本发明专利技术提出一种活性污泥－生物膜组合循环流脱氮除磷一体化污水处理装置及方法，其采用由内环为厌氧区，外环为交错布设的缺氧和挂有生物膜的好氧区的改良型ＣＡＳＳ反应器和化学除磷池组成，通过推流和混合流相结合的流态增加改良型ＣＡＳＳ反应器的抗冲击负荷能力。装置只在外环好氧区安装曝气设备，在曝气装置下游，溶解氧浓度从高向低变化，好氧区之后会出现缺氧甚至厌氧区域，因此反硝化菌能够利用硝化产物直接进行反硝化，促使在装置中发生同时硝化反硝化脱氮。装置通过交错布设的生物膜提高反应器的抗冲击负荷能力，采用两向污泥水下推流器避免生物膜对环流污泥的阻滞；反应器中发生同步硝化反硝化反应，可减少曝气量，节省能耗，并不需另设缺氧池，加上反应器无需另设二沉池，能减小反应器体积，节省基建费用和运行费用，适于经费紧张的小城镇污水处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水生物处理方法，涉及一种同步除磷脱氮、抗水质水量冲击负荷能 力强的一体化污水处理技术，适用于小城镇污水的同步除磷脱氮。
技术介绍
随着我国城镇化的加速，越来越多的氮磷营养物质排入水体，加之农田径流等，水 体富营养化现象越来越严重，氮磷等植物营养素的去除已成为城市污水处理的必要任务。 我国小城镇污水的主要特点是污水排放规律和水质水量波动较大，水量一般在0. 5X IO4 3. OXlOmVd 范围；水质波动一般为 COD 300 500mg/L, TN 30 60mg/L, TP 4 8mg/ L。目前，针对小城镇污水同步除磷脱氮工艺的研究较多，但是大多流程复杂、处理效果不稳 定，鲜有适合小城镇经济、技术和水质特点的除磷脱氮工艺，导致我国小城镇污水的处理排 放达标率较低，水体污染情况日趋严重。且目前尚未见有关活性污泥_生物膜组合循环流 脱氮除磷一体化工艺研究的相关报道。传统的生物除磷脱氮工艺在实际应用过程中经常出现脱氮和除磷效果不能同时 达到最佳的现象，用于水质水量波动大的小城镇污水处理时也存在不少问题，主要体现在 以下几方面(1)除磷与脱氮之间的污泥龄矛盾。传统除磷方式是通过排除富磷剩余污泥 来去除污水中的磷酸盐，污泥龄越短越利于除磷；而在脱氮方面，由于硝化细菌增殖速度 慢，系统必须维持较长的污泥龄才能取得良好的氮去除效果。因此，传统工艺往往处理不好 脱氮与除磷之间的污泥龄矛盾，导致除磷脱氮不能兼顾。(2)硝化过程产物硝酸盐对厌氧释 磷过程有抑制作用。厌氧段硝酸盐的存在，反硝化菌会与聚磷菌竞争污水中有机质，并优先 于聚磷菌利用这些有机基质进行反硝化；硝酸盐的存在还会被部分聚磷菌利用作为电子受 体进行反硝化，从而影响其对有机物的发酵产酸作用。结果使聚磷菌无法得到足够的挥发 性脂肪酸(VFAs)，从而抑制聚磷菌厌氧释磷及PHB (聚β羟基丁酸盐)的合成能力，进而影 响好氧段聚磷菌的吸磷能力，导致除磷效果不佳。(3)现有的实际工程中的工艺，微生物平 均停留时间不长，导致增殖较慢的微生物有可能还没来得及增殖就已流失，如世代时间长 的硝化菌较难增殖。此外，当污水水量水质波动大时，系统抗水力及浓度冲击负荷能力低， 不宜于生物量的增加和高级别微生物的生长繁殖，从而导致除磷脱氮效果不稳定。因此，针对小城镇污水水质水量变化大的特点以及小城镇经济、技术水平相对落 后的现状，对水质水量抗冲击负荷能力强的经济可行的脱氮除磷污水处理工艺技术的研究 开发意义重大。