基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，它涉及一种城市污水深度处理的方法。本发明消除了脱氮除磷工艺固有的矛盾，为除磷过程提供了优质碳源，解决了两相污泥厌氧消化工艺产酸相易酸化问题。主要步骤为：经沉砂池处理后的污水进入产氢产乙酸/反硝化耦合反应池，反应后进入一级沉淀池进行固液分离，浓缩污泥回流至耦合反应池，上清水进入后续的生物除磷反应池，完成释磷、吸磷反应后进入二级沉淀池进行固液分离，浓缩污泥回流至生物除磷反应池，上清水进入生物膜硝化反应池，硝化后的出水一部分排放，一部分回流至耦合反应池，一部分进入污泥厌氧产酸反应池，在水解酸化后进入厌氧产甲烷反应池。
1.一种基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：①来自市政排水管网的废水经沉砂池处理后进入产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池，同时生物膜硝化池出水和一级沉淀池浓缩污泥分别回流至该池，回流比均为0.5~1.5；该池的水力停留时间为4~6h，采用水力学方法控制污泥龄为17~23d；②耦合反应池出水进入一级沉淀池进行固液分离，一级沉淀池的沉淀时间为2~3h；③一级沉淀池上清水进入后续厌氧/好氧活性污泥反应池，同时二级沉淀池的浓缩污泥回流至该池的厌氧段，回流比为0.25~0.75，该池的总水力停留时间为4~
6h，采用水力学方法控制污泥龄为10~12d；④厌氧/好氧活性污泥反应池出水进入二级沉淀池进行固液分离，沉淀时间为1~3h；⑤二级沉淀池出水进入生物膜硝化池，该池水力停留时间为8~10h；⑥生物膜硝化池出水分为3部分：一部分直接排放，一部分回流至产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池，一部分进入后续的污泥厌氧产酸相反应池内；⑦产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池排放剩余污泥和厌氧/好氧活性污泥反应池排放剩余污泥进入污泥厌氧产酸相反应池，污泥在该池的停留时间为1~3d；⑧污泥厌氧产酸相反应池中的上清液进入厌氧/好氧活性污泥反应池，污泥进入污泥厌氧产甲烷相反应池，污泥厌氧产甲烷相反应池的停留时间为4~10d。
2.根据权利要求1所述的基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，其特征在于：步骤①中的产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池水力停留时间为5.5h。
3.根据权利要求1所述的基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，其特征在于：步骤①中的产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池污泥龄为19d。
4.根据权利要求1所述的基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，其特征在于：步骤①污泥回流比为0.75。
5.根据权利要求1所述的基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，其特征在于：步骤①中生物膜硝化池出水回流比为
6.根据权利要求1所述的基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，其特征在于：步骤②中一级沉淀池的沉淀时间为3h。
7.根据权利要求1所述的基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，其特征在于：步骤⑦中污泥厌氧产酸相反应池停留时间为2d。
8.根据权利要求1所述的基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法，其特征在于：步骤⑧中污泥厌氧产甲烷相反应池停留时间为7.5d。
三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种城市污水污泥处理的方法，属于市政工程、环境工程废水处理技术领域。
背景技术
[0002] 目前，国内外水体富营养化现象越来越严重，因此为保护水资源，点源污水中的营养元素氮和磷必须去除。然而，污水生物同步脱氮除磷过程较复杂，其中涉及BOD降解、硝化、反硝化、释磷以及吸磷等多个生化反应，且各个反应过程对微生物组成及含量、底物类型及环境条件的要求均不相同，因此在单污泥污水生物处理系统中实现同步脱氮和除磷，不可避免地产生多种矛盾关系。同时，碳源种类对活性污泥释磷速率、反硝化速率影响较大，实践证明乙酸是脱氮除磷系统的优质碳源。
[0003] 在污水处理过程中，污泥是必不可少的副产物，污泥产量通常能达到污水处理量的0.3~0.5%(以体积计算)或1~2%(以质量计算)。若污水处理厂有深度处理工艺，则污泥产量还会增加0.5~1.0倍，因此，需要采取经济、有效的方法进行处理。城市污泥中含有丰富的营养元素，如果采用厌氧消化处理技术，在对污泥进行厌氧处理的过程中还能够同时实现污泥的减量化和稳定化，并生成沼气。但传统的厌氧消化技术存在处理效率低、停留时间长、产气量少等问题。因此从厌氧消化技术原理出发，将产酸相和产甲烷相分离的两相厌氧消化技术由于消除了上述确定而逐渐受人瞩目。但两相厌氧消化工艺在运行中，产酸相易出现酸化问题，而导致运行效果不稳定。
[0004] 综上，如何消除污水处理系统中同步脱氮除磷过程的固有矛盾，为释磷和反硝化提供优质碳源，并解决污泥处理系统酸化问题，是城市污水处理系统产生良好的社会效益、经济效益以及环境效益的关键。发明内容
[0005] 本发明的内容是为了消除污水处理系统中同步脱氮除磷过程的固有矛盾，为释磷和反硝化提供优质碳源，并解决污泥处理系统酸化问题，而开发了一种基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化的方法。
