一種節(jié)能型倒置aao-mbr污水處理方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，提出一種節(jié)能型倒置AAO-MBR污水處理方法，其所采用的裝置包括相互連通的缺氧池、厭氧池、好氧池及膜池，膜池也分別與厭氧池和缺氧池連通，經(jīng)預(yù)處理之后的污水按比例分別連續(xù)流入缺氧池和厭氧池，從缺氧池流出的混合液流入?yún)捬醭?；?jīng)厭氧池后的混合液按比例分別連續(xù)進(jìn)入好氧池和膜池；從好氧池流出的混合液流入膜池；膜池的混合液回流入缺氧池。本發(fā)明可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量及環(huán)境條件的變化，按照單點或多點進(jìn)水的倒置AAO-MBR、AA-MBR等多種模式運行。通過對好氧池的靈活設(shè)置，最大限度地提高了膜池過量曝氣產(chǎn)生的溶解氧的利用率，減少了好氧池的鼓風(fēng)曝氣量，相應(yīng)降低了MBR工藝的整體運行能耗，通過污水生化處理技術(shù)與膜分離技術(shù)的結(jié)合，省去了二沉池的建設(shè)，減少了污水處理廠的占地面積。
【專利說明】—種節(jié)能型倒置AAO-MBR污水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種活性污泥法污水生物處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源、能源的短缺以及水環(huán)境質(zhì)量的惡化日益成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，提高污水處理率和處理程度、加強(qiáng)污水處理廠的脫氮除磷效能、降低污水處理能耗及成本成為當(dāng)務(wù)之急。隨著污水處理廠出水水質(zhì)的提高，現(xiàn)有污水處理廠普遍存在碳源不足的現(xiàn)象。如何提高現(xiàn)有污水處理工藝對污水中固有碳源的高效利用、降低出水中污染物濃度，是當(dāng)前亟須解決的難題。
[0003]膜生物反應(yīng)器技術(shù)(MBR)是膜分離技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，該技術(shù)以超、微濾膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥處理過程中的泥水重力沉降分離過程，由于采用膜分離，可以保持很高的生物相濃度和非常優(yōu)異的出水效果。該技術(shù)具有出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定、占地面積小、剩余污泥排放少、不受污泥膨脹的影響、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、自動化程度高，運行管理簡便等優(yōu)點，是極具發(fā)展?jié)摿Φ奈鬯幚砑夹g(shù)。
[0004]但是，膜生物反應(yīng)器技術(shù)(MBR)由于其能耗大、設(shè)備價格高、對控制要求嚴(yán)格等缺點嚴(yán)重限制了它的推廣應(yīng)用。如為控制膜表面的污染，需采用鼓風(fēng)曝氣的方式對膜表面進(jìn)行吹掃，一般膜池中氣水比為10:1-20:1，導(dǎo)致膜池能耗加大。
[0005]隨著污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格和提高，現(xiàn)有及擬建或在建污水處理廠面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，若可將傳統(tǒng)活性污泥法處理工藝與MBR膜分離技術(shù)相結(jié)合，科學(xué)發(fā)揮二者優(yōu)勢，一方面可提高出水水質(zhì)，另一方面亦可節(jié)省占地面積，擁有廣泛的應(yīng)用前景，目前已受到研究者的關(guān)注。但由于MBR膜池高的氣水比，其混合液溶解氧濃度高達(dá)5.0mg/L^l0.0 mg/L，若不對其進(jìn)行科學(xué)利用，不僅浪費了鼓風(fēng)曝氣的能耗、提高污水處理成本，而且還將會消耗大量的污水中可利用優(yōu)質(zhì)碳源，不利于提高整套污水處理系統(tǒng)的出水效果。
[0006]因此，應(yīng)開發(fā)一套低能耗、高效能的MBR膜工藝處理污水的流程和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為提高污水處理工藝的出水水質(zhì)、降低MBR膜工藝的處理能耗，本發(fā)明提出了一種低能耗、高效能的MBR膜工藝處理污水的流程和方法。
