CN104591480A - 浸没式膜反应器处理生活污水方法 - Google Patents

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Abstract

浸没式膜反应器用于处理生活污水的方法，在传统活性污泥法处理工艺的基础上用浸没式膜反应器来取代二沉池；工艺流程为污水由进水端依次通过格栅，斜板沉淀池，厌氧池，缺氧、好氧池，膜生物反应器内置于好氧池中，反应器下方设置曝气装置以提供水流循环动力和微生物分解有机物所需要的氧气；抽出膜生物反应器的过滤水作为出水,且采用间歇出水的方式进行排水。与广泛应用于处理市政废水的活性污泥工艺相比，具有固液分离效率高，设备简单，易实现自动化控制，不需二沉池，耐冲击负荷好，污泥产量少出水水质好等特点。

Description

浸没式膜反应器处理生活污水方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，通过浸没式膜反应器来取代二沉池，结构紧凑投资少占地面积小。
背景技术
目前活性污泥法被广泛运用于生活污水的处理，采用曝气池一般和沉淀池组成联合工艺流程。设置在曝气池前面的称初次沉淀池，设置在曝气池后面的称为二次沉淀池,分别用于废水的预处理和后处理。曝气池也有和二次沉淀池合建的。这种设施由曝气区、导流区、沉淀区、回流区四部分组成。导流区的作用是使污泥凝聚和使气水分离，为沉淀创造条件。在曝气区内废水与回流污泥充分混合,然后经导流区流入沉淀区,澄清后的水经溢流堰排出。沉淀污泥沿曝气区底部回流入曝气池。这种设施结构紧凑，流程短，可以节省污泥回流设备。但传统的活性污泥法占地面积大，基建投资高。二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。
二沉池除进行泥水分离外，还进行污泥浓缩，由于水量、水质的变化，还要暂时储存污泥。由于二沉池要进行污泥浓缩，所需要的池面积大于只进行泥水分离所需的池面积。
进入二沉池活性污泥性质特点是，活性污泥混合液浓度高(2000～4000mg/L)，具有絮凝性，属于成层沉淀。沉淀是泥水之间有清晰的界面，絮凝体结合整体共同下沉。活性污泥质轻，易被水带走，容易产生二次流和异重流的现象，使实际的过水断面远远小于设计的过水断面。
为避免曝气池首端混合液处于缺氧或厌氧状态进水有机负荷不能太高，因此曝气池负荷一般较低，曝气池末端有可能出现供氧速率大于需氧速率的现象，动力消耗过大。系统运行过程中会排出大量的活性污泥，而且系统抗冲击负荷能力差。
为了改变这些弊端本发明采用膜组件代替常规的二沉池，节约大量的土建费用和建筑面积，用膜组件取代二沉池，可将几乎所有微生物截留在反应单元内，与广泛应用于处理市政废水的活性污泥工艺相比，该方法具有固液分离效率高，设备简单，易实现自动化控制，不需二沉池，耐冲击负荷好，污泥产量少出水水质好等特点。另外可以随时根据水力负荷调整曝气量从而有效地避免了传统活性污泥处理过程中经常出现的污泥丝状膨胀。
膜组件几乎可以将所有的微生物截留在反应单元内，从而提高反应池内微生物的浓度，提高污水处理效果，同时提高系统的抗冲击负荷能力。
发明内容
本发明的目的是，提出一种将浸没式膜反应器用于生活污水处理的方法，在传统活性污泥法的工艺基础上进行改进，用浸没式膜组件来代替二沉池，进行生活污水的处理。通过膜的过滤作用几乎可将所有的微生物截留在反应单元内，从而富集微生物，提高系统内微生物的浓度，以此来提高污水处理效果，同时增强系统的抗冲击负荷能力，减少活性污泥的排放量。
本发明的技术方案是：一种将浸没式膜反应器用于处理生活污水的方法，在传统活性污泥法处理工艺的基础上用浸没式膜反应器来取代二沉池；工艺流程为污水由进水端依次通过格栅，斜板沉淀池，厌氧池，缺氧、好氧池，膜生物反应器内置于好氧池中，反应器下方设置曝气管道以提供水流循环动力和微生物分解有机物所需要的氧气；抽出膜过滤水作为系统出水，采用间歇出水的方式进行排水，通过排水八分钟，停止两分钟的方式进行排水以减少污染物在膜表面的堆积。
本发明主要是运用浸没式膜反应器来取代二沉池，从而使整个系统的布局更加紧凑，减少占地面积，减少投资。
进一步，来水首先通过细格栅来进行过滤，栅格宽度应小于3mm，以去除生活污水中存在的毛发、纤维等可能破坏膜纤维的物质，从而有效的保护后续构筑物和膜反应器组件。
系统选用膜面积不小于1.4m2、孔径为0.08μm的平板膜作为膜组件，膜组件完全浸没于好氧池中，顶部水深不小于500mm，膜组件下端与池底间距为200mm。膜组件单元四周留有足够空间，空间不小于膜组件外形尺寸的30％，当选用多个膜组件单元时，每个膜组件之间也要按照上述要求保留足够的空间。膜组件下方设置曝气装置，以提供水流循环所需的动力和微生物分解水中有机物所需的氧气。