[0006] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述的污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化的方法包括如下步骤：①来自市政排水管网的废水经沉砂池处理后进入产氢产乙酸/反硝化耦合反应池，同时生物膜硝化池出水和一级沉淀池浓缩污泥分别回流至该池，回流比均为0.5~1.5；该池的水力停留时间为4~6h，采用水力学方法控制污泥龄为17~23d；②耦合反应池出水进入一级沉淀池进行固液分离，一级沉淀池的沉淀时间为2~3h；③一级沉淀池上清水进入后续厌氧/好氧活性污泥反应池，同时二级沉淀池的浓缩污泥回流至该池的厌氧段，回流比为0.25~0.75，该池的总水力停留时间为4~6h，采用水力学方法控制污泥龄为10~12d；④厌氧/好氧活性污泥反应池出水进入二级沉淀池进行固液分离，沉淀时间为1~3h；⑤二级沉淀池出水进入生物膜硝化池，该池水力停留时间为8~10h；⑥生物膜硝化反应池出水分为3部分：一部分直接排放，一部分回流至产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池，一部分进入后续的污泥厌氧产酸相反应内；⑦产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池排放剩余污泥和厌氧/好氧活性污泥反应池排放剩余污泥进入厌氧产酸相反应池，污泥在该池的停留时间为1~3d；⑧污泥厌氧产酸相反应器中的上清液进入厌氧/好氧活性污泥反应池，污泥进入产甲烷相反应器，产甲烷相反应器的停留时间为4~10d。
[0007] 发明原理与优点
[0008] 本发明的污水处理系统是三污泥系统，由产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池与一级反应池组成的污水处理系统的活性污泥中含有发酵细菌、产氢产乙酸细菌、氢自养反硝化菌、异养反硝化菌等，在其中完成发酵产生低级脂肪酸、产氢产乙酸、反硝化等反应，在降低TN浓度的同时提高乙酸产率，为后续的生物除磷系统提供优质碳源乙酸。由厌氧/好氧活性污泥反应池和二级沉淀池组成的污水处理系统的活性污泥中含有异养菌和聚磷菌，为生物除磷系统。在生物膜硝化反应池中，硝化菌成为优占菌属，完成硝化反应，出水可排放。生物膜硝化反应池出水分为3部分：一部分直接排放，一部分回流至产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池，一部分进入后续的污泥厌氧产酸相反应内。在产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池和厌氧产酸相反应池中，分别同时完成反硝化与发酵反应、产氢产乙酸反应，其中发酵过程可为异养反硝化提供优质碳源，提高反硝化效率，氢自养反硝化过程可“拉动”产氢产乙酸过程，提高乙酸产率，为后续产甲烷反应提供优质碳源。此外，含高浓度硝酸盐的硝化液进入产氢产乙酸/氢自养反硝化厌氧产酸相反应池，可改变池内的氧化还原电位，有利于发酵细菌、产氢产乙酸菌以及反硝化菌生存，且在一定程度上可抑制产甲烷菌的生长。异养反硝化菌的存在可消耗发酵产物，防止污泥厌氧产酸相反应池酸化。
附图说明
[0009] 图1为基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理工艺流程示意图。1 进水，2 产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池，3一级沉淀池，4释磷池，5 吸磷池，6二级沉淀池，7硝化池，8出水，9耦合反应池回流污泥，10生物除磷池回流污泥，11硝化液循环，12硝化液回流，13污泥产氢产乙酸/反硝化耦合反应池，14产甲烷池，15 产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池剩余污泥，16生物除磷池剩余污泥，17 上清液回流，18污泥处置。
具体实施方式
[0010] 具体实施方式一：本实施方式是基于产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合作用的三污泥污水碳氮磷同时去除及污泥稳定化处理工艺方法，具体按以下步骤完成：①来自市政排水管网的废水经沉砂池处理后进入产氢产乙酸/反硝化耦合反应池，同时生物膜硝化池出水和一级沉淀池浓缩污泥分别回流至该池，回流比均为0.5~1.5；该池的水力停留时间为4~6h，采用水力学方法控制污泥龄为17~23d；②耦合反应池出水进入一级沉淀池进行固液分离，一级沉淀池的沉淀时间为2~3h；③一级沉淀池上清水进入后续厌氧/好氧活性污泥反应池，同时二级沉淀池的浓缩污泥回流至该池的厌氧段，回流比为0.25~0.75，该池的总水力停留时间为4~6h，采用水力学方法控制污泥龄为10~12d；④厌氧/好氧活性污泥反应池出水进入二级沉淀池进行固液分离，沉淀时间为1~3h；⑤二级沉淀池出水进入生物膜硝化池，该池水力停留时间为8~10h；⑥生物膜硝化反应池出水分为3部分：一部分直接排放，一部分回流至产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池，一部分进入后续的污泥厌氧产酸相反应内；⑦产氢产乙酸/氢自养反硝化耦合反应池排放剩余污泥和厌氧/好氧活性污泥反应池排放剩余污泥进入厌氧产酸相反应池，污泥在该池的停留时间为1~3d；⑧污泥厌氧产酸相反应器中的上清液进入厌氧/好氧活性污泥反应池，污泥进入产甲烷相反应器，产甲烷相反应器的停留时间为4~10d。
[0011] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤①中的产氢产乙酸/反硝化耦合反应池水力停留时间为5.5h，其他与具体实施方式一相同。
[0012] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是步骤①中的产氢产乙酸/反硝化耦合反应池污泥龄为19d，其他与具体实施方式一或二相同。
[0013] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三的不同点是步骤①污泥回流比为0.75，其他与具体实施方式一至三相同。
[0014] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四的不同点是步骤①中生物膜硝化池出水回流比为1.5，其他与具体实施方式一至四相同。
[0015] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五的不同点是步骤②中一级沉淀池的沉淀时间为3h，其他与具体实施方式一至五相同。
[0016] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六的不同点是步骤⑦中厌氧产酸相反应池停留时间为2d，其他与具体实施方式一至六相同。
[0017] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七的不同点是步骤⑧中厌氧产甲烷相反应池停留时间为7.5d，其他与具体实施方式一至七相同。
