CN102786184A - 两级a/o—mbr脱氮除磷装置 - Google Patents

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文剑平
夏俊林
文湘华
梁辉
俞开昌
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Abstract

本发明公开了一种两级A/O—MBR脱氮除磷装置。所述脱氮除磷装置包括依次连通的厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池和膜池;所述厌氧池和第二缺氧池均与进水管相连通,所述进水管上设有进水泵;所述膜池内设有膜组件,所述膜组件与出水管相连通,所述出水管上设有出水泵;所述膜池的底部设有沉淀池,所述沉淀池通过污泥混合液回流管与所述厌氧池相连通,所述污泥混合液回流管上设有回流泵。利用该脱氮除磷装置,既能够很好地去除污水中有机物、氮、磷等污染物,又能降低MBR工艺运行能耗,因此适合于处理城镇生活污水。

Description

两级A/Ο — MBR脱氮除磷装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种脱氮除磷装置,具体涉及一种应用膜-生物反应器的两级A/0—MBR脱氮除磷装置。
背景技术
[0002] 城市污水中含有大量的氮、磷污染物质,当污水排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后,氮、磷逐渐积累下来,使水生生物特别是藻类大量繁殖,最终导致水体生态平衡遭到严重破坏,即发生所谓的富营养化现象。富营养化不仅会破坏水体原有的生态系统,还会对渔业、养殖业等造成重大的经济损失,严重时甚至危害到人类健康。为了有效遏制水体富营养化,越来越多的国家和地区制定了严格的氮、磷排放标准。但传统的污水处理工艺由于在脱氮和除磷之间存在对碳源需求的矛盾,出水氮、磷浓度难以同时达标,这使得污水脱氮除磷成为了污水处理领域的热点和难点。·
[0003] MBR是一种将膜分离技术与生物处理单元相组合的新型污水处理与回用工艺。该工艺由于采用高效的膜分离替代传统活性污泥工艺中的二沉池,固液分离效率高,出水好且稳定,可直接回用;反应器内可保持高浓度的微生物量,处理容积负荷高,占地面积省;剩余污泥产生量小;操作管理方便,自动化程度高等。鉴于MBR的优点,国内外已建立了相当规模和数量的MBR污水处理和资源化工程。MBR由于可以在高污泥浓度下运行,因此可以提高系统的处理能力,但过高污泥浓度对膜污染控制不利,需要较高曝气能耗来控制膜污染。
[0004] 污水脱氮除磷和降低系统运行能耗是MBR的重要应用领域和发展方向,由于机理复杂,影响因素众多,现有研究大多独立考察MBR的脱氮除磷或者节能降耗,难以两者兼顾。部分研究采用外加碳源的方式同时改善脱氮除磷效果,但由于增加了工艺的复杂度和运行成本,不适合大规模推广。有研究通过应用A20工艺反硝化除磷技术,使脱氮和除磷可以共用一部分碳源,能在一定程度上缓解两者的矛盾,但其效果仍然有限,在应对低碳氮比污水时脱氮效果不理想。也有采用内源反硝化技术,利用微生物的胞内物质作为碳源,无需污水中的碳源,因而非常适用于通常碳源含量有限的城市污水的脱氮除磷处理,该技术稳定性还需优化。节能方面主要以优化膜组器结构、开发更高效的曝气方式来达到节能降耗的目的。
发明内容
[0005] 为了克服传统污水处理工艺不能有效地去除污水中的氮和磷的不足,本发明的目的是提供一种两级A/0 — MBR脱氮除磷装置,利用该装置进行脱氮除磷时,可针对低碳氮比污水可以在不需额外投加碳源的条件下,进行高效脱氮除磷处理,而且工艺简单,运行能耗低于传统MBR,出水可达到国家回用水标准。
