有严格的厌氧环境。
[0004]目前的AAO工艺中常用的厌氧池存在如下缺陷:
[0005](I)厌氧区与后续的缺氧区采用简单的隔断，过水断面很大，断面处过水流速极小(通常小于0.lm/s)，但断面之间在两个区域水力搅拌作用下又存在着强大的水力混合和交换作用，使得缺氧区中存在的大量硝酸盐或溶解氧能够进入厌氧区，从而破坏厌氧区的厌氧环境；
[0006](2)目前的各种AAO或其衍生工艺中，厌氧区的流态都是通过水力搅拌的作用使污泥与进水充分混合，以保证污泥和进水充分接触，使聚磷菌厌氧释磷。但这样处理的一个不利因素是污泥在厌氧区的停留时间与废水的停留时间一致，一般只有2h左右，同时由于接触时间短，进水的酸化效果也不能充分发挥，使聚磷菌释磷所需要的醋酸盐主要依靠进水中所含VFA，一般含量较低，影响厌氧释磷和缺氧反硝化效果。
[0007](3)目前的各种AAO或其衍生工艺中，对回流污泥在厌氧区的回流比例均没有明确分配，设计上也没有采取明确的比例控制措施，因而一般运行中回流至厌氧区的污泥量通常较大，这部分污泥要么夹带大量的溶解氧和硝酸盐(内回流)，要么只夹带硝酸盐(外回流)，这些氧化性物质进入厌氧区后，均可以破坏厌氧区的厌氧环境，这不仅使聚磷菌所需要的严格厌氧环境受到破坏，而且也对水解酸化所需的厌氧环境造成破坏，两方面综合原因，造成了聚磷菌在生化系统中的优势地位并不明显。
[0008](4)传统AAO工艺中，由于活性污泥中的聚磷菌含量较低，必须采用较大的排泥量才能保证废水中的磷的有效去除，所以系统要求的污泥龄通常较短，但AAO工艺的脱氮功能要求的污泥龄较长，两者之间的平衡较难把握。
【发明内容】
[0009]针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种浓缩水解强化AAO生物脱氮除磷系统。
[0010]本发明的第二个目的是提出所述系统的应用。
[0011]实现本发明上述目的的技术方案为:
[0012]一种浓缩水解强化AAO生物脱氮除磷系统，待处理的污水通过进水管路进入所述生物脱氮除磷系统，其包括浓缩水解池、缺氧池、好氧池和二沉池，所述进水管路连接所述浓缩水解池，浓缩水解池与缺氧池之间，缺氧池与好氧池之间以隔板隔开；好氧池和二沉池通过管路连接；
[0013]所述二沉池通过外回流管路连接所述浓缩水解池；所述好氧池通过内回流管路连接所述缺氧池6。
[0014]其中，所述浓缩水解池上方设置有连接进水管路的进水分布渠，进水分布渠底部连接浓缩水解池进水分配管，所述浓缩水解池进水分配管通入到浓缩水解池的池底并在池底呈水平布置，在池底的管路部分开有出水孔。
[0015]其中，分隔浓缩水解池与缺氧池的隔板上设置有出水堰。用出水堰控制浓缩水解池水位高于缺氧池的水位0.08-0.15m。
[0016]在浓缩水解池中以下进上出的方式过水，池内形成具有浓缩作用的水力条件，池中污泥具有较高的厚度，使污泥在池内的停留时间延长至20-30h，积累到足以使进水中的有机物发生水解酸化的程度，同时使进水自下而上穿过污泥层，保证进水获得良好的水解酸化效果，形成大量可被生物有效利用的VFA，并使聚磷菌在厌氧池中充分释磷，在系统中的优势地位得以加强。
[0017]其中，所述浓缩水解池与缺氧池内均设置有搅拌器。
[0018]一种污水处理方法，应用本发明提出的生物脱氮除磷系统，污水通过分配渠和进水分配管进入浓缩水解池，与二沉池回流的回流污泥与进水同步进入浓缩水解池，二者在该池中接触。回流污泥在该池搅拌器不工作时，会自然沉降，发生浓缩作用，进水从池底部入池，穿过池内浓缩污泥层，发生水解酸化和释磷作用，并从上部出水堰溢流进入后续的缺氧池和好氧池；活性污泥在浓缩水解池中积累，当积累到适当浓度时，通过间歇开启该池内搅拌器进行短时间搅拌，使少部分活性污泥从上部出水堰进入后续的缺氧池和好氧池。活性污泥中已经经过充分释磷的聚磷菌在后续的缺氧池和好氧池中发生吸磷反应，从而实现整个除磷过程。浓缩水解池产生的VFA也随该池出水进入后续的缺氧池，被该池中的反硝化菌利用，从而使该池的反硝化脱氮效果得以显著加强。
[0019]其中，从二沉池的回流至浓缩水解池的回流污泥占进水的3-7%。在回流污泥的设计中，严格控制进入浓缩水解池的活性污泥量，以避免过大量的回流污泥对厌氧环境造成破坏。二沉池剩余污泥排放量适当减少，使系统污泥龄延长到15天以上，从而保证系统的脱氮效果。
[0020]浓缩水解池搅拌器间歇工作，通过调节和控制其间歇工作的时间，使部分污泥能够随出水进入后续的缺氧池和好氧池，以保证进入厌氧池的泥量和排出厌氧池的泥量达到平衡，使浓缩水解池中的污泥有足够的停留时间，同时搅拌器的间歇工作还能够使池内污泥层保持蓬松状态，避免由于长期积累造成泥层压实而导致的进水短路现象，从而使该池中的水解和酸化功能得以保证。
[0021]其中，浓缩水解池内污泥浓度为8000mg/L-20000mg/L。
[0022]优选地，浓缩水解池内的搅拌器每间隔2h开动搅拌器5-10分钟。
[0023]其中，缺氧池内搅拌器为连续运行。
[0024]本发明的有益效果在于:
[0025](I)通过将厌氧段改造为浓缩水解池，强化该池的水力独立性，使厌氧池中的厌氧环境不受缺氧区搅拌作用的影响；
[0026](2)控制进入浓缩水解池的回流污泥量在较低的水平，减少回流污泥中所夹带的溶氧或硝酸盐进入厌氧区的量，保护厌氧环境不受破坏；