CN115108636B - 可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***及方法 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例公开了一种可调控的水解酸化‑好氧颗粒污泥组合污水处理***及方法，所述***包括水解酸化单元、好氧颗粒污泥单元、第一进水单元、第二进水单元和控制单元，水解酸化单元的进口通过第一进水单元与污水源连通，水解酸化单元的出口通过第二进水单元与好氧颗粒污泥单元的进口连通；其中，水解酸化单元设有第一水质在线检测仪和加药装置，好氧颗粒污泥单元设有第二水质在线检测仪，控制单元能够接收上述检测仪的信号并控制第一进水单元、第二进水单元和加药装置执行相关指令动作，以使污水的水解酸化程度处于预设范围内。本申请实现了水解酸化与好氧颗粒污泥的联动，提高了污水处理效果。

Description

可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***及方法

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，具体涉及一种可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***及方法。

背景技术

好氧颗粒污泥是微生物自凝聚形成的生物聚合体，呈现外部为好氧区，内部为缺氧和/或厌氧区的结构，为好氧、兼性及厌氧微生物提供了各自适宜的生存环境，能够进行各种好氧、厌氧代谢活动。好氧颗粒污泥虽然具有传统活性污泥无可比拟的优势，但同时其驯化周期过长、运行稳定性较差等问题严重制约了该技术的工业化应用。其中进水基质和适当的有机负荷是培养好氧颗粒污泥的关键因素，而挥发性脂肪酸（volatile fattyacid, VFA）是能够促进好氧颗粒污泥的形成和稳定的主要进水基质。

我国工业污水具有排放量大，成份复杂，可生化性低，毒性高，水质、水量、pH波动大等特点，其含有较多对好氧颗粒污泥有毒性或有抑制作用的难降解有机污染物（诸如多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氯化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等），且普遍缺乏VFA和生物所需的微量或者宏量营养素，这类污水不经过有效的水质调理而直接进入好氧颗粒污泥处理工艺将极大程度制约生化处理效能，严重影响好氧颗粒污泥的形成及运行效果。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***，本***首先利用水解酸化将污水中复杂难降解的大分子有机物转化为简单易降解的小分子乙酸、丙酸等VFA类物质，使其作为好氧颗粒污泥的优质碳源，促进好氧颗粒污泥形成，另一方面降低有毒有害大分子对好氧颗粒污泥的冲击，保证好氧颗粒污泥长期稳定运行，提高脱氮除磷功效；其次通过设置有效的调控预警机制，实现好氧颗粒污泥处理和水解酸化处理的实时联动和调控。

本申请的目的不限于上述目的，上述未提及的本申请的其他目的和优点可以从以下描述中进行理解，并通过本申请的实施方式更清晰地进行理解。此外，容易理解的是，可以通过权利要求中披露的特征及其组合来实现本申请的目的和优点。

第一方面，根据本申请的实施例，本申请提出了一种可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***，包括：

水解酸化单元、好氧颗粒污泥单元、第一进水单元、第二进水单元和控制单元，所述水解酸化单元的进口通过所述第一进水单元与污水源连通，所述水解酸化单元的出口通过所述第二进水单元与所述好氧颗粒污泥单元的进口连通；

其中，所述水解酸化单元设有第一水质在线检测仪和加药装置，所述加药装置包括用于调节水解酸化单元内污水pH值至预设值的第一加药组件以及用于向水解酸化单元内污水添加营养液的第二加药组件，所述好氧颗粒污泥单元设有第二水质在线检测仪，所述控制单元能够接收所述第一水质在线检测仪和第二水质在线检测仪的信号并控制所述第一进水单元、第二进水单元和加药装置执行相关指令动作，以使污水的水解酸化程度处于预设范围内；

