專利名稱：一種增強(qiáng)脫氮效果的膜生物反應(yīng)器污水處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種用于污水處理的膜生物反應(yīng)器工藝，尤其是一種具備脫除總氮作用 的膜生物反應(yīng)器污水處理工藝。
背景技術(shù)：
膜生物反應(yīng)器(membrane bioreactor, MBR)脫氮工藝是一種將膜生物反應(yīng)器(MBR)與 好氧硝化缺氧反硝化過程結(jié)合起來的工藝，這種工藝通常在好氧段中加入膜組件，保證硝化 菌的生長，達(dá)到硝化的目的，并在好氧段之前設(shè)置一個缺氧段，好氧段中的污泥混合液回流 至此，與在此段進(jìn)入的原水混合，利用原水中的有機(jī)物作為碳源和電子供體，達(dá)到缺氧反硝 化的目的。但是現(xiàn)有的工藝在運(yùn)行時往往會出現(xiàn)一些缺陷，比如第一，直接將好氧區(qū)混合 液回流至缺氧區(qū)，缺氧區(qū)進(jìn)水口處的溶解氧容易偏高，使缺氧環(huán)境受到破壞。第二，將MBR 好氧池中iVC^—反硝化為A^時需要原水中較多的有機(jī)物作為電子供體，因此在缺氧段中，作 為碳源的有機(jī)物容易成為反硝化的限制因素，影響污水中總氮(riv)的去除率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種增強(qiáng)脫氮效果的膜生物反應(yīng)器污水處 理工藝，采用這種工藝能夠提高反應(yīng)器各個區(qū)域的運(yùn)行質(zhì)量，提高反硝化過程中有機(jī)物的利 用效率，減少反硝化所需的碳源，增強(qiáng)反硝化作用，提高總氮的去除率，提高出水水質(zhì)，并 且減少反硝化所需的水力停留時間以及反硝化池容積，同時，能夠節(jié)省污泥回流時所需要的 電力能源。本發(fā)明的一種增強(qiáng)脫氮效果的膜生物反應(yīng)器污水處理工藝，它包括以下步驟 (l)原水進(jìn)入反應(yīng)器的缺氧區(qū)，通過攪拌使所述的缺氧區(qū)內(nèi)的混合液混合均勻；(2)通過泵將所述的缺氧區(qū)內(nèi)的混合液送入反應(yīng)器的同步硝化反硝化區(qū)進(jìn)行同步硝化反 硝化反應(yīng)，混合液水力停留時間為4h-5h之間，并且通過微曝氣管曝氣，使該區(qū)內(nèi)的溶解氧 保持在0.7mg/L-1.0mg/L之間；(3) 將所述的同步硝化反硝化區(qū)內(nèi)的混合液一部分通過第一溢流口送入在其內(nèi)設(shè)置有膜 組件的反應(yīng)器膜區(qū)，在該區(qū)發(fā)生硝化反應(yīng)與去除有機(jī)物的生化反應(yīng)， 一部分混合液通過帶有 流量計(jì)的虹吸管回流至反應(yīng)器的兼性區(qū)，回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出水的體積比在 100%-300%之間；(4) 所述反應(yīng)器的膜區(qū)中的混合液一部分被所述的膜組件過濾凈化后排放， 一部分通過 第二溢流口回流進(jìn)入反應(yīng)器的兼性區(qū)，回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出水的體積比在100%-300% 之間；(5) 進(jìn)入所述的兼性區(qū)的混合液在該區(qū)釋放溶解氧，然后通過所述的兼性區(qū)上設(shè)置的第 三溢流口進(jìn)入所述的缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化反應(yīng)；(6) 重復(fù)所述的(1) 一 (5)步驟。本發(fā)明的有益效果是第一，同步硝化反硝化區(qū)內(nèi)，生成的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮可在 此進(jìn)行一部分反硝化，回流至缺氧區(qū)可使反硝化進(jìn)行的更加完全，提高總氮去除率，同時， 同步硝化反硝化反應(yīng)也經(jīng)常伴隨著短程硝化反應(yīng)，因此其流向缺氧區(qū)的回流液能夠更為有效 地利用原水中的碳源，提高反硝化效率。