一种强化生活污水厌氧氨氧化脱氮同时除磷的污水处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种强化生活污水厌氧氨氧化脱氮同时除磷的污水处理系统及方法。所述污水处理系统包括顺次连接的过滤模块、厌氧‑好氧‑缺氧折流式反应器(AOABR)模块、配水模块和组合人工湿地模块。本发明专利技术在组合人工湿地模块前端设置AOABR模块，间歇微曝气的AOABR可减少进入人工湿地的有机负荷，降低湿地堵塞风险，提高第一级饱和流湿地中厌氧氨氧化自养菌丰度，保留厌氧氨氧化反应需要的氨氮底物以及在湿地表层创造微氧条件形成亚硝氮底物；低有机物负荷条件还有利于饱和流湿地中反硝化除磷菌与厌氧氨氧化菌互利共生，在低能耗与碳限制的条件下实现氮与磷的耦合协同去除，加上多级饱和与非饱和流湿地组合联用，可使总氮与总磷去除效率高达90％以上。

A sewage treatment system and method to strengthen anaerobic ammonia oxidation denitrification and phosphorus removal of domestic sewage

【技术实现步骤摘要】
一种强化生活污水厌氧氨氧化脱氮同时除磷的污水处理系统及方法
本专利技术涉及水处理
，具体地涉及一种强化生活污水厌氧氨氧化脱氮同时除磷的污水处理系统及方法。
技术介绍
人工湿地是一种经济、环保和生态友好的水处理技术，主要包括垂直流人工湿地、水平潜流人工湿地和表面流人工湿地三种类型。其通过基质、植物和微生物的协同作用对污水进行处理，不仅可以有效的净化水质，而且可以为野生动物提供栖息地。另外，与传统污水处理系统相比，人工湿地构造简单、易维护，并且运行成本低，所以被广泛应用于多类污水的处理中。目前，人们普遍利用组合人工湿地存在不同的好氧厌氧环境通过硝化反硝化作用提高脱氮效果，但是，人工湿地存在易堵塞的缺点，为了解决这个问题，通常会在人工湿地前端加好氧或者厌氧生物处理系统，大大削减进入人工湿地中的有机物含量，从而降低人工湿地堵塞的风险。然而，有机碳源的减少导致后续人工湿地反硝化脱氮受到很大的限制，人们通常会选择外源性有机碳源的投加来提高脱氮效果，但势必增加人工湿地的运维成本。另外，人工湿地中磷的去除则更加困难，其中主要依赖于基质吸附，其次是植物和部分微生物的吸收同化。然而，人工湿地基质经过长时间运行后，会出现吸附饱和的现象。对此，人们通常会采取一些措施(例如更换填料)来重新恢复人工湿地的除磷性能，但这样就会破坏人工湿地原有的生态系统结构，也会增加人工湿地的运行成本。因此，针对目前存在的问题，有必要开发一种不依赖于有机碳源限制的新型脱氮污水处理系统，同时解决人工湿地易堵塞和除磷效能不稳定的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的上述不足，提供一种强化生活污水厌氧氨化脱氮同时除磷的污水处理系统，本专利技术能够显著提高脱氮除磷效果，并有效预防湿地堵塞，增加湿地的使用寿命。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述污水处理系统处理污水的方法。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下方案予以实现的：一种强化生活污水厌氧氨氧化脱氮同时除磷的污水处理系统，包括顺次连接的过滤模块、厌氧-好氧-缺氧折流式反应器(Anaerobic-Oxic-AnoxicBaffledReactor,AOABRR)模块、配水模块和组合人工湿地模块；所述过滤模块通过潜水泵与AOABR模块相连，配水模块通过提升泵与组合人工湿地模块相连；所述过滤模块设置进水口，所述组合人工湿地模块设置出水口；所述过滤模块为格栅沉淀池；所述AOABR模块包括顺次相连的厌氧池、好氧池和缺氧池；所述配水模块为集水池；所述组合人工湿地模块由多级人工湿地构成，多级人工湿地按水流方向从高至低依次排列呈阶梯结构。其中，过滤模块为孔径大小为5mm的格栅沉淀池，用于过滤污水中的大块杂物；配水模块，与组合人工湿地模块相连，用于存储AOABR模块中的污水，方便以不同的进水负荷将污水泵入组合人工湿地模块中。本专利技术所述污水处理系统，在组合人工湿地模块前设置AOABR模块，大大减少进入人工湿地中的有机物负荷，有效降低人工湿地堵塞的风险。另外，污水经过AOABR模块后，不仅减少了进入组合人工湿中营养盐的进水负荷，而且还增加了组合人工湿地进水的溶解氧含量。其中，第一级饱和流湿地进水有机物负荷的减少大大提高了自养厌氧氨氧化菌的丰度，且进水溶解氧含量的增加也为第一级饱和流湿地上层中的氨氮转化为硝酸态氮和亚硝酸态氮提供条件，从而大大促进了第一级饱和流湿地下层厌氧氨氧化脱氮，形成了短程硝化反硝化和厌氧氨氧化的同步脱氮；与此同时，饱和流湿地中存在好氧、缺氧和厌氧区，其中好氧区中的硝化反应和厌氧区的厌氧氨氧化反应产生了硝酸盐，为低碳条件下具有竞争优势的反硝化聚磷菌在缺氧区中发生吸磷反应提供了电子受体，从而强化了水处理系统对生活污水的厌氧氨氧化脱氮和除磷。本专利技术提供的强化生活污水厌氧氨氧化脱氮同时除磷的污水处理系统能够去除污水中98％的CODCr，91.5％的总氮，98.2％的氨氮和92.7％的总磷。