本發(fā)明涉及屬于后置反硝化生物處理技術領域，尤其涉及一種階段曝氣后置反硝化裝置及工藝。

背景技術：

污水處理廠是削減污染物進入地表水體的主要構筑物。目前，采用前置反硝化工藝進行污水處理(如A2O、UTC等)，為增強污水處理工藝的出水效果，需要借助大比例的消化液內循環(huán)實現脫氮效果的提升，因此前置反硝化系統(tǒng)運行較為復雜同時能耗偏高。相較于前置反硝化工藝，后置反硝化系統(tǒng)無需進行內循環(huán)，運行操作更為簡單能耗更低，但后置反硝化系統(tǒng)存在后程反硝化碳源不足及磷釋放的技術瓶頸，目前為改善后置反硝化工藝脫氮除磷效果，采取分段進水或將厭氧區(qū)富含碳源污泥分流至缺氧區(qū)的方法，以改善后置反硝化段碳源不足的問題，但采用分流后，分流至缺氧區(qū)中的進水或混合液中的氨氮不能經歷完整的硝化反硝化過程(只有極小部分會由微生物自身合成利用)，使得出水處理效果提升困難。

同步硝化反硝化理論的提出為解決后置反硝化過程中后程碳源不足提供一種思路，傳統(tǒng)的同步硝化反硝化過程需在0.5mg/L的溶解氧條件下進行，且實現完全脫氮需要近6h的曝氣時間，提高溶解氧濃度能夠實現同步硝化反硝化速率的提升，但也將面臨碳源消耗加快的問題。反硝化除磷理論的提出，使得在利用內碳源物質進行代謝過程中以硝態(tài)氮及亞硝態(tài)氮為電子受體同步實現脫氮除磷，是一種能夠實現“一碳兩用”的技術理論，但多需要通過富含內碳源污泥分流或采用投加有機物抑制好氧段磷吸收實現，因此操作更為復雜，同時會帶來運行費用的增加。

技術實現要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種階段曝氣后置反硝化裝置及工藝，解決現有的前置反硝化系統(tǒng)運行較為復雜同時能耗偏高、出水提升困難，以及后至反硝化碳源不足、操作更為復雜、運行費用增加的技術問題。

為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種階段曝氣后置反硝化裝置，其特征在于，包括順序連接的進水池、生化反應池及二沉池，所述生化反應池由順序連接的厭氧池、微氧池、好氧池、前缺氧池、后缺氧池及二沉池構成，所述生化反應池的各池中均設置攪拌器。

優(yōu)選的，所述還設置有進水泵，進水池通過進水泵將污水泵入所述厭氧池中。

優(yōu)選的，還包括設置在所述二沉池上部的出水堰及出水管，包括設置在所述二沉池下部的用于排出剩余污泥的剩余污泥排放管及用于將污泥泵入厭氧池的污泥回流管、污泥回流泵。

優(yōu)選的，所述好氧池底部的曝氣頭個數大于微氧池底部的曝氣頭個數。

優(yōu)選的，所述生化反應池中的各池通過分別設置在各池壁上下的孔洞連通，且所述孔洞的設置保證污水形成S型流動通過所述生化反應池。

為實現上述目的，本發(fā)明還提供了一種階段曝氣后置反硝化工藝，其特征在于，采用上述裝置，污水由進水池進入生化反應池，在所述生化反應池中順序通過厭氧池、微氧池、好氧池、前缺氧池、后缺氧池，最后進入二沉池，在二沉池中完成泥水分離，出水通過出水堰及出水管排放，污泥則通過污泥回流泵及污泥回流管進入厭氧池；在污水流動過程中，各池中的攪拌器同時進行攪拌，保持各池內污泥的充分混合及污泥的懸浮狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述生化反應池中的有效體積為40L，進水泵(2)進水流量為5L/h，總水力停留時間為8h，各池體積相同，水力停留時間均為1.6h，各段水力停留時間比為厭氧池：微氧池：好氧池：缺氧池＝1:1:1:2。

