專利名稱：一種強化脫氮的mbr污水處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護污水處理技術領域，具體涉及ー種強化脫氮的MBR污水處理方法。
背景技術：
隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002的全面實施，從2007年起，不少大中城市早期建設的污水處理廠進入了提標、升級改造時期。在污水處理廠提標、升級改造以及ー級A標準執(zhí)行過程中，我國城鎮(zhèn)污水處理的ー些關鍵問題、技術瓶頸等都更加突出地顯現(xiàn)出來，如污水的低C/N比、低溫硝化受影響以及污水廠占地受限等問題。面對ー級A標準的嚴格要求，這些問題的暴露和最終解決，推動了 MBR、MBBR變型的ー些新エ藝技術近年來在國內(nèi)的應用以及傳統(tǒng)脫氮除磷エ藝技術的改進等。實踐證明MBR及MBBRエ藝技術在運行控制得當條件下都具有較好的硝化功能，能節(jié)省一定占地，但應用中也存在ー些問題。MBR脫氮除磷エ藝多是由厭氧、缺氧、好氧以及膜池四個主要處理單元組成，膜池懸浮活性污泥特別是高污泥濃度情況對膜產(chǎn)生污染，使得運行中不斷清洗膜以保持相應的膜通量；膜擦洗需要較高的曝氣量，高曝氣量使得膜池DO濃度較高，為維持系統(tǒng)合理的微生物量和脫氮功能等，膜池混合液需回流到缺氧或厭氧単元，混合液的高濃度DO會對反硝化脫氮或釋磷產(chǎn)生負面影響，從而降低生物脫氮除磷效率。MBBRエ藝技術為使好氧池投加的填料/載體保持充分流化狀態(tài)以與液相充分混合、接觸以及使填料/載體上生物膜獲得充分的硝化所需溶解氧，其較傳統(tǒng)活性污泥エ藝需要較大的曝氣量。無論是傳統(tǒng)的脫氮除磷エ藝還是其改進型、MBR、MBBRエ藝等，其脫氮除磷效果關鍵的影響因素是來水的碳源。目前我國城鎮(zhèn)污水實際C/N比普遍偏低，有機碳源缺乏是生物脫氮除磷效率無法提高的ー個瓶頸。由于碳源問題，這些生物脫氮除磷エ藝很難同時獲得氮、磷的高效去除。與除磷相比，由于氮化合物(如NH4+及N03_)的分子量比較小，無法通過投加藥劑施以化學脫氮，采用反滲透、吹脫法、離子交換法等脫氮費用較高，也難以用于大規(guī)模的城鎮(zhèn)污水處理。因此城鎮(zhèn)污水處理的脫氮與除磷，難度在脫氮，通過生物方法解決脫氮問題，再輔以化學方法解決除磷問題應是城鎮(zhèn)污水脫氮除磷處理較佳的技術途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于圍繞城鎮(zhèn)污水生物脫氮處理，克服上述現(xiàn)有エ藝技術存在的不足等，將MBRエ藝和MBBRエ藝相結合，提供一種強化脫氮的MBR污水處理方法。該處理方法充分結合MBR、MBBRエ藝技術的固有特點，降低生物脫氮影響因素的影響程度，具有脫氮效率高、脫氮穩(wěn)定、流程簡單等特點。如上構思，本發(fā)明的技術方案是一種強化脫氮的MBR污水處理方法，其特征在于依照下列步驟進行(I)經(jīng)過預處理的城鎮(zhèn)污水連同300% 400%的回流沉淀池污泥和200% 400%的回流膜池硝化液一同進入缺氧池，反硝化菌利用污水中的碳源將回流帶入的硝態(tài)氮還原為氮氣；(2)缺氧池出流連同回流的膜池硝化液一同進入沉淀池進行泥水分離，沉淀下來的污泥部分回流到缺氧池，剰余的污泥排放；(3)沉淀池出流進入膜池進行硝化，將氨氮氧化為硝態(tài)氮，膜池由泵從膜絲間歇抽吸出水，出水排放或回用?！N根據(jù)權利要求1所述的強化脫氮的MBR污水處理方法所用的裝置，其特征在于由缺氧池、沉淀池和膜池依次連接組成；膜池內(nèi)投加包埋硝化菌、內(nèi)置膜組件和曝氣系統(tǒng)。上述缺氧池采用活性污泥法，污泥濃度4. 5 8. Og/L,水力停留時間4. 0 6. Oh。上述沉淀池、膜池的水力停留時間分別為4. Oh、2. 0 3. 5h。上述膜池進水端處投加除磷藥劑，實施化學除磷。上述膜池內(nèi)投加包埋硝化菌進行硝化，包埋硝化菌的投加率為膜池有效池容的10% 15%。上述膜池上設有硝化液回流ロ，與該回流ロ連通的硝化液回流管道連接到缺氧池與沉淀池間連接管道的起始端和沉淀池污泥回流管道上。上述硝化液回流ロ處設有包埋菌攔截裝置。上述缺氧池內(nèi)裝有攪拌器或推進器。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點和積極效果

