污水仿自然净化系统及方法与流程

本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种污水仿自然净化系统及方法。

背景技术：

道法自然，生活污水处理系统可以被理解为一种以有机物及特定营养元素去除为目的人工强化的微生物生态系统。生活污水进入自然生态系统(以河流为例)中，自然循环系统的自净功能并不区分低碳氮比，高碳氮比污水，低温条件下，高温条件下均可实现自净(主要为有机物与氮磷的去除)，在河流水体向地下水的补给过程中，这个过程中也并不必须要通过化学药剂的投加才能够实现ss(悬浮物)磷的去除。这对于我们重新考虑污水处理厂的设计，有很好的借鉴意义。从这个角度出发，在反应器设计时更多的考虑微生物生态系统的运行规律及运行过程，有望减少化学药剂投加，强化对低温，低碳氮比污水水质的应对，减少运行能耗，实现更为优异的处理效能。

河流被污染的原因可以被理解为排入河流的污染物的量超过了河流生态系统的自净能力，污水处理系统中的生化反应大多被理解为一级动力学过程，而现有污水处理系统设计中，为了减小占地，降低投资成本，往往采用较高的负荷，从反应动力学的角度出发，这种参数的选用可以使反应过程维持在一个较高反应速率上，但较高的反应速率也就意味着反应的不完全，从而带来了cod(化学需氧量)去除，脱氮或除磷效果的不完全。

与工业废水不同，生活污水的绝大部分被定义为有机污染或无机污染物的成分(除腐殖酸，腐殖质等成分外)都可以被微生物良好的利用或转化，从水体中脱除出去。从这个角度出发在生活污水处理过程中强化微生物的代谢过程，努力发挥出微生物生态系统的效能实现污水深度净化是可行的，在运行费用上也将是经济的。

目前，随着我国经济社会的发展，人为排放的污染物的量迅速增加，同时由于对生态用水，湿地，土地等的大量利用，客观上造成了自然生态系统自净能力的下降，为了维持生态系统在相对适宜人类居住的水平，国家出台了越来越严格的污水处理标准。然而，现有的追求高效率、低投资成本的污水处理反应器在实际运行过程中往往不能达到这些排放标准，这使得现有的污水处理过程中不得不采用反硝化滤池，投加碳源等形式进一步脱氮；采用混凝沉淀过滤等过程进一步除磷；采用混凝沉淀，膜过滤等技术进一步去除cod。这些措施可以起到深度处理的效果，但也带来了药剂费用高，处理过程中碳排放量高等问题，从整个生态系统的保护来讲，这些物化处理措施的代价(资源消耗，化学品生产碳排放)及效益(水质净化，减少对自然生态系统影响)是否是正向的有待进一步深入核算及评价。

从污水处理系统的发展历史看，不论是活性污泥法，还是sbr(序批式活性污泥法)等污水处理工艺，其创制之初均为cod，氨氮为主，并非为脱氮，除磷为主，后续的缺氧区或缺氧搅拌及厌氧区的加入使其具备了脱氮除磷的功能，但却并没有从深度脱氮除磷的需求出发，设计反应器，从而保证高效的脱氮除磷效果。

由于化粪池的设置，我国生活污水大多呈低碳氮比的状态，而低碳比状况被认为是限制污水脱氮效果的重要因素。从这个前提出发，反硝化滤池的设置也就成为了必然选择。但是，脱氮相关的微生物代谢过程来看，硝化反硝化，短程硝化反硝化，短程反硝化耦合厌氧氨氧化，厌氧氨氧化等过程在自然生态系统中均普遍存在，并在自然氮元素的循环中占据重要地位。其中，从上述硝化反硝化，短程硝化反硝化到厌氧氨氧化，微生物代谢过程中所需的有机物的量也从高到低依次减少，理论上，厌氧氨氧化过程并不需要碳源。得益于自然生态系统对短程硝化短程反硝化，短程反硝化耦合厌氧氨氧化，厌氧氨氧化等过程的利用，在自然生态系统的自净过程中并不存在低碳比影响脱氮过程的问题。从微生物代谢的角度出发，在硝化反硝化，短程硝化反硝化，短程反硝化耦合厌氧氨氧化，厌氧氨氧化的碳源递减的过程中，微生物的速率效能也进一步降低。在现有的污水处理系统中，硝化反硝化的过程普遍存在，并被广泛利用，但短程硝化短程反硝化，厌氧氨氧化过程在污水脱氮除磷系统中却没有起到重要的作用。究其原因，现有的污水处理反应器的设置并没有为短程硝化短程反硝化，厌氧氨氧化过程提供足够有利的条件，无法富集出足够的短程硝化菌，及厌氧氨氧化菌，产生足量的亚硝酸盐。从厌氧氨氧化的代谢需求及生态位看，相对于反硝化菌，其有利的生长条件(生态位)为，低碳氮比，低溶解氧，长污泥龄，长水力停留时间，低负荷或高氨氮等条件，而现有的污水处理系统并没有这些条件。

