CN110589967A

CN110589967A - 一种高效深度脱氮新工艺及其***

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Publication number: CN110589967A
Application number: CN201910740227.2A
Authority: CN
Inventors: 陈学军; 文鹏; 朱世扬; 徐佳雄; 李瑞瑞; 何其昌; 赵欣园
Original assignee: Zhejiang Inmart Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Inmart Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2019-08-12
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2019-12-20

Abstract

本发明涉及一种高效深度脱氮新工艺及其***。本发明在现有AAO工艺后耦合增加固相碳源反硝化池和惰性填料反硝化池，构成AA0+AA组合工艺。在现有AAO工艺后耦合增加混合填料反硝化池，构成AA0+A组合工艺。本发明工艺可以满足在不置换现有污水处理设施基础上，另外增加两个反应池，即可满足国内目前最高的标准要求。本工艺可有效控制出水COD和TN分别低于40mg/L和10mg/L，满足国内目前最高的标准要求。

Description

一种高效深度脱氮新工艺及其***

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种高效深度脱氮新工艺及其***，具体是在典型的AAO(厌氧-缺氧-好氧)工艺流程中嵌入了两个反硝化反应模块的厌氧-缺氧-好氧-厌氧(固相碳源反硝化反应模块)-厌氧(惰性填料反硝化模块)即AAO+AA的新工艺，或在典型的AAO工艺流程中嵌入了1个混合填料反硝化反应模块的AAO+A新工艺。

背景技术

近十几年来，随着国家对水环境的日益重视，解决水体富营养化问题已被列入了国家及地方政府的议事日程，从国家到地方相继出台了新的污水排放标准(国标和地标)，大幅度提高了相关指标，以期达到控制污染源排放、实现绿水青山的目的。

作为反映水体富营养化主要指标的总氮是硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮与有机氮的总称。水中的氨氮在氧和好氧菌群的作用下可以生成亚硝酸盐，并进一步形成硝酸盐，同时水中的硝酸盐和亚硝酸盐也可以在厌氧条件下在微生物作用下转化为氮气。无机氮中的氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是全国七大水系中出现频率最高的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。国家相关部门很早就注意到氨氮的危害性，氨氮已成为继COD后的全国主要水污染物排放的约束性指标。与氨氮相比，水体中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量超标，也同样会使水环境质量恶化，还对人类以及动、植物有严重危害作用。饮用水中的NO₃ ^-和NO₂ ^-的含量过高，能引起变形血色素症，变形血色素会破坏红血球的载氧能力，引起人体严重缺氧而导致死亡。同时，饮用NO₃ ^-和NO₂ ^-的含量过高的水，可使得肝癌、食管癌、胃癌的发病率增高，但是，由于历史原因，在老的国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中缺少总氮控制项目，因此给行业造成一种误解，从设计到运维都认为排水氨氮达标即可，而对出水总氮指标未做控制。在过去的污水好氧处理工艺中，只是将氨氮转化成硝酸盐氮排放，但总氮含量并未降低、脱除，无法减轻水体富营养化等环境问题，对环境的影响依然存在，并未达到无害化处理效果。只有通过进一步的反硝化处理，将硝态氮通过生化反应生成无害的氮气(N₂)，从水中逸出，才能最终实现氨氮的无害处理。为改变这一状况，国家环保总局批准了新的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)，规定城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准 (总氮指标15mg/L，在北京、浙江、江苏、安徽等地的地方标准中，已将该指标提升到 10-12mg/L)，而不是原来的一级B标准(20mg/L)。标准的修改进一步提高了污水排放对总氮的要求，尤其是在敏感的湖、库等封闭或半封闭水域。这不仅体现了国家对改善环境，保护水源、治理污染的重大决心，更说明了总氮排放已经引起了国家相关部门的高度重视。要实现这一宏伟的目标，全国的很多城镇污水处理厂都面临提标改造，由传统的二级排放标准提高到一级A标准或者更高标准。在各项指标中，难度最大的就是总氮的去除标准的提高。

目前我国现有城镇污水处理厂主流工艺中大量采用AAO工艺(A²/O工艺，Anaerobic-Anoxic-Oxic，厌氧-缺氧-好氧)，具有同步脱氮除磷的效果，可用于二级污水处理或三级污水处理，后续增加深度处理后，可作为中水回用。