第二，缺氧區(qū)的混合液一部分由同歩硝化反硝化區(qū) 回流而來，減少了反硝化的壓力，減少了反硝化的水力停留時間，減少了反硝化池的尺寸。 第三，同步硝化反硝化區(qū)、膜區(qū)和兼性區(qū)上的溢流口可使混合液依靠重力流動完成設(shè)計(jì)的工 藝流程，節(jié)省了水泵，節(jié)省了能源。第四，同步硝化反硝化區(qū)向兼性區(qū)的回流依靠一個虹吸 管完成，節(jié)省了水泵，節(jié)省了能源。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明所用的反應(yīng)器的軸視圖，其中，兼性區(qū)和缺氧區(qū)被透視，同步硝化反硝化 區(qū)和膜區(qū)未被透視，缺氧區(qū)和同步硝化反硝化區(qū)被打開一角以更清晰地表示其中的部件； 圖3是圖2所示的反應(yīng)器的俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作以詳細(xì)描述。如圖1所示本發(fā)明的一種增強(qiáng)脫氮效果的膜生物反應(yīng)器污水處理工藝，它包括以下步驟-原水進(jìn)入反應(yīng)器的缺氧區(qū)B，通過攪拌使所述的缺氧區(qū)B內(nèi)的混合液混合均勻；通過泵將所述缺氧區(qū)B內(nèi)的混合液送入反應(yīng)器的同步硝化反硝化區(qū)C，該區(qū)混合液水力停留時間設(shè)置在 4h-5h之間，通過微曝氣管曝氣，使該區(qū)內(nèi)的溶解氧保持在0.7mg/L-1.0mg/L之間；將所述的 同步硝化反硝化區(qū)C內(nèi)的混合液一部分通過第一溢流口 6送入在其內(nèi)設(shè)置有膜組件的反應(yīng)器 膜區(qū)D，另一部分混合液通過帶有流量計(jì)的虹吸管回流至反應(yīng)器的兼性區(qū)A，回流液與反應(yīng) 器膜區(qū)D凈水出水的體積比(回流比)在100%-300%之間；所述的反應(yīng)器的膜區(qū)D中的混 合液一部分被所述的膜組件過濾凈化后作為凈水出水排放， 一部分通過第二溢流口 8回流進(jìn) 入反應(yīng)器的兼性區(qū)A，回流液與反應(yīng)器膜區(qū)D凈水出水的體積比(回流比)在100%-300%之 間；進(jìn)入所述的兼性區(qū)A的混合液在該區(qū)釋放溶解氧，然后通過所述的兼性區(qū)A上設(shè)置的第 三溢流口 9進(jìn)入所述的缺氧區(qū)B進(jìn)行反硝化反應(yīng)；重復(fù)上述步驟。如圖2-3所示的步驟(1) 一 (5)中所用的反應(yīng)器可以包括設(shè)置在池體內(nèi)的同步硝化反 硝化區(qū)C、膜區(qū)D，它還包括呈L形設(shè)置的兼性區(qū)A、 一個側(cè)壁與所述的兼性區(qū)A的L形橫 向部位外側(cè)壁相連的缺氧區(qū)B，所述膜區(qū)D的一個側(cè)壁與所述的兼性區(qū)A呈L形的內(nèi)側(cè)壁相 連，同步硝化反硝化區(qū)C的一個側(cè)壁與所述膜區(qū)D的一個側(cè)壁相連、另一個側(cè)壁與所述的缺 氧區(qū)B和兼性區(qū)A的一個側(cè)壁相連。在所述的兼性區(qū)A和缺氧區(qū)B內(nèi)分別裝有攪拌槳1 ，在 所述的膜區(qū)D內(nèi)裝有膜組件4，在所述的缺氧區(qū)B內(nèi)裝有水泵7，在所述的同步硝化反硝化 區(qū)C內(nèi)裝有微曝氣管2，在所述的同步硝化反硝化區(qū)C和兼性區(qū)A之間連接有帶有流量計(jì)的虹吸管3。在所述的同步硝化反硝化區(qū)C、膜區(qū)D、兼性區(qū)A依次由高至低分別開有在各區(qū) 對角線兩端設(shè)置的第一、二、三溢流口6、 8、 9，所述的膜區(qū)D與兼性區(qū)A相連的溢流口 8上 裝有插板以利于調(diào)節(jié)其回流比。