CN101704618B - 一种污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种污水处理系统，选择区、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀调节池、好氧膜池、通过出水堰依次相连，其好氧池和好氧膜池之间设有沉淀调节池。该发明工艺特点在于系统分两阶段氧化以及好养池与好氧膜池之间设置沉淀调节池，极大减小膜损耗，保证了膜池膜通量，在减小运行成本的同时明显提高系统抗冲击负荷能力；从本质上节省了膜的消耗，并同时提高了AAO的处理效率，该发明工艺装置各个组成单元按次序一体建设，单元与单元之间共壁，此设计可节约投资、节省空间、同时由于各单元彼向连也可节约运行费用。整体装置投资运行费用低、出水水质极高，特别适合于水源紧张的大中城市对于污水回用的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理工艺，特别是一种应用“厌氧-缺氧-好氧”(AAO)技术与膜生物技术(MBR)相结合的污水处理新工艺系统。
背景技术
AAO生物脱氮除磷工艺即厌氧(A)-缺氧(A)-好氧(O)活性污泥法，在20世纪70年代由美国专家在厌氧-好氧(AO)法脱氮工艺的基础上开发，是目前国内外广泛使用的同步脱氮除磷工艺。其机理是：污水依次经过厌氧池-缺氧池-好氧池被降解。厌氧池的主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氧化；缺氧池主要功能是脱氮；好氧池具备多功能性，去除BOD5，硝化和吸收磷等反应都在此功能区进行。
传统膜生物技术(MBR)处理废水机理是通过膜的高效分离作用，使得系统内可以维持较高的微生物浓度，其分离效果远好于传统沉淀池，处理出水SS含量极低，细菌和病毒被大幅去除，此高效分离效果使微生物被完全截留在生物反应器内，不但提高了反应装置对污染物整体去除效率，同时保证里良好的出水水质，对水质及水量等各种变化具有很好适应性，具有较强耐冲击负荷能力。
而传统AAO工艺与MBR工艺都具有一定缺陷。在AAO工艺中，厌氧环境下反硝化与释磷对碳源的竞争；由于二沉池的固液分离要求以及污泥膨胀等因素的影响，曝气池污泥不能维持较高浓度从而限制了生化反应效率。MBR工艺中的，容易出现膜污染，造成膜通量不断降低，严重影响处理效率；膜损耗高，运行能耗高，运行成本高。
已出现的一些改良MBR的工艺，例如传统氧化沟工艺与MBR工艺的结合，虽然通过结合膜处理工艺设置内回流，从而增强了脱氮除磷效果，然而此工艺并没能解决膜反应工艺的主要缺陷，即“容易出现膜污染，以及运行能耗成本高”等问题，如何在保证出水质量的前提下，减小运行及维护成本是MBR改良工艺的发展方向。
发明内容
为了克服上述技术的缺陷，本发明提供了一种利用对传统AAO技术进行改进，并与传统MBR技术有机结合形成的一种新型污水处理系统。
本发明实现上述目的的技术方案是：
一种污水处理系统，包括选择区(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀调节池(5)、好氧膜池(6)、进水口(7)、出水堰(8)、曝气系统(9)、膜组块(10)、出水泵(11)、出水管(12)、空气管(13)、鼓风机(14)、混合液回流泵(15)、混合液回流管(16)、污泥回流泵(17)、污泥回流管(18)、剩余污泥泵(19)、剩余污泥管(20)、好氧膜池曝气系统(21)、膜组块反冲洗装置(22)、推流搅拌器(23)、混合液回流自动控制装置(24)、污泥回流自动控制装置(25)，其特征在于：选择区(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀调节池(5)、好氧膜池(6)通过出水堰(8)依次相连；选择区(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)内设有推流搅拌器(23)；好氧池(4)和曝气系统(9)通过空气管(13)与鼓风机(14)连接，好氧池(4)内设有曝气系统(9)；曝气系