(I)將MBBR技術與MBR技術相結合，MBBR池與膜池合建，膜池的高曝氣量既可以滿足減緩膜污染的膜組件需求，又給包埋硝化菌提供了充足的溶解氧和完全流化所需動力，實現(xiàn)了ー氧兩用。(2)膜池硝化液回流到缺氧池與沉淀池間連接管的起始端，既改善了缺氧污泥的沉淀效果，又使得回流液的高溶解氧得到消耗而降低，避免了高DO硝化液回流對脫氮產(chǎn)生的負面影響，同時達到了缺氧污泥充氧沉淀和硝化液消氧回流兩個目的。(3)脫氮效果穩(wěn)定、良好。發(fā)揮不同功能的微生物分置在不同反應器內(nèi)，缺氧池內(nèi)是懸浮狀生長的活性污泥，反硝化菌占優(yōu)勢，反硝化菌只在缺氧池與沉淀池間循環(huán)；膜池內(nèi)投加了包埋菌，只起硝化作用。這樣ー來反硝化菌與硝化菌始終處于各自的專ー環(huán)境中，各自在自己最佳的環(huán)境條件下生長和發(fā)揮作用，其活性更強，作用發(fā)揮得更好，這更有利于脫氮系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效；另ー方面，該發(fā)明只設缺氧池、沉淀池和膜池，來水有限的可利用碳源首先用于了缺氧反硝化脫氮，而且基本上都用于了生物脫氮。(4)低溫條件下由于包埋硝化菌耐低溫的優(yōu)點，硝化效果更優(yōu)。(5)靈活性強、可控程度高。反硝化菌與好氧硝化菌完全生長和工作在不同的反應器內(nèi)，整個運行系統(tǒng)可根據(jù)來水的水質、處理目標及環(huán)境條件靈活控制缺氧池和膜池兩個單元的運行以及回流模式等。如可根據(jù)來水氨氮負荷高低，靈活確定膜池包埋硝化菌的投加量當負荷較高時，提高包埋硝化菌的投加率，反之降低投加率。( 6 )硝化所需池容小、占地小。相對目前實際工程上應用的脫氮除磷MBRエ藝，將好氧硝化池與膜池合建，膜池投加硝化速率較高的包埋硝化菌，不需再單獨設置好氧池。同時包埋硝化菌始終處于好氧環(huán)境中，不會隨出流流失，硝化速率高，所需池容較??；(7)エ藝流程簡單。
該發(fā)明整個エ藝流程中只包括缺氧池、沉淀池和膜池三個單元，相對傳統(tǒng)的生物脫氮除磷エ藝等流程簡單，更便于維護管理等。 ( 8 )可在一定程度上減緩膜污染。膜池投加包埋硝化菌，懸浮活性污泥極少，在一定程度上能降低膜污染，包埋硝化菌載體的不斷流化對膜絲起到了一定的擦洗作用，也在一定程度上能降低膜污染，膜的使用壽命得以延長。


圖1是此發(fā)明的處理流程示意圖。1-缺氧池2-沉淀池3-膜池4-攪拌器/推進器5-膜組件6_包埋硝化菌7-穿孔曝氣管8進水9-沉淀池污泥回流10—硝化液回流11 一膜出水12—剰余污泥排放13—污泥回流泵14 一硝化液回流泵。
具體實施例方式如圖1所示一種強化脫氮的MBR污水處理裝置，由缺氧池1、沉淀池2和膜池3依次連接組成；膜池內(nèi)投加包埋硝化菌6、內(nèi)置膜組件5和曝氣管7，膜池上設有硝化液回流ロ，與該回流ロ連通的硝化液回流管道10連接到缺氧池與沉淀池間連接管道的起始端和沉淀池污泥回流管道9上，管道10上裝有硝化液回流泵14，管道9上裝有污泥回流泵13。上述缺氧池內(nèi)裝有攪拌器或推進器4。上述硝化液回流ロ處設有利用上述強化脫氮的MBR污水處理裝置所采用的污水處理方法，依照下列步驟完成( 1)經(jīng)細格柵、沉砂池、精細格柵(膜格柵)等設施處理的污水連同回流的沉淀池污泥和回流的膜池硝化液一同進入缺氧池。缺氧池采用活性污泥法，污泥濃度4. 5 8.0g/L,水力停留時間4. 