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种抗水质水量冲击负荷能力强、同步除磷脱氮的 活性污泥-生物膜组合循环流脱氮除磷一体化装置与方法(Cyclic Activated Sludge combined Biofilm System,简禾尔 CASBS)。本专利技术的技术方案如下本专利技术首先提出一种活性污泥_生物膜组合循环流脱氮除磷一体化污水处理装 置，其具有主反应器和化学除磷池。所述主反应器有一内环池体和一外环池体，所述内环池体内为厌氧区，厌氧区从 底部接入有进水管，厌氧区的出水通过底部的过水孔通往外环池体；厌氧区内设置有搅拌 器；所述厌氧区的上部接出有富磷污水排放管，富磷污水排放管连接至化学除磷池。在外环池体中，沿圆周方向依次划分为缺氧区、好氧区、缺氧区和好氧区。好氧区 内有交错布设的生物膜，其底部设置有曝气设施，曝气管道与生物膜最好交错布设，以减少 曝气对生物膜的扰动，保证生物膜上微生物生长良好。所述装置通过控制曝气量使在外环 池体沿程有明显的溶解氧梯度。在外环池体的底部设置有两向推流器，使外环池体的水流可以环绕反应器顺时针 从缺氧区到好氧区再到缺氧区、好氧区或逆时针方向从缺氧区到好氧区再到缺氧区、好氧 区，形成循环运动。且推流器最好在反应器外环的缺氧区底部对称设置。在所述好氧区的中部设置有滗水器，滗水器向外接出达标污水，在好氧区底部接 出有剩余污泥排放管。从所述装置的缺氧区底部接出有混合液回流管至厌氧区内。所述化学除磷池也设置有搅拌器，从化学除磷池底部接有化学除磷污水回流管至 主反应器的好氧区，在化学除磷池的底部接出有化学污泥排放管。进一步，利用上述装置，本专利技术提出一种活性污泥-生物膜组合循环流脱氮除磷 一体化污水处理方法，所述方法包括两个运行工序，步骤如下(1)主反应运行工序，设每周期为η小时，η = 4 8 ①先将生活污水通过进水管连续不间断进入厌氧区，同时使缺氧区的混合液通过 混合液回流管持续回流至厌氧区，回流比为100% 150%，厌氧区的污水则通过过水孔进 入缺氧区。②每运行周期开始时，先使厌氧区的搅拌器开始搅拌，好氧区的曝气设施开始曝 气，并让推流器启动，使反应器水流从缺氧区流向好氧区，并做循环运动。混合液回流量为 进水水量的100% 150%，根据进水水量波动，可调节变化范围为反应器总容积的1/4至 1/2。混合液回流量相对于厌氧区体积比例约等于0，不影响厌氧区的DO条件，聚磷菌在厌 氧状态下进行释磷。③在好氧区内的曝气设施运行η-1小时后停止曝气，令其底部的推流器、厌氧区 的搅拌器都相应停止运行；④主反应器在静置30分钟后，反应器实现泥水分离，处理后的污水从好氧区通过 滗水器达标排除，同时厌氧区排水至化学除磷池，排水量为进水的10% ；⑤反应器运行η小时后，本周期结束，下一周期开始，推流器的推流方向反转；(2)侧流除磷池运行工序①同时，在主反应器停止运行静置30分钟后，反应器实现泥水分离，将厌氧区的 富磷上清液通过富磷污水排放管排至化学除磷池，排出量占每周期进水量的10% ；②富磷污水进入化学除磷池后，投入化学除磷剂(如石灰)，并启动化学除磷池 的搅拌器，搅拌20分钟，让富磷污水与化学药剂充分混合，化学除磷池出水磷酸盐浓度为5mg/L左右；③富磷化学污泥通过化学除磷池化学污泥排放管排出。④在下一周期开始前，将化学除磷后的清液通过化学除磷污水回流管回流至主反 应器的好氧区进一步进行处理。