典型的AAO工艺流程如图1所示。其基本流程如下：污水与回流污泥先进入厌氧池1(DO<0.2mg/L)完全混合，经一定时间(1～2h)的厌氧分解，去除部分生化需氧量BOD，使部分含氮化合物转化成N₂(反硝化作用)而释放，回流污泥中的聚磷微生物(聚磷菌等)释放出磷，满足细菌对磷的需求。然后污水流入缺氧池(DO<＝0.5mg/L)，池中的反硝化细菌以污水中的含碳有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N₂而释放。随后，污水流入好氧池(DO，2-4mg/L)，水中的NH₃-N(氨氮)进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀池分离后以富磷污泥的形式从***中排出。

该工艺通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和微生物菌群种类的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。在各种同时脱氮、除磷、去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。但其主要的缺陷是在内循环量一定的条件下，脱氮效果很难再进一步提高，一般出水的总氮只能达到国标一级B或一级A水平，难以满足日趋严格的总氮和总磷排放要求，因此，必须进行必要的技术改造来提升总氮的去除效果。

由于缺乏相关技术支撑和资金原因，目前全国绝大部分的污水排放指标事实上并未严格按国家或地方标准贯彻实施，其中总氮指标要真正低成本地实现达标排放，具有很大困难，国内外都没有非常成熟的解决方案。

近期的专利号为2018110530394《一种AAO工艺路线》的技术也只是研究将常规的平面布局的AAO工艺改变为立体布局，其目的是为了降低设备投资费用，减少占地面积，降低运维能耗，但仍没有改变AAO工艺的基本技术属性，没有提升去除总氮含量的能力。

发明内容

本发明的一个目的是针对现有AAO工艺的不足，采用两个高效反硝化模块，其中包括一个填充了可在污水中完全生物降解的固相碳源反硝化反应模块和一个填充了惰性填料的反硝化反应模块，并与典型的AAO工艺耦合，提供一种新型AA0+AA组合工艺，以实现污水的深度脱氮，并充分利用固相碳源降解产生的COD，降低总氮去除成本。本工艺可有效控制出水COD和TN分别低于40mg/L和10mg/L，满足国内目前最高的标准要求。

本发明所述的在AAO工艺流程上增加的两个反硝化反应模块，尤其是固相碳源反硝化反应模块，在流程中的位置对TN、COD等的去除率和处理成本具有重要的意义，其放置次序将极大地影响出水的COD和TN指标，是本发明所述工艺流程的核心内容。

本发明工艺***主要包括厌氧池、缺氧池、好氧池、固相碳源反硝化反应池、惰性填料反硝化反应池、沉淀池。厌氧池的出水口接缺氧池的进水口，缺氧池的出水口接好氧池的进水口，好氧池的出水口接固相碳源反硝化反应池的进水口,固相碳源反硝化反应池的出水口接惰性填料反硝化反应池的进水口，惰性填料反硝化反应池的出水口接沉淀池；好氧池的回水接至缺氧池，固相碳源反硝化反应池和惰性填料反硝化反应池的污泥出口分别接至沉淀池，沉淀池的污泥根据工艺要求，部分回流至厌氧池，部分排出***。

所述的固相碳源反硝化反应池中固相碳源材料包括了各种不溶于水、可被污水中的微生物完全降解的生物或化学合成聚合物(如聚羟基脂肪酸酯PHA、聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚乳酸PLA等)、各种天然高分子材料(如各种植物秸秆、纯纤维素、改性淀粉等) 以及上述材料的共混物。其应用形态包括各种立体形状，如颗粒状、棒状、细丝状，或其它具有各种立体空间结构的形状。

作为优选，固相碳源材料为聚羟基脂肪酸PHA，具有如下结构通式：

式中：R₁为H或甲基CH₃或乙基C₂H₅或丙基C₃H₇；R₂为H或甲基CH₃或乙基C₂H₅或丙基C₃H₇；m1为1或2；m2为1或2；x为0或200～25000的任意自然数，y为0或200～ 25000的任意自然数，且x、y不同时为0。

新型AAO+AA组合工艺的具体流程如下：

步骤一、污水与回流污泥进入厌氧池(DO<0.2mg/L)完全混合，经厌氧池中微生物的分解，去除部分BOD，将大分子的有机物分解成小分子的碳源，并使部分含氮化合物转化成N₂而释放，回流污泥中的聚磷微生物(聚磷菌等)释放出磷，满足细菌对磷的需求。