0 6.0h。在缺氧池主要是反硝化菌利用污水中可利用碳源進行反硝化作用，將通過回流污泥(和回流膜池硝化液)回流過來的硝態(tài)氮還原為氮氣，進行脫氮。(2)缺氧池的出流連同膜池回流的硝化液一同進入沉淀池進行泥水分離，沉淀池停留時間4. Oh0沉淀池設有污泥回流和污泥排放ロ，沉淀下來的污泥部分回流到缺氧池，剩余的污泥排放，回流比為300% 400%。當原水總氮濃度較高吋，為保證脫氮率，除沉淀池污泥回流進入缺氧池外，膜池硝化液也部分先回流進入沉淀池污泥回流管道/廊道等，再與回流的沉淀池污泥一同進入缺氧池，回流比100%左右。(3)沉淀池的出流進入膜池。膜池投加包埋硝化菌，內(nèi)置膜組件和曝氣系統(tǒng)，設有硝化液回流口和包埋菌攔截裝置。膜池水力停留時間2. 0 3. 5h。包埋硝化菌的投加率根據(jù)進水氨氮濃度和處理目標而定，為膜池有效池容的10% 15%。曝氣系統(tǒng)采用穿孔管曝氣，曝氣一方面提供膜擦洗所需動力，另ー方面提供包埋硝化菌硝化所需氧。在膜池內(nèi)主要發(fā)生硝化作用，包埋硝化菌在有氧條件下氧化污水中的氨氮，同時懸浮的少量好氧異養(yǎng)微生物去除部分有機污染物。膜池硝化液由膜池末端回流到缺氧池與沉淀池連接管的起始端，回流比為200% 400%。膜池采用泵從膜絲抽吸間歇出水，出水排放或回用。當生物除磷不能滿足出水磷排放標準時，在膜池進水端處投加除磷藥劑，實施化學除磷。本發(fā)明的具體實施例為
實施例1 :來水氨氮濃度不高，經(jīng)細格柵、沉砂池、精細格柵(膜格柵)等設施處理的污水及300% 400%的回流沉淀池污泥進入缺氧池1，水力停留時間4. 0 5. Oh,污泥濃度4. 5 6. Og/L，缺氧池的出流及200% 400%的回流膜池硝化液進入②沉淀池，停留時間4. Oh,沉淀池部分污泥回流，部分污泥排放，沉淀池的出流進入③膜池，水力停留時間
2.0 3. 0h，投加10% 12%的包埋硝化菌，硝化液回流處設置包埋硝化菌攔截裝置，由泵從膜絲間歇抽吸出水，出水排放或回用。實施例2 :來水氨氮濃度較高吋，經(jīng)細格柵、沉砂池、精細格柵(膜格柵)等設施處理的污水及200% 400%的回流沉淀池污泥以及100%左右的回流膜池硝化液進入①缺氧池，水力停留時間5. 0 6. 0h，污泥濃度5. 0 8. Og/L，缺氧池的出流及300% 400%的回流膜池硝化液進入②沉淀池，停留時間4. Oh,沉淀池部分污泥回流，部分污泥排放，沉淀池的出流進入③膜池，水力停留時間2. 5 3. 5h，投加12% 15%的包埋硝化菌，硝化液回流處設置載體攔截裝置，由泵從膜絲間歇抽吸出水，出水排放或回用。實施例3 :來水磷含量較高出水磷不能達標時，經(jīng)細格柵、沉砂池、精細格柵(膜格柵)等設施處理的污水及200% 400%的回流沉淀池污泥(以及100%左右的回流膜池硝化液)進入①缺氧池，水力停留時間4. 0 6. 0h，污泥濃度4. 5 8. 0g/L，缺氧池的出流及200% 400%的回流膜池硝化液進入②沉淀池，停留時間4. 0h，沉淀池部分污泥回流，部分污泥排放，沉淀池的出流進入③膜池，進水端投加化學除磷藥劑，水力停留時間2. 0
3.5h，投加10% 15%的包埋硝化菌，硝化液回流處設置載體攔截裝置，由泵從膜絲間歇抽吸出水，出水排放或回用。實施例4 :來水COD濃度較高吋，經(jīng)細格柵、沉砂池、精細格柵(膜格柵)等設施處理的污水及200% 300%的回流沉淀池污泥以及200% 400%的回流膜池硝化液進入①缺氧池，水力停留時間4. 0 6. 0h，污泥濃度4. 5 8. 0g/L，缺氧池的出流進入②沉淀池，停留時間4. Oh,沉淀池部分污泥回流，部分污泥排放，沉淀池的出流進入③膜池，水力停留時間
