本發明屬于污水處理的，具體涉及一種后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理系統與方法。

背景技術：

1、目前國內大多數生活污水處理廠采用厭氧-缺氧-好氧工藝或厭氧-好氧工藝來對污水進行處理。厭氧-缺氧-好氧工藝中，污水依次流過厭氧池、缺氧池和好氧池。在厭氧條件下，污泥中的聚磷菌進行釋磷；在缺氧條件下，反硝化菌利用污水中的有機碳源進行反硝化；在好氧條件下，硝化菌對污水中的氨氮進行硝化而形成硝化液，硝化液回流至缺氧池中。

2、通常情況下，厭氧池的反應時間較短，且缺氧池比好氧池短，使得污水中原有的大部分碳源無法得到有效利用，只能利用少部分污水中的碳源，因此需要補充大量的外碳源。同時，由于污水中的有機碳源在好氧池中停留的時間較長，被好氧消化浪費，增加了氧氣消耗量，導致用電增加。另外，硝化液的回流比較大，一般為100%-300%，增加電耗，最終導致運行成本增加。

技術實現思路

1、本發明提供一種后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理系統，以解決現有技術中污水處理成本較高的技術問題；還提供一種后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理方法，以解決該技術問題。

2、為解決上述問題，本發明提供的后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理系統采用如下技術方案：一種后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理系統，包括依次相連的厭氧池、好氧池和缺氧池；

3、厭氧池內設有至少兩個上下錯位布置的隔板以使得污水上下折返流動，厭氧池的末端具有泥水分離區，泥水分離區的頂部與好氧池連通以使初分離的低濃度泥水混合液進入好氧池中，泥水分離區的底部通過污泥配流管與缺氧池連通以使高濃度泥水混合液進入缺氧池中，從而實現厭氧池的泥水配流；

4、好氧池內設有從好氧池至缺氧池的排液管，將好氧池內反應后的硝化液排入缺氧池內；

5、缺氧池內設有進行泥、水分離的澄清分離器以及泥水分布器、缺氧池曝氣器，澄清分離器具有供混合液進入的側面進口和供下沉的污泥回流至缺氧池內的底部出口，澄清分離器的頂部中間位置設有收集清水的集水槽；

6、泥水分布器與污泥配流管、排液管相連，以使得厭氧池底部的高濃度泥水混合液、好氧池的硝化液在泥水分布器內混合，泥水分布器上還設有朝澄清分離器兩側噴出混合液的噴口；缺氧池內具有位于澄清分離器兩側的柔性控制區，所述缺氧池曝氣器位于柔性控制區的底部，缺氧池曝氣器為中孔曝氣器或大孔曝氣器，缺氧池曝氣器朝上噴氣以使缺氧池內的混合液向上流動，通過控制缺氧池曝氣器的氣量大小能夠使柔性控制區切換至好氧狀態或缺氧狀態；

7、缺氧池的底部還設有集泥管，集泥管上連接有排泥管以及與厭氧池中污水進入的一側相連的污泥回流管，以使缺氧池的污泥回流至厭氧池中。

8、厭氧池采用至少兩個上下錯位布置的隔板以使得污水上下折返流動，使污水處于懸浮狀態，從而代替了傳統厭氧池采用的機械攪拌的方式，實現了厭氧池無動力運動，節省了能耗。厭氧池內污水上下折返流動，增加厭氧反應時間，使聚糖菌、聚磷菌對污水中溶解性有機物進行充分吸附、吸收、轉移、儲存于污泥菌體內，大幅降低污水中溶解性有機物，實現聚磷菌的充分釋磷作用，并為后續好氧硝化和除磷創造良好反應條件，使得好氧池以自養硝化菌形成優勢菌群，實現氨氮高效降解，大大提高了硝化效果和效率。同時由于低濃度泥水混合液中有機物濃度低，在好氧池碳化時，大大降低反應時間和氧氣消耗，實現節能降耗。

9、泥水分離區對頂部的低濃度泥水混合液和底部的高濃度泥水混合液進行分流，高濃度泥水混合液直接進入缺氧池，在缺氧池內充分利用污泥儲存的有機碳源，對硝化液進行反硝化脫氮，從而實現無需外加碳源即可達到高效脫氮效果。