进一步，浸没式膜反应器处理生活污水技术，曝气孔孔径为3～4mm且开孔向下，以防止活性污泥堵塞曝气孔，该系统选用气水比为20:1～30:1(体积比)进行曝气，运行过程中可根据系统实际情况进行适当调整。
进一步，浸没式膜反应器处理生活污水技术，系统出水通过自吸泵负压从膜反应器中抽吸出水，为了减少污染物在膜表面的堆积系统采用间歇出水的方式进行排水。
本发明的有益效果，通过提出的将浸没式膜反应器用于生活污水的处理方法，与广泛应用于处理市政废水的活性污泥工艺相比，具有固液分离效率高，设备简单，易实现自动化控制。该浸没式膜反应系统COD去除率可以达到99％以上，与传统活性污泥处理法90％左右的去除率相比有了很大程度上的提高。该系统好氧池内的污泥浓度可以保持在8000～8800mg/L,是传统好氧池(2000～4000mg/L)的两倍以上，好氧池内较高的污泥浓度可使其具备良好的抗冲击负荷能力。
(1)用膜组件代替传统的二次沉淀池，结构紧凑，投资少、基建费用小，便于设备化，同时减小占地面积；
(2)凭借膜组件对微生物的高效截留，可达到富集微生物的目的，因此有利于絮凝性差和污泥龄长的硝化菌的成长，氨氮去除率可达到95％以上；
(3)该系统可有效的控制出水悬浮颗粒物的浓度，受外界影响小，远低于A2/O工艺二沉池出水浊度；
(4)浸没式膜反应器处理工艺对脱色微生物的富集能力更强，因此浸没式膜反应器对色度的去除效果更好；
(5)反应器内微生物浓度高，种类多样，生物降解过程更完全，系统耐冲击负荷能力较强；
(6)可以随时根据水力负荷调整曝气量有效地避免了传统活性污泥处理过程中经常出现的污泥丝状膨胀；
(7)膜对污泥的截留使硝化细菌等世代周期较长的微生物能够很好地繁殖，有利于氮磷元素的去除；
(8)污泥停留时间长，剩余污泥量少；
(9)用膜进行固液分离效率高，处理水水质稳定，COD，SS等指标可以达到中水回用标准，有利于污水资源化。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
图2为本发明工艺与结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明为一种将浸没式膜反应器用于处理生活污水的方法。相对于传统处理方法一般只适用于中低浓度废水，高浓度废水需要稀释后才能处理的局限性，该处理系统可以适用于任何浓度废水的处理，且能达到很好的处理效果。污水由进水端依次通过格栅，斜板沉淀池，厌氧池，好氧池，膜生物反应器内置于好氧池中，反应器下方设置曝气管道以提供水流循环动力和微生物分解有机物所需要的氧气。用泵抽出膜过滤水作为系统出水，为有效防止膜表面污泥堆积的情况，系统采用间歇出水的方式进行排水。
该工艺流程如图1所示，污水来水首先通过格栅来拦截水中的漂浮物，为后续构筑物和膜组件提供保护，污水通过格栅后进入斜板沉淀池，使水中的颗粒物进行沉淀。
从沉淀池流出的污水依次进入厌氧池，缺氧池，进行脱氮释磷同时降低污水中COD的含量。
随后污水进入好氧池，通过微生物的作用分解水中的有机物同时进行硝化反应。
如图2所示膜反应器浸没于好氧池中，下设曝气装置，以提供水流循环所需的动力和微生物分解水中有机物所需的氧气。系统选用膜面积为1.4m2、孔径为0.08μm的平板膜作为膜组件，膜组件完全浸没于好氧池中，顶部水深不小于500mm，膜组件下端与池底间距为200mm或更大。膜组件单元四周留有足够空间，空间不小于膜组件外形尺寸的30％，当选用多个膜组件单元时，每个膜组件之间也要按照上述要求保留足够的空间。该系统选用气水比为20:1～30:1(体积比)进行曝气，运行过程中可根据系统实际情况进行适当调整。
为防止曝气孔被污泥堵塞，曝气管道上的曝气管采用开孔朝下的方式进行曝气，曝气孔孔径为3～4mm。
系统运行由可编程逻辑控制器控制，通过自吸泵负压从膜反应器中抽吸出水。为改善膜表面污泥堆积的情况，采用间歇式出水的方式进行排水，当停止抽水时膜两侧的压力差会减小甚至消失，膜表面的污染物更容易在气泡和上向流的作用下脱落。现采用排水八分钟，停止两分钟的方式进行排水以减少污染物在膜表面的堆积。
系统污泥排放量很小，甚至可以做到不产泥。由于反应器中的高污泥浓度，微生物的总量非常大，在消耗水中有机污染物的同时，还有许多的微生物处于“饥饿”状态，因此相当一部分处于衰亡期的微生物依靠自身的内源呼吸进行代谢分解，在保持出水污染物低浓度的同时，消耗了污泥生长过程中的剩余量。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄的情况下运行，完全可以实现较长周期内(如6月或者更长时间)不排泥或者排泥量很小，剩余污泥排放量很小，甚至不产泥。为保证系统处理效果的稳定性，当系统需要排泥时应采用少量多次排泥的方式进行，排泥量应以排泥后好氧池内污泥浓度不低于8000mg/L为宜。