2.0 3. 5h，投加10% 15%的包埋硝化菌，硝化液回流處設置載體攔截裝置，由泵從膜絲間歇抽吸出水，出水排放或回用。實驗例采用該發(fā)明處理某城市污水處理廠的進水，缺氧池、沉淀池、膜池停留時間分別為5. Oh,4. Oh,2. 5h，缺氧池污泥濃度MLSS為4500 5500mg/L，污泥齡SRT為5 7d，污泥回流比300 % 400%，膜池硝化液回流比200% 300%，包埋硝化菌投加率為11%。整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行，處理效果具體見表I。表I處理效果單位除pH外,其余指標均為mg/L
權利要求
1.一種強化脫氮的MBR污水處理方法，其特征在于依照下列步驟進行(1)經(jīng)過預處理的城鎮(zhèn)污水連同300% 400%的回流沉淀池污泥和200% 400%的回流膜池硝化液一同進入缺氧池，反硝化菌利用污水中的碳源將回流帶入的硝態(tài)氮還原為氮氣；(2)缺氧池出流連同回流的膜池硝化液一同進入沉淀池進行泥水分離，沉淀下來的污泥部分回流到缺氧池，剩余的污泥排放；(3)沉淀池出流進入膜池進行硝化，將氨氮氧化為硝態(tài)氮，膜池由泵從膜絲間歇抽吸出水，出水排放或回用。
2.一種根據(jù)權利要求1所述的強化脫氮的MBR污水處理方法所用的裝置，其特征在于由缺氧池、沉淀池和膜池依次連接組成；膜池內(nèi)投加包埋硝化菌、內(nèi)置膜組件和曝氣系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種強化脫氮的MBR污水處理方法，其特征在于上述缺氧池采用活性污泥法，污泥濃度4. 5 8. Og/L，水力停留時間4. O 6. Oh。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種強化脫氮的MBR污水處理方法，其特征在于上述沉淀池、膜池的水力停留時間分別為4. Oh、2. O 3. 5h。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種強化脫氮的MBR污水處理方法，其特征在于上述膜池進水端處投加除磷藥劑，實施化學除磷。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種強化脫氮的MBR污水處理方法，其特征在于上述膜池內(nèi)投加包埋硝化菌進行硝化，包埋硝化菌的投加率為膜池有效池容的10% 15%。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種強化脫氮的MBR污水處理方法的裝置，其特征在于上述膜池上設有硝化液回流口，與該回流口連通的硝化液回流管道連接到缺氧池與沉淀池間連接管道的起始端和沉淀池污泥回流管道上。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種強化脫氮的MBR污水處理方法的裝置，其特征在于上述硝化液回流口處設有包埋菌攔截裝置。
9.根據(jù)權利要求2所述的一種強化脫氮的MBR污水處理方法的裝置，其特征在于上述缺氧池內(nèi)裝有攪拌器或推進器。
全文摘要
一種強化脫氮的MBR污水處理方法，依照下列步驟進行(1)經(jīng)過預處理的城鎮(zhèn)污水連同300%～400%的回流沉淀池污泥和200％～400%的回流膜池硝化液一同進入缺氧池，反硝化菌利用污水中的碳源將回流帶入的硝態(tài)氮還原為氮氣；(2)缺氧池出流連同回流的膜池硝化液一同進入沉淀池進行泥水分離，沉淀下來的污泥部分回流到缺氧池，剩余的污泥排放；(3)沉淀池出流進入膜池進行硝化，將氨氮氧化為硝態(tài)氮，膜池由泵從膜絲間歇抽吸出水，出水排放或回用。本發(fā)明充分結合MBR、MBBR工藝技術的固有特點，降低生物脫氮影響因素的影響程度，具有脫氮效率高、脫氮穩(wěn)定、流程簡單等特點。
文檔編號C02F9/14GK103030250SQ201210529069
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權日2012年12月10日
發(fā)明者陳立, 郭興芳, 申世峰 申請人:中國市政工程華北設計研究總院