步骤二、步骤一处理后的污水流入缺氧池(DO<＝0.5mg/L)，池中的反硝化细菌以污水中的低分子有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N₂而释放。

步骤三、步骤二处理后的污水流入好氧池(DO，2-4mg/L)，水中的NH₃-N(氨氮) 进行硝化反应生成硝酸根，水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内；出水分为两路：一路出水中含大部分的硝态氮随着内循环回流至缺氧池中，另一路出水带出的硝态氮进入到固相反硝化反应模块；

步骤四、步骤三处理后的出水带出的硝态氮在固相反硝化反应模块中被附着在固相碳源表面的高效生物膜还原为氮气释放至大气，富磷污泥在下部沉淀分离，用泵输送至沉淀池。

步骤五、步骤四处理后排出的水进入惰性填料反硝化反应池，通过惰性填料上的微生物膜进一步消化水中的COD，并实现深度脱氮，富磷污泥在下部沉淀分离，用泵输送至沉淀池，分离根据工艺要求后以污泥的形式从***中排出，部分回流至厌氧池，部分排出***。

本发明的另一个目的是针对现有AAO工艺的不足，采用一个混合填料(填充了可在污水中完全生物降解的固相碳源和惰性填料)反硝化反应模块，并与典型的AAO工艺耦合，提供一种新型AAO+A组合工艺，以实现污水的深度脱氮，并充分利用固相碳源降解产生的COD，降低总氮去除成本。本工艺可有效控制出水COD和TN分别低于40mg/L 和10mg/L，满足国内目前最高的标准要求。

本发明所述的在AAO工艺流程上增加的混合填料反硝化反应模块，尤其是混合填料中固相碳源填料，在流程中的位置对TN、COD等的去除率和处理成本具有重要的意义，其放置次序将极大地影响出水的COD和TN指标，是本发明所述工艺流程的核心内容。

本发明工艺***主要包括厌氧池、缺氧池、好氧池、混合填料(固相碳源+惰性填料)反硝化反应池、沉淀池。厌氧池的出水口接缺氧池的进水口，缺氧池的出水口接好氧池的进水口，好氧池的出水口接混合填料反硝化反应池的进水口，混合填料反硝化反应池的出水口接沉淀池。好氧池的回水接至缺氧池，混合填料反硝化反应池的污泥出口接至沉淀池，沉淀池的污泥根据工艺要求，部分回流至厌氧池，部分排出***。

所述的混合填料反硝化反应池中采用固相碳源材料与惰性填料混合物；其中固相碳源材料包括了各种不溶于水、可被污水中的微生物完全降解的生物或化学合成聚合物(如聚羟基脂肪酸酯PHA、聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚乳酸PLA等)、各种天然高分子材料(如各种秸秆、纯纤维素、改性淀粉等)以及上述材料的共混物。其应用形态包括各种立体形状，如颗粒状、棒状、细丝状，或其它具有各种立体空间结构的形状。

作为优选，固相碳源材料为聚羟基脂肪酸PHA。

新型AAO+A组合工艺的具体流程如下：

步骤三、步骤二处理后的污水流入好氧池(DO，2-4mg/L)，水中的NH₃-N(氨氮) 进行硝化反应生成硝酸根，水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内；出水分为两路：一路出水中含大部分的硝态氮随着内循环回流至缺氧池中，另一路出水带出的硝态氮进入到混合填料反硝化反应池；

步骤四：将步骤三处理后的出水接入一个同时装填有固相碳源和惰性填料的混合填料反硝化反应池中，实现深度脱氮和消化残余COD的目的；富磷污泥在下部沉淀分离，用泵输送至沉淀池，分离根据工艺要求后以污泥的形式从***中排出，部分回流至厌氧池，部分排出***。