统(9)设有膜组块(10)，其中膜组块(10)通过管道与出水泵(11)连接，出水泵(11)的另一端连接有出水管(12)；好氧池(4)和好氧膜池(6)分别通过管道与混合液回流自动控制装置(24)连接，混合液回流自动控制装置(24)的另一端与混合液回流泵(15)连接，混合液回流泵(15)的另一端与缺氧池(3)通过管道连接；沉淀调节池(5)和好氧膜池(6)通过剩余污泥管(20)与剩余污泥泵(19)连接；沉淀调节池(5)分别通过管道与污泥回流自动控制装置(25)连接，污泥回流自动控制装置(25)与污泥回流泵(17)连接，污泥回流泵(17)的另一端与选择区(1)连接；
进一步，所述的好氧池(4)和好氧膜池(6)之间设有沉淀调节池(5)；
进一步，所述的在好氧池(4)及好氧膜池(6)分别设置混合液回流管(16)，通过回流泵(15)使混合液回流至缺氧区(3)内；
进一步，所述的好氧池(4)及好氧膜池(6)内的混合液通过自动控制装置(24)调控回流比率；
进一步，所述的好氧膜池(6)内由一个或一个以上的膜组块(10)组成，且膜组块(10)、分别独立运行；
进一步，所述的好氧膜池(6)内的膜组块(10)设有膜组块反冲洗装置(22)；
一种污水处理系统的工作方法为：
1)污水从进水口(7)进入选择池(1)，沉淀调节池(5)经污泥回流管(18)、的污泥送入选择区(1)，并通过自动控制装置(25)进行调控，与经由进水口(7)进入的污水进行充分混合，在推流搅拌器(23)的轻微搅拌下通过、出水堰(8)进入厌氧池(2)。
2)厌氧池(2)内，在推流搅拌器(23)的轻微搅拌下污水与回流污泥混合液经由出水堰(8)进入缺氧区(3)，同时好氧池(4)以及好氧膜池(6)的混合液经回流泵(16)送入缺氧区(3)(通过自动控制装置24调控回流比率)，与从厌氧区(2)进入的混合液混合反应，随后在推流搅拌器(23)的轻微搅拌下通过出水堰(8)进入好氧区(4)；
3)好氧区(4)内，经过曝气系统(9)的作用，混合液通过出水堰(8)进入沉淀调节池(5)，同时部分混合液经回流泵(16)回流至缺氧区(3)；
4)在沉淀调节池(5)的调节作用下混合液通过出水堰(8)进入好氧膜池(6)继续好氧反应，同时通过回流污泥泵(17)在自动控制装置(25)的调控下将部分污泥回流至选择区(1)内；
5)混合液在好氧膜池(6)内经过第二阶段好氧反应，并最终通过出水泵(11)送入出水管(12)。
本发明的有益效果为：
1、该发明工艺装置各个组成单元按次序一体建设，单元与单元之间共壁，此设计可节约投资、节省空间、同时由于各单元彼此连也可节约运行费用；
2、大幅度减少投资及运行成本、运行稳定、出水水质好、膜损耗少(减少66％-75％)、运行成本较低(能耗比传统膜反应工艺降低40％)；通过改进与结合AAO工艺与MBR工艺，发挥两阶段氧化独特作用，发挥了沉淀调节池调节作用，使本装置在保证出水水质的前提下明显降低了传统膜池污泥浓度(8000mg/L-12000mg/L)使其保持于8000mg/L-10000mg/L之间，从而从根本上解决了膜生物反应技术的主要难题，即生物膜污染及膜损耗高问题，大大延长处理同等水质条件下的膜寿命(平均延长2-3倍)；
3、运行高效稳定、抗冲击负荷能力强；同时通过沉淀调节池及膜池的后续作用可使前部好氧池保持较高污泥浓度(4000mg/L-5000mg/L)，明显高于传统AAO工艺污泥浓度(3000mg/L-4000mg/L)提高AAO抗冲击负荷能力，即使出现污泥膨胀，也不会对出水产生影响，极大提高AAO工艺运行效率。
4、由于第一阶段厌氧-缺氧-好氧处理，去除了大部分大分子有机污染物，由于沉淀调节池作用去除大部分不能降解颗粒物，所以膜池SS含量低、膜反冲洗所需能耗低，相比传统工艺反冲洗能耗节约40％-60％，进一步节省运行费用。
通过两种工艺的改进与结合使出水水质优于污水再生利用工程设计规范相关标准(GB50335-2002)，同时明显节省能耗，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回收。特别适合于水源紧张的大中城市对于城市工业废水及生活废水的再利用的需求。
