CN105129989A - 一种处理城市污水的mbbr工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其步骤为：经过一级处理的城市污水去除了污水中的悬浮物和部分有机物，而后通过进水池依次进入MBBR系统的厌氧区、好氧区和缺氧区，并由缺氧区进入二沉池；MBBR生物处理系统好氧区内悬浮的载体表面附着着硝化细菌，利于长泥龄的硝化菌的生长，各区域内的活性污泥能够对有机物进行降解处理，并对废水中的磷进行处理，以实现同时脱氮除磷。本发明的工艺具有脱氮除磷效果好、有机物利用率高等特点，同时污泥产量低，无硝化液回流，减少了运行费用，特别适合于处理低C/N的生活污水。

Description

一种处理城市污水的MBBR工艺方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种处理城市污水的MBBR工艺方法。

背景技术

在水环境压力日益突出的新形势下，污水生物处理技术的高效稳定运行，能够使污水资源化再利用，能够有效解决我国目前所面临的水资源短缺、水环境污染、水生态破坏等的现状，实现水的健康可持续循环。

由于人们生活水平不断提高，污水量逐渐增大，目前城市生活污水逐渐表现出低C/N的性质，导致脱氮过程中有机碳源相对不足，脱氮效率低下，与出水TN达标相矛盾；另一方面，传统的单泥生物脱氮除磷工艺(如A²O)中聚磷菌、反硝化菌、硝化菌等共存于同一活性污泥系统，必然存在硝化菌与聚磷菌的不同泥龄(SRT)之争，使除磷和硝化相互干扰，同时因为硝化菌是自养型专性好氧微生物，反硝化菌和聚磷菌是异养型兼性菌，系统的厌氧/缺氧/好氧交替的运行工况虽有利于反硝化和除磷，但是对硝化菌的生长较为不利。根据传统的除磷理论，碳源存在于缺氧段或者硝酸盐存在于厌氧段都会导致反硝化菌与DPB对电子受体硝态氮或对碳源的竞争，从而降低DPB的选择性优势，影响除磷效果。因此，传统的生物技术很难在同一系统中实现脱氮、除磷的效能平衡。

MBBR(MovingBedBio-filmReactor，中文名称：移动床生物膜反应器)工艺是一种由挪威KaldnesMijecpteknogi公司与SINTEF研究机构联合开发的污水处理工艺，该工艺吸收了传统流化床和生物接触氧化法两种工艺的优点，具有良好的脱氮除磷效果。污水连续经过MBBR反应器，生物不仅在活性污泥中繁殖代谢，并逐渐在悬浮填料内外表面形成生物膜，通过活性污泥中和生物膜上的微生物群落体系的共同作用，使污水得到净化。

MBBR反应器既具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少、水头损失小、不易堵塞、无需反冲洗、一般不需回流的特点，又具有活性污泥法的高效性和运转灵活性，能有效解决现有工艺的弊端，如固定床生物膜工艺的堵塞和配水不均，生物流化床的流化局限限制等，去除效率高，维护管理方便，适于城镇污水厂的改造及新建。

发明内容

本发明提供了一种处理城市污水的MBBR工艺方法，是一种对城市污水中污染物尤其氮磷具有高效处理能力的城市污水处理方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种处理城市污水的MBBR工艺方法，所述MBBR工艺方法通过MBBR处理系统，所述系统由厌氧区、好氧区和缺氧区依次连接组成，所述厌氧区和缺氧区均设有搅拌装置，厌氧区一端通过管道连接进水池，缺氧区出水进入二沉池，二沉池的污泥出口通过污泥回流管道连接厌氧池；好氧区内载体表面附着有硝化细菌，同时存在有活性污泥，具体步骤为：

（1）经过一级处理的城市污水通过进水池进入MBBR处理系统的厌氧区，在厌氧区通过搅拌装置的搅拌作用，使城市污泥达到完全混合状态；在厌氧区内主要对城市污泥进行反硝化聚磷菌厌氧释磷，同时使部分有机物被活性污泥吸附去除；

（2）经厌氧区处理后的污水进入好氧区，污水在好氧区载体表面附着的硝化细菌作用下进行硝化作用，把氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮，出水；

