CN105174438B - 一种改进的mbr城市污水处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的MBR城市污水处理的方法。该方法为基于传统MBR城市污水处理工艺改进得到的方法，包括以下步骤：将传统MBR城市污水处理工艺中MBR生化池中原有的活性污泥更换以芽孢杆菌属微生物为优势菌的污泥，并向MBR生化池中投加芽孢杆菌属微生物所需的营养液。应用本发明的技术方案，在传统MBR城市污水处理工艺的基础上，无需新增用地，无需新增构筑物，无需新增设备，即使当氮碳比低于4时，出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918‑2002)一级A标准T‑N＝15mg/L。

Description

一种改进的MBR城市污水处理的方法

技术领域

本发明涉及，具体而言，涉及一种改进的MBR城市污水处理的方法。

背景技术

城市生活污水主要来自家庭、商业和城市公用设施等。有机物是生活污水的主要污染物，例如：淀粉、蛋白质、糖类和矿物油等。城市生活污水的化学需氧量、生物需氧量、总氮量和总磷量都相对较高。当含氮量和含磷量较高的水质排入自然界，容易引起水体的富营养化，造成藻类大量生长繁殖，以致水质恶化，污染环境，严重时会造成赤潮和水华。目前，城市污水处理工艺中有许多采用MBR工艺。

MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。采用的膜结构型主要为平板膜和中空纤维膜，按膜孔径可划分为超滤技术。

由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除。同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。这样，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷高，能够稳定获得优质的出水水质。

该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低(理论上可以实现零污泥排放)，降低了污泥处理费用。

另外，因为生物反应器内维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。该工艺操作管理方便，易于实现自动控制，实现了水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制。

但是，由于该系统采用活性污泥，水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，其硝化菌和反硝化菌难以形成独立形态，系统的硝化效率高，COD除去率高，但反硝化却明显不足，氮碳比低于4时，出现反硝化碳源不足，使得系统出水总氮难以达到排放要求，需另投加碳源和深度脱氮工艺，大大增加运行成本和投资成本。

发明内容

本发明旨在提供一种改进的MBR城市污水处理的方法，以解决现有技术中MBR城市污水处理工艺在氮碳比低于4时，出现反硝化碳源不足，使得系统出水总氮难以达到排放要求的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种改进的MBR城市污水处理的方法。该方法为基于传统MBR城市污水处理工艺改进得到的方法，包括以下步骤：将传统MBR城市污水处理工艺中MBR生化池中原有的活性污泥更换以芽孢杆菌属微生物为优势菌的污泥，并向MBR生化池中投加芽孢杆菌属微生物所需的营养液。

进一步地，芽孢杆菌属微生物包括由枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌组成的组中的一种或多种。

进一步地，该方法包括：将MBR生化池的末端的生化池混合液回流至MBR生化池的首端。

进一步地，将传统MBR城市污水处理工艺中的MBR生化池设置为等容积4格。

进一步地，方法具体包括以下步骤：第一步：污水进入粗格栅井去除大体积的污染物质；第二步：粗格栅井的出水流入污水提升泵井，再从污水提升泵井经提升泵提升至细格栅井，细格栅井的细格栅拦截水中杂质及大颗粒物质；第三步：细格栅井的出水流入沉砂池，沉砂池将水中的沉淀物沉淀下来；第四步：沉砂池的出水流入MBR生化池，鼓风机向MBR生化池供气，生化池混合液回流泵设置在MBR生化池的末端，将生化池混合液回流至MBR生化池的首端；第五步：MBR生化池的出水流入紫外消毒渠后经过出水计量槽排出。

进一步地，粗格栅井的粗格栅的网孔为25～100mm。

进一步地，细格栅的网孔为1.5～25mm。

进一步地，降低MBR生化池的曝气量，使MBR生化池的曝气溶解氧低于2。

进一步地，营养液包括热带新鲜水果、食用酒精和纯净山泉水。

进一步地，MBR生化池内加入营养液与进水体积比为1∶0.00000004～1∶0.00000008。

应用本发明的技术方案，在传统MBR城市污水处理工艺的基础上，无需新增用地，无需新增构筑物，无需新增设备，即使当氮碳比低于4时，出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准T-N＝15mg/L。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例1的改进的MBR城市污水处理的方法的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

传统MBR城市污水处理工艺由于采用活性污泥，水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)的完全分离，其硝化菌和反硝化菌难以形成独立形态，系统的硝化效率高，COD除去率高，但反硝化却明显不足，氮碳比低于4时，出现反硝化碳源不足，使得系统出水总氮难以达到排放要求，需另投加碳源和深度脱氮工艺，大大增加运行成本和投资成本。这对这些技术问题，本发明提出了以下技术方案。

