CN104261614A - 一种分段进水多级ao+mbr脱氮除磷系统 - Google Patents

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Abstract

一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，有由依次连通的厌氧池、一级缺氧区、一级好氧区、二级缺氧区、二级好氧区、三级缺氧区、三级好氧区、四级缺氧区和四级好氧区构成的多级AO生物反应池和MBR池，厌氧池、二级缺氧区、三级缺氧区和四级缺氧区的污水注入口分别各通过设置在进水管道上的污水电动调节阀和污水流量计连接污水流入管，一级好氧区、二级好氧区、三级好氧区和四级好氧区的每级曝气管路各通过一个空气电动调节阀连接空气总管，一级好氧区、二级好氧区、三级好氧区和四级好氧区的末端分别各设置有一个溶解氧浓度测定探头，MBR池设置有污水流出口和污泥排出口，污泥排出口连接厌氧池的污泥注入口。本发明提升了系统的脱氮除磷效率。

Description

一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统
技术领域
本发明涉及一种脱氮除磷系统，特别是涉及一种与膜生物反应器结合的分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统。
背景技术
随着国家对出水标准要求的提高，MBR(membrane biological reactor，膜生物反应器)工艺近年来在污水处理工程中应用日趋广泛，并成为目前污水生物处理工艺的研究热点。MBR是一种将膜分离技术与传统生物处理相结合的工艺，采用膜分离替代传统活性污泥法中的二沉池，一方面传统重力分离工艺占地面积较大，出水水质不稳定，而MBR工艺可大幅节省沉淀池用地并提升出水效果；此外，MBR优异的固液分离效果使生物反应池内可维持较高的污泥浓度，处理容积负荷高，并降低生物反应池占地。由于MBR工艺优点突出，国内目前已在多个城市建立了示范工程，并率先在北京、云南滇池等水质要求较高的城市和地区大规模使用。随着应用案例的增多，MBR工艺也暴露出一些问题，如投资大、维护复杂、能耗高等。
污水稳定的脱氮除磷效果和降低系统运行能耗一直是MBR工艺重要的研究方向。MBR并非独立设备，作为分离单元，它只能替代传统工艺中的沉淀池，其前端仍需配套生物处理设施，目前工程案例多采用AAO工艺，因此应对系统整体节能效果进行评估。而目前有关节能方面的研究成果大多针对MBR自身，如双层膜组件、错流曝气等，其配套的前置活性污泥工艺主要通过增大内回流比来实现稳定的处理效果，而节能方面的研究较少。
目前常见的AAO+MBR工艺流程如图1所示。污水首先进入厌氧池101，经缺氧池102、好氧池103处理后通过连接管104进入MBR池105进行泥水分离，为实现反硝化脱氮和维持反应池内的污泥浓度，工艺通常设置三级回流，分别为：膜池至好氧池400％、好氧池至缺氧池200％、缺氧池至厌氧池100％。此时，反应器内污泥浓度分布为：当膜池污泥浓度为10000mg/L时，好氧池为8000mg/L，缺氧池为5333mg/L，厌氧池为2666mg/L。从流程图中可见，为了保持各段污泥浓度和脱氮要求，系统需要设置700％的内回流，能耗增加较多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，脱氮效率高、对水质变化适应能力强，生物池容小、工程投资省、运行能耗低，可有效节约碳源，降低运行成本。
本发明所采用的技术方案是：一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，包括有多级AO生物反应池和通过连接管与所述多级AO生物反应池的污水流出端相连的MBR池，其特征在于，所述的多级AO生物反应池包括有依次连通的厌氧池、一级缺氧区、一级好氧区、二级缺氧区、二级好氧区、三级缺氧区、三级好氧区、四级缺氧区和四级好氧区，其中，所述的厌氧池、二级缺氧区、三级缺氧区和四级缺氧区的污水注入口分别各通过一条进水管道和设置在所述进水管道上的污水电动调节阀和调整流量分配比例的污水流量计连接污水流入管，所述的一级好氧区、二级好氧区、三级好氧区和四级好氧区的每级曝气管路上都分别各通过一个空气电动调节阀连接空气总管，所述的一级好氧区、二级好氧区、三级好氧区和四级好氧区的末端分别各设置有一个溶解氧浓度测定探头，所述的MBR池分别设置有污水流出口和污泥排出口，所述的污泥排出口通过污泥回流管连接所述厌氧池的污泥注入口。
所述的MBR池的污泥排出口设置有用于将MBR池内的污泥通过污泥回流管输送至厌氧区首端的污泥注入口的污泥回流泵。
所述的MBR池的污泥回流量设定为50％-200％。
所述的厌氧池、一级缺氧区、二级缺氧区、三级缺氧区和四级缺氧区内分别各设置有推流搅拌装置。
所述的一级好氧区、二级好氧区、三级好氧区、四级好氧区和MBR池内分别各设置有曝气充氧装置。
所述的一级好氧区、二级好氧区、三级好氧区和四级好氧区通过各自的曝气管路进入的空气的溶解氧浓度保持在1～2mg/L。
所述的多级AO生物反应池和MBR池内的污泥浓度由高至低依次为：MBR池、厌氧池、一级缺氧区、一级好氧区、二级缺氧区、二级好氧区、三级缺氧区、三级好氧区、四级缺氧区和四级好氧区。
