專利名稱：污水處理msbr工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是對傳統(tǒng)污水處理MSBR工藝的改進，尤其涉及一種曝氣充氧轉移效率高， 系統(tǒng)運行能耗低，脫氮效率高的污水處理MSBR工藝。
背景技術：
MSBR (Modified Sequencing Batch Reactor)屬改良型序批反應器，實際由 A2/ 0工藝與SBR系統(tǒng)串聯(lián)組成，MSBR不需設置初沉池、二沉池，能連續(xù)進水、出水，采用單池多格形式，大大節(jié)省了連接管道、泵及閥門，而且由于不再間斷排水，使池容及設備利用率達到最大，被廣泛應用于市政污水及各類工業(yè)廢水處理。MSBR反應器通常由7個單元組成1 座矩形池，典型平面布置如圖1所示，包括好氧池3，好氧池3兩端相間對置的序批池(SBR 池)4和5，以及設置在兩相間序批池4和5間、相鄰分隔設置的缺氧池2、厭氧池1，污泥池 7，泥水分離池6。處理水進入池1，后按1 一 2 — 3 — 4/5和4/5 — 6 — 7 — 1流程逐步處理。生物脫氮主要通過將好氧池3部分硝化液回流至缺氧池2，完成硝化/反硝生物脫氮過程。序批池主要用于替代二沉池，進行泥水分離，雖然工藝使得在時間上有好氧、缺氧、厭氧變化，但脫氮效果并不強，顯然不如空間分隔的A/0工藝脫氮強，此也是造成MSBR工藝脫氮效果不及完全獨立分隔的缺氧/好氧池系統(tǒng)?，F(xiàn)有MSBR工藝中好氧池硝化液向缺氧池回流，基本無一例外類同其他生物脫氮， 直接將好氧池中部分硝化液，通過泵、氣提等機械輸送方式(泵或氣提)向缺氧池回流，由于生物脫氮回流量通常在100-300%，客觀上造成回流輸送動力消耗較大，因而造成此段運行能耗相對較高，對于日處理量在幾萬甚至幾十萬噸級污水處理站，泵(動力)送回流液為一筆不小的能耗。此外，現(xiàn)有MSBR工藝中好氧池3、序批池4/5曝氣供氧，較多采用微孔或中孔曝氣器，由于微孔或中孔曝氣器在污水處理中使用壽命通常只有2 — 3年，客觀上造成曝氣系統(tǒng)使用壽命短；而且曝氣系統(tǒng)均設置在池底使得維修復雜，對于少量損壞實際不去維修，不僅造成曝氣動力消耗增加，而且部分曝氣器損壞造成溶氧效率下降(微孔曝氣器破裂，使大部分空從破裂處逸出，氧轉移效率急劇下降)，也增高了運行能耗。還有，中、微孔曝氣對混合液的攪拌作用較小，而好氧池、交替序批池面積通常較大，為使處理池內(nèi)泥水充分混合，通常需另行設置攪拌裝置，增加了設備投資。上述不足仍有值得改進的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種曝氣充氧轉移效率高，系統(tǒng)運行能耗低，脫氮效率高的污水處理MSBR工藝。本發(fā)明目的實現(xiàn)，主要改進一是將好氧池、序批池的曝氣裝置改為射流曝氣，二是使射流曝氣工作液不抽取本池，而是分別抽取非曝氣池中混合液(缺氧池、非曝氣序批池)，三是取消好氧池向缺氧池回流動力，以及攪拌裝置，從而克服現(xiàn)有技術不足，實現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明污水處理MSBR工藝，包括按MSBR工藝分置的缺氧池，和設有曝氣裝置的好氧池、交替工作的序批池，以及將好氧池中部分混合液向缺氧池回流，其特征在于好氧池、交替工作的序批池中曝氣裝置為射流曝氣器，好氧池射流曝氣射流工作液從缺氧池中抽??