从低温的应对角度出发，低温并不能将微生物杀死，只是对其酶活和代谢过程产生影响，降低其代谢能力，这种情况下，延长停留时间，即可实现对低温期的应对。

即使从硝化反硝化的角度出发，生化反应过程中应该保证尽量多的碳源被反硝化过程利用，减少其被好氧处理过程的利用，然而在现有的处理过程中，反硝化区虽然吸收了大部分碳源，但却由于好氧区的高溶解氧与通过硝化液回流带入的溶解氧，使进水的一部分碳源通过曝气过程转化为co2和水被消耗掉，并没有作为反硝化碳源被利用，这加剧了碳氮比的失衡，而解决此问题的一个途径即为降低溶解氧浓度，使硝化反硝化过程在同一个反应器中尽量同步发生，减少有机物以氧气作为电子受体的直接氧化过程。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种污水仿自然净化系统及方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种污水仿自然净化系统，包括：

一级厌氧区，其上设有一级厌氧区进水口和一级厌氧区出水口；

缺氧区，其上设有缺氧区进水口和缺氧区出水口且缺氧区进水口与一级厌氧区出水口连通；

主反应区，其上设有主反应区进水口和主反应区出水口且主反应区进水口与缺氧区出水口连通；以及

沉淀区，其上与沉淀区进水口和生化出水口，沉淀区进水口与主反应区出水口联通。

作为本发明的另一个方面，提供了一种采用如上所述净化系统进行污水处理的净化方法，包括如下步骤：

(1)待处理水质进入砂水分离区，沉淀后得到水质一；

(2)水质一进入预酸化区，进行进水调质后得到水质二；

(3)水质二进入一级厌氧区，进行磷的释放和活性污泥絮体的快速增殖后得到水质三；

(4)水质三进入缺氧区，进行反应后得到水质四；

(5)水质四进入主反应区进行反应后得到水质五；

(6)水质五进入沉淀区，沉淀区进行泥水分离后得到水质六，即得到净化后的再生水。

基于上述技术方案可知，本发明的污水仿自然净化系统及方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：

1、脱氮除磷效率高，tn(总氮)、tp(总磷)、cod去除率分别在90％、99.5％、93％以上，出水tn、tp、cod浓度可在5mg/l，0.05mg/l，15mg/l以下；

2、无药剂投加，曝气能耗低于0.09kw/t，运行成本可在0.3元/t以下，水处理过程中不因加药剂产生额外的碳足迹；

3、适用于低碳氮比污水，污水cod/tn比在3-4左右，仍可以保持理想的脱氮除磷效果；

4、对于低温期脱氮除磷过程效果优异，在温度为5-15℃仍能保持理想的脱氮除磷效果；

5、具有出水水质优，运行成本低，运行管理方便，无需配套加药泵等，运行过程可全部自动化，应用前景广泛。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的污水深度净化方法的流程图；