本发明的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，污水分成四个部分按不同的比例分段进入生物池的一级缺氧区1、二级缺氧区4、三级缺氧区6和四级缺氧区8，同时MBR池提供的回流污泥从始端进入，与污水逐步混合，在生物池形成多个AO池的串联，利用污水中可利用的碳源为聚磷菌、反硝化菌提供尽可能多的营养，加速其生长，从而明显提高脱氮除磷的效率。本系统将多级AO工艺理念与MBR池相结合，利用两种工艺的特点，实现了低回流比，高污泥浓度的反应体系，不仅降低了常规AO+MBR工艺的能耗，而且提升了系统的脱氮除磷效率。在MBR池内设50％～100％的污泥回流即可实现与常规工艺相当的污泥浓度，大幅节省回流能耗；利用污水中的碳源进行反硝化，采用分级反硝化方式，在省略内回流泵的同时，确保了TN的处理效果；由于系统的TN处理能力提高，对于低碳氮比污水，可节省部分投加碳源，相应节省了运行成本；工艺运行费用低，运转灵活，效果稳定，由于污泥浓度分布同常规工艺相反，进入最后一级好氧池时浓度最低，可减轻膜组件的工作负荷，降低了MBR池运行维护成本。
附图说明
图1是现有技术的AAO+MBR工艺流程；
图2是本发明的分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统的构成示意图。
图中
1：厌氧区      2：一级缺氧区
3：一级好氧区  4：二级缺氧区
5：二级好氧区  6：三级缺氧区
7：三级好氧区  8：四级缺氧区
9：四级好氧区           10：连接管
11：MBR池               12：污水流出口
13：污泥排出口          14：污水流入管
15：污水电动调节阀      16：污水流量计
17：多级AO生物反应池    18：空气总管
19：空气电动调节阀      20：溶解氧浓度测定探头
21：污泥回流管
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统做出详细说明。
如图2所示，本发明的进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，包括有多级AO生物反应池17和通过连接管10与所述多级AO生物反应池17的污水流出端相连的MBR池11，所述的多级AO生物反应池17包括有依次连通的厌氧池1、一级缺氧区2、一级好氧区3、二级缺氧区4、二级好氧区5、三级缺氧区6、三级好氧区7、四级缺氧区8和四级好氧区9，其中，四级进水点根据处理要求的不同采取不同的流量分配策略，即所述的厌氧池1、二级缺氧区4、三级缺氧区6和四级缺氧区8的污水注入口分别各通过一条进水管道和设置在所述进水管道上的污水电动调节阀15和调整流量分配比例的污水流量计16连接污水流入管14，可根据需要实时调整流量分配比例。
所述的一级好氧区3、二级好氧区5、三级好氧区7和四级好氧区9的每级曝气管路上都分别各通过一个空气电动调节阀19连接空气总管18，可远程控制空气电动调节阀19的开启度，使所述的一级好氧区3、二级好氧区5、三级好氧区7和四级好氧区9通过各自的曝气管路进入的空气的溶解氧浓度保持在1～2mg/L。所述的一级好氧区3、二级好氧区5、三级好氧区7和四级好氧区9的末端分别各设置有一个溶解氧浓度测定探头20。
所述的一级好氧区3、二级好氧区5、三级好氧区7、四级好氧区9和MBR池11内分别各设置有曝气充氧装置。
所述的厌氧池1、一级缺氧区2、二级缺氧区4、三级缺氧区6和四级缺氧区8内分别各设置有推流搅拌装置。
所述的MBR池11分别设置有污水流出口12和污泥排出口13，所述的污泥排出口13通过污泥回流管21连接所述厌氧池1的污泥注入口。所述的MBR池11的污泥排出口13设置有用于将MBR池11内的污泥通过污泥回流管21输送至厌氧区1首端的污泥注入口的污泥回流泵。所述的MBR池11的污泥回流量设定为50％-200％。
所述的多级AO生物反应池17和MBR池11内的污泥浓度由高至低依次为：MBR池11、厌氧池1、一级缺氧区2、一级好氧区3、二级缺氧区4、二级好氧区5、三级缺氧区6、三级好氧区7、四级缺氧区8和四级好氧区9
本发明的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，将污水分成四个部分按不同的比例分段进入多级AO生物反应池的一级缺氧区1、二级缺氧区4、三级缺氧区6和四级缺氧区8，同时MBR池提供的回流污泥从始端进入，与污水逐步混合，在多级AO生物反应池形成多个AO池的串联，利用污水中可利用的碳源为聚磷菌、反硝化菌提供尽可能多的营养，加速其生长，从而明显提高脱氮除磷的效率。
本发明的进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，还可以适用于多级AO生物反应池17为依次连通的厌氧池1、一级缺氧区2、一级好氧区3、二级缺氧区4、二级好氧区5、三级缺氧区6、三级好氧区7的结构。
本发明的系统将多级AO工艺理念与MBR池相结合，其中多级AO是指3～4个AO的串联工艺，最前端设有一段厌氧池，污水按一定比例分别进入厌氧池和后几级缺氧池，为前一段好氧池中产生的硝酸盐提供反硝化碳源，最后一级好氧池连接MBR池。在MBR池内设有回流泵，将污泥回流至厌氧池前端，回流量为50％～200％，系统不再设置其他常开的内回流泵。回流过来的高浓度污泥分步稀释，以四级等比例AO为例，反应器内污泥浓度分布为：当膜池污泥浓度为10000mg/L时，第一级AO池为8000mg/L，第二级AO池为6667mg/L，第三级AO池为5714mg/L，第四级AO池为5000mg/L。因此，采用50％～100％低回流量即可实现常规工艺反硝化脱氮的效果和维持反应池内的污泥浓度，有效降低了运行能耗。利用AO和MBR两种工艺的特点，实现了低回流比，高污泥浓度的反应体系，不仅降低了常规AO+MBR工艺的能耗，而且提升了系统的脱氮除磷效率。工艺运行费用低，运转灵活，效果稳定，由于污泥浓度分布同常规工艺相反，进入最后一级好氧池时浓度最低，可减轻膜组件的工作负荷，降低了MBR池运行维护成本。