（3）经好氧区处理后的污水进入缺氧区，在搅拌装置的搅拌作用下达到完全混合状态，反硝化聚磷菌在此阶段进行反硝化脱氮吸磷，完成脱氮除磷；

（4）经缺氧区处理后的污水，进入二沉池，经静置沉淀后排放。

本发明中，控制厌氧区的HRT为2.5-3h，DO维持在0~0.2mg/L以下。

本发明中，控制好氧区的HRT为8.5-10h，通过鼓风曝气保持DO维持在3-4mg/L。

本发明中，控制缺氧区的HRT为2.5-3h，DO控制低于0-0.5mg/L；污水中的有机污染物为微生物的反硝化脱氮作用和聚磷菌的吸磷过程提供碳源的同时被降解去除。

本发明中，控制二沉池的HRT为2.5-3h，二沉池排出的污泥全部回流至厌氧区，污泥回流比为100%。

本发明中，经过一级处理的城市污水中的悬浮物和部分有机物去除。

本发明技术方案的理论基础：本发明采用的污水处理系统包括：进水池、MBBR系统和二沉池。

在对生物脱氮与除磷机理进行深入研究后发现，生物脱氮与除磷是两个相对独立而又相互交叉的生理过程，其交叉点就在于聚磷菌能够在缺氧条件下反硝化吸磷脱氮。反硝化除磷技术作为一种新型高效低能耗的技术成为近年来水处理领域的热点，其机理是高酸菌在厌氧条件下分解大分子有机物为低分子脂肪酸，DPB(反硝化聚磷菌)则在厌氧条件下分解体内的多聚磷酸盐产生能量ATP，以主动运输方式吸收脂肪酸并合成聚β-轻基丁酸盐(PHB)，与此同时释放出PO₄ ^3-。积累了大量PHB的DPB进入缺氧状态后，以NO₃ ^-作为氧化PHB的电子受体，利用降解PHB以产生能量并提供还原力尼克酞胺腺嚓吟二核苷酸(NADH)，并以NADH⁺作为电子运输链的载体以排除质子，从而形成质子推动力，质子推动力将体外PO₄ ^3-输送到体内，在ATP酶作用下合成ATP，将过剩的PO₄ ^3-聚合成多聚磷酸盐。DPB在缺氧条件下通过电子传递链产生的ATP超过在厌氧条件下通过分解体内聚磷酸盐产生的ATP，所以缺氧摄取的磷多于厌氧释放的磷，因此DPB具有过量摄取废水中磷的作用。

硝化菌是自养菌，其生长繁殖周期较长，因此，为保证生物池内充足的生物量，在反应体系内投加填料，形成生物膜与活性污泥共存系统。在此基础上形成的生物工艺系统MBBR成功的解决了硝化菌与聚磷菌的泥龄，反硝化与聚磷菌厌氧释磷的矛盾，能够稳定运行且处理效果良好，特别适合于处理低C/N的生活污水。

本发明包括以下有益效果：

1.采用双污泥系统，同时MBBR系统提供微生物特别是硝化细菌的固着载体，能够使长污泥龄的硝化菌优势生长，解决了聚磷菌与硝化细菌的不同泥龄之争，硝化菌和DPB在不同的污泥系统分别进行培养，使硝化菌与DPB完全分离，能够有利于反硝化除磷和硝化反应各自进行；

2.异养型兼性菌在理想的厌氧、好氧、缺氧交替的环境下进行反硝化脱氮除磷，同时好氧的硝化菌始终存在填料表面进行硝化作用，强化硝化效果；

3.由于设置中沉池，进水中60%左右的有机物被活性污泥吸附后直接进入缺氧段为反硝化以及吸磷提供碳源，提高了有机物的利用率，同时进入MBBR中的异养菌较少，水中剩余的有机物并未完全利用，更为后续处理提供保障；

4.相对与传统脱氮除磷工艺，缺氧段反硝化聚磷菌完成脱氮除磷的碳源较少，NO₃ ^-取代有机物作为电子受体；

5.污水中的有机物通过反硝化聚磷菌的代谢途径去除，而不是营好氧呼吸，因此MBBR段节省曝气，并且填料提高了D0的传质效率；

6.缺氧条件下，聚磷菌能够快速反硝化脱氮的同时吸磷，提高了污水中有机物的利用率，改善了脱氮除磷效果，同时污泥产量低，无硝化液回流(不需要好氧池和缺氧池之间的循环，达到氮磷在单一的反应器中同时去除的目的)，减少了运行费用。

附图说明

图1为本发明实例的工艺流程图。

图中标号：1为进水池，2为厌氧区，3为好氧区，4为缺氧区，5为二沉池，6为搅拌装置。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：本发明所述的一种处理城市污水的MBBR工艺方法的工艺方法，包括以下步骤：