图2为本发明一实施例所述的污水深度净化技术通过反应器结构设计实现时的示意图；

图3为本发明一实施例所述的污水深度净化技术通过反应器时序控制实现时的反应结构示意图；

图4为本发明实施例1中进出水cod变化；

图5为本发明实施例1中进出水tn变化；

图6为本发明实施例1中进出水tp变化。

上图中，附图标记含义如下：

1-进水口；2-沉沙区；3-预酸化区；4-一级厌氧区；5-缺氧区；6-一级好氧区；7-二级厌氧区；8-二级好氧区；9-三级厌氧区；10-三级好氧区；11-四级厌氧区；12-硝化液回流流量计；13-污泥回流流量计；14-硝化液回流泵；15-硝化液回流管路；16-污泥回流管路；17-污泥回流泵；18-供气管路；19-沉淀区；20-剩余污泥泵；21-生化出水口；22-主反应池；23-滗水器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

在经典的硝化反硝化过程中，脱氮主要通过硝化液回流脱除，但这个过程存在的问题为脱氮率的“天花板”问题，反硝化区氮元素一部分为硝化液回流过来的硝酸盐，另一部分为进水带入的氨氮，在传统的高负荷脱氮过程中，氨氮并不能在缺氧区去除，从而进入好氧区，转化为硝酸盐后仍不能被去除，仍有一部分不能通过硝化液回流进入缺氧区被去除，造成一般污水处理反应器的脱氮效率在70-80％之间，难以有更高的去除率，为了解决这个问题，可以通过在保持低溶解氧的同时，是微生物在缺氧区积累的多糖，pha(聚羟基脂肪酸酯)等有机物，在好氧区不至于消耗殆尽，进而在好氧区后串联的厌氧区作为内碳源进行反硝化过程，使生物脱氮突破传统硝化，反硝化过程天花板的限制。aoa(缺氧-好氧-缺氧)的反应器在实验过程中遇到了丝状菌引起的污泥膨胀的问题，这个问题可以通过设置厌氧区，预水解酸化，降低沉淀区负荷来控制。

淡水生态系统中，河岸边坡被认为是厌氧氨氧化的热区，这其中的一个可能的原因为，河岸边坡存在，厌氧，好氧的交替，同时其溶解氧的供给又处在不充裕的水平，这使得厌氧氨氧化菌得以富集，在城市污水处理系统反应器设计过程中也可以通过设置多级微曝气，低溶解氧的好氧区及厌氧区以模仿这个过程，进一步富集厌氧氨氧化菌。

大量排泥被认为是维持高效生物除磷过程必须保持的运行方式，这造成了生物除磷较短的污泥龄，而脱氮过程中为了富集自养菌，往往需要维持较长的污泥龄，这被认为是脱氮除磷过程中在污泥龄上的不匹配。但从磷的代谢过程看，以物料守恒计算，如果污泥中磷的浓度提高到一个更高的水平，则污泥龄即可提高到较高状态。经典的聚磷菌在生态位中，通过多聚磷酸盐的水解释放出能量吸收外界的小分子挥发酸。为了强化这个过程，通过进水设置预酸化区，将一部分糖类有机物转化为挥发酸对于聚磷菌的富集及提高污泥磷的浓度具有重要意义。从除磷的极限来看，一般认为传统的脱氮除磷系统仅能将磷去除到1mg/l左右，但这个数值是在聚磷菌富集不理想的条件下获得的，如果聚磷菌的比例提高到一定数值，磷的去除也将提高到更高的水平。

污泥浓度是污水处理系统中重要的参数，实际运行过程中为了防止沉淀池污泥上浮，磷的释放，同时保证溶解氧的供给，往往将污泥浓度保持在3-6g/l，这无形中增大的占地。为了减小占地，可以将污泥浓度进一步提高，由于溶解氧较低，供氧问题不会成为限制性因素，而沉淀池污泥因反硝化上浮的问题则可以通过降低负荷，降低内碳源含量，降低进入沉淀池的硝酸盐含量，避免沉淀池反硝化过量来控制反硝化引起的污泥上浮。对于磷的释放问题，应该指出，从聚磷菌的代谢过程出发，聚磷菌只有在外界存在挥发酸时，才会裂解多聚磷酸盐释放能量，吸收这部分挥发酸，这在宏观上表面为沉淀池磷的上升。而如果沉淀池没有小分子挥发酸，沉淀池中便不应该存在磷的释放问题。对于运行中可能的存在的沉淀池小分子挥发酸的累积，其原因可能来源于排泥不均，积泥引起的局部长期厌氧过程导致污泥厌氧化而释放出的小分子挥发酸。现在通过机械刮吸泥机的大量采用很大程度上避免了这个问题，同时，如果采用向心幅流沉淀池，则沉淀池中死去的体积将进一步缩小，从而避免沉淀池磷释放的问题。污泥的浓度的提升可以有效减少水力停留时间，进一步降低基建成本及占地面积。

