技術領域

本發明涉及一種污水處理工藝,具體涉及一種活性污泥與生物膜復合循環流污水生化處理工藝及裝置。

背景技術

地球雖然有70.8%的面積為水所覆蓋，但淡水資源卻極其有限，人類真正能夠利用的僅是江河湖泊以及地下水中的一部分，僅占地球總水量的0.26%，而且分布不均。20世紀50年代以后，全球人口急劇增長，工業發展迅速，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大；而另一方面，日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源，使全球水資源狀況迅速惡化，“水危機”日趨嚴重。

中國水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業化的加速，一方面是水資源的需求缺口日益增大，一方面是隨之而來的日益增多的工業廢水與生活污水，尤其是越來越多的氮磷營養物排放到天然水體中，加之農田徑流等，水體富營養化現象越來越嚴重，引起嚴重的水體污染。因此污水的處理尤其是污水中氮磷營養物的去除已成為防治水污染的必要任務。

傳統的污水生化處理法作為污水處理的一種重要處理方法，應用十分廣泛。目前的污水生化處理法主要有好氧活性污泥法、生物膜法。但單一的好氧活性污泥法存在著：抗水力及濃度沖擊負荷能力一般；動力消耗多，系統穩定性欠佳；尤其是適用于脫氮除磷的工藝調控較為復雜，調節難度較大，污泥產生量大等缺點。而單一的生物膜法又有著生物膜培養時間長，生物膜附著生長的填料投資成本較大，填料架掛、曝氣裝置安裝施工及故障維修困難，對氮磷等污染物的去除能力有限，有機污染物去除凈化率一般的缺點。

除此，傳統污水生物處理工藝在實際應用中，經常出現脫氮和除磷效果不能同時達到最佳的現象，主要體現在以下幾方面：

(1)?除磷與脫氮之間的污泥齡矛盾。傳統除磷方式是通過排除富磷剩余污泥來去除污水中的磷酸鹽，污泥齡越短越利于除磷；而在脫氮方面，由于硝化細菌增殖速度慢，系統必須維持較長的污泥齡才能取得良好的氮去除效果。因此，傳統工藝往往處理不好脫氮與除磷之間的污泥齡矛盾，導致脫氮除磷不能兼顧。

(2)硝化過程的產物硝酸鹽對厭氧釋磷過程有抑制作用。厭氧段存在硝酸鹽時，反硝化菌會與磷酸菌競爭吸附污水中有機質，并以聚磷菌作為電子受體進行反硝化，從而影響聚磷菌對有機物的發酵產酸作用，結果使聚磷菌無法得到足夠的揮發性脂肪酸(VFAs)，進而抑制聚磷菌厭氧釋磷及PHB(聚D羥基丁酸鹽)的合成能力，影響好氧段聚磷菌的吸磷能力，導致除磷效果不佳。

(3)現有工藝微生物平均停留時間不長，導致增殖較慢的微生物有可能還沒來得及增殖就已流失，如世代時間長的硝化菌較難增殖。此外，當污水水量水質波動大時，系統抗水力及濃度的沖擊負荷能力低，也會不宜于生物量的增加和高級別微生物的生長繁殖，從而導致脫氮除磷效果不穩定。

另外隨著產業結構調整和制造業產業的轉移，如大量建有經濟開發區、工業園區的小城鎮產生的污水，污水排放不規律性大，水質水量變化波動較大，有些還有特殊的工業廢水進入。因此，以好氧活性污泥法、生物膜法為主的傳統污水生化處理方法，難以適應當前我國污水處理。研究開發抗水質水量沖擊負荷能力強，經濟可行的脫氮除磷污水處理工藝技術的意義十分重大。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種以生物膜為主，活性污泥為輔的活性污泥與生物膜復合循環流處理污水生化處理工藝及裝置。該工藝可結合活性污泥的生物多樣性和生物膜的雙重特性，抗沖擊負荷能力強，適應性強，可實現同步脫氮除磷，污水處理效果好。

活性污泥與生物膜復合循環流污水生化處理工藝，其特征在于：它包括將前處理后的污水由主進水孔通入缺氧區，使污水與生物活性污泥在充分混合的狀態下，進行缺氧生化處理，然后引入厭氧區，與次進水孔進入厭氧區的污水混合，在污水與生物活性污泥充分混合的狀態下進行厭氧生化處理，再進入活性污泥與生物膜協同處理區，污水混合液在推流曝氣作用下，形成內循環水流，循環往復流過生物膜填料區和活性污泥混合曝氣區，同時與活性污泥和生物膜上微生物的混合與接觸雙重作用下進行好氧生化處理，達到污水處理工藝要求后經好氧區出水孔排出。

按上述方案，所述的缺氧生化處理至少包括兼性反硝化菌在缺氧條件下進行反硝化反應，所述的厭氧生化處理至少包括使聚磷菌在完全厭氧條件下充分釋磷，所述的好氧生化處理至少包括將污水中的有機物、氨氮、磷等污染物與活性污泥和生物膜上微生物的混合和接觸雙重作用下，發生碳氧化、氨氧化及硝化和聚磷等生化反應。

按上述方案，所述的污水生化處理工藝還包括根據工藝需要將后處理得到的污泥回流送入缺氧區。