本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種針對低碳源城市污水反硝化除磷的兩級MBR強(qiáng)化脫氮除磷方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界隨著工業(yè)化進(jìn)程的加劇，大量含氮、磷肥料的生產(chǎn)和使用，食品加工、畜產(chǎn)品加工等造成的工業(yè)廢水和大量城市生活廢水，特別是含磷洗滌劑產(chǎn)生的污水未經(jīng)處理即行排放，致使水體富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化對環(huán)境有著嚴(yán)重的危害，水體富營養(yǎng)化會影響大氣的正常復(fù)氧水平，降低水體中溶解氧濃度，造成水生動物和魚類大量死亡，同時水生的藻類會產(chǎn)生生物毒素，也會引起水生生物和人畜中毒致病。對污水中的氮、磷高效去除是緩解水體富營養(yǎng)化的一個有效方法。
傳統(tǒng)的生物除磷技術(shù)認(rèn)為，脫氮過程和除磷過程都需要消耗碳源，即存在反硝化細(xì)菌與聚磷菌對碳源競爭的問題，與此同時我國城市污水中存在著有機(jī)物濃度越來越低，污水的碳氮、碳磷比持續(xù)下降的現(xiàn)象。傳統(tǒng)的污水處理工藝（如A2/O、改良A2/O、UCT、SBR等）具有一定的脫氮和除磷作用，但由于在脫氮和除磷工藝存在碳源競爭和泥齡差異的矛盾，除磷和脫氮相互制約，實際的運(yùn)行效果并不理想，且存在占地面積較大、能源消耗較多，剩余污泥產(chǎn)量較大等弊端。
目前，反硝化脫氮除磷技術(shù)是污水生物處理技術(shù)研究的熱點。關(guān)于反硝化除磷的工藝研究按污泥系統(tǒng)分主要有單污泥系統(tǒng)和雙污泥系統(tǒng)兩種類型。
（1）單污泥系統(tǒng)反硝化除磷
序批式反應(yīng)器（SBR）屬于典型的單污泥系統(tǒng)反硝化除磷工藝。該工藝采取序批式的運(yùn)行方式，通過厭氧、缺氧和好氧的交替，使系統(tǒng)實現(xiàn)脫氮除磷的功能。但在SBR工藝的運(yùn)行過程中，除磷菌、反硝化菌、硝化菌等共存于同一活性污泥,不可避免地存在著硝化菌和除磷菌之間的泥齡競爭以及反硝化菌和除磷菌對有機(jī)物（碳源）的競爭,使除磷和硝化互相干擾，導(dǎo)致脫氮除磷效率難以進(jìn)一步提高。
（2）雙污泥系統(tǒng)反硝化除磷
雙污泥系統(tǒng)是將短程硝化細(xì)菌和反硝化聚磷菌獨立于上述兩個相同的反應(yīng)器中生長，通過管路將兩個反應(yīng)器連接，以實現(xiàn)上清液的回流。該工藝解決了SBR和SBBR工藝中除磷和脫氮過程中碳源競爭和泥齡不一致的問題。雙污泥系統(tǒng)又分為連續(xù)流雙污泥系統(tǒng)和間歇流雙污泥系統(tǒng)，間歇式雙污泥系統(tǒng)如A2N工藝，其工藝雖有上述的可以解決不同污泥對碳源的競爭和泥齡的矛盾的功能，但其操作不便、控制繁瑣，不能實現(xiàn)連續(xù)出水，難以滿足快速處理污水的要求。
綜上所述，反硝化除磷技術(shù)在當(dāng)今城市污水脫氮除磷方面具有明顯的優(yōu)勢，發(fā)展?jié)摿薮?。而目前關(guān)于反硝化除磷研究的工藝類型主要有單污泥系統(tǒng)和雙污泥系統(tǒng)。單污泥系統(tǒng)（SBR、SBBR）具有一定的反硝化除磷效能，但單污泥系統(tǒng)內(nèi)多種種群因泥齡（SBR）差異以及對DO與營養(yǎng)需求的不同，不同微生物之間相互影響，引起反硝化除磷效能難以大幅度提高。雙污泥系統(tǒng)如A2N工藝、厭氧-好氧-缺氧多級反應(yīng)器等可較好地實現(xiàn)了反硝化聚磷菌的富集，提高出水水質(zhì)，但如A2N工藝的間歇式雙污泥系統(tǒng)，操作不便、控制繁瑣，不能實現(xiàn)連續(xù)出水，其反硝化除磷效能和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種低碳源城市污水兩級MBR強(qiáng)化脫氮除磷方法（MBR:膜-生物反應(yīng)器），通過在好氧池設(shè)置膜過濾單元，將硝化菌和聚磷菌分開，以解決泥齡和碳源的競爭，通過在缺氧池后再設(shè)好氧池，以降低出水磷濃度，并通過各反應(yīng)器同時運(yùn)行以實現(xiàn)連續(xù)出水。
