CN101168461A - 一种利用生物膜过滤的污水脱氮除磷处理方法 - Google Patents

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张辰
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Abstract

一种利用生物膜过滤的污水脱氮除磷处理方法，在曝气池内设置以不锈钢或滤布作为过滤网的生物膜过滤器替代传统的二沉池进行泥水分离；其特征在于：生物膜过滤器不锈钢或滤布滤网平均孔径为10～200μm，在滤网上形成生物膜可截留活性污泥，单位滤网水通量可达到100l/h.m2以上，最高过滤阻力可控制在0.5m以下，曝气池污泥可达到常规的2～3倍以上，生物膜过滤器过滤后出水中的磷再经絮凝和沉淀进一步处理达到脱氮除磷要求，生物过滤器运行一段时间后阻力增大，水通量降低，此时采用反向冲空气和反冲洗水泵冲洗后，即可恢复生物膜过滤器的正常运行。

Description

一种利用生物膜过滤的污水脱氮除磷处理方法
技术领域：
本发明涉及污水处理的技术领域，具体地说是一种在污水活性污泥处理过程中，利用生物膜过滤替代二沉池截留活性污泥的污水脱氮除磷方法。
背景技术：
水污染严重和水资源短缺已经严重影响我国经济的持续发展，环境污染和水体富营养化问题的尖锐化迫使越来越多的国家和地区制定严格的氮磷排放标准，大量的研究已经证明，污水中的氮和磷是导致受纳水体富营养化的主要原因之一，常规的污水处理技术主要去除有机物和悬浮固体，对氮和磷的去处效率较低。许多发达国家对排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水处理厂达到除氮除磷的要求，常规的污水脱氮除磷处理方法多为活性污泥处理方法，目前在国内使用较多的无外乎有A/A/O、UCT、MUCT、倒置A/A/O、SBR、氧化沟等几种工艺，活性污泥依次经过厌氧、缺氧、好氧过程，然后采用二沉池(SBR池为曝气池进行泥水分离)进行泥水分离，传统的活性污泥法曝气池内的污泥浓度污泥浓度一般在2～4g/l左右，由于二沉池所能承受的水力负荷和污泥固体均难以提高，从而使曝气池内的污泥浓度难以提高，导致曝气池容积增大，从而增加了污水处理厂工程投资和占地面积，同时考虑污泥絮体较轻，容易发生污泥膨胀，会导致污泥从二沉池流失，二沉池负荷较低，导致二沉池的表面积较大，同时给污水处理厂运行管理带来较大的困难。为克服传统二沉池活性污泥流失，曝气池污泥浓度较低的弊端，近年来出现采用膜生物反应器(MBR)处理污水，该技术采用超滤或微滤膜取代二沉池，一般把膜装置放置在曝气池中，有效解决了传统二沉池污泥流失问题，曝气池污泥可大幅度提高，从而大大减少污水处理池容积和占地面积。由于目前超滤膜或微滤膜处理装置孔径小，膜通量一般在15～20l/h.m2，单位面积水通量相对较低，从而处理单位污水量的膜装置表面积大，另外，同时膜运行时阻力较大，膜运行时阻力最高可达5-8m，导致运行能耗高，运行一段时间后，常规物理反冲洗难以恢复水通量，需要定期的化学清洗才能有效恢复水通量。同时由于膜表面积大，膜组件费用较高，导致膜处理装置工程投资比传统处理技术明显增大，运行成本增加，从而使膜生物反应器技术的应用受到限制，另外膜生物反应器技术对磷的去除效率较差。由此可见，采用膜生物反应器由于运行费用高，膜装置通量小，工程投资高等方面的限制影响其推广应用。
如何以最简单有效的方式替代传统的二沉池，增加曝气池的污泥浓度，有效减少曝气池的容积和占地面积，缩减污水处理厂工程投资，减少污水处理运行费用，对提高污水处理效率，减少能源消耗，保护环境具有重要作用。
发明内容：
本发明目的在于提供一种利用生物膜过滤替代传统二沉池的污水脱氮除磷处理方法，采用生物膜过滤可提高曝气池内污泥浓度，防止活性污泥流失，有效克服现有生物脱氮除磷技术中的一些不足；
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：设置以不锈钢或滤布作为过滤网的生物膜过滤器替代传统的二沉池进行泥水分离；其特征在于：生物膜过滤器的不锈钢或滤布过滤网平均孔径为10～200μm，通过在滤网上形成动态生物膜可截留活性污泥，单位滤网面积水通量可达到100l/h.m2以上，经过过滤器的最高过滤阻力可控制在0.5m以下，滤网上形成生物膜，防止污泥流失，从而使曝气池污泥可达到常规的2～3倍以上，过滤后污水中部分透过滤网SS和总磷再经絮凝沉淀池进一步去除后达到脱氮除磷要求，出水SS可稳定达到5mg/l以下，也可直接在曝气池进水投加混凝剂，在到除磷的目的，过滤器运行一段时间后水通量降低，此时需要对滤网进行反向冲洗以恢复水通量；