在所述的兼性區(qū)A內(nèi)優(yōu)選裝有開有流道的隔板5以利于液體 受到打擊散氧。本反應(yīng)器的工作流程為原水進(jìn)入缺氧區(qū)B，向從膜區(qū)D和同步硝化反硝化區(qū)C流入兼性區(qū)A的回流液提供碳源， 發(fā)生反硝化反應(yīng)，缺氧區(qū)B設(shè)置攪拌槳1，使該區(qū)混合液混合均勻。之后混合液由水泵7進(jìn) 入同步硝化反硝化區(qū)C，該區(qū)通過微曝氣管2曝氣，在此發(fā)生同步硝化反硝化反應(yīng)以及經(jīng)常 伴隨發(fā)生的短程硝化反應(yīng)。之后一部分混合液經(jīng)過虹吸管3回流至兼性區(qū)A，此為回流1， 該回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出水的體積比在100%-300%之間，另一部分混合液通過第一溢流 口6進(jìn)入膜區(qū)D，膜區(qū)D設(shè)置膜組件4，該區(qū)發(fā)生硝化反應(yīng)與去除有機(jī)物的生化反應(yīng)。之后 混合液一部分被膜過濾凈化后作為出水排放， 一部分通過第二溢流口 8回流進(jìn)入兼性區(qū)A， 此為回流2，該回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出水的體積比在100%-300%之間，兼性區(qū)A由于裝 有開有流道的隔板5，有利于液體受到打擊散氧，混合液中的溶解氧下降，使通過其上第三 溢流口 9進(jìn)入缺氧區(qū)B的混合液不至于由于過高的溶解氧而影響反硝化反應(yīng)，兼性區(qū)A設(shè)置 攪拌槳l，使該區(qū)混合液混合均勻。同步硝化反硝化區(qū)C、膜區(qū)D、兼性區(qū)A中進(jìn)水口與出 水口分別設(shè)置在各區(qū)域?qū)蔷€的兩端，以防止發(fā)生短流現(xiàn)象。整個工藝分為兩個循環(huán)，分別 是缺氧區(qū)B，同步硝化反硝化區(qū)C，兼性區(qū)A，缺氧區(qū)B的循環(huán)和缺氧區(qū)B區(qū)，同步硝化反 硝化區(qū)C，膜區(qū)D，兼性區(qū)A，缺氧區(qū)B的循環(huán)。四個區(qū)域液位由高到低順序是同步硝化 反硝化區(qū)C，膜區(qū)D，兼性區(qū)A，缺氧區(qū)B。實(shí)施例1原水為市政污水，反應(yīng)器污泥濃度約11000mg/L。原水進(jìn)入反應(yīng)器的缺氧區(qū)，通過攪拌 使所述的缺氧區(qū)內(nèi)的混合液混合均勻；通過泵將所述缺氧區(qū)內(nèi)的混合液送入反應(yīng)器同步硝化反硝化區(qū)，該區(qū)混合液水力停留時間為4.5h，通過微曝氣管曝氣，使該區(qū)內(nèi)的溶解氧保持在 0.7mg/L-0.8mg/L之間；將所述的同步硝化反硝化區(qū)內(nèi)的混合液一部分通過第一溢流口送入在 其內(nèi)設(shè)置有膜組件的反應(yīng)器的膜區(qū)，所述的膜區(qū)溶解氧濃度在2.5mg/L-3.0mg/L之間，另一 部分混合液通過帶有流量計(jì)的虹吸管回流至反應(yīng)器的兼性區(qū)，該回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出 水的體積比為200%;所述的反應(yīng)器的膜區(qū)中的混合液一部分被所述的膜組件過濾凈化后排 放， 一部分通過第二溢流口回流進(jìn)入反應(yīng)器的兼性區(qū)，該回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出水的體 積比為200%;進(jìn)入所述兼性區(qū)的混合液流經(jīng)開有流道的隔板，然后通過所述的兼性區(qū)上設(shè)置 的第三溢流口進(jìn)入所述的缺氧區(qū)，所述缺氧區(qū)的溶解氧濃度低于0.3mg/L;重復(fù)上述步驟。經(jīng)檢測進(jìn)水原水總氮(:TtV)在50mg/L-60mg/L時，出水總氮(m)維持在6 mg/L-9 mg/L之間，總氮平均去除率達(dá)到86%。