本發(fā)明為實現(xiàn)發(fā)明目的提出的一種低碳源城市污水兩級MBR強(qiáng)化脫氮除磷方法，其特征是：對低碳源城市污水依次進(jìn)行厭氧釋磷處理、沉淀處理、好氧硝化處理、反硝化除磷處理、沉淀排泥及污泥回流、后置好氧硝化處理、除磷及排水處理，各個處理過程同步進(jìn)行，連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)出水,本方法適用于處理的水量為1-20萬m3/d。上述各個處理過程的處理時間無需定量限定，可根據(jù)具體需要設(shè)定各個處理過程的時間。
所述的厭氧釋磷處理：將待處理的污水泵入?yún)捬醭貎?nèi)，聚磷菌進(jìn)行厭氧釋磷反應(yīng)并吸收水中的有機(jī)物，得到聚羥基脂肪酸作為缺氧反硝化吸磷所需的碳源（PHB）。
所述的沉淀處理：將厭氧池中的泥水混合液送入沉淀池I中沉淀，進(jìn)行泥水分離，分離為上清液和活性污泥。
所述的好氧硝化處理：將沉淀分離的上清液送入到好氧MBR池I中，進(jìn)行好氧硝化和剩余有機(jī)物的降解，得到活性污泥上清液。
所述的反硝化除磷處理：將沉淀分離的活性污泥送入至缺氧池，同時把好氧MBR池I內(nèi)好氧硝化處理得到的活性污泥上清液通過好氧池膜組件過濾后送至缺氧池，進(jìn)行缺氧反硝化吸磷。
所述的沉淀排泥及污泥回流：將缺氧池中的30-50%泥水混合送入液沉淀池Ⅱ沉淀，進(jìn)行泥水分離，泥水分離后的70-90%污泥循環(huán)回厭氧池用于補(bǔ)充生物量，10-30%的污泥作為剩余的污泥排除而除磷。
所述的后置好氧硝化、除磷及排水處理：缺氧池中的另一部分泥水混合液進(jìn)入好氧MBR池Ⅱ，同時沉淀池Ⅱ中的上清液也進(jìn)入好氧MBR池Ⅱ，在好氧MBR池Ⅱ內(nèi)進(jìn)行好氧硝化和好氧吸磷處理，對污水中的剩余的氨氮和磷進(jìn)一步的去除，然后通過膜組件過濾排水。
本發(fā)明通過在缺氧池后設(shè)好氧MBR池，在好氧MBR池內(nèi)設(shè)置膜組件，整個過程采取連續(xù)的運(yùn)行方式，在各反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)了厭氧釋磷、好氧硝化和缺氧反硝化過程同步進(jìn)行。在厭氧池后設(shè)沉淀池實現(xiàn)泥水高效分離和在好氧MBR池內(nèi)設(shè)膜組件實現(xiàn)了好氧MBR池內(nèi)泥水幾乎完全分離的效果使硝化細(xì)菌和聚磷菌分別截留在好氧MBR池和厭氧池及缺氧池內(nèi)，有效避免了不同微生物之間的相互影響和對基質(zhì)的競爭，保障了不同微生物在各自的系統(tǒng)中良好生長環(huán)境，強(qiáng)化了硝化效果和反硝化除磷效能。好氧MBR池內(nèi)設(shè)置的膜組件由于曝氣的沖刷作用使得膜不易堵塞，使用周期大大延長。
在缺氧池后加好氧MBR池和沉淀池，在沉淀池中實現(xiàn)排泥而除磷，在好氧MBR池中對污水中的剩余的氨氮和磷進(jìn)一步的去除，并通過膜出水保證了出水水質(zhì)。通過沉淀池和膜出水實現(xiàn)了硝化細(xì)菌和聚磷菌分在各自的系統(tǒng)中生長的環(huán)境條件，有效解決了除磷和脫氮過程中對碳源競爭的矛盾和泥齡矛盾，實現(xiàn)了一碳兩用，節(jié)省了碳源，強(qiáng)化了低碳源污水的反硝化除磷效能。該工藝具有流程簡單、可連續(xù)運(yùn)行、生物濃度高、占地面向小、出水水質(zhì)好、操作管理方便等優(yōu)點。對污水處理新工藝的開發(fā)和現(xiàn)有污水處理廠的升級改造具有重要指導(dǎo)意義。
附圖說明
圖1是本發(fā)明低碳源城市污水兩級MBR強(qiáng)化脫氮除磷方法工藝流程示意圖。