本发明克服传统活性污泥脱氮除磷处理方法中曝气池内污泥浓度较低，二沉池污泥流失等弊端，在正常运行时，通过过滤器滤网表面形成动态生物膜过滤层，使污泥截留在曝气池内，从而使曝气池内污泥浓度比常规活性污泥法曝气池内污泥浓度大大提高，从而使曝气池的有效容积是常规活性污泥法的1/2～1/3，可大大减少池容积和占地面积，节约工程造价，另外由于采用过滤取代传统的二沉池，不存在传统活性污泥处理厂运行过程中的污泥膨胀和二沉池污泥流失问题，使污水厂操作和运行简便。另外，由于本发明采用的生物膜过滤器滤网孔径较大，过滤器的阻力在0.5m以下，同时滤网水通量是常规膜生物反应器(MBR)中超滤膜膜水通量5～10倍，单位滤网面积水通量可达到100l/h.m2以上，过滤出水经过絮凝沉淀池对水中SS、TP等污染物进一步的去除，有效达到脱氮除磷的目的，相对于传统的超滤和微滤膜，该过滤器除水通量大、过滤阻力低外，由于采用不锈钢或滤布滤网过滤，过滤装置的费用大大降低，有效节约工程投资和降低运行费用。
附图说明：
图1为本发明实施例的方法图
图2为本发明的另一实施例的方法图
图3为本发明的另一实施例的方法图
1曝气池  2絮凝池  3沉淀池  4生物膜过滤器  5曝气器  6反冲洗空气  7反冲洗水泵  8絮凝搅拌机  9剩余污泥  10沉淀污泥11混凝剂  12回流泵
具体实施方式：
下面结合附图和实施例1对本发明作进一步的描述。
本发明的方法在曝气池内设置生物膜过滤器替代传统的二沉池进行泥水分离；具体运行过程为：污水首先进入活性污泥曝气池(1)，在曝气池(1)内设置曝气器(5)进行曝气，污水中的有机物和氨氮在曝气池内微生物作用下进行氧化分解和硝化反应，在曝气池内设置生物膜过滤器(4)，生物膜过滤器(4)采用不锈钢或滤布滤网组成，不锈钢或滤布滤网平均孔径为10～200μm，活性污泥在滤网上形成动态生物膜，污水经过生物膜过滤器(4)过滤后，出水SS基本可达到20mg/l以下，由于滤网孔径大，水通量可达到100l/h.m2以上，过滤阻力可控制在0.5m以下，生物膜过滤器(4)运行一段时间后水通量降低，此时利用反向冲空气(6)和反冲洗水泵(7)冲洗滤网，可恢复生物膜过滤器(4)的水通量；曝气池内活性污泥在生物膜过滤的作用下被截留在曝气池内，达到进行泥水过滤分离目的，曝气池剩余污泥(9)定期排放，曝气池内污泥浓度可达到常规曝气池内污泥浓度的2～3倍以上，从而在常规处理工艺相同负荷情况下大大减少曝气池容积和占地面积；过滤后污水进入絮凝池(2)，在此投加混凝剂(11)，通过在絮凝池(2)内形成絮体后进入沉淀池(3)，达到对悬浮物、磷进一步去除的目的，最终污水达到脱氮除磷的出水要求，同时出水SS可稳定达到5mg/l以下；
该种利用生物膜过滤的污水脱氮除磷处理方法，它的主要特点是：
采用采用不锈钢或滤布滤网组成的生物膜过滤器替代二沉池进行泥水分离，污泥截留在曝气池内，使曝气池内污泥浓度大大提高，从而使曝气池的有效容积是常规活性污泥法的1/2～1/3，由于过滤网孔径较大，水通量可达到100l/h.m2以上且过滤阻力小于0.5m，反冲洗时滤网水通量恢复容易；过滤后出水经絮凝沉淀进一步处理，可去除经过滤难以去除的SS和完成对TP的去除，由于曝气池污泥浓度高，从而使系统的停留时间比传统活性污泥处理大大缩短，从而有效减少污水处理池的容积和占地面积，工程造价大大降低。
本发明另一实例是在曝气池(1)内活性污泥混合液进入生物膜过滤器(4)，污水经过生物膜过滤器(4)进水泥水分离，生物膜过滤器(4)过滤截留污泥通过回流泵(12)回流到曝气池内，从而维持曝气池(1)内污泥浓度，过滤后出水投加混凝剂(11)，在絮凝池(2)内形成絮体后进入沉淀池(3)进行沉淀，达到对磷去除的目的，生物膜过滤器(4)运行一段时间后水通量降低，此时利用反向冲空气(6)和反冲洗水泵(7)冲洗滤网，可恢复生物膜过滤器(4)的水通量，曝气池剩余污泥(9)定期排放；
本发明另一实施例是在曝气池(1)内设置生物膜过滤器(4)，在曝气池(1)进水投加混凝剂(11)，使磷在曝气池(1)内去除，活性污泥采用生物膜过滤器(4)进水泥水分离，污泥截留在曝气池(1)内，生物过滤器(4)出水排放，生物膜过滤器(4)运行一段时间后水通量降低，此时利用反向冲空气(6)和反冲洗水泵(7)冲洗滤网，可恢复生物膜过滤器(4)的水通量，曝气池剩余污泥(9)定期排放。

