CN103936158A - 一种分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器及处理污水方法 - Google Patents

一种分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器及处理污水方法 Download PDF

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Abstract

一种分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器，由好氧反应池和封闭的缺氧反应池组成，好氧反应池与缺氧反应池之间通过H循环管和倒U管连接，实现水力循环；好氧反应池的底部设有曝气装置，该曝气装置连接好氧反应池曝气器；缺氧反应池中设有膜组件，膜组件的底部设有缺氧曝气装置，该缺氧曝气装置连接缺氧反应池曝气器，缺氧反应池曝气器的进气口连接缺氧反应池产生的气体；膜组件的上方连接一抽吸泵用于膜出水；好氧反应池曝气器和缺氧反应池曝气器均由控制系统进行控制；污水按比例分别进入好氧反应池和缺氧反应池，通过膜生物反应器出水。本发明还公开了利用上述反应器进行污水处理的方法。

Description

一种分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器及处理污水方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种强化生物脱氮效率的分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器。
本发明还涉及一种利用上述反应器进行污水处理的方法。
背景技术
目前，我国要求城市污水处理厂污水排放标准达到一级A标准，不仅如此，一些地方尤其是北京地区甚至要求达到地表水四类标准。随着我国污水排放标准的越来越严格，对于城市生活污水脱氮除磷尤其是脱氮的需求越来越高。目前传统的生物脱氮工艺如A/O,A2/O等为了达到较好的脱氮需求，一方面需要消耗大量的有机物即碳源，脱氮过程受进水有机物浓度即污水C/N的影响，在实际生活污水的处理中，C/N需达到8才能达到比较满意的脱氮效果(王晓莲,彭永臻.2009.A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术与应用[M],科学出版社.)。另一方面脱氮处理需要由硝化池(O池)回流至反硝化池(A池)，一般回流比在200％-300％，有时甚至要达到400％，大量的回流导致了处理过程的高能耗问题，同时回流比例也直接影响脱氮效率。
在传统好氧工艺中，曝气能耗是总能耗的主要部分，一般占总能耗的50％左右；在膜-生物反应器(MBR)工艺中，膜曝气占曝气能耗的50％以上。曝气能耗是污水处理运行的主要能耗，因此，有必要采取更加高效的曝气策略，降低循环泵回流能耗，提高碳源利用率。此外，传统的反应器如A2/O-MBR膜出水在O区，由于NOx的存在，出水脱氮效率难以提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低能耗和提高脱氮效率的分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器。
本发明的又一目的是提供一种利用上述分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器进行污水处理的方法。
为实现上述目的，本发明提供的一种分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器，由好氧反应池和封闭的缺氧反应池组成，好氧反应池与缺氧反应池之间通过H循环管和倒U管连接，实现水力循环；好氧反应池的底部设有曝气装置，该曝气装置连接好氧反应池曝气器；缺氧反应池中设有膜组件，膜组件的底部设有缺氧曝气装置，该缺氧曝气装置连接缺氧反应池曝气器，缺氧反应池曝气器的进气口连接缺氧反应池产生的气体；膜组件的上方连接一抽吸泵用于膜出水；好氧反应池曝气器和缺氧反应池曝气器均由控制系统进行控制；污水按比例分别进入好氧反应池和缺氧反应池，通过膜生物反应器出水。
所述的分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器，其中，缺氧反应池的顶部设有空气连通阀。
所述的分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器，其中，缺氧反应池的顶部连接有压力监测表。
所述分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器进行污水处理的方法：