優(yōu)選的，維持所述微氧池(6)溶解氧濃度為0.3-0.5mg/L，維持好氧池(8)溶解氧濃度為2.0-3.0mg/L

優(yōu)選的，通過污泥回流泵(15)進行污泥回流，通過污泥回流管將所述二次沉池(12)底部與所述厭氧池(4)底部相連接，污泥回流比SRT為1.0，每天進行剩余污泥排放，維持系統(tǒng)污泥停留時間為15-18d。

本發(fā)明的上述技術方案的有益效果在于：

通過在多格式反應器平臺采用階段曝氣方式實現后置反硝化系統(tǒng)良好的脫氮除磷效果；在微氧區(qū)域實現同步硝化反硝化過程及微氧條件下的磷吸收；氧段磷吸收負荷較弱碳源消耗減少，為后程缺氧段反硝化提供碳源同時滿足氨氮的硝化反應；同時，缺氧段通過反硝化除磷維持除磷效果，減少碳源需求；且本發(fā)明運行及操作方式簡單、能耗低，便于實際應用。

附圖說明

圖1是階段曝氣后置反硝化裝置構成的示意圖；

圖2是階段曝氣后置反硝化裝置按照發(fā)明中方案進行工藝運行，處理效果穩(wěn)定后，氮磷的沿程變化情況示意圖。

附圖標記說明：

1、進水池；

2、進水泵；

3、攪拌器；

4、厭氧池；

5、微氧曝氣閥；

6、微氧池；

7、好氧曝氣閥；

8、好氧池；

9、前缺氧池；

10、后缺氧池；

11、曝氣泵；

12、二沉池；

13、出水堰及出水管；

14、曝氣頭；

15、污泥回流泵；

16、剩余污泥排放管。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

如圖1所示，一種階段曝氣后置反硝化脫氮除磷裝置，包括順序連接的進水池1、生化反應池及二沉池12，所述生化反應池由順序連接的厭氧池4、微氧池6、好氧池8、前缺氧池9、后缺氧池10及二沉池12構成，所述生化反應池的各池中均設置攪拌器3。污水順序通過各反應池實現分階段除磷去氮工藝，在反應池中通過攪拌器攪拌實現水及泥的充分混合，提高反應效率。

具體的，所述還設置有進水泵2，進水池1通過進水泵2將污水泵入所述厭氧池4中，通過進水泵2控制性的向進水池中泵入污水，還能方便污水與回流污泥充分混合。

具體的，還包括設置在所述二沉池12上部的出水堰及出水管13，利用該出水堰及出水管13實現出水的定量排出；包括設置在所述二沉池12下部的用于排出剩余污泥的剩余污泥排放管16及用于將污泥泵入厭氧池4的污泥回流管、污泥回流泵15，可以根據反應條件，排出多余的污泥，還可以利用污泥回流管、污泥回流泵15將沉淀污泥回流入所述厭氧池4再次參與反應，通過出水堰及出水管13及剩余污泥排放管16控制總水量及污泥留存量。

具體的，所述微氧池6及好氧池8底部均設置有曝氣頭14，微氧池6底部的曝氣頭14通過微氧管路與曝氣泵11連通，所述微氧管路上設置有微氧曝氣閥5，所述好氧池8底部的曝氣頭14通過好氧管路與曝氣泵11連通，所述好氧管路上設置有好氧曝氣閥7，以實現反應池中的氧氣量輸入,氣體擴散達到均勻曝氣目的。

具體的，為方便控制氧氣供應差別出現，所述好氧池8底部的曝氣頭14個數大于微氧池6底部的曝氣頭14個數。

具體的，所述生化反應池中的各池通過分別設置在各池壁上下的孔洞連通，且所述孔洞的設置保證污水形成S型流動通過所述生化反應池，以保證在流動過程中實現污水與反應物充分接觸，實現充分高效處理。