10、缺氧池內具有位于澄清分離器兩側的柔性控制區，能夠提高系統的氨氮、總氮的抗沖擊負荷，確保氨氮、總氮穩定達標。柔性控制區內設置有中孔曝氣器或大孔曝氣器，一方面，可以通過控制中孔曝氣器或大孔曝氣器的氣量大小，使柔性控制區切換至好氧狀態或缺氧狀態，若系統出現氨氮轉換不徹底的情況，可以使柔性控制區切換至好氧狀態進行硝化反應，再切換至缺氧環境進行反硝化反應，實現氨氮、總氮的穩定達標；另一方面，由于缺氧池曝氣器為中孔曝氣器或大孔曝氣器，氧利用率低且氣泡大，形成氣升流內循環的水流狀態。

11、通過在缺氧池內設置澄清分離器、泥水分布器和缺氧池曝氣器，實現缺氧池內泥水混合攪拌、反應、沉淀、污泥自回流四種功能，污水中的氧含量可調控。

12、利用污泥回流管，使缺氧池內經過儲存的內碳源被充分利用后處于饑餓內源反應狀態的含有聚糖菌、反硝化菌、聚磷菌污泥回流至厭氧池中，與未處理的污水進行混合接觸，對污水中有機碳源進行吸附、儲存，然后再回流至缺氧池，作為反硝化碳源利用，實現污水內碳源的高效充分利用，節省運行成本。

13、通過好氧前置、缺氧后置，以及利用反硝化菌在厭氧條件下的充分釋磷、儲存內碳源，以及儲存的內碳源再分配轉移三重作用，實現碳源在缺氧池內的充分利用，無需投加或少量投加外碳源即可實現高效脫氮，達到污水內碳源充分有效利用不浪費，同時減少了碳源被氧化消耗而增加的電費，另外由于污水先好氧硝化使氨氮轉化成硝酸鹽再流入后端缺氧反硝化，無需設置大流量硝化液回流，大大節省電耗，也提高了污水處理效率。

14、作為進一步地改進，至少兩個所述隔板將厭氧池內部分為首端腔室、中間腔室和末端腔室，末端腔室的體積大于首端腔室、中間腔室的體積，以降低污水在末端腔室的流速，從而在末端腔室內形成所述泥水分離區。

15、作為進一步地改進，所述泥水分布器為平置的配液管，配液管的兩端分別與污泥配流管、排液管相連，配液管的底部設有所述噴口。

16、作為進一步地改進，缺氧池內設有擋板，擋板位于澄清分離器中底部出口的下方，擋板用于阻擋混合液上行，擋板與澄清分離器之間形成供污泥回流至缺氧池內的回流縫。

17、作為進一步地改進，所述擋板的截面為三角形，擋板的頂角伸入所述底部出口中。

18、作為進一步地改進，所述好氧池內設有供硝化菌進行附著的生物填料。生物填料供生長繁殖周期長的硝化菌附著生長，與池內含有懸浮生長的聚磷菌活性污泥一起形成泥膜共生反應環境，提高了好氧池的硝化菌數量，解決了硝化菌與聚磷菌泥齡長短矛盾，實現了膜硝化、泥除磷功能，既保證了高效生物硝化，又實現高效生物除磷。

19、作為進一步地改進，所述好氧池內設有支架以及好氧池曝氣器，好氧池曝氣器以及所述生物填料均固設于支架上，所述好氧池曝氣器為微孔曝氣器；所述生物填料、微孔曝氣器通過支架組合形成模塊。好氧池曝氣器以及所述生物填料均固設于支架上，能夠整體上提和下放，方便布置以及檢修。

20、作為進一步地改進，后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理系統包括風機、供風主管、第一供風支管和第二供風支管，第一供風支管和第二供風支管均連接在供風主管上，第一供風主管與所述好氧池曝氣器相連，第二供風支管與所述缺氧池曝氣器相連。

21、本發明提供的后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理方法采用如下技術方案：一種后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理方法，采用后置污泥內碳源反硝化脫氮除磷污水處理系統，包括以下步驟：

22、步驟1，污水與缺氧池回流的污泥在厭氧池中上下折返流動以進行混合，污泥中的聚糖菌與聚磷菌吸收儲存污水中的有機碳源，同時聚磷菌進行釋磷，污水和污泥在泥水分離區進行初分離，初分離后頂部的低濃度泥水混合液進入好氧池中，分離后底部的高濃度泥水混合液進入缺氧池中；

23、步驟2，低濃度泥水混合液進入好氧池后，利用硝化菌對混合液中的氨氮進行硝化分解，使氨氮轉化為硝酸鹽、亞硝酸鹽，聚磷菌在好氧條件下吸磷，經好氧池反應后的硝化液自流至缺氧池中；