Claims (4)

1.利用生物膜过滤的污水脱氮除磷处理方法，设置以不锈钢或滤布作为过滤网的生物膜过滤器进行活性污泥的泥水分离；其特征在于：生物膜过滤器(4)不锈钢或滤布滤网平均孔径为10～200μm，通过滤网上形成生物膜可截留活性污泥，单位滤网面积水通量可达到100l/h.m2以上，最高过滤阻力可控制在0.5m以下，曝气池污泥可达到常规的2～3倍以上，剩余污泥(9)定期排放，生物膜过滤器运行一段时间后阻力增大，水通量降低，此时采用反向冲空气(6)和反冲洗水泵(7)冲洗后，即可恢复生物膜过滤器(4)的正常运行；
2.根据权利要求1所述的利用生物膜过滤的污水脱氮除磷处理方法，其特征在于：在曝气池(1)内设置生物膜过滤器(4)，曝气池(1)内活性污泥在生物膜过滤器的滤网生物膜过滤层的作用下被截留在曝气池内，维持曝气池(1)内污泥浓度，生物膜过滤器(4)过滤后出水在絮凝池(2)内形成絮体后进入沉淀池(3)，进一步除磷处理后排放；
3.根据权利要求1所述的利用生物膜过滤的污水脱氮除磷处理方法，其特征在于：曝气池(1)活性污泥混合液自流进入生物膜过滤器(4)，生物膜过滤器(4)过滤截留污泥通过回流泵(12)回流到曝气池内，维持曝气池(1)内污泥浓度，生物膜过滤器(4)过滤后出水在絮凝池(2)内形成絮体后进入沉淀池(3)，进一步除磷处理后排放；
4.根据权利要求1所述的利用生物膜过滤的污水脱氮除磷处理方法，其特征在于：在曝气池(1)内设置生物膜过滤器(4)，在曝气池(1)进水投加混凝剂(11)，使磷在曝气池(1)内去除，曝气池(1)内活性污泥在生物膜过滤器的滤网生物膜过滤层的作用下被截留在曝气池内，维持曝气池(1)内污泥浓度，生物膜过滤器(4)过滤后出水直接排放；
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