固相碳源反硝化反应池或混合填料反硝化反应池中固相碳源反硝化反应原理：反硝化菌群以这种固相碳源为附着载体，在其表面形成非常致密高效的生物膜，这种膜与常规添加惰性载体表面形成的生物膜截然不同。上述生物膜的内部由于微生物的降解作用，其分解产物可作为微生物的碳源和能源，因此，生物膜的活性从内部到外部逐步减弱，且由于生物膜的致密性，使得内部代谢活性高的反硝化菌群免受膜外部水体DO、pH、温度等条件变化的冲击，能够维持相当的反硝化效率。相反，现有惰性载体表面形成的生物膜从水体中获得碳源，因此，代谢活性高的区域在生物膜的外部，其内部的微生物由于膜的阻隔，无法有效获得碳源，造成膜的稳定性较差，且对环境条件的变化非常敏感。生物降解材料表面的生物膜由于膜的作用，DO浓度从水体到反硝化菌群高活性区域逐步衰减，正好能满足反硝化菌的要求，在这样的环境条件下，比较容易实现同步硝化 -反硝化和短程反硝化，节省大量能源和碳源。

惰性填料反硝化反应池或混合填料反硝化反应池中惰性填料是为了增加载体的比表面积，通过附着在惰性填料上的微生物的进一步作用，可将固相碳源未利用的COD充分利用并进一步降低出水的TN指标。

上述固相碳源反硝化反应池、惰性填料反硝化反应池或混合填料反硝化反应池中所需的碳源就由微生物降解的固相碳源提供。

通过控制污水的停留时间HRT、菌膜的生长周期和厚度、硝化液回流比、污泥回流比及其它工艺参数，在上述传统AAO工艺耦合混合填料反硝化反应池的协同作用，可方便地控制出水的COD和总氮指标，并根据相关指标的监控，适时调整相关工艺参数，定期补加固相碳源，就可保持反硝化反应体系的持续高效。

本发明的有益效果是：

本发明工艺流程占地小，非常适合提标改造的项目，尤其是AAO+A工艺的流程更简略，比较适合应用处理量较小或处理场地面积有限的废水处理项目，如农村污水的处理等。

本发明工艺可有效控制出水COD和TN分别低于40mg/L和10mg/L，满足国内目前最高的标准要求。

本发明工艺可以满足在不置换现有污水处理设施基础上，另外增加两个反应池，即可满足国内目前最高的标准要求。

附图说明

图1为典型的AAO工艺流程图。

图2为固相碳源应用于反硝化反应的机理。

图3为本发明新型AAO+AA组合工艺流程图。

图4为本发明新型AAO+A组合工艺流程图。

具体实施方式

下面结合比较例和实施例对本发明的技术方案及效果作进一步的描述，但本发明并不局限于实施例所展示的工艺及材料组合方法，任何基于这些实施例的所展示的、一般技术人员可轻易联想到的变化，都属于本发明保护范围。

图1为典型的AAO工艺流程图。

本发明新型AAO+AA组合工艺流程图如图3所示，主要包括厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、固相碳源反硝化反应池4、惰性填料反硝化反应池5、沉淀池6。厌氧池1的出水口接缺氧池2的进水口，缺氧池2的出水口接好氧池3的进水口，好氧池3的出水口接固相碳源反硝化反应池4的进水口，同时根据工艺需要将部分出水回流至缺氧池2，固相碳源反硝化反应池4的出水口接惰性填料反硝化反应池5的进水口，惰性填料反硝化反应池5的出水口接沉淀池的进水口，固相碳源反硝化反应池4和惰性填料反硝化反应池5的污泥出口接沉淀池6的进口，沉淀池的出水直接排放至环境，污泥根据工艺需要，部分回流至厌氧池1，其余的污泥排出***。

本发明新型AAO+A组合工艺流程图如图4所示，主要包括厌氧池1、缺氧池2、好氧池3、混合填料反硝化反应池4、沉淀池6。厌氧池1的出水口接缺氧池2的进水口，缺氧池2的出水口接好氧池3的进水口，好氧池3的出水口接混合填料反硝化反应池4 的进水口，同时根据工艺需要将部分出水回流至缺氧池2，混合填料反硝化反应池4的出水口接沉淀池的进水口，混合填料反硝化反应池4的污泥出口接沉淀池6的进口，沉淀池的出水直接排放至环境，污泥根据工艺需要，部分回流至厌氧池1，其余的污泥排出***。

固相碳源应用于反硝化反应的机理如图2所示。

以下实施例使用的软性填料、半软性填料、弹性填料、纤维弹性填料、球形组合填料均购自于无锡市本源环保设备有限公司。

比较例1：

按图1所示原理建立处理量为50L/天的AAO处理***，各部溶解氧分别控制如下：厌氧池0.2mg/L以下、缺氧池0.5mg/L以下和好氧池2-2.5mg/L,水力停留时间分别为厌氧池2小时、缺氧池4小时和好氧池10小时，硝化液回流比为1：2，污泥回流比为1:1。按常规接种从污水处理厂取来的污泥，挂膜时间约15天，然后用市政污水逐步取代挂膜用的人工配置水，待处理效果稳定后，连续监测10天的数据，结果如下(根据AAO 工艺的特点，主要检测COD和TN指标)：