根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种改进的MBR城市污水处理的方法。该方法为基于传统MBR城市污水处理工艺改进得到的方法，包括以下步骤：将传统MBR城市污水处理工艺中MBR生化池中原有的活性污泥更换以芽孢杆菌属微生物为优势菌的污泥，并向MBR生化池中投加芽孢杆菌属微生物所需的营养液。

应用本发明的技术方案，在传统MBR城市污水处理工艺的基础上，无需新增用地，无需新增构筑物，无需新增设备，即使当氮碳比低于4时，出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准T-N＝15mg/L。

优选的，芽孢杆菌属微生物包括由枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌组成的组中的一种或多种。这些微生物即使在氮碳比低于4时，除氮效果依然很好。

根据本发明一种典型的实施方式，该方法包括：将MBR生化池的末端的生化池混合液回流至MBR生化池的首端。MBR生化池的末端回流混合液中氮氧化合物通过回流至MBR生化池的首端，在厌氧条件下实现脱氮。

优选的，将传统MBR城市污水处理工艺中的MBR生化池设置为等容积4格。等容积4格曝气池可以保持不同的溶解氧范围，溶解氧可以通过空气管路上的阀门进行调节控制，在4格中形成不同形态的芽孢杆菌为优势菌种的菌群，不同形态的芽孢杆菌发挥不同的作用，以便于氮的转化去除。

根据本发明一种典型的实施方式，方法具体包括以下步骤：第一步：污水进入粗格栅井去除大体积的污染物质；第二步：粗格栅井的出水流入污水提升泵井，再从污水提升泵井经提升泵提升至细格栅井，细格栅井的细格栅拦截水中杂质及大颗粒物质；第三步：细格栅井的出水流入沉砂池，沉砂池将水中的沉淀物沉淀下来；第四步：沉砂池的出水流入MBR生化池，鼓风机向MBR生化池供气，生化池混合液回流泵设置在MBR生化池的末端，将生化池混合液回流至MBR生化池的首端；第五步：MBR生化池的出水流入紫外消毒渠后经过出水计量槽排出。

本发明第一步中所述的粗格栅井去除“大体积”的污染物质是相对于细格栅井去除的污染物质而言的，第二步中细格栅井去除的“大颗粒物质”是相对于沉砂池沉淀的物质颗粒而言是“大颗粒物质”。

优选的，粗格栅井的粗格栅的网孔为25～100mm，进一步地，细格栅的网孔为1.5～25mm。

优选的，降低MBR生化池的曝气量，保持芽孢杆菌的优势化，利于系统的脱氮除磷。使MBR生化池的曝气溶解氧低于2mg/L。

根据本发明一种典型的实施方式，营养液包括热带新鲜水果、食用酒精和纯净山泉水，以保证芽孢杆菌属微生物的良好生长。MBR生化池内加入营养液与进水体积比为1∶0.00000004～1∶0.00000008，此比例的营养液可以保证微生物良好的繁殖和生长，从而保证污水中相关元素的去除。

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种低碳氮比城市污水的处理方法。该处理方法包括以下步骤：第一步：生活污水经市政管网进入粗格栅井去除大体积的污染物质；第二步：粗格栅井出水流入污水提升泵井，在从污水提升泵井经提升泵提升至细格栅井，细格栅将拦截水中杂质及大颗粒物质；第三步：细格栅井出水流入沉砂池，沉砂池将水中的沉淀物沉淀下来；第四步：沉砂池出水流入MBR系统，更换MBR生化池中原有的活性污泥为以芽孢杆菌为优势菌的污泥，投加芽孢杆菌所需的营养液，鼓风机向MBR生化池供气，使MBR生化池内保持合适的溶解氧量，污水通过MBR生化池内芽孢杆菌(Bacillus菌)属为优势菌种的菌群及其它微生物同化及异化作用，将污水中剩余的COD、氨氮及总氮有效地去除，根据工艺需要，回流泵设置在MBR生化池末端，生化池混合液从MBR生化池末端回流至MBR生化池首端；系统在条件较差时下仍能一直保持着芽孢杆菌(Bacillus spp.)吸取胺(有机氮)、氨氮以及铵盐，从而进行脱氮，氮元素部分以有机氮的形式进入污泥中，并通过剩余污泥的排放从系统中去除，部分转化成氮气排入空气中；第五步：MBR生化池出水流入紫外消毒渠后经过出水计量槽排出。