圖中：1－調(diào)節(jié)池，2－厭氧生物反應(yīng)器，3－沉淀池，4－好氧膜生物反應(yīng)器，5－缺氧生物反應(yīng)器，6－好氧膜生物反應(yīng)器，7－沉淀池，8、9－好氧膜生物反應(yīng)器膜組件，10－進(jìn)水泵，11－好氧池出水泵，12－排水泵，13、14、17－污泥泵，15、16－鼓風(fēng)機(jī)。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步的描述：
如圖1所示，本發(fā)明為低碳源城市污水兩級MBR強(qiáng)化脫氮除磷方法，實施本發(fā)明方法的處理系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)池1、厭氧池2、沉淀池Ⅰ3、好氧MBR池Ⅰ4、缺氧池5、好氧MBR池Ⅱ6、沉淀池Ⅱ7。在好氧MBR池Ⅰ4和好氧MBR池Ⅰ6分別內(nèi)置膜組件8和膜組件9，用于硝化液的循環(huán)和系統(tǒng)膜過濾出水。在好氧MBR池I和好氧MBR池內(nèi)分別通過鼓風(fēng)機(jī)15和鼓風(fēng)機(jī)16曝氣對膜面進(jìn)行沖洗以控制膜污染，同時曝氣還起到對微生物供氧的作用，并通過污泥泵17將沉淀池Ⅱ內(nèi)富磷污泥的排除以實現(xiàn)磷的去除。
采用連續(xù)流的運(yùn)行方式，污水從調(diào)節(jié)池1依次通過厭氧池2、沉淀池Ⅰ3、好氧MBR池Ⅰ4、缺氧池5、沉淀池Ⅱ7、好氧MBR池Ⅱ6，并在好氧MBR池Ⅱ6內(nèi)通過膜組件9實現(xiàn)膜出水。共包括六個處理過程，即：厭氧釋磷處理、沉淀處理、好氧硝化處理、反硝化除磷處理、沉淀排泥及污泥回流、后置好氧硝化處理、除磷及排水處理。
具體運(yùn)行過程：
A、厭氧釋磷處理過程：通過進(jìn)水泵10將調(diào)節(jié)池1內(nèi)的污水泵入?yún)捬醭?內(nèi)，聚磷菌進(jìn)行厭氧釋磷反應(yīng)并吸收利用進(jìn)水中的有機(jī)物，儲存為下一階段缺氧反硝化吸磷所需的碳源（PHB）。
B、沉淀處理過程：厭氧池2中的泥水混合液通過沉淀池Ⅰ3進(jìn)行泥水分離。
C、好氧硝化處理過程：沉淀池I3中的上清液進(jìn)入到好氧MBR池Ⅰ4，進(jìn)行好氧硝化和剩余有機(jī)物的降解。同時啟動鼓風(fēng)機(jī)15進(jìn)行曝氣，一方面為好氧MBR池Ⅰ4內(nèi)生物反應(yīng)提供所需的氧氣，另一方面減緩好氧池膜組件8的膜污染進(jìn)程。
D、反硝化除磷處理過程：通過污泥泵13將沉淀池Ⅰ3內(nèi)的活性污泥泵至缺氧池5中，同時由出水泵11把好氧MBR池Ⅰ4內(nèi)的活性污泥上清液通過好氧池膜組件8泵至缺氧池5，進(jìn)行缺氧反硝化吸磷。
E、沉淀排泥及污泥回流過程：缺氧池5中的30-50%泥水混合液通過沉淀池Ⅱ7依靠重力進(jìn)行泥水分離，沉淀后的污泥滿足剩余排泥和生物量的補(bǔ)充，通過污泥回流泵14將沉淀后污泥的70-90%循環(huán)回厭氧池2以補(bǔ)充生物量。通過污泥泵17將沉淀池Ⅱ7內(nèi)剩余的污泥排除進(jìn)行除磷。
F、后置好氧硝化、除磷及排水處理過程：缺氧池5中的另一部分泥水混合液進(jìn)入好氧MBR池Ⅱ6，同時沉淀池Ⅱ7中的上清液也進(jìn)入好氧MBR池Ⅱ6，在好氧MBR池Ⅱ6內(nèi)進(jìn)行好氧硝化和好氧吸磷過程，對污水中剩余的氨氮和磷進(jìn)一步的去除，同時由排水泵12經(jīng)過膜組件9進(jìn)行排水。
該工藝采用連續(xù)流的運(yùn)行方式，首先污水進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧釋磷；然后進(jìn)入沉淀池Ⅰ進(jìn)行泥水分離，沉淀后的上清液進(jìn)入好氧MBR池Ⅰ進(jìn)行硝化和部分有機(jī)物的降解，沉淀后的污泥和經(jīng)過好氧硝化后的硝化液進(jìn)入缺氧池進(jìn)行反硝化除磷，缺氧后的一部分混合液進(jìn)入沉淀池Ⅱ進(jìn)行沉淀排泥而除磷，另一部分混合液和沉淀池Ⅱ上清液進(jìn)入好氧MBR池Ⅱ進(jìn)行進(jìn)一步的好氧硝化和吸磷，最后通過MBR膜組件進(jìn)行過濾出水。