；曝氣序批池射流曝氣射流工作液從非曝氣序批池抽取；好氧池通過缺氧池提供的射流曝氣工作液使液位提升超過缺氧池液位，以液位差溢流向缺氧池回流。在詳細說明前，先通過對發(fā)明能夠達到的基本功能及效果作一介紹，以使本領域技術人員對本專利發(fā)明總體構思技術方案及達到的基本技術效果有一個明確了解。本發(fā)明MSBR工藝中好氧池、序批池采用綜合效果更好的射流曝氣器，不僅有利于提高曝氣充氧效率，而且為工藝改變(抽取他池水作為射流工作液)創(chuàng)了條件。好氧池射流曝氣工作液因來自缺氧池反硝化液，不僅滿足了射流曝氣形成射流要求，而且抽入大流量(相當于回流量)缺氧池水作為射流曝氣工作液(現(xiàn)有技術射流曝氣工作液通常來自本池)，一方面使得缺氧池因大流量抽液液位下降，一方面好氧池獲得大流量射流工作液，使得液位抬高(可以形成約10 - 20cm高差)，從而產(chǎn)生了處理下游的好氧池液位高于處理上游缺氧池液位現(xiàn)象，使得好氧池可以通過水位差溢流向缺氧池無動力大流量回流，由此省略了生物脫氮好氧池硝化液機械回流(例如泵、氣提裝置等回流)，從而節(jié)省回流動力，好氧池射流曝氣本身需泵提供射流工作液，因而基本不改變好氧池射流曝氣用泵。其回流量既可以通過抽取射流曝氣射流工作液量控制，也可以通過在好氧池上部設置回流量控制裝置控制(如閥、堰)調(diào)節(jié)。同時，缺氧池相對好氧池低DO反硝化液，作為好氧池射流曝氣工作液，顯然較直接采用好氧池高DO液加大了氧溶入梯度，因而可以提高曝氣氧溶入量，經(jīng)測試可以提高氧轉移效率20-30%，曝氣充氧轉移效率提高，也即可以節(jié)約20-30%曝氣供風量，從而降低了射流曝氣供風風機能耗。此外，由于MSBR工藝中二個SBR池均按相同的周期運行，且相互交錯，不重疊。這樣當一序批池開始曝氣時(例如池4)，射流曝氣射流工作液來自另一非曝氣序批池(例如池幻，開始曝氣的序批池(4)剛剛完成撇水及攪拌階段，混合液處于缺氧狀態(tài)，而抽取射流工作液的非曝氣序批池(5)剛剛停止曝氣，混合液處于好氧狀態(tài)，此時處理水中氮主要以硝態(tài)氮的形式存在，這樣富含硝態(tài)氮的混合液進入還處于缺氧狀態(tài)的曝氣序批池(4)時，相當于A/0工藝進行脫氮，因而較原MSBR工藝提高了脫氮效果(A/0工藝中缺氧/好氧屬于空間分隔，其脫氮效率要優(yōu)于按時間分隔的SBR工藝)，并使使工藝更富于變化。隨著曝氣進行，曝氣序批池(4)由于曝氣，溶解氧含量快速上升變成了好氧池，而供給射流工作液的非曝氣序批池(5)由于停止曝氣，加上微生物的內(nèi)源呼吸作用消耗水中溶解氧，很快變?yōu)槿毖鯛顟B(tài)，這樣低DO射流工作液進入好氧狀態(tài)的序批池使得曝氣氧傳質梯度增大，從而提高了曝氣充氧的轉移效率(類同前)，從而使得序批池曝氣充氧效率提高。隨著曝氣繼續(xù)(例如曝氣至最后0.證)，供給射流工作液的序批池( 進入缺氧攪拌階段，此攪拌由曝氣狀態(tài)序批池內(nèi)的混合液作為射流泵工作液，供給缺氧的非曝氣序批池( 進行射流攪拌(池5不供氣)，使得曝氣狀態(tài)序批池(4)內(nèi)富含硝態(tài)氮的混合液進入缺氧狀態(tài)的序批池(5)，又是一個相當于A/0工藝脫氮。這樣序批池曝氣，因射流工作液來自非曝氣的序批池，從而形成二個類似A/0工藝高效率脫氮和曝氣充氧轉移效率提高，不僅提高了 SBR池脫氮能力，而且還降低了曝氣充氧用能耗，曝氣序批池射流曝氣工作液抽自另一不曝氣序批池，同時帶來了脫氮效率和氧轉移二個提高的優(yōu)點。