其中，所述第一水质在线检测仪用于检测污水的总碱度、pH值和挥发性脂肪酸含量中的至少一种，所述第二水质在线检测仪用于检测污水的磷酸盐含量。

优选的，在其中的一些实施例中，所述预设值为6.0至6.6。

优选的，在其中的一些实施例中，所述营养液包括氮元素和磷元素，所述营养液按C : N : P = (200~400) : (3~7) : 1的比例进行添加，其中所述C以所述水解酸化单元内污水的COD值计；

可选的，所述营养液按C : N : P = 350:5:1的比例进行添加。

优选的，在其中的一些实施例中，所述氮元素由氯化铵提供，所述磷元素由磷酸二氢钾提供。

优选的，在其中的一些实施例中，所述第一进水单元与所述第二进水单元通过第一外回流管路连通，所述控制单元还用于控制所述第一外回流管路执行相关指令动作以使得经由所述水解酸化单元处理后的部分污水能够回流至所述水解酸化单元；

其中，所述污水的回流比为5%~300%。

优选的，在其中的一些实施例中，所述好氧颗粒污泥单元还设有出水装置，所述出水装置与所述第一进水单元通过第二外回流管路连通，所述控制单元还用于控制所述第二外回流管路执行相关指令动作以使得经由所述好氧颗粒污泥单元处理后的部分污水能够回流至所述水解酸化单元；

其中，所述污水的回流比为5%~100%。

优选的，在其中的一些实施例中，所述好氧颗粒污泥单元还设有溶解氧监测装置、氨氮监测装置、硝氮监测装置和液位监测装置中的至少任一种以及排泥装置。

优选的，在其中的一些实施例中，所述水解酸化单元还设有液位监测装置、温度监测装置和搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述水解酸化单元的水解酸化池的侧壁。

优选的，在其中的一些实施例中，所述污水处理***还包括与污水源连通的缓冲处理单元，用于储存和/或预处理不能直接进入所述水解酸化单元的污水。

第二方面，根据本申请的实施例，本申请提出了一种可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理方法，基于如上所述的污水处理***而实现，包括如下步骤：

S1、在水解酸化单元接种活性污泥或厌氧颗粒污泥，在好氧颗粒污泥单元接种絮状活性污泥或厌氧颗粒污泥；

S2、将待处理污水由第一进水单元引入水解酸化单元；

S3、水解酸化单元进水完毕后，向所述水解酸化单元内添加pH调节剂至污水pH值为6.0~6.6，并依据污水COD值添加包括氮元素和磷元素的营养液，所述营养液按C : N : P= (200~400) : (3~7) : 1的比例进行添加，水力停留第一预设时长，完成水解酸化处理；

S4、开启第二进水单元，将水解酸化处理后污水引入好氧颗粒污泥单元，水力停留第二预设时长，完成生化处理；

S5、开启出水装置，将达标污水排放；

循环步骤S2~S5，在运行步骤S2~S5的过程中，实时监测水解酸化单元内污水的总碱度、pH值和挥发性脂肪酸含量以及好氧颗粒污泥单元内污水的磷酸盐含量，并控制第一进水单元、第二进水单元和加药装置执行相关指令动作，通过调控水解酸化单元内污水的水质和水量使污水水解酸化程度处于预设范围内。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的处理***耦合水解酸化与好氧颗粒污泥，水解酸化为好氧颗粒污泥的形成提供了优质碳源和关键基质，促进了好氧污泥颗粒化，并通过分解难降解有机污染物降低了有毒有害大分子对好氧颗粒污泥的冲击，提升了好氧颗粒污泥的运行稳定性和脱氮除磷效果；并且，本申请的处理***配备了双向预警和调控机制，通过双向预警和调控实现了好氧颗粒污泥处理工艺和水解酸化处理工艺的实时联动，保证了***长期稳定运行，提升了污水处理效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例的可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***的结构示意图。

附图标记：1水解酸化单元，2好氧颗粒污泥单元，3第一进水单元，4第二进水单元，5第一外回流管路，6第二外回流管路，11第一水质在线检测仪，12加药装置，21第二水质在线检测仪，22出水装置，23排泥装置，FIT电磁流量计，LIT液位监测装置，TIT温度监测装置，NH₄ ⁺氨氮监测装置，NO₂ ^-硝氮监测装置，DO溶解氧监测装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