實(shí)施例2原水為市政污水，反應(yīng)器污泥濃度約11000mg/L。原水進(jìn)入反應(yīng)器的缺氧區(qū)，通過攪拌 使所述的缺氧區(qū)內(nèi)的混合液混合均勻；通過泵將所述缺氧區(qū)內(nèi)的混合液送入反應(yīng)器同步硝化 反硝化區(qū)，該區(qū)混合液水力停留時間為4h，通過微曝氣管曝氣，使該區(qū)內(nèi)的溶解氧保持在 0.8mg/L-1.0mg/L之間；將所述的同步硝化反硝化區(qū)內(nèi)的混合液一部分通過第一溢流口送入在 其內(nèi)設(shè)置有膜組件的反應(yīng)器的膜區(qū)，所述的膜區(qū)溶解氧濃度在2.5mg/L-3.0mg/L之間，另一 部分混合液通過帶有流量計(jì)的虹吸管回流至反應(yīng)器的兼性區(qū)，該回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出 水的體積比為100%;所述的反應(yīng)器的膜區(qū)中的混合液一部分被所述的膜組件過濾凈化后排 放， 一部分通過第二溢流口回流進(jìn)入反應(yīng)器的兼性區(qū)，該回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出水的體 積比為100%;進(jìn)入所述兼性區(qū)的混合液流經(jīng)開有流道的隔板，然后通過所述的兼性區(qū)上設(shè)置 的第三溢流口進(jìn)入所述的缺氧區(qū)，所述缺氧區(qū)的溶解氧濃度低于0.3mg/L;重復(fù)上述步驟。經(jīng)檢測進(jìn)水原水總氮(rJV)在50mg/L-60mg/L時，出水總氮(77V )維持在6 mg/L-9 mg/L之間，總氮平均去除率達(dá)到86%。實(shí)施例3原水為市政污水，反應(yīng)器污泥濃度約11000mg/L。原水進(jìn)入反應(yīng)器的缺氧區(qū)，通過攪拌 使所述的缺氧區(qū)內(nèi)的混合液混合均勻；通過泵將所述缺氧區(qū)內(nèi)的混合液送入反應(yīng)器同步硝化 反硝化區(qū)，該區(qū)混合液水力停留時間為5h，通過微曝氣管曝氣，使該區(qū)內(nèi)的溶解氧保持在 0.8mg/L-0.9mg/L之間；將所述的同步硝化反硝化區(qū)內(nèi)的混合液一部分通過第一溢流口送入在 其內(nèi)設(shè)置有膜組件的反應(yīng)器的膜區(qū)，所述的膜區(qū)溶解氧濃度在2.5mg/L-3.0mg/L之間，另一 部分混合液通過帶有流量計(jì)的虹吸管回流至反應(yīng)器的兼性區(qū)，該回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出 水的體積比為300%;所述的反應(yīng)器的膜區(qū)中的混合液一部分被所述的膜組件過濾凈化后排 放， 一部分通過第二溢流口回流進(jìn)入反應(yīng)器的兼性區(qū)，該回流液與反應(yīng)器膜區(qū)凈水出水的體 積比為300%;進(jìn)入所述兼性區(qū)的混合液流經(jīng)開有流道的隔板，然后通過所述的兼性區(qū)上設(shè)置 的第三溢流口進(jìn)入所述的缺氧區(qū)，所述缺氧區(qū)的溶解氧濃度低于0.3mg/L;重復(fù)上述步驟。經(jīng)檢測進(jìn)水原水總氮(77V)在50mg/L-60mg/L時，出水總氮(TtV )維持在6mg/L-9 mg/L之間，總氮平均去除率達(dá)到86%。