一個序批池曝氣結束，另一序批池開始曝氣，如前呈反向狀態(tài)工作。序批各階段的時間設定及射流工作液流量大小，按實際水質及對脫氮要求設計、調(diào)整。此外，由于射流曝氣停止供氣，仍產(chǎn)生強烈的攪拌作用，從而可省去序批區(qū)的攪拌設備。由此使本發(fā)明MSBR工藝同時具有系統(tǒng)運行能耗低，曝氣充氧轉移效率高，脫氮效率高，并可節(jié)省混合攪拌裝置4個優(yōu)點。本發(fā)明中。MSBR工藝池型布置，同現(xiàn)有技術，例如可以采用現(xiàn)有MSBR工藝集成池型結構(如圖1單池多格形式)，當然也可以是按MSBR工藝各池分開布置。分置，可以是一池分隔，也可以是分池分開建造。射流曝氣射流泵，可以設置在曝氣本池，也可以設置在抽液池，還可以設置在池外，一個原則只需保證供給射流曝氣工作液為分別抽取缺氧池、非曝氣序批池中混合液即可，即好氧池射流曝氣工作液抽自缺氧池，曝氣序批池射流曝氣工作液抽自非曝氣序批池。此外，本發(fā)明MSBR工藝池型布置更好為好氧池與缺氧池相鄰設置或包圍設置， 這樣兩池壁相鄰可以直接溢流回流，不僅省略另設回流管道，而且還可以減少因管道回流造成水力損失。包圍設置按實際地形、污水情況及處理工藝要求不同，采用相對大池包圍小池設計。一種更好為好氧池上部還可以設置回流出水控制閥和/或出水堰，根據(jù)工藝調(diào)整、控制回流量，這樣回流量不僅由缺氧池打入射流工作液導致提升高液位回流，而且還可以由好氧池頂?shù)拈y和/或堰控制調(diào)節(jié)，使得溢流回流量，既可以通過打入反硝化液量控制， 又還可以通過設置在好氧池上部出水閥或出水堰調(diào)節(jié)控制，并能滿足回流量需要，從而增加了處理不同水質控制的靈活性。本發(fā)明MSBR工藝，除曝氣采用射流曝氣，以及射流曝氣射流工作液不用曝氣本池，而分別改為抽取缺氧池、非曝氣序批池，和好氧池向缺氧池回流采用液位差溢流自流回流外，其余未特別提及均與原MSBR工藝及相應部分相同，不再一一另行敘述，現(xiàn)有技術中的說明相當于本發(fā)明公開，此為技術人員所熟悉，以節(jié)約篇幅。本發(fā)明污水處理MSBR工藝，相對于現(xiàn)有技術MSBR工藝，由于好氧曝氣、序批池曝氣采用射流曝氣，以及射流曝氣射流工作液不抽取曝氣本池，而是分別抽取他池，例如好氧池曝氣射流工作液抽取缺氧池，曝氣序批池射流工作液抽取非曝氣序批池，使得好氧池向缺氧池回流可以實現(xiàn)液位升高無動力溢流自回流，省略了大回流輸送動力(泵仍為射流曝氣動力泵，并不增加額外動力)，節(jié)省了回流用能耗，并同時提高了曝氣氧轉移效率(原理前面已有說明)，總體曝氣氧轉移效率可以提高20-35%，從而可以降低曝氣供風風機能耗， 此均節(jié)省了 MSBR工藝運行能耗，可以節(jié)省總能耗10-20% ；同時還使交替過程的序批池增強了脫氮能力，可以產(chǎn)生類似A/0分池脫氮效果，從而整體提高了 MSBR工藝脫氮能力，本發(fā)明工藝較原工藝可以提高脫氮10-20%。射流曝氣器，工作穩(wěn)定性和可靠性均優(yōu)于中、微孔曝氣器，不僅射流曝氣系統(tǒng)不易損壞，使用壽命延長，減少了曝氣裝置的維修，同時由于不存在局部曝氣器損壞，也使得曝氣充氧效率可以提高。射流曝氣強烈的攪動作用，還可以省略另行設置的攪拌裝置，減少工程投資和維護費用。