污水采用分点进水的方式同时进入好氧反应池和缺氧反应池，分点进水的体积比为好氧反应池:缺氧反应池为2-3:1，污水在好氧反应池进行硝化作用，在缺氧反应池进行反硝化作用；好氧反应池的进水通过H循环管实现和缺氧反应池之间的水力循环；缺氧反应池的曝气量较大，导致液面提升通过倒U管回流至好氧反应池，由于好氧反应池和缺氧反应池中气液混合导致的密度差，水由H循环管循环至缺氧反应池，实现两个池型的水力循环；缺氧曝气装置连接缺氧反应池上方的厌氧空气作为进气，控制膜污染和缺氧反应池的缺氧条件，并通过具有分离功能的膜组件出水。
所述的方法，其中，缺氧反应池通过压力监测表和空气连通阀监测并调节缺氧反应池内的压力。
所述的方法，其中，好氧反应池的曝气控制其溶解氧为1～2mg/L。
所述的方法，其中，缺氧反应池的曝气控制其溶解氧低于0.5mg/L。
所述的方法，其中，好氧反应池和缺氧反应池的曝气均采用间歇曝气模式，好氧反应池为微孔曝气，缺氧反应池为穿孔管大气泡曝气。
本发明的效果是：
1、采用分点O/A-MBR进行生物脱氮处理，有效提高进水碳源利用率，减少了传统工艺中好氧反应池至缺氧反应池的回流，提高脱氮效率出水水质。
2、本发明利用H循环管和倒U型管道，依据液位差、混合液密度差实现好氧反应池及缺氧反应池的水力循环，节省了液体循环所需能量。
3、本发明采用曝气泵的进气为缺氧反应池低氧气体实现缺氧MBR池的缺氧条件并实现膜曝气控制膜污染的目的。
4、好氧反应池及缺氧反应池曝气均采用间歇曝气模式，节省了曝气能耗。
5、本发明能够使能耗节省30％以上，提高脱氮效率10％以上。
附图说明
图1是本发明的分点进水式O/A-MBR反应器。
附图中主要组件符号标记说明：
1-好氧反应池，1.1-H循环管，1.2-倒U管，2-缺氧反应池，2.1-压力监测表，2.2-空气连通阀，3-膜组件，3.1-膜盒压力表，4-好氧反应池的曝气器，4.1-好氧反应池曝气器进气管道，4.2-好氧反应池的曝气装置，5-缺氧反应池的曝气器，5.1-缺氧反应池曝气器进气管，5.2-缺氧反应池的曝气装置，6-进水管，6.1-好氧反应池进水，6.2-缺氧反应池进水，7-膜出水管，8-排泥管，9-控制系统。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器，其结构是：
整个反应器分为好氧反应池1和缺氧反应池2，其中缺氧反应池2加盖有池顶，实现缺氧反应池的封闭性和隔离大气，好氧反应池1和缺氧反应池2连接进水管6。好氧反应池1与缺氧反应池2之间通过H循环管1.1和倒U管1.2连接实现两个反应池之间的水力循环。
好氧反应池1的底部设有曝气装置4.2，该曝气装置4.2连接好氧反应池的曝气器4，好氧反应池的曝气器4的进气管4.1与空气相通。
缺氧反应池2中设有膜组件3，膜组件3的底部设有缺氧反应池的曝气装置5.2，该曝气装置5.2连接缺氧反应池的曝气器5，该曝气器5的进气口连接封闭的缺氧反应池2上方产生的厌氧空气作为进气进行曝气。
膜组件3的上方连接一抽吸泵连接膜出水管7，在膜出水管7中连接一膜盒压力表3。好氧反应池的曝气器4和缺氧反应池的曝气器5均由控制系统9进行控制。
缺氧反应池的顶部设有空气连通阀2.2和压力监测表2.1，监测并调节缺氧反应池内压力。
本发明的实际动作是：
污水自进水管6按体积比例2-3:1分别进入好氧反应池1和缺氧反应池2。进入好氧反应池的污水硝化反应，进入缺氧反应池的污水进行反硝化反应。
由于好氧反应池的进水6.1大于缺氧反应池的进水6.1，因此在好氧反应池的高液位下硝化液通过倒U管道进入缺氧膜池进行反硝化作用；在缺氧反应池曝气阶段由于气升作用水通过倒U管道回流至好氧反应池；由于好氧反应池与缺氧反应池曝气量不同导致的混合液密度差使液体由好氧反应池循环至缺氧反应池从而实现水力循环。缺氧反应池密闭构建，缺氧反应池曝气泵进气口位于缺氧反应池上方，从而利用缺氧反应池内低含氧量的气体进行膜曝气。
本发明的好氧反应池及缺氧反应池的曝气均采取间歇曝气模式，控制好氧反应池的溶解氧为1～2mg/L，缺氧反应池采用间歇大气泡曝气，控制缺氧反应池的溶解氧低于0.5mg/L。好氧反应池及缺氧反应池的曝气通过控制系统9控制间歇时间、曝气量等实现两池之间的水力循环及硝化和反硝化作用。好氧反应池1产生的污泥由排泥管8排出。
本发明通过分点进水O/A-MBR进行污水处理，提高碳源利用率，提高脱氮效率同时达到节省能耗的目的。
在本发明的一个实施例中，以某单位家属区排放的实际生活污水(COD＝155～530mg/L；TN＝48～103mg/L)作为实验对象。
在O/A-MBR中，将平板膜组件置于缺氧反应池中。好氧反应池与缺氧反应池的体积比为2:1，水力停留时间共9h，污泥浓度为6000mg/L，污泥停留时间SRT为20d，反应器日处理量为100L。好氧反应池进行微孔曝气，缺氧反应池进行穿孔管大气泡曝气，均采用间歇曝气模式，分别使好氧反应池溶解氧维持在1～2mg/L，缺氧反应池溶解氧小于0.5mg/L。
反应器运行中，原污水以2:1的比例分别进入好氧反应池和缺氧反应池，H循环管和倒U管道达到了良好的水力循环效果。反应器运行阶段，TN去除率在65％以上，提高脱氮效率10％以上，且节省了30％以上的运行能耗。