好氧颗粒污泥（aerobic granular sludge, AGS）呈分层结构，其外层由异养菌及好氧氨氧化细菌组成，内部主要由亚硝酸氧化菌、兼性细菌、厌氧菌、死细胞及无机物组成。AGS独特的结构使其去除有机物的同时能够脱氮除磷，且具有能耗低、占地面积小、出水水质好且稳定的优势。然而，好氧颗粒污泥的形成和结构稳定性与污水碳源、COD容积负荷和有毒物质的冲击密切相关，其中，非VFA的较难降解的有机物会在好氧阶段被消耗，形成大量丝状菌，难以实现污泥颗粒化，相对较高的COD容积负荷可以增强微生物的选择压，对颗粒污泥的形成有一定促进作用，但过低或过高的负荷均容易发生丝状菌膨胀，不利于污泥颗粒化，而有毒有害污染物的冲击会抑制污泥颗粒化并造成好氧颗粒污泥稳定性降低。

如上文所述，即使是经过预处理的工业污水，其COD含量较高，碳氮磷比例不协调，且不可避免地存在难降解有机污染物以及对好氧颗粒污泥有毒性或有抑制作用的有机组分，难以直接采用好氧颗粒污泥进行处理，阻碍了好氧颗粒污泥处理技术的推广应用。

基于此，请参阅图1，本申请提出了一种可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***，包括：水解酸化单元1、好氧颗粒污泥单元2、第一进水单元3、第二进水单元4和控制单元，所述水解酸化单元1的进口通过所述第一进水单元3与污水源连通，所述水解酸化单元1的出口通过所述第二进水单元4与所述好氧颗粒污泥单元2的进口连通；

其中，所述水解酸化单元1设有第一水质在线检测仪11和加药装置12，所述加药装置12包括用于调节水解酸化单元内污水pH值至预设值的第一加药组件以及用于向水解酸化单元内污水添加营养液的第二加药组件，所述好氧颗粒污泥单元2设有第二水质在线检测仪21，所述控制单元能够接收所述第一水质在线检测仪11和第二水质在线检测仪21的信号并控制所述第一进水单元3、第二进水单元4和加药装置12执行相关指令动作，以使污水的水解酸化程度处于预设范围内；

其中，所述第一水质在线检测仪11用于检测污水的总碱度、pH值和VFA含量中的至少一种，所述第二水质在线检测仪21用于检测污水的磷酸盐含量。

首先，本申请通过水解酸化单元1对污水进行预处理，利用产酸性厌氧、兼氧菌将污水中结构复杂的大分子有机物分解为乙酸、丙酸等简单小分子有机物，将不溶性物质分解成可溶性物质，为后续好氧生化处理创造有利条件。也就是说，水解酸化单元一方面能够使污水中含有的难利用碳源转变为好氧颗粒污泥的优质碳源，提高污水可生化性，促进好氧颗粒污泥形成及长期稳定运行，另一方面能够降低污水中有毒物质对好氧颗粒污泥的潜在毒性，强化好氧颗粒污泥形成及稳定，同时可降低污水悬浮物含量，增强处理工艺抗水质水量冲击能力。

其次，传统的水解酸化工艺存在如下缺点，1）微生物新陈代谢缓慢，对难降解污染物的处理效率低，工艺水力停留时间长(通常在l0h以上、部分难降解废水甚至需20h以上)，长水力停留时间导致工艺占地面积大、基建成本高等；2）水解酸化对微污染废水、中低浓度工业废水中含的较低浓度的难降解有机污染物处理能力有限，导致整体工艺出水很难达到排放标准；3）降解有机废水的过程十分复杂，设备中的微生物群落需要较长时间的驯化和演替，在实际运行中废水水质、水量变化较大，对微生物群落具有较大冲击负荷，容易导致***崩溃等现象。本申请通过耦合水解酸化单元与好氧颗粒污泥单元，将两种处理手段的优势集成于一体，在缩短好氧颗粒污泥培养周期及提升好氧颗粒污泥运行稳定性的同时，极大地提高了污水处理效果，降低了设备占地、处理成本及能耗。