24、步驟3，好氧池的硝化液和厭氧池的高濃度泥水混合液進入泥水分布器中進行混合后由噴口噴至澄清分離器的兩側，與澄清分離器中回流的污泥進行混合，在缺氧環境下，反硝化菌利用污泥儲存的有機碳源進行反硝化，使污水中的硝酸鹽、亞硝酸鹽轉化為氮氣；缺氧反應后的混合液向上流動至澄清分離器中進行泥水分離，清水通過澄清分離器頂部的集水槽排出；澄清分離器中的污泥回流至缺氧池底部，一部分與泥水分布器噴出的混合液反應，一部分回流至厭氧池中，一部分通過排泥管排出。

25、作為進一步地改進，所述好氧池內固定有生物填料，生物填料供硝化菌附著生長，并與池內含有懸浮生長的聚磷菌活性污泥共同形成泥膜共生反應環境，從而實現硝化菌與聚磷菌的物理分離，使生物膜硝化、活性污泥除磷。

26、本發明的有益效果是：

27、1、厭氧池采用至少兩個上下錯位布置的隔板以使得污水上下折返流動，使污水處于懸浮狀態，從而代替了傳統厭氧池采用的機械攪拌的方式，實現了厭氧池無動力運動，節省了能耗。厭氧池內污水上下折返流動，增加厭氧反應時間，使聚糖菌、聚磷菌對污水中溶解性有機物進行充分吸附、吸收、轉移、儲存于污泥菌體內，大幅降低污水中溶解性有機物，實現聚磷菌的充分釋磷作用，并為后續好氧硝化和除磷創造良好反應條件，使得好氧池以自養硝化菌形成優勢菌群，實現氨氮高效降解，大大提高了硝化效果和效率。同時由于低濃度泥水混合液中有機物濃度低，在好氧池碳化時，大大降低反應時間和氧氣消耗，實現節能降耗。

28、泥水分離區對頂部的低濃度泥水混合液和底部的高濃度泥水混合液進行分流，高濃度泥水混合液直接進入缺氧池，在缺氧池內充分利用污泥儲存的有機碳源，對硝化液進行反硝化脫氮，從而實現無需外加碳源即可達到高效脫氮效果。

29、缺氧池內具有位于澄清分離器兩側的柔性控制區，能夠提高系統的氨氮、總氮的抗沖擊負荷，確保氨氮、總氮穩定達標。柔性控制區內設置有中孔曝氣器或大孔曝氣器，一方面，可以通過控制中孔曝氣器或大孔曝氣器的氣量大小，使柔性控制區切換至好氧狀態或缺氧狀態，若系統出現氨氮轉換不徹底的情況，可以使柔性控制區切換至好氧狀態進行硝化反應，再切換至缺氧環境下進行反硝化反應，實現氨氮、總氮的穩定達標；另一方面，由于缺氧池曝氣器為中孔曝氣器或大孔曝氣器，氧利用率低且氣泡大，形成氣升流內循環的水流狀態。

30、通過在缺氧池內設置澄清分離器、泥水分布器和缺氧池曝氣器，實現缺氧池內泥水混合攪拌、反應、沉淀、污泥自回流四種功能，污水中的氧含量可調控。

31、利用污泥回流管，使缺氧池內經過儲存的內碳源被充分利用后處于饑餓內源反應狀態的含有聚糖菌、反硝化菌、聚磷菌污泥回流至厭氧池中，與未處理的污水進行混合接觸，對污水中有機碳源進行吸附、儲存，然后再回流至缺氧池，作為反硝化碳源利用，實現污水內碳源的高效充分利用，節省運行成本。

32、通過好氧前置、缺氧后置，以及利用反硝化菌在厭氧條件下的充分釋磷、儲存內碳源，以及儲存的內碳源再分配轉移三重作用，實現碳源在缺氧池內的充分利用，無需投加或少量投加外碳源即可實現高效脫氮，達到污水內碳源充分有效利用不浪費，同時減少了碳源被氧化消耗而增加的電費，另外由于污水先好氧硝化使氨氮轉化成硝酸鹽再流入后端缺氧反硝化，無需設置大流量硝化液回流，大大節省電耗，也提高了污水處理效率。

33、2、生物填料供生長繁殖周期長的硝化菌附著生長，與池內含有懸浮生長的聚磷菌活性污泥一起形成泥膜共生反應環境，提高了好氧池的硝化菌數量，解決了硝化菌與聚磷菌泥齡長短矛盾，實現了膜硝化、泥除磷功能，既保證了高效生物硝化，又實現高效生物除磷。

34、3、好氧池曝氣器以及所述生物填料均固設于支架上，能夠整體上提和下放，方便布置以及檢修。