一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其步骤为：城市污水处理经过一级处理，去除了污水中的悬浮物和部分有机物，而后通过进水池进入MBBR处理系统；

经步骤一处理后的城市污水首先进入MBBR系统的厌氧区，该区域在搅拌作用下，污泥达到完全混合状态；厌氧区的HRT为2.5-3h，DO维持在0~0.2mg/L；厌氧区内主要进行反硝化聚磷菌厌氧释磷，同时有部分有机物被活性污泥吸附去除；

经厌氧区处理后的污水进入好氧区，污水在载体表面附着的硝化细菌作用下进行硝化作用，把氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮，出水；好氧区的HRT为8.5-10h，通过鼓风曝气保持DO维持在3-4mg/L；载体表面附着着硝化细菌，利于长泥龄的硝化菌的生长，避免了传统工艺排泥造成的生物减少产生的影响，能够高效率的发挥硝化细菌的作用，提高硝化效率，从而保障反硝化脱氮；本区域内存在一定量的活性污泥，能够在一定程度上对有机物进行降解处理，以减轻后续处理负荷；

经好氧区处理后的污水进入缺氧区，在搅拌的作用下达到完全混合状态，反硝化聚磷菌在此阶段进行反硝化脱氮吸磷，完成脱氮除磷，缺氧区的HRT为2.5-3h，DO控制低于0-0.5mg/L；污水中的有机污染物为微生物的反硝化脱氮和聚磷菌的吸磷提供碳源的同时被降解去除；

经缺氧区处理后的污水，进入二沉池，经静置沉淀后排放；二沉池的HRT为2.5-3h，二沉池排出的污泥全部回流至厌氧区，回流比为100%。

此例中，城市污水进水COD浓度为300±20mg/L，氨氮浓度为40±5mg/L；厌氧区水力停留时间HRT为2h，DO为0.15±0.05mg/L；好养区的HRT为8h，通过鼓风曝气使其DO维持在3.5mg/L；缺氧区的HRT维持在2.5h，DO为0.2±0.05mg/L；二沉池的HRT为2.5h。最终出水COD浓度为40±5mg/L，氨氮浓度为4.5±0.5mg/L，去除效果均在85±5%，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18919-2002）》一级A标准。

Claims (6)

1.一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其特征在所述MBBR工艺方法通过MBBR处理系统，所述系统由厌氧区、好氧区和缺氧区依次连接组成，所述厌氧区和缺氧区均设有搅拌装置，厌氧区一端通过管道连接进水池，缺氧区出水进入二沉池，二沉池的污泥出口通过污泥回流管道连接厌氧池；好氧区内载体表面附着有硝化细菌，同时存在有活性污泥，具体步骤为：

（1）经过一级处理的城市污水通过进水池进入MBBR处理系统的厌氧区，在厌氧区通过搅拌装置的搅拌作用，使城市污泥达到完全混合状态；在厌氧区内主要对城市污泥进行反硝化聚磷菌厌氧释磷，同时使部分有机物被活性污泥吸附去除；

（2）经厌氧区处理后的污水进入好氧区，污水在好氧区载体表面附着的硝化细菌作用下进行硝化作用，把氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮，出水；

（3）经好氧区处理后的污水进入缺氧区，在搅拌装置的搅拌作用下达到完全混合状态，反硝化聚磷菌在此阶段进行反硝化脱氮吸磷，完成脱氮除磷；

（4）经缺氧区处理后的污水，进入二沉池，经静置沉淀后排放。

2.根据权利要求1所述的一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其特征在于控制厌氧区的HRT为2.5-3h，DO维持在0.2mg/L以下。

3.根据权利要求1所述的一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其特征在于控制好氧区的HRT为8.5-10h，通过鼓风曝气保持DO维持在3-4mg/L。

4.根据权利要求1所述的一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其特征在于控制缺氧区的HRT为2.5-3h，DO控制低于0-0.5mg/L；污水中的有机污染物为微生物的反硝化脱氮作用和聚磷菌的吸磷过程提供碳源的同时被降解去除。

5.根据权利要求1所述的一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其特征在于控制二沉池的HRT为2.5-3h，二沉池排出的污泥全部回流至厌氧区，污泥回流比为100%。

6.根据权利要求1所述的一种处理城市污水的MBBR工艺方法，其特征在于经过一级处理的城市污水中的悬浮物和部分有机物去除。