再次，本申请通过第一水质在线检测仪11、第二水质在线检测仪21和控制单元建立了有效的预警机制和调控手段。

具体地，工业废水COD含量较高、pH值波动较大且缺乏宏量或微量元素，导致微生物生成受限，引起水解酸化效率和程度较低，不足以优化水质组分。

本申请首先通过第一水质在线检测仪11对污水的总碱度（ALK）、pH值和挥发性脂肪酸（VFA）进行实时监测，并通过添加pH调节剂调节污水pH值至预设值，添加营养液向污水中补充宏量或微量元素，以及通过调控第一进水单元3和第二进水单元4的开度调节污水水量和水力停留时间，为微生物提供最佳生长环境，以此来驯化培养合适的水解酸化生物群落，从而调控水解酸化程度至适当范围，当VFA/SCOD在30-50%，VFA/ALK控制在0.1-1.0时说明水解酸化程度适当，处于预设的理想状态。其中，水解酸化程度可通过测定VFA含量进行评价，若VFA含量较低，说明水解酸化程度不足，水解酸化过程可能受到抑制，无法为好氧颗粒污泥单元提供充足的优质碳源，且不足以降低有毒性或有抑制作用的组分对好氧颗粒污泥的冲击，若VFA含量过高，说明水解酸化程度过大，易造成好氧颗粒污泥***的丝状菌过度繁殖，不利于污泥颗粒化。因此第一水质在线检测仪11可发出有效及时的“前段预警信号”，基于控制单元采取相关措施，可有效防止含有毒性物质的水解液进入好氧颗粒污泥单元2，避免引起后续工艺失稳或者造成后续工艺微生物的中毒，保障好氧颗粒污泥单元2稳定运行。

本申请其次通过第二水质在线检测仪21对好氧颗粒污泥单元2内污水的磷酸盐含量进行监测。好氧颗粒污泥单元2进水后，在厌氧段，正常运行的好氧颗粒污泥在污泥区会出现明显释磷现象，因此磷酸盐含量可有效指示有机碳源利用情况，指示水解液是否能满足好氧颗粒污泥的合成PHA和释磷的过程，进而可实现对水解酸化单元1运行进行实时在线反馈和调控，建立稳定的水解酸化体系，以确保水解液产生有效碳源满足颗粒污泥的各个阶段的需求。因此第二水质在线检测仪21可发出有效及时的“后段预警信号”，基于控制单元采取相关措施，亦可保障好氧颗粒污泥单元2稳定运行。

可以看出，本申请的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***配备了双向预警和调控机制，通过双向预警实现好氧颗粒污泥处理工艺和水解酸化处理工艺的实时联动，发挥调节水质功效，通过调控水解酸化单元1内污水pH值、水力停留时间、水量、营养液投加等，驯化培养合适的水解酸化生物群落，以使有机污水得到合适的水解酸化，有效提高污水可生化性，缩短好氧颗粒污泥培养周期并保障好氧颗粒污泥***高效稳定运行，以此实现工业污水的高效处理，提升脱氮除磷处理效果，并达到节约占地和节能降耗的目的。并且，水解酸化单元1还具有稳定水量的功能，其作为增强处理工艺抗水质水量冲击能力的有效手段，向好氧颗粒污泥单元提供稳定的水质和水量，实现均匀配水，确保后续工艺稳定运行。

其中，对于水解酸化复杂有机物如蛋白质、脂类等有机物，需要合适的pH条件。将pH值调节至预设值可通过向污水中添加pH调节剂进行，pH调节剂包括酸性物质（例如硫酸、盐酸）和碱性物质（例如NaOH、KOH）。其中所述第一加药组件包括用于存储pH调节剂的第一存储罐以及与所述第一存储罐连接的第一加药泵，水解酸化单元的水解酸化池上开设加药口，第一加药泵经由与加药口连接的管道向污水输送pH调节剂。