[0008]本發(fā)明結(jié)合MBR工藝的特點，對傳統(tǒng)污水生化處理工藝流程進(jìn)行革新，通過改變生化池中傳統(tǒng)的單點進(jìn)水方式，提高了污水中固有碳源的有效利用率，相應(yīng)提高了出水水質(zhì)；另一方面，根據(jù)本發(fā)明提供的污水處理方法或裝置，可根據(jù)實際情況靈活調(diào)整運行工況，僅需將生化處理過程中的部分混合液流入好氧池(或超越好氧池、直接進(jìn)入膜池)，在最大限度地利用膜池過曝氣產(chǎn)生的溶解氧的同時，降低或省去了好氧池所需的鼓風(fēng)曝氣量，在保證并提高出水水質(zhì)的同時節(jié)省了大量能耗；此外，本方法將倒置A2O工藝與MBR工藝結(jié)合，省去了常規(guī)A2O工藝中的內(nèi)回流，進(jìn)一步降低了運行成本。[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種節(jié)能型倒置AAO-MBR污水處理方法，所采用的裝置包括相互連通的缺氧池、厭氧池、好氧池和膜池，缺氧池設(shè)有第一進(jìn)水口，膜池設(shè)有出水口、回流出水口和污泥排出口，污泥排放管連接于污泥排出口，出水管連接于出水口，直接或用回流管通過回流出水口將膜池與缺氧池連接通，回流泵置于膜池內(nèi)并使其出水口連接于回流出水口。
[0010]厭氧池設(shè)有第二進(jìn)水口，厭氧池和膜池之間設(shè)有帶調(diào)節(jié)閥的連通口或連通管，厭氧池和好氧池之間的連通口或連通管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥，好氧池和膜池之間的連通口或連通管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
[0011]待處理廢水按總量Q的20-100%從第一進(jìn)水口進(jìn)入缺氧池，其余部分從第二進(jìn)水口直接進(jìn)入?yún)捬醭兀?br> 從缺氧池流出的混合液流入?yún)捬醭?；?jīng)厭氧池后的混合液按比例分別連續(xù)進(jìn)入好氧池和膜池；從好氧池流出的混合液流入膜池；
膜池的混合液部分通過回流泵回流到缺氧池，回流量為3(T8Q，膜池中的污泥通過剩余污泥排放管向外排出。
[0012]缺氧池的水力停留時間為3飛h，厭氧池的水力停留時間為2~4h，好氧池的水力停留時間為1.5~4h，膜池的水力停留時間為f2h ;缺氧池、厭氧池、好氧池和膜池中污泥的平均濃度為5~9g/L，污泥齡為10~20天。
[0013]本發(fā)明具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步:
1、本發(fā)明的處理流程和方法打破了 MBR膜工藝以及活性污泥法污水處理工藝流程的傳統(tǒng)思路，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量及環(huán)境條件的變化，靈活調(diào)整系統(tǒng)運行模式，僅將經(jīng)缺氧池、厭氧池處理后的部分混合液流入好氧池，其余部分直接流入膜池，即降低了好氧池的池容、又節(jié)省了好氧曝氣量，避免了污水中部分固有碳源在好氧池的無效消耗；充分利用了膜池用于吹掃帶來的大量溶解氧進(jìn)行硝化、實現(xiàn)氨氮的去除，相應(yīng)地減少了好氧池的處理規(guī)模和負(fù)荷。
[0014]2、本發(fā)明采取多點進(jìn)水方式，即將預(yù)處理后污水分兩點分別進(jìn)入缺氧池和厭氧池，可充分利用污水中固有碳源，分別為反硝化菌和除磷菌提供高效可利用的優(yōu)質(zhì)碳源；同時由于采用先缺氧后厭氧的處理次序，避免了脫氮及除磷的內(nèi)循環(huán)，減少了內(nèi)循環(huán)所需的運行和維護(hù)費用。
[0015]3、本發(fā)明可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量及環(huán)境條件的變化，靈活調(diào)整好氧池運行工況，當(dāng)進(jìn)水濃度低時實現(xiàn)好氧池的超越，僅需利用膜池強(qiáng)曝氣產(chǎn)生的高溶解氧就可實現(xiàn)污染物的高效去除，進(jìn)一步降低了運行能耗。