本發(fā)明污水處理MSBR工藝，充氧曝氣改用射流曝氣，以及射流曝氣射流工作液不抽取本池，而是抽取低溶氧的他池，使本發(fā)明MSBR 工藝同時具有曝氣充氧轉移效率高，系統(tǒng)運行能耗低，脫氮效率高，并可節(jié)省混合攪拌裝置 4個優(yōu)點。以下結合一個示例性實施例，示例性說明及幫助進一步理解本發(fā)明實質，但實施例具體細節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構思下全部技術方案，因此不應理解為對本發(fā)明總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離本發(fā)明構思的非實質性增加和/ 或改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護范圍。


圖1現(xiàn)有技術MSBR工藝布置圖。圖2本發(fā)明MSBR工藝布置圖。
具體實施例方式實施例參見圖2，按典型MSBR單池多格設計布置各池，包括橫置的好氧池3，兩端相間對置的序批池4和5，兩相間對置序批池間相鄰設置的缺氧池2，厭氧池1，污泥池7和泥水分離池6，其中缺氧池緊鄰好氧池設置。好氧池3和兩個序批池4、5內(nèi)均設有射流曝氣器，好氧池射流曝氣器射流泵8設置在缺氧池內(nèi)，使曝氣射流工作液由缺氧池提供。兩個序批池射流曝氣射流泵9和10設置在各自池外，并由管道連接抽取一池混合液作為另一池曝氣射流工作液。處理流程同背景所說，處理污水首先進入池厭氧池1，后按1 一 2 — 3 — 4/5和4/5 — 6 — 7 — 1流程運行處理(條件控制同原有工藝或視污水而定)，例如回流活性污泥中的聚磷菌在厭氧池1充分釋磷，溢流回流混合液進入缺氧池2進行反硝化脫氮，缺氧池反硝化后的廢水由射流泵8送入好氧池3作為好氧池射流曝氣工作液，在此有機物被氧化分解、硝化、和吸收磷。好氧池3中一部分混合液相間自流至具有沉淀作用的SBR池4 和5，經(jīng)沉淀后上清液排放出水(兩個序批池4和5交替出水、曝氣降解)，一部分交替自流至泥水分離池6，其中上清液進入缺氧池2進行反硝化，污泥則從底部進入污泥池7，消耗回流污泥中的溶解氧和硝酸鹽，為隨后進行的厭氧釋磷創(chuàng)造條件，并進入?yún)捬醭?。好氧池 3通過抽吸缺氧池2反硝化液作射流工作液，使得液位升高高于缺氧池，部分混合硝化液以溢流形式向缺氧池2無動力回流充分地進行反硝化，回流量可以通過好氧池頂設置的閥或堰(圖中未給出)，以及射流曝氣工作液量共同控制，提高工藝調(diào)節(jié)靈活性。SBR池4和SBR 池5交替運行在曝氣氧化及非曝氣的沉淀/潷水/閑置兩種狀態(tài)，射流曝氣射流工作液抽自另一非曝氣的序批池。SBR池4或SBR池5不曝氣時，關閉供風風機，射流曝氣泵9和10 則起攪拌作用，從而省略了 SBR池的攪拌設備。按處理城鎮(zhèn)生活污水量Q=1000m7h為例計算，設計好氧池氣水比6 7，射流曝氣器工作時最佳氣水比3:1，射流曝氣器回流水量為2000 m3/h，硝化液回流比為130% 150%，污泥回流比為50% 100%ο現(xiàn)有技術MSBR圖1 需用回流泵功率15kw，0段射流曝氣空氣流量大概為6000m3/ h，2個SBR池均需設置攪拌設備，功率約44kw。