其中，工业污水因缺乏微量或者宏量营养元素造成微生物无法正常生长繁殖，使得生化***很不稳定。因而，向待处理污水中补充营养液有助于提高微生物的活性且有利于培养驯化优势菌群，从而提高水解酸化效率，降低水力停留时间和污水中某些有机物对好氧颗粒污泥的毒性。其中所述第二加药组件包括用于存储营养液的第二存储罐以及与所述第二存储罐连接的第二加药泵，水解酸化单元的水解酸化池上开设加药口，第二加药泵经由与加药口连接的管道向污水输送营养液。

其中，第一进水单元3包括第一进水管和设置于第一进水管管路上的第一进水泵，第一进水管的一端连通污水源，另一端连通水解酸化单元的进口，污水在第一进水泵的作用下被泵入水解酸化单元，其中在第一进水管上设有电磁流量计。第二进水单元4包括第二进水管和设置于第二进水管管路上的第二进水泵，第二进水管的一端连通水解酸化单元的出口，另一端连通好氧颗粒污泥单元的进口，水解酸化后的污水在第二进水泵的作用下被泵入好氧颗粒污泥单元。

其中，第一加药泵、第二加药泵、第一进水泵和第二进水泵均受控于控制单元，可通过控制其启停及转速，实现调整水质、水量和水力停留时间的目的。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，所述预设值为6.0至6.6。若pH值小于6.0会抑制蛋白质等的水解，若pH值大于6.6，在水解酸化体系容易成为产甲烷菌的适应环境，使得大量溶解性有机组分如VFAs等转化为甲烷，从而造成效的有机碳源的溢散，并且维持过高的pH值也需要大量碱液投加，增加运行成本。因而，pH值为6.0~6.6时适合水解酸化菌群生长，能确保有机物（如蛋白质等）的水解不受明显抑制，确保有机质的水解酸化率在合理的范围内，形成以乙酸和丙酸为主的小分子有机酸，使得水解液具有合理的有机组分，为后续工艺提供优质碳源。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，所述营养液包括氮元素和磷元素，所述营养液结合污水流量按C : N : P = (200~400) : (3~7) : 1的比例进行添加，优选所述营养液按C : N : P = 350:5:1的比例进行添加，其中所述C以所述水解酸化单元内污水的COD值计。

N和P的添加能够保证微生物生长效果，优化水解酸化效果。在一些优选的实施方式中，所述氮元素由氯化铵提供，所述磷元素由磷酸二氢钾提供。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，请参阅图1，所述第一进水单元3与所述第二进水单元4通过第一外回流管路5连通，所述控制单元还用于控制所述第一外回流管路5执行相关指令动作以使得经由所述水解酸化单元1处理后的部分污水能够回流至所述水解酸化单元1；其中，所述污水的回流比为5%~300%。

在本实施例中，回流比是指回流至水解酸化单元的出水回流流量与水解酸化单元的进水量的比值。其中，通过设置适当的回流比可缓解毒性，补充碱度，调控水解酸化程度，避免污水中的有毒物质对好氧颗粒污泥的潜在毒性。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，请参阅图1，所述好氧颗粒污泥单元还设有出水装置22，所述出水装置22与所述第一进水单元3通过第二外回流管路6连通，所述控制单元还用于控制所述第二外回流管路6执行相关指令动作以使得经由所述好氧颗粒污泥单元2处理后的部分污水能够回流至所述水解酸化单元1；其中，所述污水的回流比为5%~100%。