附图说明
图一为本发明工艺装置平面图；
图二为本发明工艺装置剖面图。
图中：1为选择区、2为厌氧池、3为缺氧池、4为好氧池、5为沉淀调节池、6为好氧膜池、7为进水口、8为出水堰、9为曝气系统、10为膜组块、11为出水泵、12为出水管、13为空气管、14为鼓风机、15为混合液回流泵、16为混合液回流管、17为污泥回流泵、18为污泥回流管、19为剩余污泥泵、20为剩余污泥管、21为好氧膜池曝气系统、22为膜组块反冲洗装置、23为推流搅拌器、24为混合液回流自动控制装置、25为污泥回流自动控制装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实例
参见图1和图2，一种污水处理系统，包括选择区1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、沉淀调节池5、好氧膜池6、进水口7、出水堰8、曝气系统9、膜组块10、出水泵11、出水管12、空气管13、鼓风机14、混合液回流泵15、混合液回流管16、污泥回流泵17、污泥回流管18、剩余污泥泵19、剩余污泥管20、好氧膜池曝气系统21、膜组块反冲洗装置22、推流搅拌器23、混合液回流自动控制装置24、污泥回流自动控制装置25；选择区1、厌氧池2、缺氧池3、好氧池4、沉淀调节池5、好氧膜池6通过出水堰8依次相连；选择区1、厌氧池2、缺氧池3内设有推流搅拌器23；好氧池4和曝气系统9通过空气管13与鼓风机14连接，好氧池4内设有曝气系统9；曝气系统9设有膜组块10，其中膜组块10通过管道与出水泵11连接，出水泵11的另一端连接有出水管12；好氧池4和好氧膜池6分别通过管道与混合液回流自动控制装置24连接，好氧池4和好氧膜池6之间设有沉淀调节池5，混合液回流自动控制装置24的另一端与混合液回流泵15连接，混合液回流泵15的另一端与缺氧池3通过管道连接；沉淀调节池5和好氧膜池6通过剩余污泥管20与剩余污泥泵19连接，好氧膜池6内的膜组块10设有膜组块反冲洗装置22，且每个膜组块10分别独立运行；沉淀调节池5分别通过管道与污泥回流自动控制装置25连接，污泥回流自动控制装置25与污泥回流泵17连接，污泥回流泵17的另一端与选择区1连接。
其工作方法为：
1)污水从进水口7进入选择池1，沉淀调节池5经污泥回流管18、的污泥送入选择区1，进行预脱硝，降低其中的溶解氧及硝酸盐氮，从而保证厌氧区2的厌氧效果，提高系统的除磷能力，并通过自动控制装置25进行调控，与经由进水口7进入的污水进行充分混合，在推流搅拌器23的轻微搅拌下通过、出水堰8进入厌氧池2；
2)厌氧池2内，在推流搅拌器23的轻微搅拌下污水与回流污泥混合液经由出水堰8进入缺氧区3，同时好氧池4以及好氧膜池6的混合液通过自动控制装置24调控回流比率，使好氧池污泥浓度维持在4000mg/L-6000mg/L经回流泵16送入缺氧区3，使混合液中硝酸盐和亚硝酸盐发生反硝化反应，达到生物脱氮的目的，同时也可以回收氧和部分碱度，与从厌氧区2进入的混合液混合反应，随后在推流搅拌器23的轻微搅拌下通过出水堰8进入好氧区4；
3)好氧区4内，经过曝气系统9的作用，混合液通过出水堰8进入沉淀调节池5，同时部分混合液经回流泵16回流至缺氧区3；
4)在沉淀调节池5的调节作用下使绝大部分大分子物质或颗粒产生沉降，混合液通过出水堰8进入好氧膜池6继续好氧反应，同时通过回流污泥泵17在自动控制装置25的调控下根据进水水质及水量自动控制，使膜池维持在8000mg/L-10000mg/L，将部分污泥回流至选择区1内。
5)混合液在好氧膜池6内经过第二阶段好氧反应，并最终通过出水泵11送入出水管12。
数据指标：
进水水质：CODcr(mg/l)＝400，BOD5(mg/l)＝250，NH4+-N(mg/l)＝250，SS(mg/l)＝50，TP(mg/l)＝7；
出水水质：CODcr(mg/l)≤50，BOD5(mg/l)≤20，NH4+-N(mg/l)≤8，SS(mg/l)≤1，TP(mg/l)≤0.5。
Claims (7)