采用本發(fā)明方法，抽取缺氧池混合液作為好氧池射流曝氣工作液，可提高液位約 IOcm,不僅省略回流泵，而且曝氣氧轉移效率提高，0段所需空氣流量只需約4800m3/h，可節(jié)約空氣量20%左右，兩項共可節(jié)約電費15%，加上序批池射流曝氣可以提高氧轉移率，共可節(jié)約電費約22%。試驗測試，本發(fā)明工藝較原工藝可以提高脫氮10-20%。對于本領域技術人員來說，在本專利構思及具體實施例啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識直接導出或聯(lián)想到的一些變形，本領域普通技術人員將意識到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術中常用公知技術的替代，以及特征的等效變化或修飾，特征間的相互不同組合，例如MSBR工藝設計處理單元池，根據(jù)實際地形和/或處理水質不同改變布置，射流曝氣器形式改變，好氧池與缺氧池包圍設置等等的非實質性改動，同樣可以被應用，都能實現(xiàn)本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細說，均屬于本專利保護范圍。
權利要求
1.污水處理MSBR工藝，包括按MSBR工藝分置的缺氧池，和設有曝氣裝置的好氧池、交替工作的序批池，以及將好氧池中部分混合液向缺氧池回流，其特征在于好氧池、交替工作的序批池中曝氣裝置為射流曝氣器，好氧池射流曝氣射流工作液從缺氧池中抽?。黄貧庑蚺厣淞髌貧馍淞鞴ぷ饕簭姆瞧貧庑蚺爻槿?；好氧池通過缺氧池提供的射流曝氣工作液使液位提升超過缺氧池液位，以液位差溢流向缺氧池回流。
2.根據(jù)權利要求1所述污水處理MSBR工藝，其特征在于好氧池與缺氧池相鄰設置或包圍設置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述污水處理MSBR工藝，其特征在于好氧池上部有控制回流量的閥和/或出水堰。
全文摘要
本發(fā)明是對傳統(tǒng)MSBR工藝的改進，其特征是好氧池射流曝氣工作液來自缺氧池，好氧池通過缺氧池供給的射流曝氣工作液使液位提升超過缺氧池液位，好氧池混合液通過液位差溢流自流，根據(jù)設計回流量回流至缺氧池；兩個交替序批區(qū)中曝氣充氧裝置為射流曝氣。使好氧池向缺氧池回流為無動力溢流回流，節(jié)省了回流能耗，并且可以提高曝氣充氧轉移效率20-30%，兩者可以節(jié)省此段能耗10-20%，并還能使好氧池及后續(xù)處理單元池液位較原各提高50-80cm，減少了自流處理降低池深工程建設費用，可以節(jié)省處理池土建投資10-20%，而且還能降低提升泵能耗。兩個交替序批區(qū)采用射流曝氣器，射流曝氣工作液分別由另一個池提供，不僅有利于提高曝氣氧轉移率及脫氮效率，省去了攪拌設備，而且使得曝氣系統(tǒng)不易損壞，使用壽命延長。
文檔編號C02F3/30GK102432101SQ201110334129
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權日2011年10月28日
發(fā)明者馮強, 吳俊 , 周國亞, 李賀, 王洪春, 魯軍倫, 黃政新 申請人:宜興鵬鷂陽光環(huán)保有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程承包有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程技術研究中心有限公司, 江蘇鵬鷂環(huán)境工程設計院