对于池深问题，从曝气供氧的角度出发，10m以下水深的供氧及效率已经很成熟，通过池深的提升可进一步减轻占地。

目前城市污水处理厂的基建投资在3000元/t水(每天处理量)，这个过程中，运行成本在0.6元/t(含曝气能耗及药剂成本)，折旧期限按30年，折旧成本在0.27元/t，运行总成本为0.87元/t。采用长停留时间，低负荷污水处理系统后，其投资成本可增加到4000元/t水(每天处理量)，而由于药剂及曝气能耗的降低，运行成本将可降低到0.3元/t，折旧期仍按30年，折旧成本在0.36元/吨，运行总成本在0.66元/t，相对于现有的污水处理厂具有成本优势。对于占地面积问题，可以通过增加池深，提高污泥的浓度等措施解决，这将使得本处理系统相对于现有的污水处理系统具有运行上的优势。从污水处理全链条的碳足迹(含药剂生产)分析，由于本系统无药剂加入，整体处理系统更加环保。

本发明公开了一种污水仿自然净化系统，包括：

一级厌氧区，其上设有一级厌氧区进水口和一级厌氧区出水口；

缺氧区，其上设有缺氧区进水口和缺氧区出水口且缺氧区进水口与一级厌氧区出水口连通；

主反应区，其上设有主反应区进水口和主反应区出水口且主反应区进水口与缺氧区出水口连通；以及

沉淀区，其上与沉淀区进水口和生化出水口，沉淀区进水口与主反应区出水口联通。

其中，所述净化系统包括用于沉淀无机颗粒的砂水分离区，所述砂水分离区上设有分离区进水口和分离区出水口，分离区出水口与一级厌氧区进水口连接。

其中，所述的厌氧区和砂水分离区之间设有用于调质进水的预酸化区。

其中，所述的主反应区包括若干级串联的主反应区好氧段和主反应区厌氧段或所述的主反应区包括主反应池；

其中，所述主反应区好氧段设有用于提供氧气的供气管路；

其中，所述缺氧区与主反应区厌氧段之间设有用于硝化液回流至缺氧区的硝化液回流管路；

其中，所述硝化液回流管路上设有硝化液回流泵和硝化液回流流量计。

其中，所述沉淀区与一级厌氧区之间设有污泥回流管路；

其中，所述污泥回流管路上设有污泥回流泵；

其中，所述沉淀区上设有剩余污泥排出管路，剩余污泥排出管路上设有剩余污泥泵。

其中，所述净化系统包括过滤池，过滤池的进水口与沉淀区的出水口连接。

其中，所述净化系统每个区的深度均为7-9m。

本发明还公开了一种采用如上所述净化系统进行污水处理的净化方法，包括如下步骤：

(1)待处理水质进入砂水分离区，沉淀后得到水质一；

(2)水质一进入预酸化区，进行进水调质后得到水质二；

(3)水质二进入一级厌氧区，进行磷的释放和活性污泥絮体的快速增殖后得到水质三；

(4)水质三进入缺氧区，进行反应后得到水质四；

(5)水质四进入主反应区进行反应后得到水质五；

(6)水质五进入沉淀区，沉淀区进行泥水分离后得到水质六，即得到净化后的再生水。

其中，步骤(6)结束后还进行步骤(7)：

(7)水质六进入混凝沉淀区和多介质过滤池，进一步去除悬浮物和总磷。

其中，步骤(7)中所述的水质六在多介质过滤池中的过滤速率为2-5m/h；

其中，步骤(7)中混凝沉淀区及多介质过滤池中不添加混凝及助凝药剂，通过在过滤过程中截留去除悬浮物及总磷；同时在滤料表面形成生物膜，实现同步硝化反硝化过程。

其中，步骤(1)中所述待处理水质在砂水分离区停留的时间为1-2h；