Claims (8)

1.一种分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器，由好氧反应池和封闭的缺氧反应池组成，好氧反应池与缺氧反应池之间通过H循环管和倒U管连接，实现水力循环；
好氧反应池的底部设有曝气装置，该曝气装置连接好氧反应池曝气器；
缺氧反应池中设有膜组件，膜组件的底部设有缺氧曝气装置，该缺氧曝气装置连接缺氧反应池曝气器，缺氧反应池曝气器的进气口连接缺氧反应池产生的气体；膜组件的上方连接一抽吸泵用于膜出水；
好氧反应池曝气器和缺氧反应池曝气器均由控制系统进行控制；
污水按比例分别进入好氧反应池和缺氧反应池，通过膜生物反应器出水。
2.根据权利要求1所述的分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器，其中，缺氧反应池的顶部设有空气连通阀。
3.根据权利要求1所述的分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器，其中，缺氧反应池的顶部连接有压力监测表。
4.利用权利要求1所述分点进水好氧-缺氧-膜生物反应器进行污水处理的方法：
污水采用分点进水的方式同时进入好氧反应池和缺氧反应池，分点进水的体积比为好氧反应池:缺氧为2-3:1；污水在好氧反应池进行硝化作用，在缺氧反应池进行反硝化作用；
好氧反应池的进水通过H循环管实现和缺氧反应池之间的水力循环；缺氧反应池的曝气量较大，导致液面提升通过倒U管回流至好氧反应池，由于好氧反应池和缺氧反应池中气液混合导致的密度差，水由H循环管循环至缺氧反应池，实现两个池型的水力循环；
缺氧曝气装置连接缺氧反应池上方的厌氧空气作为进气，控制膜污染和缺氧反应池的缺氧条件，并通过具有分离功能的膜组件出水。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，缺氧反应池通过压力监测表和空气连通阀监测并调节缺氧反应池内的压力。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，好氧反应池的曝气控制其溶解氧为1～2mg/L。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，缺氧反应池的曝气控制其溶解氧低于0.5mg/L。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，好氧反应池和缺氧反应池的曝气均采用间歇曝气模式，好氧反应池为微孔曝气，缺氧反应池为穿孔管大气泡曝气。
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