从实验数据可看出，所用的市政污水经处理后的TN指标只能达到GBl8918-2002中一级A的标准值，无法满足目前日益提高的标准要求。

比较例2：AAO+A处理***

按图4所示原理建立处理量为50L/天的AAO+A处理***，但在混合填料反硝化反应池中仅装填PHA材料(可在水中完全被微生物降解的固相碳源)。

***各部溶解氧分别控制如下：厌氧池0.2mg/L以下、缺氧池0.5mg/L以下、好氧池2-2.5mg/L和固相反硝化池0.2-0.4mg/L。水力停留时间分别为厌氧池2小时、缺氧池4小时、好氧池8小时、固相反硝化池40分钟，硝化液回流比为1：2，污泥回流比为1:1。按常规接种从污水处理厂取来的污泥，接种量约3％，温度控制在22～25℃，挂膜时间约15天(固相反硝化池只需1天)，然后用低COD的市政污水逐步取代挂膜用的人工配置水，待处理效果稳定后，连续监测10天的数据，结果如下(主要检测COD 和TN指标)：

从实验数据可看出，所用的低COD的市政污水经增加了固相碳源反硝化池4的***处理后的TN指标达到目前最高的出水标准，但COD指标会超过GBl8918-2002中一级A 的标准值，无法满足目前日益提高的标准要求，同时也会造成水处理成本的上升。

实施例1：AAO+AA工艺

实施例1-1至1-10的试验，将按如下操作进行：在比较例1所述的AAO试验***中(AAO工艺参数相同)，按图3所示的位置嵌入固相碳源反硝化反应池4、惰性填料反硝化反应池5，形成AAO+AA工艺，通过更换固相碳源反硝化反应池4中的固相碳源，采用上流式进水，固相碳源反硝化反应池4、惰性填料反硝化反应池5中的DO控制在 0.3mg/L左右。在处理同样来源的市政污水的前提下，验证固相碳源反硝化反应池4、惰性填料反硝化反应池5串联和不同固相碳源的处理效果。固相碳源填料高度统一为 25cm，惰性填料高度统一为40cm，每次更换填料后，先进行挂膜，接种物为污水处理厂反硝化池中的污泥，接种量约3％，温度为22～25℃，污水中TN浓度为40～60mg/L，COD 浓度300-500mg/L，测定出水的COD和TN指标，待处理结果基本稳定后，连续检测5 天，取其平均值作为最终的处理结果。

实施例1-1：AAO+AA处理***

取宁波天安生物材料有限公司生产的聚3-羟基丁酸-戊酸酯(PHBV)圆柱形颗粒(分子量为36万)，其平均长度为4.0毫米，平均直径为2.5毫米，装入反应器4内，购买的软性填料装入反应器5中，经过29小时后，反应器4内的固相碳源表面形成稳定的菌膜，测得TN浓度稳定下降。

实施例1-2：AAO+AA处理***

取美国NATUREWORKS公司生产的聚乳酸(PLA，型号2002D)圆柱形颗粒，其平均长度为3.1毫米，平均直径为1.9毫米，装入反硝化模块4内，在反应器5内填充购买的半软性填料。经过18天后，形成稳定的菌膜，测得出水TN浓度逐步下降。本例说明，使用PLA作为固体碳源和生物膜载体，具有一定的效果，但形成稳定菌膜和总氮含量降低所需的时间都较长，导致较低的水处理效率。

实施例1-3：AAO+AA处理***

取山东瑞博纤维素有限公司生产的纯木质纤维素粉末，粉末直径为0.3～0.5毫米，装入反应器4内，在反应器5内装入购买的弹性填料。经过22天后，形成稳定的菌膜。本实施例说明，使用纯纤维素粉末作为固体碳源和生物膜载体，也具有较好的效果。本比较例使用的是粉末状的纯纤维素，其比表面积远远大于实施例1和2中使用的颗粒状碳源(约为粒料的80～100倍)，因此，在处理效率上较高(在实施例平行试验中，单位处理流量较大)。