Claims (7)

1.一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，包括有多级AO生物反应池（17）和通过连接管（10）与所述多级AO生物反应池（17）的污水流出端相连的MBR池（11），其特征在于，所述的多级AO生物反应池（17）包括有依次连通的厌氧池（1）、一级缺氧区（2）、一级好氧区（3）、二级缺氧区（4）、二级好氧区（5）、三级缺氧区（6）、三级好氧区（7）、四级缺氧区（8）和四级好氧区（9），其中，所述的厌氧池（1）、二级缺氧区（4）、三级缺氧区（6）和四级缺氧区（8）的污水注入口分别各通过一条进水管道和设置在所述进水管道上的污水电动调节阀（15）和调整流量分配比例的污水流量计（16）连接污水流入管（14），所述的一级好氧区（3）、二级好氧区（5）、三级好氧区（7）和四级好氧区（9）的每级曝气管路上都分别各通过一个空气电动调节阀（19）连接空气总管（18），所述的一级好氧区（3）、二级好氧区（5）、三级好氧区（7）和四级好氧区（9）的末端分别各设置有一个溶解氧浓度测定探头（20），所述的MBR池（11）分别设置有污水流出口（12）和污泥排出口（13），所述的污泥排出口（13）通过污泥回流管（21）连接所述厌氧池（1）的污泥注入口。
2.根据权利要求1所述的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，其特征在于，所述的MBR池（11）的污泥排出口（13）设置有用于将MBR池（11）内的污泥通过污泥回流管（21）输送至厌氧区（1）首端的污泥注入口的污泥回流泵。
3.根据权利要求1所述的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，其特征在于，所述的MBR池（11）的污泥回流量设定为50%-200%。
4.根据权利要求1所述的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，其特征在于，所述的厌氧池（1）、一级缺氧区（2）、二级缺氧区（4）、三级缺氧区（6）和四级缺氧区（8）内分别各设置有推流搅拌装置。
5.根据权利要求1所述的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，其特征在于，所述的一级好氧区（3）、二级好氧区（5）、三级好氧区（7）、四级好氧区（9）和MBR池（11）内分别各设置有曝气充氧装置。
6.根据权利要求1所述的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，其特征在于，所述的一级好氧区（3）、二级好氧区（5）、三级好氧区（7）和四级好氧区（9）通过各自的曝气管路进入的空气的溶解氧浓度保持在1~2mg/L。
7.根据权利要求1所述的一种分段进水多级AO+MBR脱氮除磷系统，其特征在于，所述的多级AO生物反应池（17）和MBR池（11）内的污泥浓度由高至低依次为：MBR池（11）、厌氧池（1）、一级缺氧区（2）、一级好氧区（3）、二级缺氧区（4）、二级好氧区（5）、三级缺氧区（6）、三级好氧区（7）、四级缺氧区（8）和四级好氧区（9）。
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