其中，步骤(1)中所述的砂水分离区底部为倒四棱锥型；

其中，步骤(2)中预酸化区内设置有用于构建生物膜水解酸化区的复合填料；

其中，所述复合填料包括聚偏二氯乙烯；

其中，所述复合填料的填充体积比为70-90％；

其中，步骤(3)中水质二在所述一级厌氧区内停留的时间为2-4h；

其中，步骤(3)中在进行磷的释放和活性污泥絮体的快速增殖过程中进行搅拌；

其中，步骤(4)中所述的反应包括反硝化吸磷反应和厌氧氨氧化反应；

其中，步骤(4)中水质三在所述缺氧区内停留的时间2-4h；

其中，步骤(4)在反应过程中搅拌；

其中，步骤(5)中产生的硝化液回流进入缺氧区，回流比100-400％；

其中，步骤(5)中所述的反应包括梯级硝化、反硝化反应、多级吸磷反应中的一种或多种反应的组合；

其中，步骤(5)中所述的主反应区包括主反应区好氧段和主反应区厌氧段或所述的主反应区包括主反应池；

其中，步骤(5)中水质四在所述主反应区好氧段内停留的时间为3-4h，缺氧段停留的时间为3-4h；

其中，步骤(5)中同时在所述主反应区好氧段内布设潜水推流器；

其中，步骤(5)中所述主反应区好氧段段内溶解氧的浓度为0.1-0.5mg/l；

其中，步骤(5)中所述最后一级主反应区好氧段段内的氧化还原电位电位控制在-10-20mv；

其中，步骤(5)中反应步骤中产生的氨氮浓度为2-4mg/l；

其中，步骤(6)中所述的泥水分离步骤中得到的污泥部分回流到第一级厌氧区；

其中，步骤(6)中产生的污泥回流进入一级厌氧区，回流比为30-100％；

其中，步骤(6)中所述沉淀区的表面负荷为0.3-0.8m/h；

其中，步骤(6)中所述沉淀区采用周边进水周边出水向心幅流型沉淀区；

其中，步骤(6)中在所述沉淀区表面负荷保持0.3-0.8m/h时，步骤(3)-步骤(7)中的污泥浓度均保持在6-15g/l；

其中，步骤(1)-(5)中水质停留的总时间为23-34h；

其中，步骤(4)-(6)既可以通过反应器构型上设置缺氧区、厌氧区、好氧区等实现，也可以在一个池体内通过时序上的运行控制实现。

其中，步骤(4)-(6)通过时序控制上实现时，硝化液回流取消，沉淀池取消，污泥回流起点从沉淀池挪移到主反应区后端。时序上每段运行时间与构型上实现时的水力停留时间的关系为步骤(4)-(6)时序上的运行时间为水力停留时间的20％-30％。

在一个实施方式中，本发明例如采用如下技术方案：

本发明涉及一种城镇污水深度净化系统及方法，尤其涉及c/n比或低温条件下深度脱氮除磷。通过延长生化段hrt到23h-34h，前置填料复合预酸化区增加小分子挥发酸，曝气段后设置缺氧、好氧强化脱氮，降低沉淀区表面负荷到0.3-0.8m/h等措施为深度脱氮除磷提供池结构上的优化。在运行方式上，控制好氧区溶解氧在0.1-0.5mg/l，orp电位-10-20mv，保持生化池出水氨氮2-4mg/l控制曝气量，提升脱氮除磷效果。通过提高污泥浓度到6-15g/l，有效池深到7-9m以减少占地。本发明所述的技术及方法，可在进水cod/tn在3.0-4.0，温度5-12℃时，配合无药剂混凝沉淀过滤，保证tn、tp、cod去除率分别在90％、99.5％、93％以上，同时保持曝气能耗低于0.09kw/t，具有出水水质优，运行成本低，管理方便等优势，应用前景广泛。