1.一种污水处理系统，包括选择区(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀调节池(5)、好氧膜池(6)、进水口(7)、出水堰(8)、曝气系统(9)、膜组块(10)、出水泵(11)、出水管(12)、空气管(13)、鼓风机(14)、混合液回流泵(15)、混合液回流管(16)、污泥回流泵(17)、污泥回流管(18)、剩余污泥泵(19)、剩余污泥管(20)、好氧膜池曝气系统(21)、膜组块反冲洗装置(22)、推流搅拌器(23)、混合液回流自动控制装置(24)、污泥回流自动控制装置(25)，其特征在于：选择区(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀调节池(5)、好氧膜池(6)通过出水堰(8)依次相连；选择区(1)、厌氧池(2)、缺氧池(3)内设有推流搅拌器(23)；好氧池(4)和曝气系统(9)通过空气管(13)与鼓风机(14)连接，好氧池(4)内设有曝气系统(9)；曝气系统(9)设有膜组块(10)，其中膜组块(10)通过管道与出水泵(11)连接，出水泵(11)的另一端连接有出水管(12)；好氧池(4)和好氧膜池(6)分别通过管道与混合液回流自动控制装置(24)连接，混合液回流自动控制装置(24)的另一端与混合液回流泵(15)连接，混合液回流泵(15)的另一端与缺氧池(3)通过管道连接；沉淀调节池(5)和好氧膜池(6)通过剩余污泥管(20)与剩余污泥泵(19)连接；沉淀调节池(5)分别通过管道与污泥回流自动控制装置(25)连接，污泥回流自动控制装置(25)与污泥回流泵(17)连接，污泥回流泵(17)的另一端与选择区(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：好氧池(4)和好氧膜池(6)之间设有沉淀调节池(5)。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：在好氧池(4)及好氧膜池(6)分别设置混合液回流管(16)，通过混合液回流泵(15)使混合液回流至缺氧池(3)内。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述的好氧池(4)及好氧膜池(6)内的混合液通过混合液回流自动控制装置(24)调控回流比率。
5.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述的好氧膜池(6)内由一个或一个以上的膜组块(10)组成，且膜组块(10)分别独立运行。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于：所述的好氧膜池(6)内的膜组块(10)设有膜组块反冲洗装置(22)。
7.根据权利要求1所述的一种污水处理系统的工作方法为：
1)污水从进水口(7)进入选择区(1)，沉淀调节池(5)经污泥回流管(18)的污泥送入选择区(1)，并通过污泥回流自动控制装置(25)进行调控，与经由进水口(7)进入的污水进行充分混合，在推流搅拌器(23)的轻微搅拌下通过出水堰(8)进入厌氧池(2)；
2)厌氧池(2)内，在推流搅拌器(23)的轻微搅拌下污水与回流污泥混合液经由出水堰(8)进入缺氧池(3)，同时好氧池(4)以及好氧膜池(6)的混合液通过混合液回流自动控制装置(24)调控回流比率经混合液回流泵(15)送入缺氧池(3)，与从厌氧池(2)进入的混合液混合反应，随后在推流搅拌器(23)的轻微搅拌下通过出水堰(8)进入好氧池(4)；
3)好氧池(4)内，经过曝气系统(9)的作用，混合液通过出水堰(8)进入沉淀调节池(5)，同时部分混合液经混合液回流泵(15)回流至缺氧池(3)；
4)在沉淀调节池(5)的调节作用下混合液通过出水堰(8)进入好氧膜池(6)继续好氧反应，同时通过污泥回流泵(17)在污泥回流自动控制装置(25)的调控下将部分污泥回流至选择区(1)内；
5)混合液在好氧膜池(6)内经过第二阶段好氧反应，并最终通过出水泵(11)送入出水管(12)。
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