由于工业园区可能存在污水的水质和水量的不稳定性，通过合理调控好氧颗粒污泥单元出水的回流比，可有效稳定水质和降低毒性，且使得水解酸化单元的有机质增加，有利于VFA的产生。另外，将好氧颗粒污泥单元的出水回流到第一进水单元可形成“前置式反硝化生物脱氮***”，污水中的含氮有机物在水解酸化单元被异养微生物氨化，在好氧颗粒污泥单元由硝化菌将氨氮消化，最后NO₂ ^-和NO₃ ^-随好氧颗粒污泥单元出水回流到水解酸化单元，再由反硝化均将它们还原为N₂以提高脱氮效果。

其中，出水装置22包括与好氧颗粒污泥单元2出水口连接的出水管和出水泵。

其中，第一外回流管路5和第二外回流管路6上分别包括受控制单元调控的回流泵，控制单元根据水解酸化单元1内污水的水解程度，通过控制回流泵的启停和转速使得回流比处于预设范围内，以此调控污水水解酸化程度。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，所述好氧颗粒污泥单元2还设有溶解氧监测装置、氨氮监测装置、硝氮监测装置和液位监测装置中的至少任一种以及排泥装置23。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，所述水解酸化单元1还设有液位监测装置、温度监测装置和搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述水解酸化单元1的水解酸化池的侧壁。

其中，水解酸化温度宜控制在30~35℃之间，以确保稳定的水解酸化速率，实现有效水解、降低毒性，同时确保好氧颗粒污泥进水中的优质碳源、N和P的稳定，避免好氧颗粒污泥受到显著抑制甚至污泥解体。

其中，水解酸化池采用侧壁搅拌可减少悬浮物沉淀，提高水解酸化效果。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，所述污水处理***还包括与污水源连通的缓冲处理单元，用于储存和/或预处理不能直接进入所述水解酸化单元1的污水。

在本实施方式中，当第一水质在线检测仪11监测到污水碱度波动且VFAs的含量降低时，说明进水中可能有强毒性物质进入水解酸化单元1，使得水解酸化菌的活性受到抑制，从而不能充分将进水有机物水解酸化产生VFA，通过该“前段预警信号”及时采取措施，例如降低进水量，增大水力停留时间或回流比等方式提升水解酸化程度。或者可通过此预警信号，可将该时段污水引入缓冲处理单元，该缓冲处理单元作为紧急污水储池，进行污水暂存或采用其他高级氧化方法进行预处理，以防止含有毒性物质的污水进入处理，引起后续工艺失稳或者造成后续工艺微生物的中毒。

进一步地，在本申请的实施例中，水解酸化单元的水力停留时间应控制在4~24 h范围内，以便根据好氧颗粒污泥单元需求调节水量和水位，同时满足水解酸化要求。

第二方面，根据本申请的实施例，本申请提出了一种可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理方法，基于如上所述的污水处理***而实现，包括如下步骤：

S1、在水解酸化单元接种活性污泥或厌氧颗粒污泥，在好氧颗粒污泥单元接种絮状活性污泥或厌氧颗粒污泥；

S2、将待处理污水由第一进水单元引入水解酸化单元；

S3、水解酸化单元进水完毕后，向所述水解酸化单元内添加pH调节剂至污水pH值为6.0~6.6，并依据污水COD值添加包括氮元素和磷元素的营养液，所述营养液按C : N : P= (200~400) : (3~7) : 1的比例进行添加，水力停留第一预设时长，完成水解酸化处理；

S4、开启第二进水单元，将水解酸化处理后污水引入好氧颗粒污泥单元，水力停留第二预设时长，完成生化处理；

S5、开启出水装置，将达标污水排放；

循环步骤S2~S5，在运行步骤S2~S5的过程中，实时监测水解酸化单元内污水的总碱度、pH值和VFA含量以及好氧颗粒污泥单元内污水的磷酸盐含量，并控制第一进水单元、第二进水单元和加药装置执行相关指令动作，通过调控水解酸化单元内污水的水质和水量使污水水解酸化程度处于预设范围内。