在一个优选实施方式中，本发明例如采用如下技术方案：一种城镇污水仿自然深度净化方法，在反应器构型或者反应器运行方式上：

(1)进水通过进水口1首先进入分离区2(砂水分离区)，将沉砂池没有除掉的无机颗粒沉淀下来，防止对后续过程造成影响；

(2)一级厌氧区4前设置预酸化区3，进行进水调质，将一部分有机物转化为挥发酸；

(3)水解酸化出水进入一级厌氧区4，一级厌氧区4内进行磷的释放，同时实现活性污泥絮体的快速增殖，减轻丝状菌的生长，一级厌氧区4内停留时间2-4h；

(4)一级厌氧区4出水进入缺氧区5，缺氧区5内以硝酸盐为电子受体，进行反硝化吸磷，厌氧氨氧化等反应；

(5)缺氧区出水进入两级或三级串联的好氧区/厌氧区(主反应区好氧段和主反应区厌氧段)本实施例中为串联的一级好氧区6、二级厌氧区7、二级好氧区8、三级厌氧区9、三级好氧区10、四级厌氧区11，在这些区域内进行梯级硝化与反硝化反应以及多级吸磷反应，确保出水磷浓度达到。

(6)四级厌氧区11出水进入沉淀区19，沉淀区19中进行泥水分离，污泥一部分回流到一级厌氧区4，一部分作为剩余污泥排放。

(7)沉淀区19出水进入混凝沉淀，多介质过滤池，进一步去除ss，悬浮态磷，从生化出水口21排出，最终实现出水再生。

其中，步骤(1)-(7)中，池体池深在7-9m，从而减小占地面积，步骤(1)-(5)总的水力停留时间在23-34h；

步骤(1)中砂水分离区，水力停留时间为1-2h，底部为倒四棱锥结构连接排泥泵排泥沙；

其中，步骤(2)预酸化区内设置聚偏二氯乙烯(poly(vinylidenechloride)，pvdc)复合填料，填充比70-90％，构建生物膜水解酸化区；

其中，步骤(3)中水力停留时间2-4h，并进行搅拌，同时污泥回流进入厌氧区，回流比30％-100％；

其中，步骤(4)中缺氧区5水力停留时间2-4h，并进行搅拌，硝化液回流进入缺氧区，回流比100-400％；

其中，步骤(5)中所述缺氧区反应完毕后进入两级或三级好氧/厌氧反应；反应过程中每一级好氧停留时间3-4h，缺氧区停留时间3-4h，同时在好氧区布设潜水推流器，本实施例中布设潜水推流器采用滗水器23，在好氧曝气时同是进行推流搅拌，以确保反应的均匀性。

其中，步骤(5)中所述的好氧区溶解氧浓度为0.1-0.5mg/l，最后一级好氧段orp电位控制在-10-20mv，同时剩余氨氮浓度在2-4mg/l。

其中，步骤(6)中所述沉淀区表面负荷在0.3-0.8m/h，池型采用周边进水周边出水向心幅流沉淀区，每池设置单独的污泥回流泵。

其中，在沉淀区表面负荷保持0.3-0.8m/h时，步骤(3)-(7)中的所述污泥浓度保持在6-15g/l，从而进一步提高负荷，降低占地面积。

其中，步骤(1)-(2)通过反应器构型设计实现；步骤(3)-(5)既可以通过反应器构型上的空间设置实现，也可以在一个池体内通过时序上的运行控制实现，在时序控制上实现时，硝化液回流取消，时序上每段运行时间与水力停留时间的关系为步骤(3)-(5)在时序上实现时其运行时间为空间构型上水力停留时间的20％-30％。

其中，步骤(7)中所述多介质过滤池的滤速为2-5m/h。

其中，步骤(7)中混凝沉淀区及多介质过滤池不添加混凝及助凝药剂，通过在过滤过程中截留去除ss及悬浮态磷，同时在滤料表面形成生物膜，在低溶解氧下实现同步硝化反硝化过程，进一步实现氮的脱除，以最终实现污水深度净化。