[0006] 本发明所提供的一种两级A/0 — MBR脱氮除磷装置,包括依次连通的厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池和膜池;[0007] 所述厌氧池和第二缺氧池均与进水管相连通,所述进水管上设有进水泵;
[0008] 所述膜池内设有膜组件,所述膜组件与出水管相连通,所述出水管上设有出水泵;所述膜池的底部设有沉淀池,所述沉淀池通过污泥混合液回流管与所述厌氧池相连通,所述污泥混合液回流管上设有回流泵。
[0009] 上述的两级A/0 — MBR脱氮除磷装置中,所述进水管上设有流量调节阀,以调节进入所述厌氧池和第二缺氧池中的进入比例。
[0010] 上述的两级A/0 — MBR脱氮除磷装置中,所述沉淀池可为倒锥体形,以利于污泥混合液的沉降。
[0011] 上述的两级A/0 — MBR脱氮除磷装置中,所述厌氧池、第一缺氧池和第二缺氧池内设有搅拌装置。
[0012] 上述的两级A/0 — MBR脱氮除磷装置中,所述第一好氧池、第二好氧池和膜池内设
有曝气充氧装置。
[0013] 上述的两级A/0 — MBR脱氮除磷装置中,所述厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池和膜池均可由一个或多个单元池组成。
[0014] 本发明提供的两级A/0 — MBR脱氮除磷装置,具有如下优点:本发明将两级A/0与MBR相结合,传统的MBR工艺具有很好的去氨氮能力,能将污水种的氨氮完全硝化,而两级A/0系统具有较强的反硝化能力,两者结合提高系统对总氮降解能力,适合低碳氮比污水的处理,系统总氮去除能力强,能够确保出水总氮明显优于其他传统工艺;通过在膜池设计沉淀区,可降低了进入膜分离区混合液的污泥浓度,降低膜组件工作负荷,由于降低了膜组件区域的污泥浓度,运行期间可适当降低膜组件的曝气强度,降低MBR系统的运行能耗。
附图说明
[0015] 图I为本发明提供的两级A/0-MBR脱氮除磷装置。
[0016] 图中各标记如下:1厌氧池、2第一缺氧池、3第一好氧池、4第二缺氧池、5第二好氧池、6膜池、7进水管、8进水泵、9流量调节阀、10膜组件、11出水管、12沉淀池、13污泥混合液回流管、14回流泵、15曝气充氧装置、16出水泵。
具体实施方式
[0017] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
[0018] 下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0019] 本发明提供的两级A/0—MBR脱氮除磷装置包括依次连通的厌氧池I、第一缺氧池
2、第一好氧池3、第二缺氧池4、第二好氧池5和膜池6 ;其中厌氧池I和第二缺氧池4均与进水管7相连通,该进水管7上设有进水泵8和流量调节阀9,以调节进入厌氧池I和第二缺氧池4中的进入比例;膜池6内设有膜组件10,该膜组件10与出水管11相连通,出水管11上设有出水泵16,将净化后的水排出;膜池6的底部设有倒锥体形的沉淀池12,可利于污泥混合液的沉降;该沉淀池12通过污泥混合液回流管13与厌氧池I相连通,该污泥混合液回流管13上设有回流泵14,用于将污泥混合液泵送至厌氧池I中;厌氧池I、第一缺氧池2和第二缺氧池4内均设有搅拌装置14 ;第一好氧池3、第二好氧池5和膜池6内均设有曝气充氧装置15。[0020] 本发明提供的脱氮除磷装置中,厌氧池I、第一缺氧池2、第一好氧池3、第二缺氧池4、第二好氧池5和膜池6均可由多个单元池组成。