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种低碳氮比城市污水的处理方法。该处理方法包括以下步骤：第一步：生活污水经市政管网进入粗格栅井去除大体积的污染物质，粗格栅网孔为25～100mm；第二步：粗格栅井出水流入污水提升泵井，再从污水提升泵井经提升泵提升至细格栅井，细格栅将拦截水中杂质及大颗粒物质，细格栅网孔为1.5～25mm；第三步：细格栅井出水流入沉砂池，沉砂池将水中的沉淀物沉淀下来；第四步：沉砂池出水流入MBR生化池，在MBR生化池内加入营养液，营养液与进水体积比为1∶0.00000004～1∶0.00000008，营养液主要为热带新鲜水果、食用酒精和纯净山泉水组成，其比例和组成本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，只要能够使芽孢杆菌属微生物的良好生长即，从而保证污水中相关元素的去除；鼓风机向MBR生化池供气，使MBR生化池内保持溶解氧量，污水通过MBR生化池内以芽孢杆菌(Bacillus菌)属为优势菌种的菌群及其它微生物的同化及异化作用，将污水中剩余的COD、氨氮和总氮有效地去除，生化池混合液回流的泵设置在MBR生化池末端，回流至MBR生化池首端；第五步：MBR生化池出水流入消毒系统后经过出水计量槽排出。

下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

本发明的低碳氮比城市污水的处理方法中，微生物包括芽孢杆菌属(Bacillus菌)微生物包括由枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和多粘芽孢杆菌等，该工艺具体如图1所示，主要包括以下步骤：

第一步：生活污水经市政管网进入粗格栅井去除大体积的污染物质，粗格栅网孔为25mm；

第二步：粗格栅井出水流入污水提升泵井，再从污水提升泵井经提升泵提升至细格栅井，细格栅将拦截水中杂质及大颗粒物质，细格栅网孔为1.5mm；

第三步：细格栅井出水流入沉砂池，沉砂池将水中的沉淀物沉淀下来；

第四步：沉砂池出水流入MBR生化池。在MBR生化池加入营养液，营养液与进水体积比为1∶0.00000004～1∶0.00000008，营养液主要为热带新鲜水果、食用酒精和纯净山泉水组成，其比例和组成本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，只要能够使芽孢杆菌属微生物的良好生长即，从而保证污水中相关元素的去除。鼓风机向MBR生化池供气，使MBR生化池内保持溶解氧量，污水通过MBR生化池内以芽孢杆菌(Bacillus菌)属为优势菌种的菌群及其它微生物的同化及异化作用，将污水中剩余的COD、氨氮和总氮有效地去除，MBR生化池出水回流的泵设置在MBR生化池末端，回流至MBR生化池首端；第五步：MBR生化池出水流入消毒系统后经过出水计量槽排出。

实施上述技术方案，污水处理指标如表1所示。

表1

通过上表分析：出水COD低于40mg/L，BOD低于10mg/L，NH3-N低于8mg/L，T-N低于15mg/L，其C/B为0.5，碳氮比为3.6，出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，达到节能减排的效果。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：。

1)高效的脱氮能力

同传统的硝化、反硝化脱氮原理不同，Bacillus菌直接吸取胺(有机氮)、氨氮以及铵盐，为微生物所利用，对碳氮比的要求较低，在碳氮比大于2的情况下实现高效脱氮，出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准T-N＝15mg/L。

2)不需要另外投加碳源

MBR生化池改造后，在碳氮比大于2的情况下实现高效脱氮，无需另外补充碳源，大大降低运行成本。

3)不需要另外增加构筑物

MBR生化池的改造新工艺，无需新增构筑物，降低改造投资成本。

4)不需要新增设备

MBR生化池的改造新工艺，无需新增设备，降低改造投资成本及改造运行成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改进的MBR城市污水处理的方法，其特征在于，所述方法为基于传统MBR城市污水处理工艺改进得到的方法，包括以下步骤：将所述传统MBR城市污水处理工艺中MBR生化池中原有的活性污泥更换以芽孢杆菌属微生物为优势菌的污泥，并向所述MBR生化池中投加所述芽孢杆菌属微生物所需的营养液，所述芽孢杆菌属微生物为枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌组成的组中的一种或多种；降低所述MBR生化池的曝气量，使所述MBR生化池的曝气溶解氧低于2mg/L；所述方法具体包括以下步骤：

第一步：污水进入粗格栅井去除大体积的污染物质；

第二步：所述粗格栅井的出水流入污水提升泵井，再从所述污水提升泵井经提升泵提升至细格栅井，所述细格栅井的细格栅拦截水中杂质及大颗粒物质；

第三步：所述细格栅井的出水流入沉砂池，所述沉砂池将水中的沉淀物沉淀下来：

第四步：所述沉砂池的出水流入所述MBR生化池，鼓风机向所述MBR生化池供气，生化池混合液回流泵设置在所述MBR生化池的末端，将所述生化池混合液回流至所述MBR生化池的首端；

第五步：所述MBR生化池的出水流入紫外消毒渠后经过出水计量槽排出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述MBR生化池的末端的生化池混合液回流至所述MBR生化池的首端。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述传统MBR城市污水处理工艺中的MBR生化池设置为等容积4格。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗格栅井的粗格栅的网孔为25～100mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述细格栅的网孔为1.5～25mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述营养液包括热带新鲜水果、食用酒精和纯净山泉水。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述MBR生化池内加入营养液与进水体积比为1∶0.00000004～1∶0.00000008。