实施例1-4：AAO+AA处理***

取蓝山屯河生产的PBS，装入反应模块4中，挂膜7天后，形成菌膜，并显示出反硝化效果。反应器5内填充购买的纤维弹性填料。

实施例1-5：AAO+AA处理***

取粉碎后的玉米秸秆，粒径约20-30目，装入反应模块4中，挂膜37天后，形成菌膜，并显示出反硝化效果。反应器5内填购买的充球形组合填料。

实施例1-6：AAO+AA处理***

取武汉华丽公司的改性淀粉粒料，装入反应模块4中，挂膜3天后，形成菌膜，并显示出反硝化效果。反应器5内填充购买的纤维弹性填料。

实施例1-7：AAO+AA处理***

取聚3-羟基丁酸酯(P-3HB)0.5千克与4.5千克纯纤维素在高搅机内混合均匀，加入锥形双螺杆造粒机的进料斗，锥形双螺杆造粒机五区的温度设置分别为90℃、 120℃、150℃、175℃、165℃，采用环状切粒机、风冷机制成干粒料。替换反硝化模块 4中的固相碳源。反应器5内填充购买的半软性填料。

实施例1-8：AAO+AA处理***

取聚3-羟基丁酸戊酸酯(PHBV)0.5千克与4.5千克PBS在高搅机内混合均匀，加入锥形双螺杆造粒机的进料斗，锥形双螺杆造粒机五区的温度设置分别为90℃、120℃、 150℃、175℃、165℃，采用环状切粒机、风冷机制成干粒料。替换反硝化模块4中的固相碳源。反应器5内填充购买的纤维弹性填料。

实施例1-9：AAO+AA处理***

取聚3-羟基丁酸-己酸共聚酯(PHBH)1.5千克与3.5千克干玉米芯在高搅机内混合均匀，加入锥形双螺杆造粒机的进料斗，锥形双螺杆造粒机五区的温度设置分别为 90℃、110℃、145℃、155℃、140℃，采用环状切粒机、风冷机制成干粒料。替换反硝化模块4中的固相碳源。反应器5内填充购买的纤维弹性填料。

实施例1-10：AAO+AA处理***

取PBS 2千克与3千克改性淀粉粒料在高搅机内混合均匀，加入锥形双螺杆造粒机的进料斗，锥形双螺杆造粒机五区的温度设置分别为90℃、110℃、140℃、155℃、135℃，采用环状切粒机、风冷机制成干粒料。替换反硝化模块4中的固相碳源。反应器5内填充购买的球形组合填料。

表1实施例1-1至1-10中不同固相碳源和惰性填料的综合处理效果

实施例2：AAO+A工艺

实施例2-1至2-10的试验按图4的工艺流程建立，在AAO***中串联一个混合填料反硝化反应池，形成AAO+A工艺，除设计处理量为10L/天外，其它的AAO流程中的工艺参数于比较例1中AAO工艺控制参数相同，增加的混合填料反硝化反应模块4中固相碳源和惰性碳源的更换与实施例1-1至1-10同步(只是放在同一个装置中)，参数控制 (如DO)与实施例1相同。所处理的废水分别与实施例1-1至1-10同源。

表2实施例2-1至2-10中不同固相碳源和惰性填料的综合处理效果

Claims

1.一种污水处理高效深度脱氮工艺，为AAO+AA工艺，其特征在于具体是在现有典型AAO工艺后耦合增加两次厌氧；两次厌氧先后依次分别是采用固相碳源反硝化反应池、惰性填料反硝化反应池进行；其中固相碳源反硝化反应池中的填料为可生物降解的固相碳源。

2.如权利要求1所述的一种污水处理高效深度脱氮工艺，其特征在于具体包括以下步骤：

步骤一、污水与回流污泥进入厌氧池完全混合，经厌氧池中微生物的分解，去除部分BOD，将大分子的有机物分解成小分子的碳源，并使部分含氮化合物转化成N₂而释放，回流污泥中的聚磷微生物释放出磷，满足细菌对磷的需求；

步骤二、步骤一处理后的污水流入缺氧池，池中的反硝化细菌以污水中的低分子有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N₂而释放；

步骤三、步骤二处理后的污水流入好氧池，水中的NH₃-N(氨氮)进行硝化反应生成硝酸根，水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内；出水分为两路：一路出水中含大部分的硝态氮随着内循环回流至缺氧池中，另一路出水带出的硝态氮进入到固相反硝化反应模块；