[0021] 使用本发明提供的脱氮除磷装置进行污水处理时,其流程如下:污水经进水泵8进入厌氧池1,污水中的有机底物被聚磷菌吸收并合成为PHAs储存于胞内,同时聚磷菌释放出溶解性正磷酸盐,表现为上清液的COD降低而磷浓度升高。在厌氧池I中,有机氮也被转化为氨氮。之后污水进入第一缺氧池2,反硝化菌利用污水碳源将污泥混合液回流管13从沉淀池12输送来的硝酸盐进行反硝化脱氮,同时反硝化聚磷菌在此处可利用胞内PHAs进行反硝化除磷,去除部分硝酸盐和磷。之后污水依次进入第一好氧池3和第二缺氧池7。在该工艺流程中部分原水经过原水分流管12直接 进入第二缺氧池7,反硝化菌利用污水碳源将第一好氧池产生的硝酸盐进行反硝化脱氮。污水混合再自流进入第二好氧区,在此阶段,聚磷菌利用胞内PHAs迅速吸收去除溶解性的磷,COD由于好氧微生物的作用继续减少,同时硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,经过以上的一系列生化反应之后,污水中的氮、磷及其它污染物质已基本被去除。而最后混合液进入膜池6,膜池6污泥浓度较高,在膜池6设定了沉淀池12,部分污泥经沉淀浓缩后回流至前端工艺,通过污泥浓缩回流降低膜池污泥浓度,减小控制膜污染的曝气强度,降低运行能耗;而膜池6则起到进一步保障水质的作用,通过膜截留分离去除胶体磷等悬浮态的污染物质,最终经出水泵16抽吸排水,获得满足国家回用标准的出水。
[0022] 在上述的处理过程中,污水水质条件为:C0D含量为200至300mg/L,总氮含量为80至100mg/L,总磷含量为5至10mg/L。污泥混合液回流管的污泥混合液回流比可为200%,污泥浓度为5g/L,水力停留时间为17小时。项目进水COD :TN ^ 3 :1,出水COD含量小于30mg/L,出水TN含量小于10mg/L,最终出水达到国家回用标准。
[0023] 本发明仅设一条污泥混合液回流管,回流量可依据需要进行调整。回流比一般为100% -400% ;本发明设两条进水管,即两点进水,部分污水通过进水管直接进入厌氧池,进水中的有机底物被聚磷菌吸收并合成为PHAs储存于胞内,同时聚磷菌释放出溶解性正磷酸盐,表现为上清液的COD降低而磷浓度升高;另一部分污水通过进水管的分流管超越部分第一缺氧池和第一好氧池直接进入第二缺氧池,为第一好氧池产生的硝氮进行反硝化提供碳源。
[0024] 本发明在膜池设置了沉淀池,高浓度活性污泥进入膜池后,会因为泥水比重差,部分污泥将沉入沉淀池,污泥在漏斗状的沉淀池浓缩压实,可以提高污泥回流效率,同时部分污泥被浓缩后回流可以降低膜池污泥浓度。膜池低污泥浓度可以减小膜污染的潜势,同样也可以适当降低膜曝气强度,达到节能的目的。

Claims (6)

1. 一种两级A/0—MBR脱氮除磷装置,其特征在于:所述脱氮除磷装置包括依次连通的厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池和膜池; 所述厌氧池和第二缺氧池均与进水管相连通,所述进水管上设有进水泵; 所述膜池内设有膜组件,所述膜组件与出水管相连通,所述出水管上设有出水泵;所述膜池的底部设有沉淀池,所述沉淀池通过污泥混合液回流管与所述厌氧池相连通,所述污泥混合液回流管上设有回流泵。
2.根据权利要求I所述的氮除磷装置,其特征在于:所述进水管上设有流量调节阀。
3.根据权利要求I或2所述的氮除磷装置,其特征在于:所述沉淀池为倒锥体形。
4.根据权利要求1-3中任一所述的氮除磷装置,其特征在于:所述厌氧池、第一缺氧池和第二缺氧池内设有搅拌装置。
5.根据权利要求1-4中任一所述的氮除磷装置,其特征在于:所述第一好氧池、第二好氧池和膜池内设有曝气充氧装置。
6.根据权利要求1-5中任一所述的氮除磷装置,其特征在于:所述厌氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池和膜池均由ー个或多个单元池组成。
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