Claims (7)

1.一种将浸没式膜反应器用于处理生活污水的方法，其特征是在传统活性污泥法处理工艺的基础上用浸没式膜反应器来取代二沉池；工艺流程为污水由进水端依次通过格栅，斜板沉淀池，厌氧池，缺氧、好氧池，膜生物反应器内置于好氧池中，反应器下方设置曝气装置以提供水流循环动力和微生物分解有机物所需要的氧气；抽出膜生物反应器的过滤水作为出水,且采用间歇出水的方式进行排水。
2.根据权利要求1所述的处理生活污水的方法，其特征是排水八分钟，停止两分钟的方式进行排水以减少污染物在膜表面的堆积。
3.根据权利要求1所述的处理生活污水的方法，其特征是来水首先通过格栅即细格栅来进行过滤，细栅格宽度小于3mm，以去除生活污水中存在的毛发、纤维。
4.根据权利要求1-3之一所述的处理生活污水的方法，其特征是浸没式膜反应器的膜面积为1.4m2、孔径为0.08μm的平板膜作为膜组件，膜组件完全浸没于好氧池中，顶部水深不小于500mm，膜组件下端与池底间距为200mm以上；膜组件单元四周留有足够空间，空间不小于膜组件外形尺寸的30%；膜组件下方设置曝气装置。
5.根据权利要求1或4所述的处理生活污水的方法，其特征是反应器下方设置曝气装置的曝气孔孔径为3～4mm且开孔向下，以防止活性污泥堵塞曝气孔。
6.根据权利要求1或4所述的处理生活污水的方法，其特征是选用气水比为20:1～30:1（体积比）进行曝气，运行过程中根据实际情况进行适当调整。
7.根据权利要求1或4所述的处理生活污水的方法，其特征是需要排泥时采用少量多次排泥的方式进行，排泥量以排泥后好氧池内污泥浓度不低于8000mg/L。
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