本专利技术采用了由内环为厌氧区，外环为缺氧和挂有生物膜的好氧区的改良型CASS 反应器和化学除磷池，通过将CASS反应器改造成环状，有利于反应器分区，通过推流和混 合流相结合的流态增加反应器的抗冲击负荷能力。本专利技术的装置只在外环好氧区安装曝气 设备，在曝气装置下游，溶解氧浓度从高向低变化，好氧区之后会出现缺氧甚至厌氧区域， 因此反硝化菌能够利用硝化产物直接进行反硝化，促使在装置中发生同时硝化反硝化脱 氮。本装置的好氧区挂有生物膜，可以防止增长速率慢的微生物被淘洗出系统，同时增加反 应器内生物量和生物种类，特别是营养层次较高的或者污泥龄较长的微生物，以提高系统 的抗冲击能力。同时，厌氧区的独立有利于溶解氧(DO)的控制和污水中高分子有机物分解 成小分子碳源物质，配以连续进水使碳源合理分配，一定程度上缓解了厌氧释磷和缺氧反 硝化的碳源竞争。已超量吸磷的部分活性污泥在厌氧区充分释磷，通过将少部分富磷上清 液导入化学除磷池进行固磷，除磷后清液回流至CASBS反应器外环好氧区进一步降解去除 其他营养物质。本装置通过加挂生物膜和环形流道的运用，提高了反应器的抗冲击负荷能 力。反应器中发生同步硝化反硝化反应，可减少曝气量，节省能耗，并且不需另设缺氧池，加 本文档来自技高网...
【技术保护点】
活性污泥－生物膜组合循环流脱氮除磷一体化污水处理装置，其具有主反应器和化学除磷池（４）；其特征在于：所述主反应器有一内环池体和一外环池体，所述内环池体内为厌氧区（１），厌氧区（１）从底部接入有进水管（５），进水泵（２１）将生活污水通过进水管（５）泵入厌氧区（１）；厌氧区（１）的出水通过底部的过水孔（１１）通往外环池体；厌氧区（１）内设置有厌氧搅拌器（１４）；所述厌氧区（１）的上部通过富磷污水排放泵（２３）接出有富磷污水排放管（６）；滗水器及富磷污水排放时控器（１９）控制富磷污水排放泵（２３）的启动与停止，化学除磷污水回流时控器（２０）控制化学除磷后的清液回流至主反应器好氧区（３）；在外环池体中，沿圆周方向依次划分为缺氧区（２）、好氧区（３）、缺氧区（２）和好氧区（３），好氧区（３）内挂有生物膜（１３），设置有曝气设施（１２）；在外环池体的底部设置有推流器（１６），使外环池体的水流从缺氧区到好氧区再到缺氧区、好氧区，形成循环运动；所述曝气设施（１２）以及厌氧搅拌器（１４）、推流器（１６）的启动与停止由主反应时控器（１８）控制，通过控制曝气量使在外环池体沿程有明显的溶解氧梯度；在所述好氧区（３）的中部设置有滗水器（１７），滗水器（１７）向外接出达标污水，滗水器（１７）的开启与闭合由滗水器及富磷污水排放时控器（１９）控制；在好氧区（３）底部接出有剩余污泥排放管（８）；从所述缺氧区（２）的底部接出有混合液回流管（９）至厌氧区（１）内，并在中间设置污泥回流泵（２２），将缺氧区（２）的活性污泥连续回流至厌氧区（１）；所述化学除磷池（４）设置有化学除磷搅拌器（１５），从化学除磷池（４）底部接有化学除磷污水回流管（７）至主反应器的好氧区（３），在化学除磷池（４）的底部接出有化学污泥排放管（１０）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吉芳英，赵易，陈雨喆，徐璇，万小军，左宁，袁云松，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]
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