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)脫氮效果的膜生物反應(yīng)器污水處理工藝，其特征在于它包括以下步驟(1)原水進(jìn)入反應(yīng)器的缺氧區(qū)，通過攪拌使所述的缺氧區(qū)內(nèi)的混合液混合均勻；(2)通過泵將所述的缺氧區(qū)內(nèi)的混合液送入反應(yīng)器的同步硝化反硝化區(qū)進(jìn)行同步硝化反硝化反應(yīng)，混合液停留時間為4h-5h之間，并且通過微曝氣管曝氣，使該區(qū)內(nèi)的溶解氧保持在0.7mg/L-1.0mg/L之間；(3)將所述的同步硝化反硝化區(qū)內(nèi)的混合液一部分通過第一溢流口送入在其內(nèi)設(shè)置有膜組件的反應(yīng)器的膜區(qū)，在該區(qū)發(fā)生硝化反應(yīng)與去除有機(jī)物的生化反應(yīng)，一部分混合液通過帶有流量計(jì)的虹吸管回流至反應(yīng)器的兼性區(qū)，回流比在100％-300％之間；(4)所述的反應(yīng)器的膜區(qū)中的混合液一部分被所述的膜組件過濾凈化后排放，一部分通過第二溢流口回流進(jìn)入反應(yīng)器的兼性區(qū)，回流比在100％-300％之間；(5)進(jìn)入所述的兼性區(qū)的混合液在該區(qū)釋放溶解氧，然后通過所述的兼性區(qū)上設(shè)置的第三溢流口進(jìn)入所述的缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化反應(yīng)；(6)重復(fù)所述的(1)-(5)步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)脫氮效果的膜生物反應(yīng)器污水處理工藝，其特征在 于所述的(1) 一 (5)步驟中的反應(yīng)器包括設(shè)置在池體內(nèi)的同步硝化反硝化區(qū)、膜區(qū)、 呈L形設(shè)置的兼性區(qū)、與所述的兼性區(qū)L形中的橫向部位外側(cè)壁相連的缺氧區(qū)，所述膜區(qū) 的一個側(cè)壁與所述兼性區(qū)呈L形的內(nèi)側(cè)壁相連，同步硝化反硝化區(qū)的一個側(cè)壁與所述膜區(qū) 的一個側(cè)壁相連、另一個側(cè)壁與所述缺氧區(qū)和兼性區(qū)的一個側(cè)壁相連，在所述的兼性區(qū)和 缺氧區(qū)內(nèi)分別裝有攪拌槳，在所述的膜區(qū)內(nèi)裝有膜組件，在所述的缺氧區(qū)內(nèi)裝有水泵，在 所述的同步硝化反硝化區(qū)內(nèi)裝有微曝氣管，在所述的同步硝化反硝化區(qū)和兼性區(qū)之間連接 有帶有流量計(jì)的虹吸管，在所述的同步硝化反硝化區(qū)、膜區(qū)、兼性區(qū)依次由高至低分別開 有在各區(qū)對角線兩端設(shè)置的溢流口，所述的膜區(qū)與兼性區(qū)相連的溢流口上裝有插板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)脫氮效果的膜生物反應(yīng)器污水處理工藝，其特征在 于在所述的反應(yīng)器的兼性區(qū)內(nèi)裝有開有流道的隔板。
全文摘要
本發(fā)明公開了本發(fā)明的一種增強(qiáng)脫氮效果的膜生物反應(yīng)器污水處理工藝，它包括以下步驟原水進(jìn)入反應(yīng)器的缺氧區(qū)；通過泵將缺氧區(qū)內(nèi)的混合液送入反應(yīng)器的同步硝化反硝化區(qū)進(jìn)行同步硝化反硝化反應(yīng)；將同步硝化反硝化區(qū)內(nèi)的混合液一部分通過第一溢流口送入在其內(nèi)設(shè)置有膜組件的反應(yīng)器膜區(qū)，一部分混合液通過帶有流量計(jì)的虹吸管回流至反應(yīng)器的兼性區(qū)；反應(yīng)器的膜區(qū)中的混合液一部分被膜組件過濾凈化后排放，一部分通過第二溢流口回流進(jìn)入反應(yīng)器的兼性區(qū)；進(jìn)入兼性區(qū)的混合液在該區(qū)釋放溶解氧，然后通過兼性區(qū)上設(shè)置的第三溢流口進(jìn)入所述的缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化反應(yīng)。本發(fā)明的有益效果是提高了總氮去除率并提高了反硝化效率、節(jié)省了能源。
文檔編號C02F3/30GK101289254SQ200810053468
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者張宏偉, 杜啟云, 鍇 邢, 龍樹勇 申請人:天津大學(xué)