為了明確操作方式，本發(fā)明還給出了一種階段曝氣后置反硝化脫氮除磷工藝，采用上述裝置，如圖1所示，污水由進水池1進入生化反應池，在所述生化反應池中順序通過厭氧池4、微氧池6、好氧池8、前缺氧池9、后缺氧池10，最后進入二沉池12，在二沉池12中完成泥水分離，出水通過出水堰及出水管13排放，污泥則通過污泥回流泵15及污泥回流管進入厭氧池4；在污水流動過程中，各池中的攪拌器3同時進行攪拌，保持各池內污泥的充分混合及污泥的懸浮狀態(tài)。污水通過進水泵2進入厭氧池4并與回流污泥充分混合，聚磷菌群在該區(qū)域完成碳源的吸收轉化及釋磷過程，隨后進入微氧池6，在此通過同步硝化反硝化及微氧條件下的磷吸收去除部分的氮和磷，接著進入好氧池8實現對剩余氨氮的硝化反應過程及剩余磷的吸收達到氨氮和去除的目的，隨后順次進入前缺氧池9和后缺氧池10，在此完成反硝化過程并通過反硝化除磷與釋磷之間的平衡，實現氮的去除及維持磷去除效果的穩(wěn)定，實現良好的脫氮除磷效果，最后進入二沉池12完成泥水分離，出水通過出水堰及出水管13排放，污泥則通過污泥回流泵15及污泥回流管進入厭氧池4。

具體的，考慮成本及污水處理效率問題，本發(fā)明還給出了工藝中的具體參數設定，即生化反應池有效體積為40L，進水泵2進水流量為5L/h，生化反應池總水力停留時間為8h，各池體積相同，水力停留時間均為1.6h，因此各段水力停留時間比厭氧池：微氧池：好氧池：缺氧池為1:1:1:2，微氧池溶解氧濃度為0.3-0.5mg/L，維持好氧池溶解氧濃度為2.0-3.0mg/L，生化反應池污泥濃度為3000-3500mg/L，二沉池12體積為20L，污泥回流泵15流量5L/h，污泥回流比SRT為1.0，每天進行剩余污泥排放，維持系統(tǒng)污泥停留時間為15-18d，從而循環(huán)實現不停歇的污水高效處理。

現有污水參數為COD 300mg/L，氨氮30mg/L，總磷5mg/L，進水pH7.0-7.5，采用上述技術方案進行污水處理后，階段曝氣后置反硝化工藝CO氨氮、總氮和總磷的平均去除率分別為96.45％、89.90％和94.37％；工藝中氮磷沿程變化情況如圖2中所示，微氧區(qū)域總氮去除主要為同步硝化反硝化，占工藝過程總氮去除的28.22％，微氧段使得后續(xù)好氧段實現較好的同步硝化反硝化過程，占工藝過程總氮去除的27.21％，工藝總氮去除中同步硝化反硝化占55.43％，階段曝氣后置反硝化系統(tǒng)能夠實現較好的同步硝化反硝化效率。微氧區(qū)域能夠實現一定的磷吸收，微氧處于磷吸收站總磷攝取的40.31％，能夠有效減少好氧區(qū)磷攝取負荷。缺氧段未出現明顯的釋磷現象，主要原因為反硝化聚磷與釋磷過程實現平衡，維持良好的除磷效果。

通過在多格式反應器平臺采用階段曝氣方式實現后置反硝化系統(tǒng)良好的脫氮除磷效果；在微氧區(qū)域實現同步硝化反硝化過程及微氧條件下的磷吸收；氧段磷吸收負荷較弱碳源消耗減少，為后程缺氧段反硝化提供碳源同時滿足氨氮的硝化反應；同時，缺氧段通過反硝化除磷維持除磷效果，減少碳源需求；且本發(fā)明運行及操作方式簡單、能耗低，便于實際應用。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。