本申请提供的处理***和处理方法可有效解决工业污水水质、水量不稳定性以及含有潜在有毒害污染物等问题，利用双向预警及调控机制在减少毒性污染物对厌氧微生物的毒害作用的同时，又能够将难生物降解污染物水解为易生物降解的小分子物质，从而可提高废水的综合可生物降解性能，通过关键参数的在线监测和实施调控，实现了水解酸化过程与好氧颗粒污泥的联动，为好氧颗粒污泥提供优质稳定碳源，以保证颗粒污泥***的稳定和性能，从而为COD含量高、成分复杂的工业污水的有效处理提供全新的、可持续的解决方案。

实施例1：

所处理污水为园区工业废水，工业园区废水水量为2000 m³/d，其中TSS浓度值为100~500 mg/L，COD浓度值为310~1200 mg/L、氨氮浓度值为60~75 mg/L、总氮浓度值为50~55 mg/L、总磷浓度值为10~40 mg/L。

水解酸化***启动与运行：采用来自工业园区废水处理单元的活性污泥或处理相关工业废水的厌氧颗粒污泥作为水解酸化单元的接种物，以便水解酸化单元的快速启动。根据水质可生化性（包括毒性），通过控制回流比（回流好氧颗粒污泥***的出水），以合理调控水解酸化单元水力停留时间为4~24h，并控制pH在6.0~6.6之间，根据进水COD和水量，添加合适计量的营养液，以保证合适的生物量，以实现控制该***的水解液中VFA/SCOD在30%-50%之间。pH和 VFAs的含量和种类可通过第一水质在线检测仪实现实时监测，从而实现采用高效水解酸化处理废水中的有毒有害物质有效转化为VFAs，因而产生的富含VFAs的水解酸化液作为后续好氧颗粒污泥***的进水。

好氧颗粒污泥***启动与运行：采用来自工业园区废水处理单元的活性污泥或处理相关工业废水的厌氧颗粒污泥作为好氧颗粒污泥***的接种；当采用厌氧颗粒污泥作为种泥时，种泥的TSS为80-100g/L，VSS/TSS占80%以上为宜，建议接种量为池体的0.5-1.0m为宜，即启动中TSS控制在5.0-9.0 g/L，此时启动期可以缩短到两周。好氧颗粒污泥***启动阶段，每日根据出水水质和颗粒污泥TSS和沉淀性能等，逐步提升有机负荷10%，以实现处理水量提升至2000 m³/d。该体系的优点是：可通过实时监控出水中磷与亚硝酸根和水解液中的VFAs实现高效调控好氧颗粒污泥***的脱氮和除磷效能。此***采用半连续运行方式，包括同步进出水、曝气、沉淀三阶段。通过控制进出水时间，以控制水的上升流速，以选择性地保留***中沉降性良好的颗粒污泥，设置平均上升流速为2-4 m/h(DSVI5，40-80 mL/g，最高上升流速不超过5m/h)。反应单元内污泥浓度应保持在8-12 g TSS/L，有机负荷处理范围控制在0.10-0.30 kg COD/(kgTSS/d)，DO值范围应该在1.5-2.5 mg O₂/L之间。采用微泡曝气以确保布气和氧气传质均匀，布水***采用特种大阻力布水***以确保均匀布水，且排水比为反应器总体积的20-75 %。好氧颗粒污泥***稳定运行后，出水中TSS浓度范围为10−15 mg TSS /L，COD 30~100 mg/L，NH₄ ^--N≤1.5 mg N/L, NO₃ ^--N范围在3.0-10.0 mg N/L之间，PO₄ ^--P≤0.50 mg P/L。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理***，其特征在于，包括：

水解酸化单元、好氧颗粒污泥单元、第一进水单元、第二进水单元和控制单元，所述水解酸化单元的进口通过所述第一进水单元与污水源连通，所述水解酸化单元的出口通过所述第二进水单元与所述好氧颗粒污泥单元的进口连通；所述第一进水单元和所述第二进水单元通过第一外回流管路连通；所述好氧颗粒污泥单元还设有出水装置，所述出水装置与所述第一进水单元通过第二外回流管连通；