步骤四、步骤三处理后的出水带出的硝态氮在固相反硝化反应模块中被附着在固相碳源表面的高效生物膜还原为氮气释放至大气，富磷污泥在下部沉淀分离，用泵输送至沉淀池；

3.一种污水处理高效深度脱氮装置，其特征在于厌氧池、缺氧池、好氧池、固相碳源反硝化反应池、惰性填料反硝化反应池、沉淀池；厌氧池的出水口接缺氧池的进水口，缺氧池的出水口接好氧池的进水口，好氧池的出水口接固相碳源反硝化反应池的进水口,固相碳源反硝化反应池的出水口接惰性填料反硝化反应池的进水口，惰性填料反硝化反应池的出水口接沉淀池；好氧池的回水接至缺氧池，固相碳源反硝化反应池和惰性填料反硝化反应池的污泥出口分别接至沉淀池，沉淀池的污泥根据工艺要求，部分回流至厌氧池，部分排出***；其中固相碳源反硝化反应池中的填料为可生物降解的固相碳源。

4.一种污水处理高效深度脱氮工艺，为AAO+A工艺，其特征在于具体是在现有典型AAO工艺后耦合增加一次厌氧；该次厌氧采用混合填料反硝化反应池进行；其中混合填料反硝化反应池中的填料为可生物降解的固相碳源和惰性填料混合物。

5.如权利要求1所述的一种污水处理高效深度脱氮工艺，其特征在于具体包括以下步骤：

步骤三、步骤二处理后的污水流入好氧池，水中的NH₃-N(氨氮)进行硝化反应生成硝酸根，水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内；出水分为两路：一路出水中含大部分的硝态氮随着内循环回流至缺氧池中，另一路出水带出的硝态氮进入到混合填料反硝化反应池；

步骤四：将步骤三处理后的出水接入混合填料反硝化反应池中，实现深度脱氮和消化残余COD的目的；富磷污泥在下部沉淀分离，用泵输送至沉淀池，分离根据工艺要求后以污泥的形式从***中排出，部分回流至厌氧池，部分排出***。

6.一种污水处理高效深度脱氮装置，其特征在于厌氧池、缺氧池、好氧池、混合填料反硝化反应池、沉淀池；厌氧池的出水口接缺氧池的进水口，缺氧池的出水口接好氧池的进水口，好氧池的出水口接混合填料反硝化反应池的进水口，混合填料反硝化反应池的出水口接沉淀池；好氧池的回水接至缺氧池，混合填料反硝化反应池的污泥出口接至沉淀池，沉淀池的污泥根据工艺要求，部分回流至厌氧池，部分排出***；其中混合填料反硝化反应池中的填料为可生物降解的固相碳源和惰性填料混合物。

7.如权利要求1或2或4或5所述的一种污水处理高效深度脱氮工艺或权利要求3或6所述的一种污水处理高效深度脱氮装置，其特征在于所述的固相碳源反硝化反应模块中的可生物降解的固相碳源包括如下材料：聚羟基烷酸酯PHA、聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚乳酸PLA、各种植物秸秆、纯纤维素、改性淀粉等。

8.如权利要求7所述的一种污水处理高效深度脱氮工艺，其特征在于所述的固相碳源反硝化反应模块中固相碳源形态包括颗粒状、棒状、细丝状、发泡状，或其它具有各种立体空间结构的形状。

9.如权利要求1或2或4或5所述的一种污水处理高效深度脱氮工艺或权利要求3或6所述的一种污水处理高效深度脱氮装置，其特征在于所述的惰性填料反硝化反应模块中的惰性填料包括软性填料、半软性填料、弹性填料、组合填料中的一种或多种。

10.如权利要求书7所述的一种污水处理高效深度脱氮工艺，其特征在于所述的固相碳源反硝化反应模块中的可生物降解的固相碳源可生物降解的固态碳源中的聚羟基脂肪酸PHA材料具有如下结构通式：

式中：R₁为H或甲基CH₃或乙基C₂H₅或丙基C₃H₇；R₂为H或甲基CH₃或乙基C₂H₅或丙基C₃H₇；m1为1或2；m2为1或2；x为0或200～25000的任意自然数，y为0或200～25000的任意自然数，且x、y不同时为0。