其中，所述主反应区好氧段设有用于提供氧气的供气管路18；

其中，所述缺氧区与主反应区厌氧段之间设有用于硝化液回流至缺氧区的硝化液回流管路15；

其中，所述硝化液回流管路15上设有硝化液回流泵14和硝化液回流流量计12。

其中，所述沉淀区19与一级厌氧区4之间设有污泥回流管路16；

其中，所述污泥回流管路16上设有污泥回流泵17；

其中，所述沉淀区19上设有剩余污泥排出管路，剩余污泥排出管路上设有剩余污泥泵20。

其中，步骤(1)-(2)通过反应器构型(污水仿自然净化系统)设计实现(图2)；步骤(3)-(5)既可以通过反应器构型上的空间设置实现，也可以在一个池体内通过时序上的运行控制实现，在时序控制上实现时(图3)，硝化液回流取消，时序上每段运行时间与水力停留时间的关系为步骤(3)-(5)在时序上实现时其运行时间为空间构型上水力停留时间的20％-30％。

以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。

下述实施例中使用的化学药品和原料均为市售所得或通过公知的制备方法自制得到。

实施例1

山东某污水处理厂采用本发明所述的insr仿自然污水处理工艺(污水仿自然深度净化方法)，处理水量3万吨/d，insr池总水力停留时间36h，通过反应器结构上优化设计(如图2所示)实现，第一级缺氧后设置两级好氧，厌氧段强化脱氮。其进水cod在180mg/l左右，进水总氮53mg/l左右，进水总磷在6mg/l左右，好氧区溶解氧0.1-0.8mg/l，污泥浓度6g/l，沉淀区表面负荷0.8m/h，沉淀区出水经混凝沉淀后直接过滤出水，不加入pac，pam等药剂，冬季低温期运行效果良好，不存在氨氮不达标问题，目前运行吨水能耗0.18-0.30kw/t，运行成本较低。运行过程中通过控制好氧区orp及沉淀区出水氨氮在4mg/l左右以提升脱氮效果。常规出水cod在15mg/l左右(如图4所示)，出水总氮6mg/l左右(如图5所示)，出水总磷在0.05mg/l左右(如图6所示)，出水ss在6mg/l左右。

实施例2

江苏某污水处理厂采用本发明所述的insr仿自然污水处理工艺，处理水量6万吨/d，通过反应器运行上的时序控制实现，反应器构型如(图3)实现，好氧曝气后再进行缺氧搅拌强化脱氮效果，其运行时序为进水搅拌1h，搅拌脱氮1h，曝气2h，搅拌后脱氮0.5h，沉淀1h，排水0.5h。生化池总水力停留时间26h，曝气过程中溶解氧控制在0.3-1.5mg/l其进水cod在300mg/l左右，进水总氮45mg/l左右，进水总磷在5mg/l左右，污泥浓度5g/l，冬季低温期未发现脱氮效率低的问题，目前运行吨水能耗0.30-0.50kw/t，运行成本较低。运行过程中通过控制好氧区orp及出水氨氮在2mg/l左右以提升脱氮效果。常规总出水cod在30mg/l左右，总出水总氮5mg/l左右，总出水总磷在0.01mg/l左右，出水ss在7mg/l左右。目前运行吨水能耗0.15-0.20kw/t。

实施例3

北京某区农村污水处理站采用本发明所述的insr仿自然污水处理工艺，处理水量50吨/d，通过反应器构型上的优化设计实现，反应器构型如图2所示，出水采用陶瓷膜抽吸出水，第一级缺氧后设置两级好氧，厌氧段强化脱氮。其进水cod在160mg/l左右，进水总氮40mg/l左右，进水总磷在3mg/l左右，出水膜设计出水通量25l/m²/h，目前运行吨水能耗0.60-0.83kw/t。运行过程中通过控制好氧区溶解氧在0.5mg/左右，提升脱氮效果，污泥浓度12g/l。常规出水cod在35mg/l左右(图4)，出水总氮10mg/l左右(图5)，出水总磷在0.2mg/l左右(图6)，出水ss在2mg/l左右。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。