其中，所述水解酸化单元设有第一水质在线检测仪和加药装置，所述加药装置包括用于调节水解酸化单元内污水pH值至预设值的第一加药组件以及用于向水解酸化单元内污水添加营养液的第二加药组件，所述好氧颗粒污泥单元设有第二水质在线检测仪，所述控制单元能够接收所述第一水质在线检测仪和第二水质在线检测仪的信号并控制所述第一进水单元、第二进水单元和加药装置执行相关指令动作，以使污水的水解酸化程度处于预设范围内；

其中，所述第一水质在线检测仪用于检测污水的总碱度、pH值和挥发性脂肪酸含量中的至少一种，所述第二水质在线检测仪用于检测污水的磷酸盐含量；

调控第一进水单元和第二进水单元的开度，以使水解酸化程度至预定范围，所述预定范围为VFA/SCOD为30-50%，VFA/ALK为0.1-1.0；

所述第一进水单元与所述第二进水单元通过第一外回流管路连通，所述控制单元还用于控制所述第一外回流管路执行相关指令动作以使得经由所述水解酸化单元处理后的部分污水能够回流至所述水解酸化单元；

其中，所述污水的回流比为5%~300%。

2.根据权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述预设值为6.0至6.6。

3.根据权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述营养液包括氮元素和磷元素，所述营养液按C : N : P = (200~400) : (3~7) : 1的比例进行添加，其中所述C以所述水解酸化单元内污水的COD值计；

可选的，所述营养液按C : N : P = 350:5:1的比例进行添加。

4.根据权利要求3所述的污水处理***，其特征在于，所述氮元素由氯化铵提供，所述磷元素由磷酸二氢钾提供。

5.根据权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述好氧颗粒污泥单元还设有出水装置，所述出水装置与所述第一进水单元通过第二外回流管路连通，所述控制单元还用于控制所述第二外回流管路执行相关指令动作以使得经由所述好氧颗粒污泥单元处理后的部分污水能够回流至所述水解酸化单元；

其中，所述污水的回流比为5%~100%。

6.根据权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述好氧颗粒污泥单元还设有溶解氧监测装置、氨氮监测装置、硝氮监测装置和液位监测装置中的至少任一种以及排泥装置。

7.根据权利要求1所述的污水处理***，其特征在于，所述水解酸化单元还设有液位监测装置、温度监测装置和搅拌装置，所述搅拌装置设置于所述水解酸化单元的水解酸化池的侧壁。

8.根据权利要求1~7任一项所述的污水处理***，其特征在于，还包括与污水源连通的缓冲处理单元，用于储存和/或预处理不能直接进入所述水解酸化单元的污水。

9.一种可调控的水解酸化-好氧颗粒污泥组合污水处理方法，其特征在于，基于权利要求1~8任一项所述的污水处理***而实现，包括如下步骤：

S1、在水解酸化单元接种活性污泥或厌氧颗粒污泥，在好氧颗粒污泥单元接种絮状活性污泥或厌氧颗粒污泥；

S2、将待处理污水由第一进水单元引入水解酸化单元；

S3、水解酸化单元进水完毕后，向所述水解酸化单元内添加pH调节剂至污水pH值为6.0~6.6，并依据污水COD值添加包括氮元素和磷元素的营养液，所述营养液按C : N : P =(200~400) : (3~7) : 1的比例进行添加，水力停留第一预设时长，完成水解酸化处理；

S4、开启第二进水单元，将水解酸化处理后污水引入好氧颗粒污泥单元，水力停留第二预设时长，完成生化处理；

S5、开启出水装置，将达标污水排放；

循环步骤S2~S5，在运行步骤S2~S5的过程中，实时监测水解酸化单元内污水的总碱度、pH值和挥发性脂肪酸含量以及好氧颗粒污泥单元内污水的磷酸盐含量，并控制第一进水单元、第二进水单元和加药装置执行相关指令动作，通过调控水解酸化单元内污水的水质和水量使污水水解酸化程度处于预设范围内。