其中氨氮和CODCr的出水浓度可以达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)的I～II类水，总磷可以达到VI～V类，总氮可达到V～劣V类。优选地，所述厌氧池、好氧池和缺氧池的进水口均设置在底端，出水口均设置在顶端。其中，所述好氧池的进水口与厌氧池的出水口相连接，其出水后与缺氧池的进水口相连接；即所述厌氧池、好氧池和缺氧池的水流模式为底进表出的折流式。优选地，所述厌氧池和好氧池内均设有聚乙烯填料，用于微生物的附着生长。优选地，所述好氧池内设有曝气泵，用于控制好氧池中有机物含量和人工湿地的进水水质。其中，所述好氧池的曝气量为0.3～0.35m3/h，曝气时间为2～4h/d，溶解氧浓度控制在2～5mg/L，非曝气阶段硝态氮得以去除。所述AOABR的进水模式为批次进水，缺氧池在非进水阶段溶解氧控制在0.5～1.5mg/L，硝态氮可进一步去除，好氧池富氧污水通过折流式进入缺氧池时，缺氧池溶解氧控制在1.5～4mg/L，随后以氨氮为主的含氧污水通过折流式进入配水模块。优选地，所述多级人工湿地为三级或三级以上的人工湿地。更优选地，所述多级人工湿地为三级人工湿地。优选地，所述多级人工湿地的第一级为饱和流湿地；其他级为饱和流或非饱和流湿地。更优选地，所述饱和流湿地为水平潜流人工湿地或表面流人工湿地；所述非饱和流湿地为垂直流人工湿地。即，所述多级人工湿地为由高到低顺次连接的一级水平潜流人工湿地、二级表面流人工湿地和三级垂直流人工湿地；或所述多级人工湿地为由高到低顺次连接的一级表面流人工湿地、二级垂直流人工湿地和三级水平潜流人工湿地。优选地，所述多级人工湿地的各级人工湿地中由下到上依次设有大砾石和小砾石；其中，所述大砾石的粒径为2～3cm，小砾石的粒径为0.5～1cm；所述多级人工湿地的各级人工湿地表面均设有水生植物。更优选地，所述水生植物为风车草、美人蕉和再力花。优选地，所述垂直流人工湿地和水平潜流人工湿地中砾石的厚度为60cm，其中，大砾石的厚度为10cm，小砾石的厚度为50cm；所述表面流人工湿地中砾石的厚度为30cm，其中，大砾石的厚度为10cm，小砾石的厚度为20cm。优选地，所述曝气泵、潜水泵和提升泵均通过自动电子控制系统进行控制。优选地，所述集水池的进水口顶端与缺氧池顶端的出水口相连。优选地，所述组合人工湿地模块的进水端与集水池底部的出水端相连。本专利技术还请求保护一种利用上述污水处理系统处理污水的方法，包括以下步骤：污水由进水口进入过滤模块，经过格栅过滤和初步沉淀作用，通过潜水泵泵入AOABR模块，并经AOABR处理后流向配水模块，再通过提升泵连续泵入组合人工湿地模块，最后由出水口流出。所述污水为生活污水，所述污水的总氮负荷优选为10～50mg/L，总磷负荷优选为1～3mg/L，CODCr负荷优选为100～400mg/L。污水经过格栅沉淀后批次泵入厌氧池中，然后通过溢流的方式依次进入好氧池、缺氧池和集水池中。优选地，污水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化生活污水厌氧氨氧化脱氮同时除磷的污水处理系统，其特征在于，包括顺次连接的过滤模块、AOABR模块、配水模块和组合人工湿地模块；所述过滤模块通过潜水泵(2)与AOABR模块相连，配水模块通过提升泵(9)与组合人工湿地模块相连；所述过滤模块设置进水口，所述组合人工湿地模块设置出水口；所述过滤模块为格栅沉淀池(1)；所述AOABR模块包括顺次相连的厌氧池(3)、好氧池(4)和缺氧池(5)；所述配水模块为集水池(8)；所述组合人工湿地模块由多级人工湿地构成，多级人工湿地按水流方向从高至低依次排列呈阶梯结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种强化生活污水厌氧氨氧化脱氮同时除磷的污水处理系统，其特征在于，包括顺次连接的过滤模块、AOABR模块、配水模块和组合人工湿地模块；所述过滤模块通过潜水泵(2)与AOABR模块相连，配水模块通过提升泵(9)与组合人工湿地模块相连；所述过滤模块设置进水口，所述组合人工湿地模块设置出水口；所述过滤模块为格栅沉淀池(1)；所述AOABR模块包括顺次相连的厌氧池(3)、好氧池(4)和缺氧池(5)；所述配水模块为集水池(8)；所述组合人工湿地模块由多级人工湿地构成，多级人工湿地按水流方向从高至低依次排列呈阶梯结构。


2.根据权利要求1所述污水处理系统，其特征在于，所述厌氧池(3)、好氧池(4)和缺氧池(5)的进水口均设置在底端，出水口均设置在顶端。


3.根据权利要求2所述污水处理系统，其特征在于，所述厌氧池(3)和好氧池(4)内均设有聚乙烯填料；所述好氧池(4)内设有曝气泵(7)。


4.根据权利要求1所述污水处理系统，其特征在于，所述多级人工湿地为三级或三级以上的人工湿地。


5.根据权利要求1所述污水处理系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，熊春晖，戴玉女，张晓萌，唐小燕，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44