[0016]本發(fā)明工藝可用于生物脫氮除磷污水處理廠的新建和改造工程，可減少城市污水廠占地面積和處理能耗(單位處理能耗降低10%以上)，提高城市污水廠出水品質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的設(shè)備配置示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的【具體實施方式】一工藝流程示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的【具體實施方式】二工藝流程示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的【具體實施方式】三工藝流程示意圖。[0021]圖5是本發(fā)明的【具體實施方式】四工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]【具體實施方式】一
結(jié)合圖1和圖2進(jìn)行說明，本發(fā)明提供的一種節(jié)能型倒置AAO-MBR污水處理方法，采用的裝置包括相互連通的缺氧池1、厭氧池2、好氧池3和膜池4。
[0024]缺氧池I設(shè)有第一進(jìn)水孔11、第一出水孔12、推流器Ia,第一出水孔13將缺氧池I和厭氧池2連通；
厭氧池2設(shè)有第二進(jìn)水孔21、第二出水孔22、第三出水孔23、攪拌器2a、混合液出水管2b，第二出水孔22將厭氧池2和好氧池3連通，第二出水孔22上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥3b ;混合液出水管2b通過第三出水孔23將厭氧池2和膜池4連接通，混合液出水管2b上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥2c。
[0025]好氧池3設(shè)有第四出水孔31、曝氣裝置3a、第四出水孔31將好氧池3和膜池4連接通，第四出水孔31上設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥4c。
[0026]膜池4設(shè)有回流出水孔41、膜組件4a、混合液回流泵4b、出水管5、剩余污泥排放管6，回流出水孔41將膜池4和缺氧池I連通，混合液回流泵4b的出水口連接于回流出水孔41，混合液回流泵4b通過回流水孔41使膜池4內(nèi)的混合液回流到缺氧池I。
[0027]運行時，預(yù)處理后污水按照一定比例分別通過第一進(jìn)水孔11流入缺氧池I和第二進(jìn)水孔21流入?yún)捬醭?，缺氧池I采用廊道布置方式，推流器Ia布置于廊道中，將經(jīng)第一進(jìn)水孔11流入的污水和經(jīng)回流水孔41流入的膜池混合液進(jìn)行完全混合并推流；經(jīng)缺氧池I缺氧生化處理后的混合液從第一出水孔12進(jìn)入?yún)捬醭?中，在攪拌器2a的作用下與第二進(jìn)水孔21流入的污水完全混合，經(jīng)厭氧池2的厭氧生化反應(yīng)后，部分混合液從第二出水孔22流入好氧池3中，部分混合液經(jīng)第三出水孔23和混合液出水管2b流入膜池4中；好氧池3中的曝氣裝置3a為進(jìn)入該池的混合液提供了充足的溶解氧，經(jīng)好氧池3的好氧生化反應(yīng)后，混合液從第四出水孔31流入膜池4中；在膜池4中，經(jīng)膜組件分離后，處理后的清水經(jīng)出水管5流出，剩余污泥從剩余污泥排放管6外排，膜池4的部分混合液由混合液回流泵4b經(jīng)回流出水孔41回流入缺氧池I中。
[0028]本實施例所處理的原水為廣州市城市污水，預(yù)處理后污水進(jìn)入缺氧池I和厭氧池2的污水量(按污水處理總量Q計)分別為ql=0.55Q、q2=0.45Q ;膜池4回流至缺氧池I的回流量r=3Q ;厭氧池2的混合液流入好氧池3和膜池4的分配比例為R1:R2=2:3 ；
缺氧池I的水力停留時間為4h，厭氧池2的水力停留時間為2h，好氧池3的水力停留時間為2.5h，膜池4的水力停留時間為1.5h ；
缺氧池1、厭氧池2和好氧池3中的混合液污泥濃度平均為MLSS=6g/，膜池4中的混合液污泥濃度MLSS=8g/L ;污泥齡為15天。
[0029]本實施例中，進(jìn)水中的主要水質(zhì)指標(biāo)為:C0Dcr為250~350 mg/L, NH4+_N為30~40mg/L, TN為30~50 mg/L, TP為3.0~5.0 mg/L, pH為7.0~7.6。試驗中所采用的分析方法均按照《水和廢水監(jiān)測分 析方法(第四版)》中的標(biāo)準(zhǔn)方法。本【具體實施方式】的活性污泥在系統(tǒng)中經(jīng)過2個月的馴化和培養(yǎng)后，出水CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均濃度為17.8 mg/L、0.3mg/L、9.6 mg/L、0.4 mg/L。出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0030]【具體實施方式】二:
本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:好氧池3中的第一調(diào)節(jié)閥3b和第三調(diào)節(jié)閥4c關(guān)閉、好氧池3中的曝氣裝置3a處于停止?fàn)顟B(tài)，厭氧池2中的混合液全部經(jīng)第三出水孔23和混合液出水管2b流入膜池4中(即R2=100%);預(yù)處理后污水進(jìn)入缺氧池I和厭氧池2的污水量(按污水處理總量Q計)分別為ql=0.55Q、q2=0.45Q ;膜池4回流至缺氧池I的回流量r=7Q。本【具體實施方式】二的工藝流程示意圖見圖3所示。
[0031]缺氧池I的水力停留時間為4.0h，厭氧池2的水力停留時間為2.0h，膜池4的水力停留時間為2.0h，缺氧池1、厭氧池2中的混合液污泥濃度MLSS=6.0g/L，膜池4中的MLSS=8.0g/L,污泥齡為15天。
[0032]本實施例中，進(jìn)水中的主要水質(zhì)指標(biāo)為:C0Dcr為200~300 mg/L, NH4+_N為15~25mg/L, TN為15~30 mg/L, TP為2.0~4.0 mg/L, pH為7.0~7.6。試驗中所采用的分析方法均按照《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》中的標(biāo)準(zhǔn)方法。本【具體實施方式】的活性污泥在系統(tǒng)中經(jīng)過2個月的馴化和培養(yǎng)后，出水CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均濃度為21.5 mg/L、0.8mg/L、10.3 mg/L、0.3 mg/L。出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。[0033]【具體實施方式】三，
本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:厭氧池2中的第二調(diào)節(jié)閥2c關(guān)閉，預(yù)處理后污水進(jìn)入缺氧池I和厭氧池2的污水量(按污水處理總量Q計)分別為ql=0.6Q、q2=0.4Q ；厭氧池2中的混合液全部經(jīng)第二出水孔22和第一調(diào)節(jié)閥3b流入好氧池3中(即Rl=100%);經(jīng)好氧池3處理的污水從第四出水口 31和第三調(diào)節(jié)閥4c進(jìn)入膜池4，膜池4回流至缺氧池I的回流量r=3Q。本【具體實施方式】三的工藝流程示意圖見圖4所示。
[0034]缺氧池I的水力停留時間為4.0h,厭氧池2的水力停留時間為1.0h,好氧池3的水力停留時間為2.5h，膜池4的水力停留時間為1.6h，缺氧池1、厭氧池2中的混合液污泥濃度MLSS=6.0g/L,膜池4中的MLSS=8.0g/L,污泥齡為15天。
[0035]本實施例中，進(jìn)水中的主要水質(zhì)指標(biāo)為:C0Dcr為300~600 mg/L, NH4+_N為30~50mg/L, TN為30~60 mg/L, TP為3.0~5.0 mg/L, pH為7.0~7.6。試驗中所采用的分析方法均按照《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》中的標(biāo)準(zhǔn)方法。本【具體實施方式】的活性污泥在系統(tǒng)中經(jīng)過2個月的馴化和培養(yǎng)后，出水CODcr、ΝΗ4+-Ν、ΤΝ、TP的平均濃度為25.6 mg/L、1.0mg/L、10.4 mg/L、0.4 mg/L。出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0036]【具體實施方式】四:
本實施方式與【具體實施方式】二不同的是:預(yù)處理后污水全部進(jìn)入缺氧池1，膜池4回流至缺氧池I的回流量r=8Q。本【具體實施方式】四的工藝流程示意圖見圖5所示。
[0037]缺氧池I的水力停留時間為4.5h，厭氧池2的水力停留時間為4.0h,膜池4的水力停留時間為2.0h。缺氧池1、厭氧池2中的混合液污泥濃度MLSS=6.5g/L，膜池4中的MLSS=8.0g/L ;污泥齡為13天。
[0038]本實施例中，進(jìn)水中的主要水質(zhì)指標(biāo)為:C0Dcr為20(T250 mg/L, NH4+_N為15~25mg/L, TN為15~30 mg/L, TP為2.0~4.0 mg/L, pH為7.0~7.6。試驗中所采用的分析方法均按照《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》中的標(biāo)準(zhǔn)方法。本【具體實施方式】的活性污泥在系統(tǒng)中經(jīng)過2個月的馴化和培養(yǎng)后，出水CODcr、NH4+-N、TN、TP的平均濃度為20.2 mg/L、1.22mg/L、12.0 mg/L、0.4 mg/L。出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0039]【具體實施方式】五:
本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:預(yù)處理后污水進(jìn)入缺氧池I和厭氧池2的污水量(按污水處理總量Q計)分別為ql=0.8Q、q2=0.2Q ;厭氧池2的混合液流入好氧池3和膜池4的分配比例為R1:R2=3:1 ;膜池4回流至缺氧池I的回流量r=5Q，本【具體實施方式】五的工藝流程示意圖見圖2所示。
[0040]缺氧池I的水力停留時間為4.8h，厭氧池2的水力停留時間為3.0h,好氧池3的水力停留時間為3.5h，膜池4的水力停留時間為1.7h。缺氧池1、厭氧池2和好氧池3中的混合液污泥濃度MLSS=7.0g/L，膜池4中的MLSS=9.0g/L ;污泥齡為16天。
[0041]本實施例中，進(jìn)水中的主要水質(zhì)指標(biāo)為=CODcr為350~500 mg/L, NH4+_N為30~45mg/L, TN為30~60 mg/L, TP為3.0~6.0 mg/L, pH為7.0~7.6。試驗中所采用的分析方法均按照《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》中的標(biāo)準(zhǔn)方法。本【具體實施方式】的活性污泥在系統(tǒng)中經(jīng)過2個月的馴化和培養(yǎng)后，出水CODcr、ΝΗ4+-Ν、ΤΝ、TP的平均濃度為12.3 mg/L、0.3mg/LUl.5 mg/L、0. 4 mg/L。出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》一級A標(biāo)準(zhǔn)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能型倒置AAO-MBR污水處理方法，所采用的裝置包括相互連通的缺氧池(I )、厭氧池(2 )、好氧池(3 )和膜池(4 ),缺氧池(I)設(shè)有第一進(jìn)水口( 11),膜池(4 )設(shè)有出水口、回流出水口和污泥排出口，污泥排放管(6 )連接于污泥排出口，出水管(5 )連接于出水口，直接或用回流管通過回流出水口(43)將膜池(4)與缺氧池(I)連接通，回流泵(4b)置于膜池(4)內(nèi)并使其出水口連接于回流出水口(43)，其特征在于: 厭氧池(2)和膜池(4)之間設(shè)有帶調(diào)節(jié)閥(2c)的連通口或連通管，厭氧池(2)和好氧池(3)之間的連通口或連通管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥(3b)，好氧池(3)和膜池(4)之間的連通口或連通管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥(4c); 厭氧池(2)設(shè)有第二進(jìn)水口(21)，待處理廢水按總量Q的20-100%從第一進(jìn)水口(11)進(jìn)入缺氧池(I)，其余部分同時從第二進(jìn)水口( 21)直接進(jìn)入?yún)捬醭?2 ); 從缺氧池(I)流出的混合液流入?yún)捬醭?2);經(jīng)厭氧池(2)后的混合液按比例分別連續(xù)進(jìn)入好氧池(3)和膜池(4);從好氧池(3)流出的混合液流入膜池(4)； 膜池(4)的混合液部分通過回流泵(4b)回流到缺氧池(1)，回流量為3Q~8Q，膜池(4)中的污泥通過剩余污泥排放管(6 )向外排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型倒置AAO-MBR污水處理方法，其特征在于:缺氧池的水力停留時間為3飛h，厭氧池的水力停留時間為2~4h，好氧池的水力停留時間為1.5^4h,膜池的水力停留時間為f 2h ;缺氧池、厭氧池、好氧池和膜池中污泥的平均濃度為5~9g/L0
3.根據(jù)權(quán)利要求2 所述的節(jié)能型倒置AAO-MBR污水處理方法，其特征在于，缺氧池、厭氧池、好氧池和膜池中污泥的污泥齡為10-20天。
【文檔編號】C02F9/14GK103936231SQ201410176706
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】隋軍, 汪傳新, 馬振強(qiáng), 李捷, 邱維, 馬以勇 申請人:廣州市市政工程設(shè)計研究院